Устойчивость сельскохозяйственных растений к вредных газам. Растения устойчивые к загрязнениям

Устойчивость сельскохозяйственных растений к вредных газам

Проблема газоустойчивости растений стала особенно актуальной с середины XX века в связи с бурным развитием промышленности, энергетики и транспорта, необходимостью отбора газоустойчивых форм для озеленения городов, создания насаждений около промышленных предприятий.

В промышленно развитых странах наиболее сильными загрязнителями воздуха являются транспорт, отопительные системы, промышленные процессы, сжигание мусора. В воздух выделяется более 200 различных компонентов — продуктов деятельности человека. Это газообразные соединения: сернистый газ (SO2), оксиды азота (NO, NO2), аммиак (Nh4), угарный газ (СО), соединения фтора, углеводороды, пары кислот (серной, азотной, соляной), фенолы и другие. Атмосфера загрязняется частицами сажи, золы, пыли, которые содержат токсические оксиды свинца, селена, цинка и т.д. Все эти компоненты оказывают резко отрицательное влияние на жизненные функции растительного организма.

Газы и пары легко проникают в ткани растений через устьица и действуют на обмен веществ в клетках, вступая в химические взаимодействия. Они растворяются в воде клеточных оболочек и образуют кислоты и щелочи. Последние вступают в реакции с веществами цитоплазмы, изменяют pH, разрушают хлорофилл, изменяют активность ферментов. Токсичные вещества увеличивают проницаемость мембран, нарушают работу транспортных белков. Интенсивность фотосинтеза снижается, разрушаются фотосинтетические пигменты. Особенно неблагоприятно влияют на пигментную систему хлоропластов сернистый газ и хлор.

По убыванию токсичности для растений газы располагаются в следующем порядке: F2 > Cl2 > SO2 > NO > CO > CO2, а также: SO2 > Nh4 > HCN > h3S.

Под газоустойчивостью понимают способность растений сохранять жизнедеятельность при загрязнении внешней среды вредными газами. Газочувствительность — это скорость и степень появления у растений патологической реакции на токсическое действие газов. Газочувствительность растений используют для диагностики загрязнения окружающей среды вредными газами.

По В.С. Николаевскому, газоустойчивость растений определяется скоростью поглощения газа, уровнем летальной дозы, скоростью удаления вредных ингредиентов, устойчивостью мембран клетки к вредным соединениям.

Угнетение фотосинтеза происходит задолго до появления видимых повреждений тканей. Общими внешними признаками повреждения токсичными газами являются некрозы и хлороз листьев, дальнейшее их отмирание и преждевременное опадение. Поскольку эти признаки схожи при действии на растения разных газов, точно определить причину нарушений только по внешнему виду часто не представляется возможным. Действие токсиканта на растения зависит от дозы, которая равна произведению его концентрации в атмосфере на продолжительность воздействия. Доза газа в окружающей среде определяется специальными стандартами по контролю загрязнения воздуха.

Диоксид серы (SO2) выбрасывается в атмосферу коксохимическими заводами, горнорудными и целлюлозно-бумажными предприятиями. Этот газ вызывает у растений образование некрозов в результате повреждения клеток листьев и почек. У деревьев нарушается обмен веществ, разрушается хлорофилл, ослабляется фотосинтез, повреждаются клетки коры, луба, камбия. При действии высоких концентраций четкие признаки повреждений появляются уже через несколько дней. Хвоя приобретает рыже-бурую окраску. На листьях появляются пятна красно-бурого цвета, которые при высоких концентрациях газа могут охватывать более половины площади листовой пластинки.

В дальнейшем происходит преждевременное опадение листьев и хвои, а высокие концентрации газа вызывают искривление и отмирание молодых побегов. Небольшое количество двуокиси серы, окисляясь в атмосфере, превращается в сернистый ангидрид (SO3) и затем в серную кислоту, которая разрушает ткани листьев с образованием светлых и коричневых пятен. Растения снижают продуктивность и сопротивляемость к болезням и вредителям.

Различные растения характеризуются разной устойчивостью к диоксиду серы. Среди древесных пород лиственные деревья более устойчивы, по сравнению с хвойными. Предельно допустимая концентрация этого газа составляет для лиственницы 0,25 мг/м3, для сосны 0,40, для ели 0,70 мг/м3. Николаевским В.С. (1979) выделены три группы древесных пород по отношению к SO2: устойчивые, среднеустойчивые и неустойчивые. К наиболее устойчивым относятся вяз, жимолость, лох, клен.

Среди луговых трав высокой устойчивостью к диоксиду серы отличается овсяница луговая, а низкой устойчивостью — тимофеевка и клевер.

Отрицательно влияют на растения фтор, хлор и их соединения. Фтор и соединения фтора выбрасываются в атмосферу заводами по производству алюминия, стали, кирпича, фосфорных удобрений. Повреждение растений фтором наблюдается при концентрации, равной 0,01 мг/м3. По периферии листа образуются узкие некротические полосы светло-желтого цвета. У хвойных пород кончики хвои белеют, потом темнеют, затем признаки повреждения распространяются к основанию игл. Под действие фтора угнетается фотосинтез, нарушается рост, отмирают завязи и загнивают плоды. Хвойные породы, особенно сосна, очень восприимчивы к соединениям фтора.

Хлор и хлористый водород применяют в производстве пластмасс и инсектицидов. Пары этих веществ быстро оседают на землю, поэтому повреждаются в основном растения вблизи источника эмиссии. Уже при концентрации паров в воздухе менее 1 мг/м3 наблюдаются повреждения листьев. Они темнеют, приобретают серебристый оттенок, затем появляются обесцвеченные участки разных размеров, которые по мере отмирания тканей крошатся и образуют отверстия. При длительном действии низких концентраций хлора наблюдается покраснение краев листьев.

Отмечается, что одно и то же растение может быть устойчивым к одному и неустойчивым к другому газу. Например, кукуруза проявляет высокую устойчивость к диоксиду серы, но сильно повреждается фтористым водородом (HF). Фасоль, томат, шпинат относительно устойчивы к HF, но чувствительны к оксидам азота; тыква, капуста, лук устойчивы к оксидам азота, аммиаку но очень чувствительны к HF и SO2.

Автотранспорт в городских условиях является источником вредных для растений выхлопных газов. В промышленно развитых странах на долю транспорта приходится более 50 % всех загрязнений. В составе их — оксид углерода, нитрозные газы, углеводороды, сажа, соединения свинца. Выхлопные газы вызывают некрозы листьев, преждевременное опадение листьев, усыхание деревьев.

К твердым загрязнителям воздуха относятся цементная пыль, оксиды тяжелых металлов, сажа. Оседая на поверхности листьев, они закрывают устьица. Это ухудшает газообмен листьев, поглощение света, нарушает водный режим. Значительное запыление приводит к перегреву листьев. В этой связи вблизи цементных заводов отмечается очень значительное снижение скорости роста древесных пород, ухудшение декоративных свойств растений.

Загрязнения атмосферы также негативно влияют на почву, воздействуя на микрофлору, почвенный поглощающий комплекс и корни растений. Отмечается уменьшение общей массы корней и площади поглощающей поверхности.

Различна устойчивость тканей растений к вредным газам: сильнее страдают от них живые клетки флоэмы, чем клетки ксилемы.

Газоустойчивость у различных растений неодинакова. В основе различий разных видов лежат их физиологобиохимические и биологические особенности. Кулагин Ю.З. (1973) выделил у древесных растений следующий ряд форм газо- и дымоустойчивости.

• Анатомическая — обусловлена особенностями строения органов и тканей, которые препятствуют поступлению газов в клетки (ксероморфизм, пробка на побегах и стволах деревьев, плотное сложение тканей, наличие плотной кутикулы на листьях).
• Физиолого-биохимическая — определяется индивидуальными особенностями метаболизма устойчивых растений, способностью утилизировать ядовитые вещества, связывать их
• белками цитоплазмы, стабильностью ферментных систем, устойчивостью к окислительным повреждениям, способностью регулировать газообмен.
• Габитуальная — определяется особенностями строения растений, уменьшающими возможности контакта листьев и цветков с токсичными газами.
• Феноритмическая — определяется по признаку несовпадения во времени критических периодов вегетации и действия газов.
• Анабиотическая — определяется устойчивостью растений в период пребывания в состоянии покоя зимой или в летнюю засуху.
• Регенерационная — обусловлена способностью растений формировать новые листья и побеги.
• Популяционная — основана на возрастном полиморфизме популяции. Устойчивость растений повышается с их возрастом.
• Феноценотическая — определяется вертикальной и горизонтальной неоднородностью фитоценоза, препятствующей проникновению газов.

Устойчивость растений к вредным газам определяется в значительной мере способностью устьиц закрываться в ответ на увеличение концентрации газов в воздухе. Важен также уровень содержания в клетках катионов (К+, Са2+, Na+), способных нейтрализовать кислоты, поддерживая постоянство pH цитоплазмы.

Крайней чувствительностью к вредным газам отличаются лишайники, они могут служить индикаторами чистоты воздуха. Если от дерева отделить лишайники вместе с кусочками коры и поместить в загазованную среду, то по степени их повреждения можно судить об уровне загрязнения данной среды. Вокруг крупных предприятий, загрязняющих воздух кислыми газами (например, металлургических) лишайники встречаются редко. Сильное угнетение роста и развития лишайников наблюдается при концентрации SO2, равной одной сотой доле той концентрации газа, которая повреждает высшие растения. Несколько более устойчивы мхи. Большая чувствительность лишайников и мхов связана с тем, что у них отсутствует кутикула и устьица, а газообмен происходит всей поверхностью тела. Воду атмосферных осадков с растворенными в ней газами они также впитывают всей поверхностью тела.

Сосудистые растения менее чувствительны к газам, по сравнению с лишайниками и мхами, так как поглощают воду из почвы, в которой токсические кислые газы нейтрализуются. Среди сосудистых растений наиболее чувствительны к вредным газам вечнозеленые деревья, кустарники, кустарнички; более устойчивы лиственные древесные растения, которые ежегодно сбрасывают листья, и травы. В соответствии с этим, при длительном воздействии на фитоценоз кислыми газами в нем наблюдаются закономерные изменения: утрачиваются вначале хвойные, затем листопадные породы. Начинает преобладать сорная растительность.

Из числа декоративных растений очень чувствительны к вредным газам гладиолусы, тюльпаны, нарциссы, а устойчивы левкои, цинния, астры, алиссум, целлозия, гайллардия. Некоторые сорта тюльпанов и гладиолусов могут служить индикаторами загрязнения среды фторидом и хлоридом водорода.

В последнее время широкое распространение получают методы биоиндикации атмосферных загрязнений с помощью растений. В порядке возрастания толерантности к загрязнениям они располагаются в следующий ряд: лишайники, хвойные деревья, травянистые растения, листопадные деревья.

Растения, пригодные для биоиндикации чистоты воздуха на присутствие ряда вредных газов представлены в таблице.

Растения — индикаторы загрязнения атмосферного воздуха (из Е.В. Сарбаевой, О.Л. Воскресенской, 2008)

Некоторые растения способны к накоплению в значительных концентрациях химических соединений тяжелых металлов и других токсических веществ. Например, выраженной способностью к накоплению свинца обладают клен остролистный, тополь пирамидальный, липа крупнолистная, береза пушистая, а из трав — одуванчик лекарственный. Установлена способность к аккумуляции фенолов у бузины красной, сирени обыкновенной.

На токсичность газов большое влияние оказывают факторы внешней среды: влажность воздуха, температура, солнечная радиация, то есть факторы, которые влияют на состояние устьиц и газообмен растений. При высокой влажности сернистый газ образует вначале сернистую, а затем и серную кислоту. В результате повреждающее действие газа увеличивается. В безветренную погоду отрицательное действие вредных газов также усиливается.

При озеленении территорий промышленных предприятий и их санитарно-защитных зон, обочин дорог рекомендуется выбирать наиболее устойчивые растения. Необходимо учитывать их устойчивость к тем газам, которыми загрязнен воздух конкретных территорий. Веретенников А.В. приводит следующие обобщенные данные разных авторов по вопросу чувствительности древесных пород к отдельным токсичным газам.

Чувствительность деревьев и кустарников к действию вредных газов (Из А.В. Веретенникова, 2006)

Устойчивость растений к вредным газам повышается при улучшении минерального питания и известковании кислых почв. Эффективно замачивание семян в слабых растворах соляной и серной кислот для повышения устойчивости молодых растений к кислым газам. Положительное влияние оказывает дождевание для вымывания токсических веществ из листьев и смывания с их поверхности.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

www.activestudy.info

устойчивость к загрязнению

К свойствам и показателям ландшафтов, от которых зависит их устойчивость к загрязнению, т.е. скорейшему выносу загрязнителей за пределы ландшафта, согласно М.А. Глазовской, относятся: положение в сопряженном миграционном ряду ландшафтов — от элювиального, геохимически автономного, до подчиненного, аккумулятивного, в котором вещества накапливаются, водный и тепловой режим грунтов; величина поверхностного и грунтового стока, соотношение осадков и испарения; степень расчлененности и дрепированкости территории; мощность и биохимическая активность органогенного горизонта почв; интенсивность биологического круговорота (годичный прирост фитомассы, скорость разложения растительных остатков).[ ...]

Наиболее устойчивы к загрязнению травянистые рудеральные (т. е. растущие на мусорных свалках, пустырях) фитоценозы, образованные сорными видами разнотравья и злаков (мать-и-мачеха, хвощ, латук, бодяк, пырей). Из древесных пород в насаждениях наиболее устойчивы к загрязнению береза, ива, осина, из хвойных — сосна. Из естественных фитоценозов наиболее устойчивы к загрязнению сосново-березовые, злаковые (вейниковые) и разнотравные ассоциации.[ ...]

В работах по изучению устойчивости к загрязнению токсичными тяжелыми металлами (свинцом, цинком, медью и т. д.) с предельной ясностью показано (Antonovics, Bradshaw, 1970), что у растений пространственный масштаб локальной специализации может быть чрезвычайно мелким. На краях участков, оказавшихся в результате разработки рудных месторождений загрязненными, интенсивность отбора против «восприимчивых» генотипов резко изменяется, и популяции, занимающие загрязненные участки, могут очень сильно различаться по степени устойчивости к тяжелым металлам, будучи при этом разделенными расстоянием менее чем в 100 м (у душистого колоска — менее чем 1,5 м). И все это — несмотря на то, что ветёр и насекомые беспрепятственно переносят пыльцу через эти границы.[ ...]

Рекультивацию земель, загрязненных тяжелыми металлами, осуществляют [Голованов и др., 2001] культивированием устойчивых к загрязнению культурных и дикорастущих растений, растений, способных накапливать тяжелые металлы в вегетативных органах (фиторекультивация), регулированием подвижности тяжелых металлов в почве, регулированием соотношений химических элементов в почве, созданием рекультивационного слоя, заменой и разбавлением загрязненного слоя почвы. Рекультивация земель, загрязненных пестицидами, заключается в активизации процессов разложения их остаточных форм. Для этого используют биодеструкторы, ориентированные на разложение определенных соединений, проводят ультрафиолетовое облучение растений и почв, вносят органические и минеральные удобрения, проводят агротехнические и агромелиоративные мероприятия. В качестве специальных мероприятий используют химические мелиоранты, сокращающие время полураспада пестицидов или образующие нетоксичные соединения, вносят природные и искусственные сорбенты, проводят известкование, вводят в севообороты культуры, способные усваивать отдельные соединения.[ ...]

Чем больше в воздухе С02, тем устойчивее к загрязнению растения. И это немаловажно, если вспомнить, какие нагрузки приходятся сегодня на городские парки и скверы.[ ...]

Почвы существенно различаются по устойчивости к химическому загрязнению. Аккумуляция поступающих в них химических веществ зависит от таких свойств почвы, как содержание гумуса, механический состав, карбонатность, реакция среды, емкость поглощения. Очень большое влияние оказывает водный режим. Устойчивость к загрязнению существенно зависит от строения почвенного профиля, от наличия почвенно-геохимических барьеров, способных задерживать загрязняющие вещества.[ ...]

Почвы существенно различаются по устойчивости к химическому загрязнению. Аккумуляция поступающих в них химических веществ зависит от таких свойств почвы, как содержание гумуса, механический состав, карбонатность, реакция среды, емкость поглощения. Очень большое влияние оказывает водный режим. Устойчивость к загрязнению существенно зависит от строения почвенного профиля, от наличия почвенно-геохимических барьеров, способных задерживать загрязняющие вещества.[ ...]

Малочувствительным к загрязнению был байкальский бокоплав Стеипо1йев /шаШю, отличающийся высокой эврибионтностыо.[ ...]

Если лесной массив сформирован из пород, не устойчивых к загрязнению территории промышленными выбросами, необходимо предусмотреть лесохозяйственные мероприятия по постепенной замене этих пород на устойчивые.[ ...]

Из других древесных пород ель более чувствительна к нефтяному загрязнению, чем кедр; наибольшую устойчивость к нему проявляет береза (высотой более 0,5 м), причем независимо от концентрации загрязнения [Захаров, Шишкин, 1988 ]. Подрост березы устойчив к слабому нефтезагряз-нению, но при возрастании степени загрязнения его устойчивость резко снижается [Казанцева, 1994]. В целом лиственные породы более устойчивы к загрязнению, чем хвойные. На основании перечисленных работ древесные породы лесов Тюменской области можно расположить в следующем порядке по степени устойчивости (от более к менее устойчивым): береза—кедр—сосна—лиственница—ель.[ ...]

Соотношение их значений и определяет обобщенную характеристику устойчивости водного объекта. Она обычно выражается в баллах. Одним из наиболее информативных и весомых показателей устойчивости вод является величина поверхностного стока. Чем выше скорость течения, чем больший объем стока воды в водном объекте, тем выше его уровень устойчивости к загрязнению. Следует отметить, что эти характеристики могут быть выражены через объем возможного единовременного водоотбора (чем выше его уровень, тем устойчивее объект по отношению к нагрузке). Водные объекты с возможным водоотбором свыше 5 м3/с принято считать максимально устойчивыми, с уровнем 1—5 м3/с — среднеустойчивыми, при уровне менее 1 м3/с — слабоустойчивыми и при нулевом уровне (что характерно для замкнутых водоемов) — неустойчивыми.[ ...]

Анализ имеющихся литературных данных по влиянию различных видов загрязнений на кормовую базу рыб в реках, озерах и водохранилищах и сопоставление их с экспериментальными данными, полученными в модельных экосистемах прудов различного назначения, позволяют выявить общие закономерности реакции зоопланктонных и зообентосных сообществ загрязненных водоемов. Первичные изменения, это, по-видимому, ухудшение физиологического состояния различных видов кормовых беспозвоночных, ведущее к снижению продуктивности отдельных групп зообентоса или зоопланктона. Продолжающееся воздействие токсикантов влияет на структуру и видовое разнообразие каждого из двух основных водных сообществ, происходит обеднение видового состава зоопланктона и зообентоса за счет выпадения наименее устойчивых к загрязнениям групп беспозвоночных животных. Общая биомасса зоопланктона или зообентоса при этом снижается, однако биомасса циклопов и коловраток в зоопланктоне и хирономид и моллюсков в зообентосе может оставаться без существенных изменений или даже несколько возрасти.[ ...]

Структура популяции водных сообществ при различных степенях загрязнения. Столбец I

Применение активных штаммов микроорганизмов-деструкторов, выделение и использование устойчивых к загрязненным водам микроводорослей, введение в очищающую систему высших водных растений привело к созданию новой комплексной биологической технологии очистки и восстановления водоемов, загрязненных нефтепродуктами.[ ...]

При подборе ассортимента для насаждений оздоравливающего типа следует иметь в виду, что наиболее устойчивы к загрязнению атмосферного воздуха, а также к тяжелым эдафическим условиям кустарники. Древесные породы менее стойки в этом отношении, причем лиственные более устойчивы, чем хвойные.[ ...]

Для озеленения санитарно-защитных зон используются растения, эффективные в санитарном отношении и устойчивые к загрязнению атмосферы и почв промышленными выбросами.[ ...]

Эти фильтры применяются для очистки некоторых видов химических сточных вод и характеризуются высокой устойчивостью к загрязнению, например, смолистыми веществами. Крупность частиц кокса для загрузки фильтра должна быть 5—15 мм. Смоло-емкость коксового фильтра зависит от крупности частиц его загрузки и начальной концентрации смолистых веществ в сточной воде. Так, при диаметре частиц кокса 5 мм 1 кг его загрузки задерживает 0,2—0,3 кг смолистых веществ.[ ...]

Микроскопическими анализами было установлено, что количество организмов снизилось и несколько изменился их состав; появились формы, бол%е устойчивые к загрязнениям: Cyclidium glaucoma, Glaucoma colpidium, Callidina sp. Изучение физиологических групп микробов также показало резкое увеличение анаэробов на глубине 0,25—1 м, уменьшение количества нитрификаторов II фазы, что указывало на недостаток кислорода в толще фильтра и на неблагоприятные условия для развития микрофауны (см. рис. 5). Увеличивать концентрацию кротонового альдегида в очищаемом стоке было нецелесообразно.[ ...]

Всего на карте нашли отражение четыре рода геохимических ландшафтов и 15 видов элементарных геохимических ландшафтов, различающихся по характеру и направлениям миграции и аккумуляции веществ, составу избыточных и дефицитных химических элементов, преобладающим геохимическим барьерам, устойчивости к загрязнению. Легенда-экспликация карты содержит информацию об элементах, находящихся в данном виде элементарного геохимического ландшафта в недостатке или избытке (геохимическая формула по А.И. Перельману), о типоморфных геохимических процессах, определяющих ландшафтно-геохимическую дифференциацию территории, о характере миграции и аккумуляции веществ, об устойчивости данного элементарного геохимического ландшафта к химическому загрязнению (табл. 34). Все выделенные ландшафтно-геохимические территориальные системы (ЛГТС) относятся к тундровому типу, кислому глеевому классу водной миграции. Среди ландшафтно-геохимических барьеров преобладают глеевый и торфяной. Для всех ЛГТС этого типа дефицитными элементами являются И, Р, Са. Местные литологические условия определяют повышенное содержание в почвах Сг, Бг, пониженное — Со, Мо, Си.[ ...]

Следовательно, все антропогенные воздействия могут быть сравнимы с факторами естественного отбора. В конечном счете суммарное воздействие на человека антропогенно измененных факторов окружающей среды происходит аналогично естественному отбору и проявляется в форме бесплодия, предродовой и послеродовой смертности. В старых промышленных районах население благодаря генетической адаптации оказывается более устойчивым к загрязнениям.[ ...]

Охрана среды обитания и системы здравоохранения - факторы, по существу, противостоящие естественному отбору в человеческих популяциях. Тем не менее отбор действует в особенности на пренатальном уровне (например, в виде ранних самопроизвольных абортов, которые могут остаться незамеченными). Любое заболевание снижает шансы на успешную карьеру, создание семьи и полноценный генетический вклад в следующее поколение. Поскольку люди неравноценны в отношении устойчивости к воздействиям специфического и общего характера, то отбор работает в пользу более устойчивых, невзирая на их личностные качества, и тем более активно, чем больше загрязнение среды. Эти процессы не только сокращают разнообразие людей (3 тыс. лет назад светлокудрые ахейцы сражались с темноволосыми малоазийскими племенами; теперь настоящие блондины редки даже среди скандинавов, не говоря уже о греках), но и вымывают из популяции редкие гены, способствующие развитию социально ценных свойств, если они не сцеплены с генетическими факторами устойчивости к загрязнениям.[ ...]

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА МОРСКИЕ ЭКОСИСТЕМЫ (на примере южных морей России) — оно проявляется в ежегодном поступлении на акватории водоемов огромного количества загрязняющих веществ (нефть и нефтепродукты, синтетические поверх-но - тно-активные вещества - СПАВ, хлорированные углеводороды, сульфаты, хлориды, тяжелые металлы, радионуклиды и др.). Все это вызывает в конечном итоге деградацию морских экосистем: эвтрофирование, снижение видового разнообразия гидробионтов, замена целых классов донной фауны на устойчивые к загрязнению, мутагенность донных осадков и пр. Результаты экологического монитора морей России позволили ранжировать последние по степени деградации экосистем (з порядке убывания масштабов изменений): Азовское — Черное — Каспийское — Балтийское — Японское - Баренцево - Охотское — Белое — Лаптевых — Карское — Восточно-Сибирское — Берингово - Чукотское моря (Израэль и др., 1993). Очевидно, что наиболее ярко негативные последствия антропогенного воздействия на морские экосистемы проявляются в южных морях России. Поэтому вкратце и рассмотрим экологические проблемы Азовского, Черного и Каспийского морей.[ ...]

Даже минеральные элементы, необходимые для растений и животных, в высоких концентрациях могут стать вредными поллютантами. В настоящее время в результате человеческой деятельности ежегодно высвобождается и попадает в биологические сообщества столько азота, сколько его потребляется в результате естественных биологических процессов. Сточные воды, удобрения для полей и газонов, детергенты и промышленные выбросы поставляют в водные системы такое большое количество соединений азота и фосфора, что вызывают процесс, называемый эвтрофикацией. Небольшие количества этих веществ стимулируют рост растений и животных, а их высокие концентрации часто приводят к обильному “цветению” водорослей. Эти скопления водорослей могут быть настолько плотными, что вытесняют другие виды планктона и препятствуют доступу света к прикрепленным ко дну видам растений. По мере того как ковер из водорослей становится толще, его нижние части опускаются на дно и отмирают. Бактерии и грибы, разлагающие отмершие водоросли, в ответ на их дополнительный приток активно размножаются и, соответственно, поглощают весь кислород в воде. Из-за недостатка кислорода большинство животных начинает гибнуть, иногда это видно по массе мертвой рыбы, плавающей на поверхности. В результате формируются бедные простые сообщества, образованные только видами, устойчивыми к загрязнению воды и к низкому содержанию кислорода. Процессу эвтрофикации подвергаются и крупные морские системы, особенно их прибрежные территории и относительно замкнутые акватории, такие как Мексиканский залив, Северное и Балтийское моря в Европе, и моря, окружающие Японию [МакМ, 1998].[ ...]

ru-ecology.info

Какие деревья очищают воздух от загрязнений

Деревья хорошо очищают воздух, поглощают вредные вещества. Мы пообщались с владельцами сайта http://ecology-of.ru/ и они нам немного рассказали о том, как деревья очищают воздух.

В листьях любого обычного дерева хлорофилловые зерна всегда поглощают углекислый газ, а потом выделяют кислород. Летом в естественных условиях любое дерево небольшой величины за сутки выделяет столько-то кислорода, сколько нужно будет для дыхания четырех человек. Известно то, что один гектар насаждений за один час поглощает около восьми литров углекислого газа, а потом выделяет количество кислорода в атмосферу. Это вполне достаточно для поддержания жизни тридцати человек. Деревья также приносят пользу — они очищают приземный слой воздуха, примерно толщиной приблизительно до сорока пяти метров.

Много есть пород деревьев, которые используются для озеленения городов. Все они несут пользу. Например, возьмите обычный каштан. У него есть много хорошего. Поступают выхлопные газы — каштан очищает большую территорию. Давайте подумайте еще. Тополь также устойчив к загрязнениям. Тополь поглощает углекислый газ, выделяет кислород. Такое дерево, возрастом в двадцать пять лет превосходит ель в семь раз, а по степени того, как он увлажняет воздух — почти в десять раз.

Так что для того чтобы оздоровить воздух вместо семи елочек можно посадить тополек, который в любом случае хорошо будет улавливать пылинки.

Листья деревьев активно улавливают пыль, особенно снижают концентрацию вредных выхлопов и газов, при чем же эти свойства у разных видов обычно проявляются в разной степени. Неплохо задерживают пыль листья вяза, сирени (даже лучше, чем те же листья тополей). Так, посадка примерно 400 молодых и красивых тополей за летнее время улавливает около 340 килограмм пыли, а вяза — почти в шесть раз более. Акации, неприхотливые быстрорастущие шиповники и ряды других полезных растений также обладают подобными необходимыми свойствами.

Деревья значительно снижают температуру в жару.

В жаркий денек над нагретым асфальтом, раскаленными крышами любых домов образуются ужасные восходящие потоки очень горячего воздуха, которые увлекают с собой мелкие частицы пыли, которые держатся в самом воздухе. Над парками, скверами, которые расположены где-нибудь в центре города, обычно возникают нисходящие потоки воздуха, так как поверхность листьев намного прохладнее асфальта, железа. А пыль, которая увлекается увлекаемая нисходящими потоками, часто оседает в парках на листьях деревьев.

Да, за комфорт, который предоставляется транспортом, огромное количество машин, мы расплачиваемся чистотой воздуха. За один только год автомобиль выбрасывает в атмосферу до одного килограмма металла. А повышенное содержание свинца в овощах, фруктах, которые выращиваются рядом автострад. А как же молоко коров, которые кушают загрязненную траву, это ведь все и для животных представляет вред, а какая опасность для здоровья людей? Теперь можно наблюдать даже листопад у деревьев. Странно, правда? Вроде как бы и не осень. Причиной является высокое содержание свинца в воздухе.

Уважаемые посетители, сохраните эту статью в социальных сетях. Мы публикуем очень полезные статьи, которые помогут Вам в вашем деле. Поделитесь! Жмите!

Листва деревьев очень тяжело переносит отравление свинцом. Мхи, лиственница, поглощают его обычно в больших количествах, а вот нежная береза или ива, осина — значительно меньше. Концентрируя такое вещество, как свинец, растения очищают сам воздух. В течение вегетационного периода одно взрослое дерево может накапливать столько свинца, сколько его может содержаться в ста тридцати литрах бензина. Простой расчет часто показывает, что для того, чтобы нейтрализовать вредное действие одного автомобиля нужно не менее десяти деревьев.

Деревья, кустарники могут выделять в воздух летучие вещества – фитонциды. А ведь они обладают способностью убивать вредные микроорганизмы. Особо активными источниками фитонцидов являются: белая акация, ива, береза, ель, сосны, топольки, черемуха и др. Особенно очень важно, что эти фитонциды обладают способностью убивать возбудителей заболеваний человека, а также животных. Хвойные леса являются губительными для болезнетворных микробов. Ученые установили, что в хвойных лесах всегда в два раза меньше бактерий, чем в лиственных. Деревья, кустарники ежедневно, ежечасно проводят сложную работу: поглощают огромное количество пыли и углекислого газа, вырабатывают кислород. Эффективно формируют микроклимат.

Зеленые насаждения служат не только украшениями, они защитники здоровья всех людей.

И немного о секретах...

Вы когда-нибудь испытывали невыносимые боли в суставах? И Вы не понаслышке знаете, что такое:

• невозможность легко и комфортно передвигаться;
• дискомфорт при подъемах и спусках по лестнице;
• неприятный хруст, щелканье не по собственному желанию;
• боль во время или после физических упражнений;
• воспаление в области суставов и припухлости;
• беспричинные и порой невыносимые ноющие боли в суставах...

А теперь ответьте на вопрос: вас это устраивает? Разве такую боль можно терпеть? А сколько денег вы уже "слили" на неэффективное лечение? Правильно - пора с этим кончать! Согласны? Именно поэтому мы решили опубликовать эксклюзивное интервью с профессором Дикулем   , в котором он раскрыл секреты избавления от болей в суставах, артритов и артрозов.

Читать интервью...  

Также можно посмотреть видео об очищении воздуха комнатными растениями

www.agro-biz.ru

Деревья в агрессивной среде - Интернет-журнал «Живой лес»

Растения служат эффективной защитой от шума, солнца, ветра, они предохраняют почву от эрозии, улучшают микроклимат, снижают амплитуду колебания температур, накапливают в себе углерод и производят кислород, выделяют в городскую среду убийственные для возбудителей болезней человека фитонциды. И конечно, зеленые насаждения украшают улицы, делают уютнее наши дворы, обеспечивают нам комфортный отдых. А каково деревьям живется рядом с нами?

Природная среда

Поглотительная способность отдельных деревьев и насаждений зависит от их зеленой массы, размера и расположения. Поэтому экологическая обстановка в районах города зависит от площади озелененных территорий, от состояния самих растений и их биологической продуктивности.

Природная среда в городе претерпевает глубокие изменения всех компонентов. Городские насаждения страдают от сильной загазованности и пониженной влажности воздуха, уплотнения, иссушения, низкого плодородия и каменистости почвы, загрязнения строительным мусором и химическими отходами, резкого перепада температур и своеобразного ветрового режима.

Негативное воздействие агрессивной среды может привести к ослаблению деревьев, потере ими устойчивости и декоративности. Очень важно правильно определить причину ухудшения состояния растения, лучше всего привлечь к диагностике опытных специалистов.

Запыленность воздуха на озелененных участках жилого микрорайона на 40 % ниже, чем на открытых площадях, древесными массивами улавливается до 70–80 % аэрозолей и пыли.

Негативные последствия

Под влиянием загрязнения воздуха и почвы нарушается нормальная жизнедеятельность дерева, меняются режимы дыхания, транспирации, обмена веществ. Загрязнители подавляют и изменяют свободное передвижение питательных веществ и фотосинтез. Защищаясь от загрязнителей, часть устьиц листьев закрывается, что нарушает воздухообмен.

Усыхание хвои ели колючей, произрастающей у полотна дороги

Транспирация — испарение воды растением. Основным органом транспирации является лист.

В загрязненной и уплотненной почве нарушается водно-воздушный режим, снижается количество доступной для растения влаги, затрудняется деятельность корневой системы, часть тонких корней отмирает.

В тканях листьев и молодых побегов накапливаются вредные для растения вещества, что способствует появлению на них некрозов неинфекционного характера – участков отмершей ткани. Форма некрозов очень характерна – это либо краевые некрозы листьев и кончиков хвои, либо расположенные вдоль жилок, по форме напоминающие рыбий скелет.

У деревьев снижается прирост, часто усыхает вершина и отдельные ветви и побеги. Под влиянием загрязнений меняется фенология и внешний вид растений: на 1,5–2 недели запаздывает период распускания листьев, из-за многократного отмирания молодых побегов и почек в кроне появляются характерные пучки побегов, листья мельчают или приобретают неправильные размеры – очень крупные и очень мелкие. Действуя длительное время, эти изменения способствуют ослаблению и могут вызвать полное усыхание деревьев.

Феноло́гия — система знаний о сезонных явлениях природы, сроках их наступления и причинах, определяющих эти сроки.

Чернь листьев липы типична для городских деревьев

Кому легче – кому труднее

В наибольшей степени от воздействия агрессивной среды страдают деревья, расположенные вдоль магистралей и улиц с интенсивным автотранспортным движением, они испытывают губительное влияние выбросов, пыли, загрязненного противогололедными реагентами снега и др. Очень трудно выжить деревьям вблизи от автотранспортных стоянок, заправочных станций, крупных торговых центров и в местах массового отдыха, где почва особенно уплотнена и загрязнена.

Хуже других чувствуют себя в городе хвойные растения, их существование возможно лишь в больших лесных массивах лесопарков. Среди хвойных лучше выдерживают загрязнения лиственница, периодически сбрасывающая листву, и ель колючая, хвоя которой защищена надежнее, чем у ели других видов, более прочной кожицей.

Из лиственных деревьев менее устойчива к загрязнению береза, она может произрастать лишь в огражденных от прямого воздействия выбросов условиях – в лесных массивах, парках и во дворах. Высокоустойчивыми к загрязнению породами являются клены разных видов, тополя, ясени, ивы, желтая акация, кизильник, боярышник, хотя и на их листьях можно найти следы загрязнений в виде краевых некрозов. Липа крупнолистная более устойчива, чем л. мелколистная.

Наклоненные стволы у кленов яснелистных – следствие недостатка света из-за близости домов

Судить об устойчивости пород к загрязнениям можно также по благополучно существующему в настоящее время ассортименту древесных растений в городе. Хотя крайнюю степень загрязнения не выдерживает ни одна порода. Вспомните массовое усыхание деревьев многих пород в период применения в качестве противогололедного реагента технической соли (1994 – 2000 годы). Замена технической соли более безопасными для здоровья деревьев реагентами способствовала сохранению и восстановлению деревьев.

Как им помочь?

Как помочь деревьям выжать в агрессивной городской среде? Самый радикальный метод – устранение источников загрязнения или снижение его уровня. Это трудная и длительная операция, требующая больших вложений и комплекса мероприятий, ее проведение возможно лишь на общегородском и государственном уровне. А что можно сделать сегодня?

Сохранить деревья в городе и сберечь их полезные свойства помогают эффективные и своевременные методы ухода: 

• обязательный периодический полив и обмыв кроны;
• замена верхнего слоя почвы, ее мульчирование в проекции крон деревьев;
• применение средств, улучшающих почву и повышающих устойчивость растений;
• своевременная и эффективная защита растений от повреждений.

Необходимо правильно выбирать для посадки устойчивые к загрязнению виды растений, при этом надо отдавать предпочтение отечественным посадочным материалам, приспособленным к местным климатическим условиям. Следует внимательно и требовательно относиться к саженцам, не допуская к посадке поврежденные, нестандартные по размерам и соотношению кроны и корневой системы саженцы. После посадки саженцы нуждаются в интенсивном уходе, а иногда и мерах защиты от повреждений.

givoyles.ru

Газоустойчивость растений

В результате деятельности человека в воздух выделяется более 200 различных газообразных компонентов. Это сернистый газ, оксиды азота, угарный газ, озон, соединения фтора, углеводороды, пары кислот и т. д.

По убыванию токсичности для растений газы располагаются в ряды: F2 > Cl2 > SO2 > NO > CO > CO2; Cl2 > SO2 > Nh4 > HCN > h3S.

Пагубное влияние газов на растения проявляется начиная с концентрации 500 мкг/м3.

Газоучтойчивость – это способность растений противостоять действию газов, сохраняя нормальный рост и развитие.

Повреждения различают в зависимости от концентрации газов и по степени усиления повреждений растений отмечают: скрытые, хронические, острые, катастрофические. При действии газов могут наблюдаться такие необратимые явления, как депигментация, некротизация, дефолиация. Следует учитывать также, что при действии нескольких газов создается синергический эффект, т. е. они вызывают более заметные повреждения  при более низких концентрациях. Степень отравления газами зависит от различных метеофакторов: температуры, влажности воздуха и почвы, освещенности и т. д.

Косвенное влияние загрязнения приводит к уменьшению плодородия почвы, вызывая гибель полезной микрофлоры, отравление корневой системы, нарушение минерального питания. При понижении рН в результате кислотных дождей увеличивается подвижность токсических металлов. До токсичных концентраций накапливаются, например, цинк, свинец, медь.

Очень сильно страдают от загрязнения хвойные породы: появляется суховершинность, уменьшается длина и увеличивается число хвоинок на побеге, происходит быстрая потеря хвои. У лиственных пород кислые газы вызывают уменьшение размеров и количества листьев, индуцируют появление черт ксероморфности.

Нарушение роста и развития растений под влиянием вредных газов может снижать устойчивость и к другим неблагоприятным факторам среды: засухе, засолению, понижению температуры. Например, растения, выращенные в атмосфере загрязненного воздуха, легче поражаются ржавчиной, серой гнилью, у них снижается интенсивность образования клубеньков.

Различают газочувствительные и газоустойчивые растения. Чуткими индикаторами загазованности служат мхи и лишайники. Отметим, что лишайники устойчивы к обезвоживанию, но не к загрязнению, поскольку у них не сформировалось приспособленности к нему в ходе эволюции.

В результате попадания в атмосферу оксидов серы и азота может происходить закисление осадков и выпадение кислотных дождей. Кислые газы и кислотные дожди нарушают водный режим растений, в результате снижается оводненность тканей, падает содержание связанной воды, изменяется транспирация. Действие газов приводит к закислению цитоплазмы, изменению работы транспортных систем, повреждению плазмалеммы, мембран хлоропластов и других клеточных структур. Вследствие повреждения мембран хлоропластов снижается интенсивность фотосинтеза, разрушается хлорофилл а и каротиноиды, в меньшей степени хлорофилл b и ксантофиллы. Особенно ядовитым для фотосинтеза считается сернистый газ, который лучше растворяется в воде, чем углекислота. Этот газ относят к фотосинтетическим ядам. Интенсивность дыхания вначале повышается, а затем, по мере усиления повреждения и отсутствия поставки субстратов в следствия нарушения фотосинтеза, снижается.

При действии газообразных веществ инактивируется транспорт электронов и всех окислительно-восстановительных ферментов. Нарушается фосфорный обмен, неблагоприятные сдвиги происходят в минеральном обмене. Усиливаются свободно-радикальные процессы, особенно под влиянием озона. В результате фотолиза озона образуются активные супероксид-анион-радикалы, которые могут даже повреждать белки и нуклеиновые кислоты, вызывать мутации, разрушать липиды в результате их перекисного окисления. Озон повреждают мембраны тилакоидов хлоропластов, разрушает РБФ-декарбоксилазу, ингибирует фотосинтез. 

Вообще, растения по газоустойчивости делятся на три группы: устойчивые, среднеустойчивые и неустойчивые. Наиболее устойчивые к SO2 древесные породы (вяз, жимолость, лох, клен) оказались устойчивыми и к хлору, фтору, диоксиду азота. Неустойчивыми оказались липа и каштан.

На степень газоустойчивости растений влияет их обеспеченность минеральными элементами. Внесение минеральных удобрений (азот, калий, фосфор) снижает повреждаемость деревьев, особенно липы, каштана, тополя. Замачивание семян в слабых растворах соляной и серной кислот повышает устойчивость растений к кислым газам.

В зависимости от механизмов, ее определяющих, газоустойчивость классифицируется как биологическая, анатомо-морфологическая и физиолого-биохимическая (рис. 7.8).

Рис. 7.8. Механизмы газоустойчивости растений

Биологические механизмы устойчивости связаны с межродовым и межвидовым разнообразием. Например, крестоцветные более устойчивы, чем бобовые, из бобовых фасоль более устойчива, чем клевер, соя и т. д.

Древесные растения (вяз, жимолость, клен) менее устойчивы по отношению к хлору, фтору, закиси азота, чем травянистые. У цветковых повреждаемость листьев зависит даже от их положения на побеге. Эфемеры, отличающиеся интенсивным обменом веществ и коротким вегетативным периодом, относятся к неустойчивым. Виды с более длительным вегетативным периодом лучше переносят условия загазованности. Культурным растениям свойственна большая чувствительность к загрязнению атмосферы по сравнению с дикими видами. Газоустойчивость зависит и от фазы развития, интенсивности роста, возраста растений, положения видов в эволюционной системе, от их эколого-географического происхождения и экологической пластичности.

Анатомо-морфологические признаки, способствующие повышению газоустойчивости, – это мощная кутикула, дополнительные восковые покровы, опушение, меньшая вентилируемость губчатой паренхимы, черты ксероморфности, в частности мелкие устьица. Восковой налет на листьях создает водоотталкивающее покрытие, и грязь легко смывается водой. Восковой налет закрывает также устьичные щели, что повышает устойчивость к загазованности. У С4-растений клетки обкладки проводящих пучков создают барьер, препятствующий воздействию СO2 на загрузку флоэмы ассимилятами.

Физиолого-биохимические приспособительные механизмы включают регулирование поступления газов, поддержание буферности цитоплазмы и ее ионного баланса, детоксикацию образующихся ядов. Регуляция поглощения газов определяется, прежде всего, чувствительностью устьиц. Под влиянием газов (особенно сернистого) растения газоустойчивых видов сами закрывают устьица. Например, у растений приспособленных видов при повышении концентрации газов степень открытости устьиц уменьшается на 40 %, а у неприспособленных только на 11 %.

Поддержание ионного баланса и буферных свойств цитоплазмы может быть связано с уровнем в клетках катионов (К+, Nа+, Са2+), способных нейтрализовать ангидриды кислот. Обычно растения, устойчивые к засухе, засолению и некоторым другим подобным воздействиям, имеют более высокую газоустойчивость, возможно благодаря способности регулировать водный режим и ионный состав. На это указывает усиление под влиянием сернистого газа признаков ксероморфности листьев, а под действием хлора признаков суккулентности.

Детоксикация газообразных ядов происходит в результате усиления фитонцидных выделений растений (эфирных масел), обладающих антисептическими свойствами. Это характерно, в частности, для некоторых видов устойчивых к сернистому газу древесных растений. У хвойных повышение уровня сернистого газа приводит к увеличению содержания эфирных масел в хвое. В условиях загазованности подобное обезвреживание ядовитых газов способствует поддержанию фотосинтеза и синтеза в целом на достаточно высоком уровне. У газоустойчивых растений обеспечивается сбалансированность фотосинтеза и оттока ассимилятов. Детоксикация газов может быть результатом и их химического преобразования. Так, в клетках сернистый газ после растворения может дать бисульфит или сульфит. Последний токсичен для растений, но при низкой концентрации метаболизируется хлоропластами до нетоксичного сульфата. При низкой концентрации эффективно обезвреживается и бисульфит, тогда сернистый газ может рассматриваться как источник серы для растения. Однако при повышенных концентрациях этого и других газов их повреждающее действие оказывается настолько сильным, что растения не могут обеспечить их детоксикации.

Уход от воздействия с помощью, например, анатомо-морфологических особенностей – это пассивная устойчивость, а физиологическая способность мириться с поглощением газа или обезвреживать его – активная. Для устойчивых растений характерны: пониженная интенсивность газообмена; высокая скорость метаболизма органических соединений и их транспорта; большая летальная доза при накоплении сернистого газа в клетках и способность к восстановлению обмена веществ, высокая экологическая пластичность. Поэтому в условиях загазованности у приспособленных растений сохраняются необходимый уровень фотосинтеза и дыхания, водный и ионный режимы, катионно-анионный баланс и в целом поддерживается нормальный уровень метаболизма.

Приобретенная газоустойчивость может передаваться по наследству. Например, лиственница японская, растущая вблизи вулканов, более устойчива к сернистому газу, чем европейская, что было установлено после испытания их гибридов. Сопряженная устойчивость проявляется и для газоустойчивых растений: они отличаются большей устойчивостью и к затемнению, засухе, засолению, ионизирующей радиации.

Для повышения газоустойчивости важен отбор видов, устойчивых, в том числе и к другим воздействиям, например к засолению. Повышению уровня устойчивости способствует и выращивание растений на плодородных незагрязненных почвах или смена почвы на газонах и цветниках около промышленных предприятий. Обработка семян слабыми (0,1%-ными) растворами соляной и серной кислот и полив всходов подкисленной водой повышают газоустойчивость, как и периодическое смывание токсических соединений с листьев и нейтрализация известковыми и другими специальными растворами. Эффективны введение физиологически активных соединений, в том числе антиоксидантов – аскорбиновой кислоты, тиомочевины, гидрохинона и др., а также регуляция минерального питания, введение азота в виде мочевины. Несмотря на определенные успехи в исследовании газоустойчивости, общепринятой теории газоустойчивости в настоящее время пока не существует.

biofile.ru

1.1 Устойчивость растений к промышленному загрязнению окружающей среды. Влияние выбросов электрометаллургического завода на древесно-кустарниковую растительность г. Абинска

Похожие главы из других работ:

Адаптация растений к окружающей среде

2.1 Адаптация растений к загрязнению атмосферы

Основные причины ухудшения состояния растительного покрова Земли - это разнообразие и разнонаправленность патологических явлений, возникающих у растений и их сообществ...

Биоценоз и экосистема

11. Стабильность и устойчивость экосистем

Термины «стабильность» и «устойчивость» в экологии обычно рассматриваются как синонимы, и под ними понимается способность экосистем сохранять свою структуру и функциональные свойства при воздействии внешних факторов. Более целесообразно...

Геоэкологические проблемы использования почвенных и земельных ресурсов

4. Геоэкологическая устойчивость сельского хозяйства

Деградация педосферы - одна из самых серьезных, долгосрочных геоэкологических проблем мира. Не смотря на продолжающееся ухудшение ресурсной базы сельского хозяйства, растущее население мира должно быть обеспечено питанием...

Избегание стресса. Действие антропогенных стрессоров на развитие растений и животных

1. Избегание стресса. Устойчивость к стрессу

Понятие «стресс» весьма различно используется во многих областях науки...

Комплексный анализ состояния биосферы

4. Устойчивость живого организма к загрязнению

Организм человека имеет ряд защитных систем, которые противостоят неблагоприятным воздействиям внешней среды, поэтому при различных экопатологиях поражаются в первую очередь. Первой защитной системой являются кожные покровы...

Методы управления качеством окружающей среды

2. Механизм государственного управления в области природопользования и охраны окружающей среды, как главный метод управления качеством окружающей среды

Механизм управления природопользованием и охраной включает методы, формы, функции управления и систему государственных органов, осуществляющих такое управление...

Основные функции мониторинга окружающей природной среды

1. Основные понятия о мониторинге окружающей среды, методы контроля загрязнений окружающей среды

...

Приспособления растений к водному режиму

3. ВОДНЫЙ ДЕФИЦИТ И УСТОЙЧИВОСТЬ К ЗАСУХЕ

Недостаток воды в растительных тканях возникает тогда, когда расход начинает превышать поступление. Засухи бывают почвенные и атмосферные. Атмосферная засуха характеризуется низкой относительной влажностью воздуха, почвенная засуха...

Проблемы городских экосистем

5. Устойчивость к стрессам

Далее, экосистемы Земли сильно различаются не только по продуктивности, но и по устойчивости к стрессам. Тропическая экосистема, например, функционирует почти как проточная система. Она содержит минимум почвенного гумуса...

Проблемы природных ресурсов России

1. Общие сведения по загрязнению природных ресурсов

...

Устойчивость растений к недостатку кислорода, стрессу, температуре

Глава II. Устойчивость к недостатку или отсутствию кислорода

...

Устойчивость растений к недостатку кислорода, стрессу, температуре

3.1 Засухоустойчивость и устойчивость к перегреву

Около трети поверхности суши испытывает дефицит влаги (годовое количество осадков 250 - 500 мм), а половина этой площади крайне засушлива (годовые осадки ниже 250 мм и испаряемость более 1000 мм). Для развития растений существенно...

Хлоропласты – центры фотосинтеза клеток растений

4. ВЛИЯНИЕ ОСНОВНЫХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ НА ФОТОСИНТЕТИЧЕСКИЙ АППАРАТ РАСТЕНИЙ

...

Человек как биологический и социальный организм природы

8. Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды. Объекты международно-правовой охраны окружающей среды

Гармонизация международных экологических отношений - один из основных путей выхода мирового сообщества из экологического кризиса. Общепризнано...

Электромагнитное загрязнение и его влияние на человека

§1. Что такое электромагнитное загрязнение окружающей среды? Основные источники электромагнитного загрязнения окружающей среды

Электромагнитное загрязнение - это форма физического загрязнения окружающей среды, связанная с нарушением её электромагнитных свойств, которое характеризуется наличием электромагнитных полей повышенной интенсивности....

eco.bobrodobro.ru

Влияние загрязняющих веществ на растения

Хотя сохранение растительного покрова Земли без серьезных нарушений – безусловная необходимость, его состояние в настоящее время ухудшается (Проблемы фитогигиены…, 1981).

Основные причины этого – разнообразия и разнонаправленность патологических явлений, возникающих у растений и их сообществ.

Возникновение тех или иных патологических явлений не у одного или немногих растений одного вида, а у большего числа или же у всех растений – представителей одной популяции придает возникающим патологическим явлениям популяционное значение. Возникновение патологических явлений у многих или у большинства растений одного вида во всех или в большинстве популяций последнего придает им видовые значения, так как они способны изменить характеристики признаков, входящих в кодекс признаков вида.

Наиболее опасны для растительного мира патологические явления, нарушающие:

1. Строение и функционирование пигментов, пластид, отдельных звеньев фотосинтеза и фотосинтетического аппарата в целом.

2. Строение и функционирование аппарата газообмена и механизма его регуляции, торможение клеточного дыхания (Рудкова, 1981), уменьшение количества устьичных аппаратов (Сидорович, Гетко, 1979) и ослабление газообмена у растений на больших территориях (Назаров с соавт., 1977).

3. Строение и функционирование аппарата водного обмена и механизма его регуляции.

4. Строение и функционирование механизмов минерального обмена.

5. Транспорт.

6. Нормальную деятельность мерисистем.

7. Нормальное осуществление клеточного цикла.

8. Гистогенез и дифференциацию клеток и тканей .

10. Межклеточные, межтканевые и межорганные взаимосвязи и взаимодействия.

11. Ритмику процессов онтогенеза.

12. Возрастное преобразование в жизненном цикле и его нормальное существование;

13. Физические (электрические, электромагнитные, оптические и температурные) константы и характеристики растений;

14. Гаметогенез, оплодотворение и формирование диссеминул;

15. Нормальное функционирование и жизнеспособность на ювелирных стадиях развития;

16. Нормальные сроки функционирования и жизнедеятельности клеток, тканей и органов.

17. Демографические характеристики популяций – их возрастной состав, соотношения образующих их растений по полу, активность семенного размножения и вегетативного возобновления, жизнеспособность семян и проростков.

18. Фитоценогенез и флорогенез на отдельных территориях .

Даже при незначительной концентрации загрязнителей длительное влияние на растения загрязненного воздуха приводит к уменьшению интенсивности их фотосинтеза и к замедлению их роста, а также к упрощению и распаду ценозов. Характерно, например, изреживание древостоев и уменьшение видового состава флоры в степных районах возникающие под влиянием дымогазовых выбросов металлургических и коксохимических предприятий.

Химические загрязнители оказывают влияние на патогенную активность потребителей растений, их численность, видовое разнообразие и количественное соотношение друг с другом. Установлено, что в березняках, загрязненных 90Sr, личинки пилильщиков поражают 93,5% листьев, в то время как в неразряженных березняках количество пораженных листьев не превышает 2,5%. На территориях, подвергнувшихся промышленному задымлению, среди насекомых – фитофагов преобладают фитофаги с колюще – сосущим ротовым аппаратом (Боченко, 1971).

Для нейтрализации загрязнителей или уменьшении их концентрации вблизи промышленных зон и в черте города выживают зеленые насаждения. Они обогащают воздух кислородом, фитонцидами, способствуют рассеиванию вредных веществ и поглощают их (Хвастунов, 1999). Лесные культуры площадью 1га способны осадить их воздуха 25-34 т взвешенных веществ в год, усвоить огромное количество углекислого газа и других вредных веществ, очистить около 18 млн. м3 воздуха за год. Фитонциды выделяемые деревьями, очищают воздух городов от бактериального загрязнения. Оказывая большое влияние на чистоту воздуха, растительность сама при этом повреждается и гибнет.

Продолжительность жизни деревьев в городах и промышленных зонах сокращается по сравнению с условиями леса в 5-8 раз (липа в лесу живет 300-400 лет, а в городе – 50 лет) (Артамонов, 1986; Вронский, 1996).

При озеленении территории следует выбирать древесные, кустарниковые и газонные растения в зависимости от почвенно-климатических условий, качественного и количественного состава выбросов, закономерностей рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе в данной местности, эффективности данной породы для очистки воздуха от конкретного загрязнителя или их комбинации (пыле - газопоглощение), а также ее пыле – и газоустойчивости в реальной ситуации.

Высокой устойчивостью к диоксиду серы обладают клен ясенелистный, роза морщинистая, чубушник венечный. Но они обладают низкой поглотительной способностью. Высокой поглотительной способностью и устойчивостью отличаются тополь бальзамический, дерен белый (Кулагин, 1974).

На промышленных площадках, сильно и постоянно загрязненных сероводородом, успешно растут яблоня дикая, вишня степная, алиссум морской. Сероводород менее токсичен для растений улавливается ими в меньшей степени, чем диоксид серы или сероуглерод.

Поглощение диоксида азота обусловлено двумя процессами: в нейтрализации образующихся кислот и восстановлением азота с включением его в состав аминокислот. Диоксид азота поглощается растениями в 3 раза более интенсивно, чем оксид азота (Вронский, 1996).

Диоксид азота поглощают клен серебристый, рябина обыкновенная, тополь бальзамический, липа мелколистная, береза повислая.

При совместном присутствии в атмосферном воздухе аммиака и диоксида азота липа мелколистная и тополь бальзамический предпочтут аммиак.

Оксид углерода усваивается кленом американским, бирючиной обыкновенной, ольхой белой, елью обыкновенной. Каждый 1м2 листовой поверхности высших растений усваивается за 1 сутки от 12 до 120 кг оксида углерода. На свету оксид углерода усваивается значительно лучше, чем в темноте.

Пылеосаждающая способность древесного растения зависит от площади поверхности листьев (хвои), массы и плотности кроны, скорости концентрации пыли в воздушном потоке, расположения посадок, а также от частоты дождей, смывающих пыль с листьев.

Накопление хлоридов в листьях в пределах 0,7-1,5% вызывает наиболее сильные повреждения у каннского каштана обыкновенного, сирени обыкновенной, ясеня зеленого и слабые – у вяза сладкого, ивы белой, тополя канадского (Сергейчик, 1985).

По характеру действия посадки разделяют на изолирующие и фильтрующие. Изолирующими называются посадки плотной структуры, которые создают на пути загрязненного воздушного потока механическую преграду, заставляющую поток обтекать массив. При нормальных метеоусловиях они снижают содержание газообразных примесей на 25-35% путем рассеивания и отклонения загрязненного воздушного потока, а также поглощающего действия зеленых насаждений. Фильтрующими называют посадки, продуваемые и разреженные, выполняющие роль механического и биологического фильтра при прохождении загрязненного воздуха сквозь массив.

Эти посадки являются основными для санитарно-защитных зон (Воскресенская с соавт., 2004).

Физиологическая роль серы

К числу наиболее опасных и распространенных загрязнителей атмосферы относятся газообразные соединения серы. Ежегодно выбрасывается около 100 млн. т. Сернистых токсикантов, что в 2 раза превышает объем их выделения в процессе вулканической деятельности (Мурзакаев, 1977). Сера воспринимается растениями в виде сульфатов, накапливаясь в вакуолях, и частично связывается органическими основаниями, переходя в восстановленную форму. Сера, связанная в молекулах метионина, цистина и цистеина, составляет до 1,5% сухого вещества белка (Сабинин, 1955; Лир с соавт., 1974). Сера – обязательный элемент растительных клеток, принимающий деятельное участие в метаболизме. Каждому виду растений при отсутствии заметного загрязнения воздуха свойствен уровень накопления серы, колеблющийся в пределах 0,2-0,9% (Илькун, 1971). В условиях загрязнения воздуха соединениями серы ее содержание в ассимиляционных органах возрастает.

Под влиянием фотосинтетического яда – ДДТ и SO2 – происходит деформация, агглютинация и разрушение пластид. В зависимости от длительности воздействия изменяется проницаемость мембран, растворимость CO2 в протоплазме (Ботпанаева, 1981). При воздействии SO2 происходит потеря несвязной воды, нарушение деятельности синтетазы жирных кислот; уменьшается число размеры женских соцветий у Betula pubescens Еhrh.и Alnus incana (L.) Moench. (Антипов, 1970) и длина хвоинок у Pinus sylvestris L. (Негрудкая с соавт., 1981). Уменьшается количество соединений фитонцидного комплекса, выделяемых хвойными, пораженными SO2, Sh3 и CO (Хлебович, 1969). Сухие вершины сосен, обесцвеченная листва, бурые и красные пятна на листьях, осыпающаяся хвоя – все это признаки большого содержания сернистых веществ в воздухе (Михеев с соавт., 1990). Оксид серы ядовит для растений даже в концентрациях от одной пятидесятитысячной до одной миллионной от объема воздуха.

Лишайники погибают даже при следах SO2 в окружающей атмосфере. Присутствие их в лесах вокруг крупных городов свидетельствует о высокой чистоте воздуха (Чернова, Былова, 1988). Диоксиды серы и азота являются причиной кислотных дождей. Они вымывают тяжелые металлы из почв, повышая при этом уровень их токсичности, а также меняют соотношение кальция и алюминия в почве (в сторону уменьшения кальция), что существенно задерживает рост корневой системы растений. Растет интенсивность коррозии металлоконструкций, активизируются процессы карстообразования.

От концентрации соединений серы в воздушной среде зависит газоаккумулирующая способность растений. В ассимиляционных органах накапливается тем больше серы, чем сильнее загрязнен воздух. Содержание серы в листьях по сравнению с контролем уже в начале периода вегетации повышается и продолжает увеличиваться на его протяжении. К осени у растений ряда видов наблюдается уменьшение содержания серы в листьях, что обусловлено, по-видимому, распадом серосодержащих соединений, их оттоком к стеблям и корням и вымыванием из растений дождевыми водами. В зоне слабого загрязнения воздуха наибольшая газоаккумулирующая способность наблюдается у таких растений как дерен белый, бирючина обыкновенная, смородина черная. В их листьях накапливается от 4,16 до 7,36г серы на кг сухого вещества.

Наименьшей газоаккумулирующей способностью характеризуются аморфа кустарниковая, груша обыкновенная, клен серебристый, береза повислая, сирень обыкновенная и ель колючая, накапливающие от 1,24 до 1,92 г серы на 1 кг сухих листьев. В зоне сильного загрязнения максимальным уровнем газонакопления (6,68-8,96г серы на кг сухих листьев) характеризуются липа мелколистная, жимолость татарская, осина, тополь канадский, минимальным уровнем загрязнения (2,88-3,84 г серы на кг сухих листьев) – груша обыкновенная, вишня степная, боярышник колючий. В большинстве случаев растения тех видов, которые активно поглощают серу из почвы, характеризуются и ее повышенным накоплением из атмосферного воздуха. Газопоглотительная функция растений повышается благодаря накоплению серы в побегах и вымыванием ее дождевыми водами. Из листьев может быть вымыто от 8 до 40% серы, поглощенной из воздуха.

Таким образом, для озеленения зоны сильного загрязнения рекомендуется использовать газоустойчивые растения м пониженной способностью к газонакоплению (вишню степную, розу морщинистую, боярышник колючий, грушу обыкновенную). Газоаккумулирующая способность ассимиляционных органов древесных растений может быть использована в целях диагностики загрязнения воздуха.

biofile.ru

• 
  Обработка комнатных растений фитоспорином
• 
  Размножение черенками хвойных растений
• 
  Размножение хвойных растений черенками
• 
  Акт апробации сельскохозяйственных растений
• 
  Молочай комнатное растение ядовитое
• 
  Божий замысел мир растений
• 
  Теория минерального питания растений
• 
  Перец черный горошек растение
• 
  Способы опыления растений таблица
• 
  Левитирующий горшок для растений
• 
  Почвенные вредители комнатных растений