Проект "Растения и окружающая среда". Окружающая среда и растения

Растения и окружающая среда

Для жизни растений необходимы определенные условия. Условия жизни зависят от влияния различных факторов природы. Важнейшую роль в жизни растений играют факторы неживой природы: свет, вода, температура, минеральные соли. На растения влияют также и факторы живой природы: деятельность различных живых организмов, в том числе и человека.

Свет необходим для жизни растений. Без него не образуется хлорофилл и не идет фотосинтез . Свет нужен для нормального роста растений: у затененного растения побеги поблекнут и станут длиннее и тоньше 111.

Но не все растения требуют яркого освещения. Например, кислица, грушанка, мятлик лесной и другие растения растут в тенистых местам 112 . Листья этих растений темно-зеленые. Они содержат большое число хлоропластов, способных улавливать рассеянный свет.

Тепло также необходимое условие жизни растений. Одни из растений теплолюбивы, а другие холодостойки. Теплолюбивые растения — южане по происхождению. Из культурных растений это кукуруза, фасоль, тыква, огурцы, томаты. Большинство растений средней полосы и северных районов нашей страны холодостойки. Семена их способны прорастать при температуре 1—3 °С, а всходы их свободно переносят легкие весенние заморозки.

Вода нужна растениям. Она входит в состав цитоплазмы и клеточного сока каждой живой клетки. Без воды не могут передвигаться по растению питательные вещества, не происходит фотосинтез; благодаря испарению растения не перегреваются.

Потребность в воде у разных растений различна. Например, кувшинка живет в воде 113 . Растения, подобные капусте , растут на суше, но им необходимо много воды. Кактусы и некоторые другие растения нуждаются в небольших количествах воды 114 , 115 . Это объясняется тем, что эти растения накапливают запасы воды в различных органах: кактусы — в стебле, молодило — в сочных листьях, а хлорофитум — в особых вздутиях на корнях.

Из воздуха растения при дыхании поглощают кислород, а при фотосинтезе — углекислый газ.

Минеральные вещества поступают в растения из почвы, но из них растениям больше всего нужны те, что содержат азот, фосфор и калий. В очень небольших количествах необходимы растениям бор, марганец, железо.

Кроме того, на растения влияют окружающие их живые организмы — животные, другие растения и микроорганизмы. Животные питаются растениями, опыляют их, разносят плоды и семена. Крупные растения могут затенять молодые, мелкие. Некоторые растения используют другие в качестве опоры. Микроорганизмы, разлагающие растительные остатки, обогащают почву перегноем и минеральными веществами, которые доступны растениям.

В свою очередь растения влияют на окружающую среду. Они изменяют состав воздуха: увлажняют его, поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Растения изменяют состав почвы . Они поглощают из нее одни вещества и выделяют в нее другие. Корневые системы растений закрепляют склоны оврагов, холмов, речных долин, предохраняя почвы от разрушения. Лесные посадки защищают поля от суховеев. Растения, испаряющие много влаги, например эвкалипты, могут быть использованы для осушения заболоченных территорий.

Деятельность человека оказывает многообразное влияние на природу. Человек осушает болота и орошает засушливые земли.

Создавая благоприятные условия для выращивания сльскохозяйственных культур. Он выводит новые высокопродуктивные и устойчивые к заболеваниям сорта растений. Человек борется с сорняками и способствует распространению ценных растений.

Но деятельность человека может оказывать и отрицательное воздействие на природу. Так, неправильное орошение может вызвать заболачивание и засоление почв и привести к гибели растений. Вырубка лесов часто приводит к разрушению плодородного слоя почвы и даже образованию пустынь. Подобных примеров можно привести много, и все они свидетельствуют о том, что человек оказывает огромное влияние на растительный мир и природу в целом.

studlib.info

Окружающая среда

1. «Окружающая среда» — это более научное понятие. Оно характеризует естественные природные условия и экологическое состояние определенной местности. Обычно этот термин используется для описания природных условий на поверхности Земли, включая живую и неживую природу, а также их взаимодействие с организмом человека.

2. Природная среда- природа, рассматриваемая по отношению к существующим в ней организмам, в том числе людям.Природная среда- совокупность абиотических и биотических факторов, естественных и измененных в результате деятельности человеческого общества, оказывающих влияние на человека и другие организмы.Природная среда- часть окружающей среды; природная составляющая среды обитания и производственной деятельности человечества. Природная среда отличается от других составляющих окружающей среды свойством самоподдержания и саморегуляции без корректирующего вмешательства человека.

3. Природный объект - естественная экологическая система, природный ландшафт и составляющие их элементы, сохранившие свои природные свойства.

4. Природно антропогенный объект — это природный объект, измененный в результате хозяйственной и иной деятельности, и/или объект, созданный человеком, обладающий свойствами природного объекта и имеющий рекреационное и защитное значение.

5. Объ­ект, созданный человеком для обеспечения его социальных по­требностей и не обладающий свойствами природных объектов, называется антропогенным объектом.

6. К видам негативного воздействия на окружающую среду относятся: выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ и иных веществ; сбросы загрязняющих веществ, иных веществ и микроорганизмов в поверхностные водные объекты, подземные водные объекты и на водосборные площади; загрязнение недр, почв; размещение отходов производства и потребления; загрязнение окружающей среды шумом, теплом, электромагнитными, ионизирующими и другими видами физических воздействий; и иные виды негативного воздействия на окружающую среду.

7. Загрязнение окружающей среды – это негативное воздействие на природу, вызванное деятельностью человека. Загрязнением окружающей среды является поступление в окружающую среду вещества и (или) энергии, свойства, местоположение или количество которых оказывают негативное воздействие на окружающую среду.

8. Вред окружающей природной среде - загрязнение окружающей среды, порча, уничтожение, повреждение, нерациональное использование природных ресурсов, разрушение естественных экосистем. Под вредом понимается реальный ущерб и упущенная выгода.

9. Проблемы экоголического кризиса:

   1. изменение климата планеты

   2. загрязнение мирового океана

   3. нарушение озонового слоя

   4. загрязнение атмосферы

   5. радиоактивное загрязнение

   6. уменьшение площади лесов, приведшее к кислородному дисбалансу,

   7. исчезновение многих видов растений и животных

   8. загрязнение городов и ухудшение условий жизни в них.

Причины экологического кризиса:

1. перенаселенность планеты, при этом рост населения Земли продолжается

2. отсутствие бережного отношения человека к природе и пренебрежение законами ее развития

3. современные технологии, применяемые в промышленности и сельском хозяйстве и ведущие к загрязнению почвы, воды, воздуха, вырубке лесов, осушению болот, распашке земель и другое

10 Экосистема - основное понятие экологии. Это совокупность сосуществующих видов растений, животных, грибов, микроорганизмов, взаимодействующих между собой и с окружающей их средой обитания таким образом, что такое сообщество может сохраняться и функционировать на протяжении длительного периода геологического времени.

11 В экосистеме можно выделить два компонента — биотический и абиотический. Биотический делится на автотрофный (организмы, получающие первичную энергию для существования из фото- и хемосинтеза или продуценты) и гетеротрофный (организмы, получающие энергию из процессов окисления органического вещества — консументы и редуценты) компоненты, формирующие трофическую структуру экосистемы.

С точки зрения структуры в экосистеме выделяют:

1. климатический режим, определяющий температуру, влажность, режим освещения и прочие физические характеристики среды;

2. неорганические вещества, включающиеся в круговорот;

3. органические соединения, которые связывают биотическую и абиотическую части в круговороте вещества и энергии;

4. продуценты — организмы, создающие первичную продукцию;

5. макроконсументы, или фаготрофы, — гетеротрофы, поедающие другие организмы или крупные частицы органического вещества;

6. микроконсументы (сапротрофы) — гетеротрофы, в основном грибы и бактерии, которые разрушают мёртвое органическое вещество, минерализуя его, тем самым возвращая в круговорот.

Последние три компонента формируют биомассу экосистемы.

С точки зрения функционирования экосистемы выделяют следующие функциональные блоки организмов (помимо автотрофов):

1. биофаги — организмы, поедающие других живых организмов,

2. сапрофаги — организмы, поедающие мёртвое органическое вещество.

Экотоп

Обычно понятие экотопопределялось как местообитание организмов, характеризующееся определённым сочетанием экологических условий: почв, грунтов, микроклимата и др. Однако, в этом случае это понятие фактически почти идентично понятиюклиматоп.

На данный момент под экотопом в отличие от биотопа понимается определённая территория или акватория со всем набором и особенностями почв, грунтов, микроклимата и других факторов в неизменённом организмами виде. Примерами экотопа могут служить наносные грунты, новообразовавшиеся вулканические или коралловые острова, вырытые человеком карьеры и другие заново образовавшиеся территории. В этом случае климатопявляется частью экотопа.

Климатоп

Изначально «климатоп»был определён В. Н. Сукачёвым (1964) как воздушная часть биогеоценоза, отличающаяся от окружающей атмосферы своим газовым составом, особенно концентарией углекислого газа в приземном биогоризонте, кислорода там же и в биогоризонтах фотосинтеза, воздушным режимом, насыщенностью биолинами, уменьшенной и изменённой солнечной радиацией и освещённостью, наличием люминесценции растений и некоторых животных, особым тепловым режимом и режимом влажности воздуха.

Эдафотоп

Под эдафотопомобычно понимается почва как составной элемент экотопа. Однако более точно это понятие следует определять как часть косной среды преобразованной организмами, то есть не всю почву, а лишь её часть.

Биотоп

«Биотоп»— преобразованный биотой экотоп или, более точно, участок территории, однородный по условиям жизни для определённых видов растений или животных, или же для формирования определённого биоценоза.

Биоценоз

Биоценоз— исторически сложившаяся совокупность растений, животных, микроорганизмов, населяющих участок суши или водоёма (биотоп). Также возможно разделение биоценоза на фитоценоз и зооценоз. Фитоценоз — это совокупность растительных популяций одного сообщества, которые и формируют детерминантов консорций. Зооценоз— это совокупность популяций животных, которые и являются консортами различного порядка и служат механизмом перераспределения вещества и энергии внутри экосистемы (см. функционирование экосистем).

Биотоп и биоценоз вместе формируют биогеоценоз/экосистему.

12 Учение о биогеоценозах.Параллельно с развитием концепции экосистем успешно развивается учение о биогеоценозах, автором которого был академик В. Н. Сукачев (1942).

«Биогеоценоз– это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и мира микроорганизмов, почвы и гидрологических условий), имеющих свою специфику взаимодействия этих слагаемых ее компонентов и определенный тип обмена веществами и энергией между собой и другими явлениями природы и представляющая собой внутренне противоречивое единство, находящееся в постоянном движении, развитии» (В. Н. Сукачев, 1964).

В биогеоценозе В. Н. Сукачев выделял два блока: экотоп –совокупность условий абиотической среды ибиоценоз– совокупность всех живых организмов.

13 Биотоп и биоценоз вместе формируют биогеоценоз.

Биотоп

«Биотоп»— преобразованный биотой экотоп или, более точно, участок территории, однородный по условиям жизни для определённых видов растений или животных, или же для формирования определённого биоценоза.

Биоценоз

Биоценоз— исторически сложившаяся совокупность растений, животных, микроорганизмов, населяющих участок суши или водоёма (биотоп). Также возможно разделение биоценоза на фитоценоз и зооценоз. Фитоценоз — это совокупность растительных популяций одного сообщества, которые и формируют детерминантов консорций. Зооценоз— это совокупность популяций животных, которые и являются консортами различного порядка и служат механизмом перераспределения вещества и энергии внутри экосистемы (см. функционирование экосистем).

14.Абиотические— факторы неживой природы:

15. для естественной экосистемы характерны три признака:

1) экосистема непременно представляет собой совокупность живых и неживых компонентов;

2) в рамках экосистемы осуществляется полный цикл, начиная с сотворения органического вещества и заканчивая его разложением на неорганические составляющие;

3) экосистема сохраняет устойчивость в течение некого времени, что обеспечивается определенной структурой биотических и абиотических компонентов.

Закономерности экосистемы

закон оптимальности гласит, что любая система функционирует с наибольшей эффективностью в некоторых характерных для нее пространственно-временных пределах. В саморазвивающейся динамической системе всегда присутствуют два типа подсистем: первая сохраняет и закрепляет ее строение и функциональные особенности, а вторая ориентирована на ее изменение. Благодаря этому система имеет возможность самосохранения и развития в условиях обновляющейся среды существования. Также наблюдается тенденция всего сущего к усложнению организации путем нарастающей дифференциации функций и подсистем (органов). При этом выполняются законы ускорения эволюции и вектора развития, которые, объединив можно сформулировать: развитие однонаправлено, а его темпы возрастают.Для живого формулируется закон необратимости эволюции Л.Долло, согласно которому организм (популяция, вид) не может вернуться к прежнему состоянию, уже осуществленному в ряду предков. При этом действует закон последовательности прохождения фаз развития: фазы развития природной системы могут следовать лишь в эволюционно и функционально закрепленном (исторически, эволюционно, геохимически и физиолого-биохимически обусловленном) порядке, обычно от относительно простого к сложному, как правило, без выпадения промежуточных этапов, но, возможно, с очень быстрым их прохождением или эволюционно закрепленным отсутствием.

Очевидно, что в жизни экологических систем действуют общие законы сохранения и термодинамики важные с точки зрения изучения потоков вещества и энергии.

Масса и энергия подчиняются закону сохранения, то есть они не могут исчезать и появляться ни из чего.

Закон сохранения массы в приложении к экосистемам звучит следующим образом: баланс вещества в системе количественно определяется разницей масс поступившего и вышедшего вещества за определенный промежуток времени.

Пеpвое начало теpмодинамики гласит, что энергия не создается ни из чего и не исчезает в никуда, а только переходит из одной формы в другую. Энергия имеет множество разнообразных воплощений, среди них энергия движения, теплота, энергия гравитации, электрическая энергия, химическая энергия и другие. Независимо от формы, энергия означает способность совершать работу.

Втоpое начало теpмодинамики указывает, в каком направлении протекают естественные самопроизвольные процессы: энергетические процессы могут идти самопроизвольно только при условии перехода энергии из концентрированной формы в рассеянную. То есть во всех процессах некоторая часть энергии теряет свою способность совершать работу и ухудшает свое качество. Втоpое начало теpмодинамики также формулируется через понятие энтpопии (мера беспорядка): процессы в изолиpованной системе сопpовождаются pостом энтpопии.

В откpытых системах, к котоpым относятся и экологические, могут идти пpоцессы как с возpастанием, так и уменьшением энтpопии. При этом в экосистеме вещество распределяется таким образом, что в одних местах энтропия возрастает, а в других резко снижается. В целом же, система не теряет своей организованности или высокой упорядоченности. Способность системы снижать неупорядоченность внутри себя иногда интерпретируют как способность накапливать отрицательную энтропию - негэнтропию.

Продолжая рассмотрение вопросов энтропии в экосистемах, стоит остановиться еще на двух положениях. Первое - положение Э.Шредингера, утверждающего, что упорядоченность организма (особи) всегда выше. чем окружающей его среды и, следовательно, организм отдает в эту среду компоненты менее организованные, чем те, которые он из этой среды получает. Следовательно, правомерно положение Хаасе о том, что организм питается негэнтропией, то есть энергетический показатель качества пищи всегда выше, чем тот же показатель продуктов диссимиляции.

Большое значение в развитии экологических систем имеет закон максимизации энергии и информации: система всегда стремиться к максимальному освоению поступающей к ней энергии и информации, что определяет ее устойчивость и конкурентоспособность.

Логическим развитием закона максимизации энергии и информации является закон минимума диссипации энергии Л.Онсагера или принцип экономии энергии: при вероятности развития процесса в некотором множестве направлений реализуется то, что обеспечивает минимум диссипации энергии.

16.

По продуктивности экосистемы разделяются на 4 класса.

1. Экосистемы очень высокой биологической продуктивности — свыше 2 кг/м2 в год. К ним относятся заросли тростника в дельтах Волги, Дона и Урала. По продуктивности они близки к экосистемам тропических лесов и коралловых рифов.

2. Экосистемы высокой биологической продуктивности — 1—2 кг/м2 в год. Это липово-дубовые леса, прибрежные заросли тростника на озере, посевы кукурузы и многолетних трав при орошении.

3. Экосистемы умеренной биологической продуктивности — 0,25—1 кг/м2 в год. Такую продуктивность имеют многие растения: сосновые и березовые леса, сенокосные луга и степи, "морские луга", водоросли в Японском море.

4. Экосистемы низкой биологической продуктивности — менее 0,25 кг/м2 в год. Это арктические пустыни островов Северного Ледовитого океана, тундры, полупустыни.

Средняя продуктивность экосистем Земли не превышает 0,3 кг/м2 в год.

Биологическая продуктивность экосистем — основа жизни биосферы и человека как ее части. Она зависит от ресурсов почвы (ее обеспеченности питательными элементами и влагой), атмосферы, солнечного света и тепла. Каждый из этих ресурсов незаменим. Продуктивность экосистемы в основном зависит от того ресурса, которого недостаточно или который находится в избытке (пример: переувлажнения почвы или высокая температура воздуха).

Такой ресурс называется лимитирующим (т. е. ограничивающим) фактором; так, например, в Прикаспийской низменности урожай лимитируется количеством осадков. В зоне тундры и горных районов урожай лимитируется количеством тепла.

Чтобы повысить продуктивность экосистем, человек стремится уменьшить влияние лимитирующих факторов — вносит удобрения, сажает влаголюбивые культуры, строит теплицы, парники.

Биологическая продуктивность может снижаться и при загрязнении экосистем газообразными или жидкими ядовитыми отходами промышленных и сельскохозяйственных предприятий (кислотные дожди, ядохимикаты, дефолианты и т. д.).

17.

принцип Ле Шателье-Брауна: при внешнем воздействии, выводящем систему из устойчивого равновесного состояния, равновесие смещается в том направлении, в котором эффект внешнего воздействия ослабляется. Отсюда вытекаетпринцип тормозящего развития, суть которого сводится к тому, что в период наиболее интенсивного развития системы возникают также и максимально действующие тормозящие эффекты. Например, резкое сужение речной долины в период паводка становится причиной подъема воды выше этого суженого створа. Он же, в свою очередь, оказывается сдерживающим фактором разлива рек и затопления поселков и полей в расположенной ниже этого створа предгорной равнине. Подобные природные “тормозящие эффекты” широко используются в практике предотвращения некоторых стихийных катастроф. В частности - для предотвращения угрозы селевых потоков в селеопасных долинах рек создаются условия для снижения скорости грязекаменного потока

18.

19. Энергия - это изначальная движущая сила экосистем причем всех - и природных и антропогенных. Энергетические ресурсы этих систем могут быть неисчерпаемы - солнце ветер приливы и исчерпаемы - топливно-энергетическими (уголь, нефть, газ и т. п). Используя топливо, человек может добавляя В СИСТеМУ ИЛИ ДаЖе полностью ее субсидировать энергией. Опираясь на эти энергетические особенности существующих систем, Ю. Одум (1986) предложил их классификацию, приняв энергию за основу, и выделил «четыре фундаментальных типа экосистем: 1. Природные: движимые Солнцем, несубсидируемые. 2. Природные, движимые Солнцем, субсидируемые другими естественными источниками. 3. Движимые Солнцем и субсидируемые человеком., 4. Индустриально-городские, движимые топливом (ископаемым, другим органическим или ядерным)». Эта классификация принципиально отличается от биомной, основанной на структуре экосистем, так как она основана на свойствах среды. Тем не менее, она хорошо дополняет ее. Первые два типа — это природные экосистемы, а третий и четвертый следует отнести к антропогенным. К первому типу экосистем относятся океаны, высокогорные леса, являющиеся основой жизнеобеспечения на планете Земля. Ко второму типу экосистем относят эстуарии в приливных морях, речные экосистемы, дождевые леса, т. е. те, которые субсидируются энергией приливных волн, течений и ветра. Хотя экосистемы первого типа неспособны поддерживать высокую плотность их фауны и флоры, но они занимают громадные площади — одни океаны — это 70% территории земного шара. Ими движет энергия только самого Солнца, и они являются основой, стабилизирующей и поддерживающей жизнеобеспечивающие условия на планете.

20. Агроцено́з— биогеоценоз, созданный человеком (искусственная экосистема). Обладает определённым видовым составом и определёнными взаимоотношениями между компонентами окружающей среды.

21. Первое отличие

состоит в разном направлении отбора. В природных экосистемах существует естественный отбор, отвергающий неконкурентоспособные виды и формы организмов и их сообществ в экосистеме и тем самым обеспечивающий её основное свойство — устойчивость. В агроценозах действует преимущественно искусственный отбор, направленный человеком прежде всего на максимальное повышение урожайности сельскохозяйственных культур. По этой причине экологическая устойчивость агроценозов невелика. Они не способны к саморегуляции и самовозобновлению, подвержены угрозе гибели при массовом размножении вредителей или возбудителей болезней. Поэтому без участия человека, его неустанного внимания и активного вмешательства в их жизнь агроценозы зерновых и овощных культур существуют не более года, многолетних трав — 3—4 года, плодовых культур — 20—30 лет. Затем они распадаются или отмирают.

Второе отличие

состоит в источнике используемой энергии. Для естественного биогеоценоза единственным источником энергии является Солнце, точнее свет от него. В то же время агроценозы, помимо солнечной энергии, получают дополнительную энергию, которую затратил человек на производство удобрений, химических средств против сорняков, вредителей и болезней, на орошение или осушение земель и т. д. Без такой дополнительной затраты энергии длительное существование агроценозов практически невозможно.

Третье отличие

сводится к тому, что в агроэкосистемах резко снижено видовое разнообразие живых организмов. На полях обычно культивируют один или несколько видов (сортов) растений, что приводит к значительному обеднению видового состава животных, грибов, бактерий. Кроме того, биологическое однообразие сортов культурных растений, занимающих большие площади (иногда десятки тысяч гектаров), часто является основной причиной их массового уничтожения специализированными насекомыми (например, колорадским жуком) или поражения возбудителями болезней (мучнисто-росяными, ржавчинными, головнёвыми грибами, фитофторой и др.).

Четвёртое отличие

состоит в разном балансе питательных элементов. В естественном биогеоценозе первичная продукция растений (урожай) потребляется в многочисленных цепях (сетях) питания и вновь возвращается в систему биологического круговорота в виде углекислого газа, воды и элементов минерального питания. В агроценозе такой круговорот элементов резко нарушается, поскольку значительную их часть человек изымает с урожаем. Поэтому для возмещения их потерь и, следовательно, повышения урожайности культурных растений необходимо постоянно вносить в почву удобрения.

Таким образом, по сравнению с естественными биогеоценозами агроценозы имеют ограниченный видовой состав растений и животных, не способны к самообновлению и саморегулированию, подвержены угрозе гибели в результате массового размножения вредителей или возбудителей болезней и требуют неустанной деятельности человека по их поддержанию.

Агроценозы занимают примерно 10 % всей поверхности суши (около 1,2 млрд га) и дают человечеству около 90 % пищевой энергии. Их неоспоримые преимущества по сравнению с естественными экосистемами заключается в неограниченных потенциальных возможностях увеличения продуктивности. Однако их реализация возможна только при постоянном, научно обоснованном уходе за почвой, обеспечении растений влагой и элементами минерального питания, охране растений от неблагоприятных абиотических и биотических факторов.

22. Абиотические факторы- это факторы неживой природы, прежде всего климатические: солнечный свет, температура, влажность, и местные: рельеф, свойства почвы, соленость, течения, ветер, радиация и т.д. Эти факторы могут влиять на организмы прямо, то есть непосредственно, как свет или тепло, либо косвенно, как например, рельеф, который обуславливает действие прямых факторов - освещенности, увлажнения, ветра и пр.

23. Физические факторы - это те, источником которых служит физическое состояние или явление (механическое, волновое и др.). Например, температура - если она высокая, будет ожог, если очень низкая - обмораживание. На действие температуры могут повлиять и другие факторы: в воде - течение, на суше - ветер и влажность, и т. п.

24. Биотические факторы- это всевозможные формы влияния живых организмов друг на друга (например, опыление насекомыми растений, конкуренция, поедание одних насекомых другими, паразитизм) и на среду. Биотические взаимоотношения имеют чрезвычайно сложный и своеобразный характер и также могут быть прямыми и косвенными.

25. Антропогенные факторы- это все те формы деятельности человека, которые воздействуют на естественную природную среду, изменяя условия обитания живых организмов, или непосредственно влияют на отдельные виды растений и животных.

26. Экологические факторы - это любые факторы среды, на которые организм реагирует приспособительными реакциями.

27.

ФАКТОРЫ ИМПЕРАТИВНЫЕ , наиболее существенные экологич. факторы. Различают экзогенные и эндогенные Ф. и. В наземных экосистемах к экзогенным тносятся: интенсивность солнечной радиации и атмосферных осадков, темп-ра и влажность воздуха, скорость ветра, скорость заноса спор, семян и др. зародышей или притока взрослых особей разных видов из др. экосистем, а также различные формы антропогенного воздействия. Эндогенными Ф. и. в наземных экосистемах являются: микрометеорологические — освещенность, темп-ра и влажность приземного слоя воздуха, содержание в нем кислорода, СО2; почвенные — темп-ра, влажность, аэрация почвы, физико-механич. свойства, химич. состав и др.; биотические — плотность популяций разных видов, их возрастной и половой состав, морфологич., физиологич. и поведенч. характеристики.

10

studfiles.net

Проект "Растения и окружающая среда"

Чинеевская средняя

общеобразовательная школа

Проект «Растения и окружающая среда»

Выполнили :

ученики 4 класса

С Чинеево 2015

Это мы – 4 класс

Цель:

• понаблюдать и сделать вывод: что нужно растениям для выживания;
• оформить проект;
• поделиться знаниями с другими ребятами.

По технологии у нас есть тема «Выращивание рассады в домашних условиях, уход за рассадой.»

Изделие: «Цветы для школьной клумбы»

На этом уроке мы подготавливаем почву для выращивания рассады, высаживаем семена цветов . Учимся ухаживать за посевами. Проводим наблюдения за всходами .

Здесь же решили провести исследование «Что нужно растениям для выживания?»

Мы уже знаем, что нужно человеку для здорового образа жизни.

А как же растения?

Это мы и хотим узнать.

30 марта мы взяли землю и заполнили ею горшочки.

Посеяли семена цветов, редиса, полили. Это всё

поставили на подоконник .

Чтобы ответить на интересующий нас вопрос, мы заполнили землёй бутылку , посадили в неё астру, полили и плотно закупорили крышку.

Через неделю появилась редиска Фёдорова Ромы.

Края горшочка высокие ,

растение вытянулось.

Мы делаем вывод: редис

тянется к солнцу, поэтому

стал длинным и тонким.

5 апреля взошли Димины семена «Моя мама» .

Сеянцы взошли дружно. Вывод: всхожесть семян

хорошая.

Через один- два дня взошли другие семена. Мы их

поливали, меняли место на подоконнике.

Растениям это нравится.

Мы ухаживали за своей рассадой,

наблюдали.

Вот они какие!

Что же с нашим экспериментом?

Бутылка закупорена. В ней нет свежего воздуха.

Росточек тут появился, но растёт медленно, чахлый, некрасивый.

Вывод: растениям нужен свежий воздух, который нужен растениям для дыхания. Из воздуха они забирают газ, который называется углекислым, и преобразуют его в кислород.

Вывод:

Растениям нужен :

• свет;
• тепло;
• вода;
• свежий воздух.

Если эти условия есть – растения крепкие, красивые, чувствуют себя комфортно, дают хороший урожай.

kopilkaurokov.ru

Окружающая среда

Разнообразно воздействуя на окружающую среду, мы сами постоянно испытываем ее влияние. Как и все прочие организмы, мы зависим от условий среды обитания. Источник всего живого на Земле — Солнце. Без его живительного тепла мир превратился бы в безжизненную пустыню, покрытую льдом и камнем. Солнце — источник энергии для жизни растений и животных. Оно создает ветры, нагревая огромные массивы суши и воздушные массы над ними, и служит движущей силой круговорот воды в природе, поднимая водяные пары в атмосферу Земли. Солнце — жизненно важная составляющая окружающей среды, без которой жизнь нашей планете была бы невозможна.

Климат

Больше всего на климат влияют следующие причины: удаленность от экватора, от океана (в глубине континентов климат значительно суше) и высота над уровнем моря (чем выше вы поднимаетесь в горы, тем становится холоднее). Солнечная энергия распределяется по земной поверхности очень неравномерно, И экваториальные области получают ее гораздо больше, чем полярные. Этот дисбаланс (неуравновешенность) — причина возникновения ветров на нашей планете. В полярных областях солнечные лучи проходят. В атмосфере более длинный путь и рассеиваются над более обширными территориями, чем на экваторе. Поэтому на полюсах гораздо холоднее. Взаимодействие теплых ветров и океанических течений в тропиках и холодных ветров и течений в приполярье изменяет климат там, где они встречаются. Живые организмы очень сильно зависят от условий окружающей среды. Температура, количество осадков и другие составляющие климата в каждой области влияют на внешний вид, размеры и образ жизни растений и животных, обитающих там. Климат и ландшафт обычно взаимодействуют друг с другом, создавая среду обитания, пригодную для жизни различных организмов. Долговременное совместное влияние климата и выветривания создало плодородные почвы.

Значение почвы

Под воздействием температуры, ветра и воды горные породы на земной поверхности разрушаются. Создаются минеральные частицы, которые участвуют в создании почв. На этих частицах растут крошечные растения. Отмирая, они образуют органические вещества — так называемый гумус. Смесь органических веществ и минеральных частиц и называют почвой или фунтом. Почва содержит еще воду и воздух — они находятся между частицами грунта, — а кроме того, миллионы микроскопических организмов — например, бактерии, разнообразные виды насекомых и других животных. Существует немало различных типов почв. Каждый отличается свои пропорциями гумуса а также частиц, которые образовались в результате эрозии (разрушения) разных горных пород. На каждом типе почвы растут только ей присущие растения. Почва — источник пищи для большинства зелень растений. Из нее они получают воду и минеральные веществ необходимые им для развития. Почва — надежная опора для их корней и стеблей.

Опыты с почвой

Возьмите немного почвы, чтобы определить ее состав, насыпьте в банку с водой, взболтайте и дайте отстоятся несколько дней, а затем исследуйте разные ее слои. Возьмите пробы почвы из разных мест. Проделайте то же самое с образцами каждого типа почв. Чтобы узнать, какие животные обитают в почве, положите в воронку кусок марли и насыпьте сверху немного почвы. Поставьте воронку на пустую банку на ночь под лампу. Свет и собственная тяжесть заставят крошечных обитателей почвы провалиться в банку.

Эрозия почв

Большая часть земной поверхности покрыта слоем почвы толщиной от 0,5 см — в горах до 2 метров — в местах активного земледелия. Мы все зависим от сохранения этого слоя почвы, так как он — основной источник пищи. Однако ему угрожает эрозия (разрушение). Загрязнение, недостаточное искусственное орошение, интенсивное земледелие и вырубка лесов приводят к тому, что пахотный слой почвы разрушается: значительную часть его уносят ветры и смывают воды. Если этот процесс будет продолжаться, на Земле не останется достаточно пахотных земель, и существование человечества окажется под угрозой. В начале 30-х гг. XX в. огромные площади полей на Среднем Западе США опустошила мощная эрозия почв. Из-за интенсивного земледелия, отсутствия деревьев и огромных, открытых всем ветрам площадей в сочетании с засухой возникли мощные слои пыли. Пахотный слой почвы превращался в пыль, и сильные ветры легко сдували и уносили ее.

Всем живым организмам на Земле для нормального развития и жизнедеятельности необходима энергия. Источник этой энергии — солнце. Зеленым растениям солнечная энергия нужна, чтобы питаться простейшими элементами из окружающей среды. Такие растения называют источниками. Они используют солнечный свет в процессе, который называют фотосинтезом, для превращения воды и углекислого газа в кислород и углеводы. Одни углеводы в сочетании с минеральными веществами содержащимися в почве, растения используют для роста. Другие образуют в растениях запасы пищи (главным образом — в листьях), которые они расходуют по необходимости. Животные сами не способны производить пищу. Они зависят от запасов пищи, создаваемых растениями, и получают из них жизненную энергию. Поэтому животных называют потребителями.

Положите немного семян кресс-салата в две плоские коробочки, устланные бумагой. Поместите обе коробочки в темный шкаф на несколько дней, а затем выньте одну из них и поставьте на подоконник. Еще через несколько дней вы сможете сами убедиться, насколько важен солнечный свет для роста и развития растений. Добавьте немного пищевого красителя в воду, которой вы поливаете здоровый кресс-салат. Посмотрите, что произойдет. Растения будут активно поглощать воду. Растения поворачивают свои листья к солнечному свету. Проследите, как развивается растение на солнце, а затем поверните его и посмотрите, как оно будет на это реагировать.

Влияние строительной индустрии на окружающую среду

Строительная индустрия — сложный многоплановый комплекс, оказывающий мощное воздействие на природную окружающую среду, резко изменяющий природные биогеоценозы, создающий для человека специфическую среду обитания.

Строительная индустрия представляет собой целую систему производственной деятельности и включает следующие компоненты.

1. Добыча строительных материалов и сырья для их производства. Эта составляющая строительной индустрии приводит к разрушению природных биогеоценозов, коренным образом меняет природные ландшафты, изменяет водный режим природных водоемов (рек, озер и т. д.), загрязняет атмосферу, гидросферу и литосферу регионов, где ведутся добывающие работы, из естественных участков природы отчуждаются большие территории, появляются карьеры, отвалы, отходы вскрышных пород.
2. Переработка первичного сырья, получение строительных материалов и их компонентов (цемента, бетона, кирпича, керамики, различных строительных конструкций). Эта часть строительной индустрии приводит к загрязнению воздушного бассейна пылью, газами, гидросферы и литосферы жидкими и твердыми отходами.
3. Производство самих строительных работ, при которых воздвигаются промышленные и гражданские постройки. При этом происходит отчуждение новых территорий, сильное изменение старых территорий поселений, загрязнение литосферы строительным мусором, твердыми и жидкими отходами. За счет работы различных строительных машин окружающая среда загрязняется опасными газообразными и жидкими отходами, характерными для автотранспорта.
4. Компонент строительной индустрии, связанный с технической эксплуатацией промышленных и гражданских зданий. В этих зданиях осуществляется производственная и бытовая деятельность людей, что определяет специфику воздействия данного компонента на природную окружающую среду. В процессе эксплуатации зданий производятся ремонтные строительные работы, воздействие которых на среду аналогично таковому при капитальном строительстве, исключая некоторые этапы (нулевой цикл, строительство вспомогательных коммуникаций и т. д.).

Необходимо отметить, что для степени воздействия работ, осуществляемых в строительной индустрии, важна стадия проектирования, ибо экологически грамотное проектирование позволяет уменьшись нагрузку на природную окружающую среду.

Проблема урбанизации планеты, роль урбанизации в возрастании антропогенного воздействия на Природу

С ростом народонаселения увеличивается и число населенных пунктов, усиливается воздействие строительной индустрии и на Природу. Строительство — вечная проблема, как педагогика, производство пищевой продукции и т.д. Различают сельские и городские поселения. Роль городских поселений с развитием цивилизации и ростом народонаселения все более возрастает.

Урбанизация — рост городского населения, следовательно, и числа населенных пунктов городского типа, при этом увеличивается количество крупных городов или их комплексов — мегаполисов.

Мегаполисами являются Москва, Санкт-Петербург, Лондон, Нью-Йорк, Токио и ряд других городов. В России все больше появляется городов с населением более 1 млн человек. Растут темпы урбанизации. Так, в России 65 % населения проживают в городах, в то время как в начале века городское население составляло 15%.

Город создает ситуацию скопления на относительно небольшой территории большого числа людей и различного рода предприятий, что приводит к значительному изменению природных условий, создает большую экологическую нагрузку на регион расположения города.

Город — это специфическая природно-антропогенная среда, которая отличается от природной среды данного региона за городом. Так, среднегодовая температура в городской черте выше, чем за городом, при этом температура в центре выше на 1 — 1,5 градуса, чем на окраинах. Такой температурный режим создает особый ветровой режим и приводит к появлению воздушных потоков от периферии города к центру. За счет аккумуляции тепла асфальтом и зданиями города воздух хуже проветривается и медленнее циркулирует.

Воздух городов беднее кислородом и богаче углекислым газом, чем воздух пригородов. Его загрязненность техногенными примесями в пять раз больше, выше запыленность, облачность, меньше солнечная радиация и ультрафиолетовая инсоляция, а из-за этого большее загрязнение патогенными бактериями.

Город характеризуется высоким уровнем шума, который на магистралях достигает 100 дБ.

В городах усложняются проблемы утилизации бытовых и промышленных отходов, возникают сложности с различными коммуникациями, в том числе и с водоснабжением и т. д.

Таким образом, строительная индустрия загрязняет среду всем комплексом газообразных, жидких и твердых загрязнителей.

Для понимания особенностей природоохранной деятельности на различных предприятиях, функционирующих в рамках строительной индустрии, необходимо рассмотрение зонирования населенных пунктов как основы для реализации охраны окружающей человека среды.

Краткая характеристика функционального зонирования населенных пунктов, в том числе и городов

Населенные пункты по количеству проживающих в них людей разделяют на города, поселки, села, деревни и т.д. Различают мегаполисы, крупные и средние города. В мегаполисах проживает более 5 млн. человек. Нормальное функционирование современного населенного пункта невозможно без рационального зонирования отдельных частей населенного пункта, исходя из главных функций, которые выполняет эта зона в таком пункте.

Населенное место состоит из селитебной (жилой), промышленной, санитарно-защитной, складской, внешнетранспортной и зеленой зон. Рассмотрим краткую характеристику каждой зоны с позиций экологической целесообразности.

1. Селитебная (жилая) зона. В этой зоне сосредоточены жилые и административные здания учебных, медицинских, спортивных и других учреждений, зеленые насаждения общего пользования (бульвары, скверы, парки, сады, площадь которых составляет до 15 м2 на человека). Располагается с наветренной стороны выше по течению рек по отношению к промышленным и сельскохозяйственным предприятиям. С экологической точки зрения, более оптимальными являются высокоэтажные постройки, однако высокая этажность создает психологические проблемы и проблемы здоровья пожилых людей, что необходимо учитывать для создания оптимальных вариантов застройки.
2. Промышленная зона. В этой зоне находятся различные промышленные предприятия, которые связаны удобными транспортными линиями с селитебной зоной. Она располагается с подветренной стороны и вниз по течению рек относительно жилой зоны. Расстояние от жилой зоны — в пределах 40 мин езды на транспорте, но это расстояние зависит от характера производимой продукции — если это взрыво- или пожароопасные предприятия или на них вырабатывается вредная для людей продукция, то их желательно располагать дальше от жилой зоны.
3. Санитарно-защитная зона. Эта зона создается с целью уменьшения влияния промышленной зоны на население. Ширина санитарно-защитной зоны зависит от класса воздействия предприятия на среду обитания и колеблется от 1000 до 50 м (от I до V классов вредного воздействия). В случае необходимости ширину этой зоны можно увеличить в несколько раз, но не более чем в три раза. В защитной зоне должны быть зеленые насаждения, занимающие не менее 40 % территории, при этом рекомендуется высаживать клен американский, тополь канадский, ольху зеленую, яблоню сибирскую и т. д.
4. Коммунально-складская зона. Она предназначена для размещения складов, предприятий по обслуживанию транспорта (автобусных и трамвайно-троллейбусных парков), торговых баз, предприятий бытового обслуживания и т. д. Находится вне жилой зоны, по возможности в санитарно-защитных зонах промышленных предприятий; в больших городах складские зоны располагаются рассредоточено.
5. Зона внешнего транспорта. В этой зоне находятся вокзалы, порты, пристани, грузовые станции. Расположена, как правило, вне жилой зоны. Автовокзалы и железнодорожные вокзалы рекомендуется объединять. В крупных городах создаются кольцевые железнодорожные и автомагистрали для того, чтобы транзитные поезда или средства автотранспорта не заезжали в город. Жилая зона отделяется от зоны транспорта защитной санитарной зоной шириной 100 м. Скоростные дороги и дороги для движения грузового автомобильного транспорта необходимо размещать ниже жилой зоны по течению реки.
6. Зеленая зона. Эта зона окружает населенный пункт и образует с ним единое ландшафтное целое. В пригородной зоне выделяют лесопарковый пояс, примыкающий к городу, его ширина колеблется от 2 до 20 км. Зеленая зона Москвы в два раза больше площади города, Токио — в шесть раз. Зеленые насаждения образованы древесными, кустарниковыми и травянистыми формами. Наиболее приемлемыми древесными растениями для зеленой зоны являются клен, липа, ель, сосна, граб, тополь и т. д. Из кустарниковых форм рекомендуются сирень, шиповник, можжевельник и др. Важно рационально размещать насаждения: низкорослые кустарники высаживают около стен зданий, высокие деревья — на достаточном расстоянии, чтобы обеспечить их нормальное развитие.

geography-ege.ru

Глава 2. Растения — индикаторы загрязненности окружающей среды

Глава 2. Растения — индикаторы загрязненности окружающей среды

В настоящее время разработана концепция комплексного экологического мониторинга природной среды (Израэль, 1979), составной частью которого должен быть биологический мониторинг, осуществляемый на станциях фонового мониторинга. Большое внимание, уделяемое ныне биологическому мониторингу, определяется рядом обстоятельств.

Во-первых, измерение физических и химических параметров загрязненности природной среды более трудоемко по сравнению с методами биологического мониторинга.

Во-вторых, в окружающей человека среде нередко присутствует не один, а несколько токсичных компонентов. При этом довольно часто возникает синергизм в их действии на живые организмы, при котором суммарный эффект превышает действие, оказываемое каждым компонентом в отдельности. Иными словами, концентрация каждого отдельного компонента комплекса загрязнителей, фиксируемая с помощью физико-химических методов, может казаться неопасной для живых организмов, тогда как их совокупное влияние является угрожающим. Этот синергизм не учитывается физико-химическими методами изучения загрязненности природной среды, однако он выявляется при использовании биоиндикации, т. е. при наблюдении непосредственного воздействия загрязнителей природной среды на живые организмы.

Разумеется, биологический мониторинг не подменяет и не вытесняет физико-химических методов исследования состояния природной среды. Однако его использование позволяет существенно повысить точность прогнозов сдвигов в экологической обстановке, вызванных деятельностью человека.

Принципы биологического мониторинга в настоящее время интенсивно разрабатываются. Весьма важным элементом его является растительный мир, который очень чутко реагирует па загрязненность окружающей человека среды. Не удивительно, что исследователи рассматривают растения как наиболее чувствительные и надежные индикаторы загрязненности атмосферы и гидросферы.

Растения, произрастающие в городе, страдают от выхлопных газов автомобилей и дыма труб. Они рано стареют, редеет и уродуется их крона, преждевременно желтеют и опадают листья. Если сосны растут поблизости от промышленного предприятия, то хвоя опадает тем быстрее, чем сильнее загрязнен воздух. В норме хвоя сосны опадает через 3–4 года, тогда как поблизости от промышленных предприятий значительно раньше.

В индикаторной роли древесных растений нетрудно убедиться во время прогулки по большому городу. Липы, растущие в боковых тихих улочках со слабым автомобильным движением, чувствуют себя прекрасно. Их крона темно-зеленая, развесистая. Совсем по-другому выглядят липы на магистралях с интенсивным движением транспорта. Здесь немало угнетенных деревьев, особенно растущих возле светофоров. Дело в том, что при торможении автомашин в атмосферу попадает особенно много фитотоксикантов, которые сильно угнетают растения. Листья у них словно обгоревшие, а ветви, обращенные в сторону автомагистрали, нередко засохшие, отчего крона выглядит однобокой. Сравните дерево, растущее возле самой дороги и расположенное во втором ряду посадок. Они также существенно отличаются.

Индикаторные растения могут использоваться как для выявления отдельных загрязнителей воздуха, так и для оценки общего качественного состояния природной среды. Фитотоксическое действие атмосферных загрязнителей выявляется путем наблюдения за дикорастущими и культурными растениями, произрастающими в зоне загрязнения. В ходе наблюдений прежде всего необходимо исключить возможность повреждения растений биотическими или же абиотическими факторами, не связанными с загрязнением окружающей среды.

Следует заметить, что растения одного какого-то вида могут оказаться устойчивыми к действию того или иного загрязнителя. В связи с этим общее качественное состояние природной среды невозможно охарактеризовать путем изучения только одного вида. Таким образом, т. е. с помощью мониторинга на уровне вида, возможна специфическая индикация одного какого-то загрязнителя.

Мониторинг на уровне вида включает в себя констатацию присутствия растения, учет частоты его встречаемости, изучение анатомо-морфологических и физиологобиохимических свойств. При этом может учитываться, например, ширина годичных колец, площадь поврежденной поверхности листьев, аномалии роста, мощность воскового налета, содержание хлорофилла, активность некоторых ферментов.

Обнаружив по состоянию дикорастущих и культурных растений присутствие в воздухе специфических загрязнителей, приступают к измерению количества этих веществ путем стандартной экспозиции некоторых растений в обследуемом районе. Р. Гудериан (1979) предлагает использовать при этом следующие методы:

1. Экспозиция растений в контейнерах или на делянках.

2. Экспозиция в тест-камерах с фильтрованным и нефильтрованным воздухом.

3. Экспозиция на специальных стендах.

4. Испытание растений в лабораторных условиях.

На всех этих объектах производится количественное измерение отдельных реакций на загрязнение (степень повреждения листьев, скорость роста, величина урожая). Для количественной характеристики предлагается использовать генетически однородный растительный материал и стандартные условия выращивания.

Наряду с мониторингом на уровне вида используется мониторинг на уровне сообществ. При этом учитываются различные показатели разнообразия видов. Так, например, был предложен метод, в основе которого лежит способность диатомовых водорослей успешно расти на стеклах. Он позволяет фиксировать как изменения в структуре сообщества диатомовых водорослей, так и в видовом составе при воздействии загрязнений, находящихся в водной среде. При естественных условиях структура сообщества диатомовых водорослей остается довольно постоянной во времени. Однако, если в водную среду поступают загрязнения, богатые биогенными элементами (азотом, фосфором, углеродом), некоторые виды становятся очень многочисленными. При поступлении же токсических веществ наблюдается типичное снижение числа видов и величины популяций, хотя иногда некоторые виды, устойчивые к токсикантам, становятся очень многочисленными из-за отсутствия конкуренции за пищу. Такие диатометры можно помещать в различные участки реки. В ряде случаев они могут быть использованы для обнаружения присутствия небольших количеств тяжелых металлов или радиоактивных материалов, поскольку некоторые металлы концентрируются водорослями до количеств, в тысячи раз превышающих их содержание в окружающей среде.

Как на уровне вида, так и на уровне сообщества о состоянии природной среды можно судить по показателям продуктивности растений. Дело в том, что изменения в экологической обстановке сказываются на круговороте биомассы и потоках энергии в сообществах.

Среди методов мониторинга природной среды важное место принадлежит учету содержания загрязнителей в живых организмах. Некоторые анатомо-морфологические и физиолого-биохимические признаки растений могут служить критерием количества поглощенного растениями фитотоксиканта. Однако прямая зависимость между количеством поглощенного загрязнителя и интенсивностью проявлений этих признаков может отсутствовать. В связи с этим становится целесообразным непосредственное измерение его количества в растительном материале. Для этой цели удобно использовать такие растения, которые обладают устойчивостью к загрязнителям и в то же время селективно аккумулируют их. Так, например, для определения содержания в воздухе соединений фтора предлагается анализировать малочувствительные к ним растения плевела многоцветкового и плевела многолетнего. По величине накопления фитотоксикантов в листьях за определенный период можно определить среднее его содержание в окружающем воздухе.

Для оценки загрязненности атмосферы вредными примесями в прошлом японские исследователи предлагают использовать анализ строения годичных колец деревьев. С этой целью рекомендуется исследовать очертания самих колец, а также плотность ранней и поздней древесины.

Индикаторы присутствия сернистого газа

Лишайники нетребовательны к факторам внешней среды, они являются пионерами, поселяющимися на голых скалах. Однако для своего существования эти растения нуждаются в очень чистом воздухе. Малейшее загрязнение атмосферы, не влияющее на большинство высших растений, вызывает массовую гибель лишайников.

Еще в 1866 г. финский лихенолог В. Нюландер, описавший лишайники Парижа, отметил видовую бедность лихенофлоры большого города по сравнению с флорой его окрестностей. При повышении степени загрязненности воздуха первыми исчезают из городов кустистые лишайники, затем листоватые и, наконец, накипные (корковые) лишайники. Во многих промышленно развитых городах, особенно вокруг заводов, возникают зоны, в которых лишайники вообще отсутствуют. Это так называемая «лишайниковая пустыня». Для того чтобы читатели имели представление о размерах «лишайниковой пустыни», приведем следующие цифры: в 1957 г. ее площадь в Мюнхене составила 58 км2, а в Таллине в 1954 г. — около 12 км2.

Почему именно лишайники так чувствительны к загрязнению природной среды? Исследователи объясняют это рядом причин. Во-первых, у лишайников отсутствует непроницаемая кутикула, благодаря чему обмен газов происходит свободно через всю поверхность. Во-вторых, большинство токсичных газов концентрируется в дождевой воде, а лишайники впитывают дождевую воду всей поверхностью в отличие от цветковых растений, которые поглощают воду в основном из почвы. В-третьих, большинство цветковых растений в наших широтах активно только летом, когда уровень загрязненности обычно ниже; в то же время некоторые лишайники обладают способностью к росту при температурах ниже 0°. В-четвертых, в отличие от цветковых растений лишайники не способны избавляться от пораженных ядовитыми веществами частей своего тела каждый год.

Перечисленные выше причины высокой чувствительности лишайников к загрязнителям природной среды позволяют понять, почему в городах редко можно видеть этих представителей растительного мира. Главный враг лишайников в городах — сернистый газ. Именно он определяет распространенность некоторых эпифитных лишайников. Ученые установили, что чем выше уровень загрязненности природной среды сернистым газом, тем больше содержание серы в слоевищах лишайников, причем живое слоевище аккумулирует серу из среды интенсивнее, чем мертвое.

Вот почему, если вы решили отдохнуть в данной местности и хотите установить, насколько чист в ней воздух, поищите вокруг лишайники. Чем чище воздух, тем разнообразнее видовой состав этих растений и интенсивнее их рост. Человек, знающий некоторые виды лишайников, может довольно точно установить концентрацию сернистого газа в воздухе. Прогуливаясь по городу, он может констатировать полное отсутствие лишайников («лишайниковая пустыня»). Это означает, что концентрация двуокиси серы в воздухе превышает 0,3 мг/м3. Присутствие в городе некоторых выносливых по отношению к загрязнителям лишайников, например ксантории, фисции, анаптихии, леканоры, свидетельствует о том, что количество сернистого газа колеблется от 0,05 до 0,2 мг/м3. Если же вы видите на стволах деревьев пармелии, алектории и другие виды, то воздух довольно чист, содержание двуокиси серы не превышает 0,05 мг/м3.

Экспериментально установлено, что сернистый газ в концентрации 0,08—0,1 мг/м3 вызывает нарушение процесса фотосинтеза, появление бурых пятен в хлоропластах лишайниковых водорослей, деградацию хлорофилла, угнетение роста слоевищ. При низких значениях pH 3,2–3,4 хлорофилл необратимо окисляется, а при pH 2–3 он превращается в феофитин или расщепляется еще дальше. Повышение влажности приводит к усилению растворения сернистого газа и подкислению среды. По этой причине лишайники очень неустойчивы к фитотоксиканту при высокой влажности, но могут успешно выжить при достаточно большой концентрации двуокиси серы, если слоевище сухое.

Особое внимание исследователей привлек лишайник гипогимния вздутая (Hypogymnia physodes), серые, узколопастные слоевища которой часто встречаются на стволах хвойных. Он широко распространен на территории Европы. При концентрации сернистого газа 0,23 мг/м3 воздуха этот лишайник полностью отмирает за 29 суток. При меньшей концентрации сернистого газа (0,08 мг/м3) после восьмисуточного воздействия некроз занимал 60 % площади слоевища (Гудериан, 1979).

Для индикации загрязненности воздуха с помощью лишайников последние срезают вместе с корой деревьев незагрязненных районов, помещают на специальные стенды и выставляют в обследуемых местах. Скорость отмирания слоевища регистрируется с помощью фотографирования, которое производится на цветную или инфракрасную пленку через определенное время. Кроме того, путем микроскопирования определяют процент поврежденных клеток водорослей лишайников. Если нужно, можно определить еще содержание хлорофилла. Так осуществляется контроль за состоянием окружающей среды с помощью лишайников, выявляются границы загрязненной территории.

Установлено, что по мере удаления от центра Рура скорость отмирания подопытного лишайника снижается. Особенно удобны лишайники в качестве индикаторов загрязненности окружающей среды, по мнению Р. Гудериана (1979), в случае низких концентраций токсических веществ.

С целью индикации загрязненности окружающей среды используются специальные карты, показывающие частоту встречаемости лишайников и степень покрытия ими стволов. Такие карты составлены для различных районов ЧССР, ФРГ, Великобритании, Канады и других стран. Они почти полностью совпадают с картами, составленными на основании показаний приборов, регистрирующих загрязненность окружающей среды.

Хвойные породы особенно сильно страдают от сернистого газа. Чувствительность к нему у хвойных пород убывает в такой последовательности: ель, пихта, сосна веймутова, сосна обыкновенная, лиственница. Продолжительность жизни хвои сосны в зонах сильного загрязнения сернистым газом составляет один год, тогда как в норме — 3–4 года. Путем учета продолжительности жизни хвои и характера некрозов можно определить степень поражения хвойных насаждений сернистым газом. Важным критерием этого является также содержание хлорофилла.

Особенно удобной для целей индикации сернистого газа по содержанию хлорофилла считается криптомерия японская (Cryptomeria japonica). Ее можно использовать в течение всего года.

Согласно Гертелю, хвоя сосны образует на своей поверхности тем более толстый слой воска, чем выше концентрация или продолжительнее воздействие на нее сернистого газа. Это обстоятельство послужило основанием для разработки количественного метода индикации присутствия в атмосфере данного соединения. Суть метода заключается в том, что определенное количество хвои кипятится в воде. Принимается, что степень помутнения экстракта прямо пропорциональна количеству воска, покрывающего хвою. Чем выше мутность, устанавливаемая с помощью приборов, тем больше концентрация сернистого газа в воздухе. Такой метод получил название «тест помутнения по Гертелю».

Дальнейшие исследования показали, однако, что помутнение водного экстракта из хвои вызвано не только воском, но и целым рядом других веществ, присутствующих в растительном материале. В связи с этим возникли сомнения относительно достоверности данных, полученных с помощью указанного метода. Между тем накопление эпикутикулярного воска под влиянием сернистого газа обнаружено не только у хвойных, но и у других растений, в частности у райграса. По этой причине, возможно, следует определять не интенсивность помутнения экстракта, а непосредственно содержание воска в растительном материале.

Вместе с тем двуокись серы вызывает характерные изменения в содержании фенольных соединений, которые наблюдались за месяц до проявления видимых симптомов повреждения растений ели обыкновенной. В связи с этим реакцию изменения содержания фенолов в хвое ели предлагается использовать для оценки количества сернистого газа, загрязняющего воздух.

Другой характерный признак действия двуокиси серы на растения — снижение pH содержимого клеток. Если растения росли в центре города, то величина pH содержимого клеток коры липы широколистной (Tilia platyphyllos) равнялась 2,72, клеток ясеня обыкновенного (Fraxinus excelsior) — 3,12, а клена остролистного (Acer platanoides) — 3,42. На расстоянии 16,5 км от центра города у тех же объектов величина pH составляла соответственно 3,74, 4,21, 4,35. Между величиной pH и содержанием серы в образцах коры трех растений найдена тесная корреляция. У образцов с более кислой средой отмечено более высокое содержание серы. Таким образом, показатель кислотности клеточного содержимого может служить индикатором накопления растениями сернистого газа.

В качестве показателя скрытого повреждающего действия сернистого таза предлагается использовать интенсивность выделения этилена хвоей лиственницы, сосны и ели, величину активности фермента глутаматдегидрогеназы в листьях гороха и другие критерии.

Салат, люцерна, клевер, гречиха, хлопчатник, овес, подсолнечник, пшеница и ячмень очень сильно страдают от присутствия в среде сернистого газа. Американские исследователи предлагают использовать в качестве индикаторного растения мятлик однолетний (Роа annua), обладающий чрезвычайно высокой чувствительностью к загрязненности воздуха сернистым газом и другими газообразными примесями.

Индикаторы присутствия фтора

При индикации загрязненности атмосферы фтором используют две группы растений: устойчивые и неустойчивые к нему. Устойчивые к данному фитотоксиканту растения накапливают его. Количество фтора в этих растениях и служит показателем загрязненности воздуха фтором. Очень чувствительные к фтору растения реагируют на присутствие даже слабых концентраций этого фитотоксиканта развитием некрозов листьев.

Гладиолусы и фрезия особо чувствительны к фторидам. Эти растения предлагается широко использовать для оценки загрязненности воздуха указанными веществами. Гладиолусы очень удобны для этих целей, так как обладают повышенной устойчивостью к другому широко распространенному фитотоксиканту — сернистому газу. Весьма ценным для индикации присутствия фтора в атмосфере является голландский сорт гладиолусов «Снежная королева». По мере увеличения концентрации фтора в воздухе верхняя часть листьев растений отмирает. В качестве индикаторного растения на фториды гладиолус, успешно используется в США и Канаде.

Предложены и другие способы индикации загрязненности воздуха фторидами. Один из них основан на определении активности фермента пероксидазы. Установлено, что в растениях абрикоса, растущих вблизи алюминиевого завода, повышенное содержание фтора в тканях коррелировало с более значительной активностью пероксидазы. Повышение активности этого фермента предшествовало появлению внешних признаков отравления фтором. В связи с этим предлагается использовать показатель пероксидазной активности для оценки скрытых повреждений растений, вызываемых фтором. Аналогичные закономерности были обнаружены при действии фтора на растения ели, сосны и бука.

Индикаторы присутствия тяжелых металлов

Загрязнение окружающей среды медью резко сказывается на темпах роста растений, которые приобретают при этом карликовую форму. У некоторых из них (мак, роза) окраска лепестков меняется на голубую или даже черную. У шток-розы в этом случае цветки с ненормально узкими лепестками. Цветки эшшольции при избытке меди становятся сизыми. Прорастание семян табака под влиянием меди резко тормозится.

Некоторые бромелиевые и орхидные, культивируемые в теплицах, оказались очень чувствительными к цинку. Выяснилось, что они накапливали этот элемент из дождевой воды, которой их поливали. Цинк попадал в воду из оцинкованных несущих конструкций оранжерей. Вполне естественно, можно попытаться использовать эти растения в качестве индикаторов загрязненности окружающей среды цинком. В природной обстановке у растений под влиянием избытка цинка отмирают кончики листьев, возникают уродливые формы. У мака цветки иногда становятся махровыми.

Симптомы повреждения растений томатов никелем очень специфичны: на листьях появляются различные по величине некротические пятна. Нередко на стеблях возникают побуревшие участки, происходит усыхание стеблей в форме перетяжки. Более высокие концентрации никеля приводят к подавлению роста стеблей и корней, отмиранию точек роста.

Смолевка, поглотившая много свинца, приобретает карликовую форму. Листья и стебли этого растения становятся темно-красными, а цветки мелкими и невзрачными.

При избытке кобальта наблюдается ненормальное развитие лиственницы. Аномалия проявляется в виде неоднократного появления шишек (2–3 раза за сезон).

В апреле возникают шишки белого цвета, которые после засыхания сменяются шишками розового цвета. В июне шишки розового цвета засыхают и опадают. Вместо них появляются желтые шишки. Наконец, в июне вырастают зеленые шишки, но их цвет постепенно меняется на зеленовато-бурый или даже бурый. Ученые проследили за содержанием кобальта в шишках разного возраста и установили, что по сравнению с зелеными в белых, розовых и желтых шишках содержится в два раза больше кобальта. В буреющих шишках снова наблюдается накопление этого элемента. При обилии в окружающей среде кобальта у караганника возникают линзообразные и бочкообразные утолщения на стволах. Растение становится кривым и уродливым.

Для индикации загрязненности атмосферы тяжелыми металлами в Скандинавских странах используются низшие растения: сфагновые мхи, лишайники. Различные виды этих растений имеют неодинаковую способность к поглощению и накоплению тяжелых металлов. По данным шведских исследователей, накопление свинца, железа и марганца происходит более интенсивно в сфагнуме буром (Sphagnum fuscum) — мхе олиготрофных болот, произрастающем на кочках, по сравнению со сфагнумом длинноостроконечным (Sphagnum cuspidata), встречающимся в смежных западинках. Исследователи объясняют этот факт более высокой продуктивностью, а также повышенной ионообменной способностью сфагнума бурого. Это растение удобно использовать для индикационных целей.

Способность низших растений аккумулировать тяжелые металлы — загрязнители природной среды — широко используется при составлении карт загрязненности городов и территорий, примыкающих к автострадам. Химический анализ мхов позволил установить, что в г. Хельсинки максимальная концентрация свинца (80 мкг/л) находится на расстоянии 20 м от дороги, тогда как начиная с 40–50 м она составляет 30 мкг/л и в дальнейшем остается на этом уровне. Сходным образом изменялась концентрация цинка (от 8 до 4 мкг/л) и железа (от 2 до 0,5 мкг/л). Чем интенсивнее движение автотранспорта по дороге, тем больше свинца обнаруживалось во мхах. Так, например, при максимальной нагрузке содержание свинца составляло 223 мкг/л, а при минимальной — 40–50 мкг/л.

Так с помощью растений удается определять степень загрязненности природной среды тяжелыми металлами.

Индикаторы выхлопных газов автомобилей

Отрицательное воздействие выхлопных газов автомобилей проявляется на некоторых растениях настолько отчетливо, что их с успехом можно использовать для обнаружения опасной для здоровья людей концентрации этих газов. Особенно это важно в таких местах, где вследствие слабой циркуляции воздуха может происходить скопление выхлопных газов, например, в туннелях для автотранспорта. С целью индикации опасных концентраций ядовитых веществ там помещают сосуды с разными растениями. При большой концентрации газов концы листьев у ряда растений засыхают, а на самих листьях появляются светлые участки, лишенные хлорофилла. Эти показатели свидетельствуют о необходимости вентиляции в туннеле.

Чрезвычайно чувствительно к выхлопным газам автомобилей комнатное растение традесканция. Французские ученые подметили, что окраска ее тычинок меняется из синей в розовую при увеличении в воздухе окиси углерода и окислов азота, выбрасываемых двигателями внутреннего сгорания.

Индикаторы смога

Культурные растения под влиянием смога резко снижают урожайность: бобы — на 25, а помидоры — на 33 %. Между степенью повреждения растений от загрязнений (некроз, ожоги листьев, хлороз) и величиной урожая имеется вполне определенная количественная связь. Таким образом, культурные растения могут выступать в роли индикаторов загрязненности окружающей среды смогом.

С помощью гамма-облучения японские исследователи вывели очень чувствительный к смогу сорт бегонии, который при первых признаках фотохимического смога (0,15 частей газа на миллион частей воздуха) покрывается пятнами. Если концентрация смога продолжает увеличиваться, то пятна на листьях вздуваются, а затем образуются сквозные отверстия.

Индикаторы озона

Одним из компонентов фотохимического смога является озон. Установлено, что разные сорта одного и того же растения неодинаково реагируют на загрязнение окружающей среды, подобно тому как существует сортовая реакция растений по отношению к вредителям, болезням, воздействию неблагоприятных условий. Некоторые сорта растений оказались чувствительными к определенным веществам, загрязняющим воздух. Фасоль сорта Пинто реагирует на избыток озона и пероксиацетилнитрата. Выведены сорта табака, отличающиеся по отношению к озону. Так, растения сорта BelB устойчивы, сорта BelC чувствительны, а сорта BelW3 сильно чувствительны к нему.

В 1967 и 1968 гг. в отдельных районах ФРГ определяли загрязненность воздуха озоном на основе симптомов повреждения растений-индикаторов. В качестве растения-индикатора был использован табак сорта BelW3. Установлено, что степень повреждения растений в условиях ФРГ была ниже, чем в США. Авторы исследований объясняют это тем, что в ФРГ концентрация озона в воздухе при проведении опыта была сравнительно невысокой. В связи с этим для учета влияния пониженных концентраций озона требуются сорта табака более чувствительные, чем растения сорта BelW3.

Между тем в США в 1976 и 1977 гг. восьминедельные растения табака сорта BelW3, выращиваемые в поле на о-ве Нантакет, проявляли симптомы повреждения озоном, переносимым ветром с индустриальных районов Нью-Йорка и Вашингтона через открытый океан,

В 1981 г. был предложен оригинальный метод учета повреждений индикаторных растений озоном, включающий два этапа:

1) фотографирование поврежденных листьев в поле;

2) проведение измерений на негативах с помощью телевизионной камеры, соединенной с вычислительной машиной.

Фотографирование листьев в поле производится в определенном положении с использованием подсветки. С помощью зеленого светофильтра получают негативы, на которых некротические участки выглядят как темные пятна на белом фоне. Негативы рассматривают в телевизионной системе. Размер поврежденной фракции листа подсчитывают с помощью малой вычислительной машины. Преимущество этого метода в том, что он объективен и что фотографирование можно производить прямо в поле, не повреждая растений. Исследовалась также реакция указанных сортов табака на озон в условиях культуры ткани. В этом случае культивировавшиеся на искусственной питательной среде кусочки тканей вскоре становились коричневыми в результате разрушения поверхностных клеток. Одним из характерных признаков действия озона на растения является ингибирование прорастания пыльцы. В связи с этим предложено использовать прорастающую пыльцу в качестве биотеста на озон. Указанные выше сорта табака оказались сильно различимыми и по скорости роста пыльцевых трубок в присутствии озона. Длина пыльцевых трубок у чувствительного сорта табака BelW3 в присутствии озона была в два раза короче, чем у BelB.

Другой эффект действия озона — разрушение хлорофилла. В связи с этим некоторые исследователи предлагают простой и быстрый метод оценки повреждений озоном листьев фасоли сорта Пинто по убыли хлорофилла.

Японские исследователи предложили в качестве индикатора загрязнения окружающей среды озоном растения ипомеи сорта Scarlet O’Hara.

Индикаторы радиоактивности

Некоторые водоросли обладают способностью избирательно накапливать отдельные элементы, в том числе радиоактивные (цирконий, рутений, иттрий, торий и др.). Так, например, концентрация стронция-90 в тканях протококковой водоросли сценедесмус превышает концентрацию этого элемента в воде в 1000–9000 раз. Высокую концентрацию радиоактивных веществ несут планктонные диатомовые водоросли, удельная радиоактивность которых в зараженной среде в 2 тыс. раз больше, чем в воде.

В связи с этим с помощью растений становится возможным контроль за радиоактивностью водоемов в случае попадания в них радиоактивных отходов. Так, например, исследование радиоактивности водорослей в р. Колумбия позволило определить площади заражения воды ниже Хэнфордских реакторов, которое было значительным уже на расстоянии 25–50 км.

Микроорганизмы — индикаторы загрязненности

Ученые подметили, что некоторые микроорганизмы очень чутко реагируют на состояние окружающей среды. Они, например, чувствуют чрезвычайно малые дозы вредных веществ, поступающих с промышленными стоками и атмосферными осадками. Большой интерес в связи с этим представляют светящиеся бактерии. Некоторые из них перестают светиться в присутствии самых разнообразных веществ, в частности газообразных промышленных загрязнений, например сернистого газа.

В настоящее время ученые создают штаммы бактерий, которые сигнализировали бы о присутствии различных токсикантов, а также конструируют приборы, в которых детекторами загрязнений служат сменные патроны, заполненные питательной средой с бактериями. Прекращение свечения бактерий под действием вредных примесей будет восприниматься фотоэлементами, которые подадут соответствующие сигналы человеку.

Приборы подобного типа будут использоваться для определения опасных концентраций анестезирующих веществ в операционных, содержания ядохимикатов вблизи обрабатываемых полей, для обнаружения утечки ядовитых веществ в лабораториях, а также в поисках полицией наркотиков.

* * *

Приведенные примеры свидетельствуют о том, что селекционеры могут сделать весьма многое для создания растений — индикаторов различного рода загрязнений атмосферы. Очень чувствительные растения, по существу, могут заменить сложную дорогостоящую установку для газовых анализов. Такой «газоанализатор» окажется доступным каждому человеку.

При использовании растений в качестве индикаторов загрязненности атмосферы следует иметь в виду, что сила ядовитого действия загрязнений зависит от состояния устьиц. Состояние устьиц, в свою очередь, определяется климатическими факторами. В засушливом году устьица открыты слабее, чем в достаточно влажном, поэтому растения, растущие вблизи очагов загрязнения атмосферы, будут повреждаться в меньшей степени. Опыты, проведенные в Югославии, хорошо подтверждают эту мысль. В засушливом 1971 г. содержание серы в растениях, произрастающих в условиях постоянного загрязнения атмосферы, источником которого являлись железорудные заводы «Зеница», было меньше, несмотря на то что заводы работали более производительно. В связи с этим рекомендуется при использовании листьев древесных пород в качестве индикаторов загрязнения атмосферы учитывать характер метеорологических условий года и вносить соответствующие поправки.

Следующая глава >

bio.wikireading.ru

Растения и окружающая среда — реферат

Растения и окружающая среда 

     Хозяйственная  деятельность человека, связанная  с освоением природных богатств, развитием промышленного производства, лесного хозяйства и транспорта, сопровождается поступлением в  окружающую среду целого ряда  вредных веществ. Загрязняя атмосферу, воды и почву, они наносят большой, подчас непоправимый ущерб природе в целом и с/х культурам в частности, значительные повреждения растения и снижая урожай.

     Ежегодно  в окружающую среду Кузбасса  поступает 1,5 млн.т.вредных газов и пыли. Это 140-160 различных веществ. На каждого кузбассовца приходится атмосферных выбросов 0,5 тонн, что примерно втрое больше республиканских показателей. Промышленные города Кузбасса дают промвыбросов 69% от суммарной величины Томской, Новосибирсой областей, Алтая. Река Томь, еще не дойдя до Кемерова, трижды вбирается предприятиями и трижды ими выбрасывается. В воде фенолов - 4 ПДК нефтепродуктов 7 ПДК. А ниже Кемерова отдельных загрязнителей больше допустимого в 24-30 раз.

     Среди  разнообразных атмосферных токсикантов наибольшую опасность для растений представляют сернистый ангидрит (SO2), соединения фтора (HF и FSi4), хлористый водород (НСI), окислы азота (NO, NO2), пылевидные частицы, содержащие абсорбированные газы и окислы различных металлов. Сернистый ангидрит поступает в атмосферу в основном в результате сжигания серосодержащего ископаемого топлива и переработки сульфидных руд при выплавке цветных металлов.

     Ежегодные  выбросы SO2 в Кузбассе - 42 тыс. тонн.

     Основной  вклад вносят Западно-Сибирский и Кузнецкий металлургический комбинат. В г. Кемерово основными источниками загрязнения являются коксохимичесий завод и п/о Азот. Коксохимзавод ежегодно выбрасывает 2277 т. СО, 1646 т. сажи, 931 т. S02, 372 т. N02. П/о Азот - 1789 T.N02, 1043 т. Сб2, 1004 т. Nh4, 762 кг. SO2.  

 Таблица 2  

Охрана воздушного бассейна 01.11.91 г. 

Города Количество

выбрасывающих предприятий   источников выбросов вредных веществ (тыс.т.) источников без очистных сооружений доля в %

Всего по области   698 15606 7061 2243 14

по городам  624 14981 - 2111 14

Анжеро-Судженск 31 751 51 31 4,1

Белово 58 781 672 92 12

Березовский  20 172 23 35 20

Гурьевск 12 258 47 46 18

Кемерово 99 4440 628 695 16

Киселевск 45 569 93 117 21

Ленинск-Кузнецкий 55 760 57 140 18

Мариинск 24 253 9,0 9 3,6

Междуреченск 32 293 75 46 16

Мыски 14 193 885 34 18

Новокузнецк 91 4190 2704 640 15

Осинники 30 312 432 105 34

Прокопьевск 66 1076 112 37 3,4

Тайга 7 101 5,6 4 4,0

Таштагол 10 166 92 45 27

Топки 12 181 1085 9 5,0

Юрга 18 485 15 26 5,4  

 Города Количество вредных веществ, тыс.т.

выброшено без очистки доля их, % поступило на очист. сооружения уловлено и обезврежено доля их, % выброшено в атмосферу

Всего по области   917 13 6144 5792 82 1269

по городам  - - - - - -

Анжеро-Судженск 17 33 34 31 61 20

Белово 40 6 632 578 86 94

Березовский  7,5 33 15 13 59 9

Гурьевск 11 23 36 31 67 15

Кемерово 50 8 578 545 87 84

Киселевск 19 20 73 68 73 25

Ленинск-Кузнецкий 17 30 39 31 55 25

Мариинск 6 67 3 2 26 7

Междуреченск 18 24 58 51 68 24

Мыски 23 2,6 862 800 90 85

Новокузнецк 577 21 2127 2030 75 674

Осинники 16 3,2 416 385 89 46

Прокопьевск 28 25 84 74 66 38

Тайга 5 89 0,5 0,4 7,1 5

Таштагол 52 57 41 32 35 60

Топки 8,4 0,8 1076 1057 97 27,5

Юрга 4,5 30 11 9 56 7  

Таблица (стр.97-101) продолжить  

     В Кемеровском научно-исследовательском институте сельское хозяйства в природоохранных агротехнологиях успешно используются цеолиты.

     В области  42% всех газообразных выбросов  поступает в атмосферу без  предварительной очистки, (табл.2).

     Фтористые  соединения поступают в атмосферу с выбросами алюминиевых и криолитовых заводов, предприятий по производству фосфатов и фосфорных удобрений. Для получения 1 т. алюминия расходуется 33-47 кг фтора, при этом 65% его попадает в атмосферный воздух.

     Большую  опасность для окружающей среды представляет фотохимический смог, образующийся в воздухе, загрязненном углеводородами, окисью азота, окисью углерода и другими веществами в процессе реакций, протекающих под воздействием солнечного света. В состав смога входят озон, окислы азота, пероксиацетилнитрат (ПАН), многочисленные органические соединения перикисной природы, называемые с совокупности фотооксидантами. Фотохимический смог - обычное явление для больших городов и промышленных центров.

     Основные  источники выбросов взвешенных частиц, в т.ч. содержащих токсические вещества, в Кузбассе - металлургические предприятия (47%), обогатительные фабрики (15%), цементные заводы, ТЭЦ (25%) (табл. 3). Наиболее загрязненный город - Новокузнецк, где проживает 22% всего городского населения. На его долю приходится 47% всех выбросов, в том числе 30% СО, 4% SO2, 3% N02, почти весь объём фтористых соединений, h3S, Nh4. (табл.1)

     Причиной  повсеместного возрастания всеобщей  запыленности атмосферы является  не только её загрязнение отходами промышленности, но и расширяющаяся бессистемная распашка земель, вырубка лесов, эррозия почв.

     По  мере освоения новых технологических  процессов и развития промышленного  производства число атмосферных  токсикантов возрастает. Кроме того, некоторые вещества под воздействием солнечного света, процессов конденсации, полимеризации и других претерпевают в воздухе химические превращения, в результате чего образуются новые, иногда еще более токсичные для растений соединения.

     Вследствие  высокой подвижности атмосферы вредные вещества могут переноситься на значительные расстояния. По космофотоснимками установлено, что дымовые факелы промышленных предприятий прослеживаются на расстоянии в несколько километров. Опасные для растений вещества достигают высоких концентраций чаше всего вблизи источников эмиссий.

     Влияние  на сельскохозяйственные растения  и отдаленные последствия присутствия  в атмосфере загрязняющих веществ.

     Загрязнение  атмосферы приводит к различным  нарушениям развития растений, вызывая  сокращение сроков вегетации, уменьшение площади ассимилирующих органов, торможение ростовых процессов и прочее. Первыми в наибольшей степени повреждаются листья, осуществляющие интенсивный газообмен. Видимые повреждения обнаруживают по потере ранее свойственной листьям окраски, изменению формы листовой поверхности, появлению вздутий, некротических пятен и т.д.

     Симптомы  повреждения растений сернистым  ангидридом (50г) разнообразны и  зависят от скорости поглощения  загрязняющего вещества. При быстром  проникновении в лист больших количеств токсиканта происходит разрушение мезофилла и возникает некроз листьев, четко ограниченный от соседних тканей, Такого рода острые повреждения появляются в том случае, если поступление в растение SO2 превышает их обезвреживающую способность, определяемую скоростью окисления токсичного SO2 благодаря нейтрализации и восстановительным реакциям до менее токсичного сульфита. Продолжительное действие низких концентраций токсичного вещества обычно сопровождается появлением неспецефического хлороза листьев.

     При  небольших концентрациях SO2 в  воздухе (менее 0,05 растения растут  и развиваются нормально, но  после превышения порогового  значения, разного для различных  растений, замедляется рост, повреждаются  листья ослабляется растение  в целом.

     У плодовых  культур затормаживаются процессы  созревания пыльцы, повреждаются  рыльца пестиков в цветках,  вследствие чего снижается плодоношение, ухудшается качество продукции  растениеводства, снижается урожай.

     Концентрации SO2, вызывавющие острые повреждения растений, наблюдаются очень редко, что связано с проведением мер по контролю загрязнения воздушной среды. Однако возрастает частота воздействия низких концентраций этого газа в результате увеличения общего количества выбросов и строительства более высоких дымовых труб. Поэтому в отличие от условий загрязнения, складывавшихся несколько десятилетий тому назад, в настоящее время главную опасность для растительности представляет хроническое воздействие низких концентраций SO2, распространяющихся на больших территориях.

     Большую  опасность для растений представляют  фтористые соединения, оказывающие  фитотоксическое действие в очень низких концентрациях (менее 0,6 мкг/м ). Фтор, в противоположной сере, не является необходимым для развития растений элемента и не участвует в обмене веществ. Поэтому и не происходит его детоксикации в растительной клетке. Фтор накапливается в растениях, создавая опасность для здоровья животных и человека при употреблении растений на корм или в пищу. Фтористые соединения присутствуют в воздушной среде в газообразной форме или в виде твердых частиц. Поглощение растениями фтора в виде твердых частиц невелико (не более 1 % от количества поглощенного газообразного HF в эквивалентной концентрации). Большая часть фтора в виде пыли, осевшей на поверхности растений, смывается дождевыми осадками и не проникает внутрь растений Наиболее опасен для растений HF, обладающий способностью накапливаться в растительном организме. ПДК для HF - 0,02 мг/м для долговременного воздействия, 0,04 мг/м - для кратковременного. Высокие концентрации HF, действующие кратковременно оказывают более сильное повреждающее воздействие на растения и приводят к большему накоплению F в организме растений, то же количество HF, рапределенное на более длительный отрезок времени.

     Однако  высокие, но кратковременно действующие  цен грации HF, вызывающие сильные  повреждения растении обнаруживают в основном на территориях, расположенных вблизи мощных источников выбросов или при неблагоприятных природных условиях. Чаще всего встречаются повреждения, выданные длительным действием невысоких концентраций токси-канта,- создающих опасность его накопления в растениях.

     Появление  симптомов повреждений связано  с перемещением фторидов, поглощенных  из воздуха к верхушкам и  краям листьев. Вначале на листьях  образуются хлоротические пятна,  сопровождающиеся некрозами и  иссушением тканей. Листья покрываются пятнами светло-коричневого или бурого цвета. Естественное содержание фторидов в растениях, выросших в свободных от промышленного загрязнения районах, невелико и составляет менее 20 г/млн. Допустимое содержание фторидов в кормах не должно превышать 30-40 г/млн сухого веса. Избыточное накопление фтора в кормовых растениях может стать причиной заболевания животных, известного под названием флюороз. Фтор может поступать в организм животных также через дыхательные пути и питьевую воду. Симптомы хронического флюороза включают дефект эмали резцов, поражение суставов и повышенную ломкость длинных трубчаты костей, ребер, нижних челюстных костей, а также нарушение функций ферментов. Заболевание сопровождается затруднением жевания, отсутствием аппетита, хромотой, потерей веса, снижением плодовитости и уменьшением мясной и молочной продуктивности. Фтористые соединения могут накапливаться и в растительной продукции, используемой в питании человека. По имеющимся данным, содержание фтора в овощах, выращиваемых вблизи алюминиевого завода, колеблется от 0,5 до 100 мг/кг.

     Отрицательное  влияние на рост растений оказывает  избыточное содержание в атмосфере  окислов азота. Источниками загрязнения  ими воздуха, кроме установок  для сжигания топлива, являются  предприятия, производящие туковые удобрения, азотистую кислоту и нитраты, анилиновые красители и пр. Характерные признаки действия на растения двуокиси азота - переферическое повреждение листьев, скручивание их вовнутрь, коричневая окраска на завершающем этапе. Эти повреждения приводят к появлению ксероморфизма у растений. Присутствие в атмосфере NO в концентрации 0,08 мг/м и более задерживает рост и развитие овощных культур, снижает их урожайность и качество продукции.

     Хлористый  водород (HCI) поступает в окружающую среду с выбросами предприятий химической промышленности, а также при сжигании угля и нефти. Помимо воздействия НСI на растения через воздушную среду, происходит ухудшение роста растений в результате засоления почв. Урожайность сельскохозяйственных культур снижается на 30-50%. Наиболее сильно страдают от загрязнения среды такие чувствительные к HCI культуры, как гречиха и картофель.

 ПДК для HCI в  течение периода роста 0,1 мг/м,  для кратковременного воздействия  - 0,2 мг/м. 

student.zoomru.ru

• 
  Семена и плоды растений
• 
  Плоды и семена растений
• 
  Презентация растения в интерьере
• 
  У каких растений листья
• 
  Амброзия трехраздельная фото растения
• 
  Комнатные растения алоказия клобучковая
• 
  Растения для дренажной канавы
• 
  Лимонник растение для дачи
• 
  Болотное растение обеззараживающее воду
• 
  Фото растения овсяница луговая
• 
  Амарант растение семена фото