Биогеохимическая активность парковых насаждений как индикатор устойчивости древесных растений
DOI:
https://doi.org/10.25726/NM.2019.20.18.003Ключевые слова:
парковые насаждения Ростовской области, степная зона, древесные виды, видовой состав, тяжелые металлы (Zn, Cu, Ni, Pb, Cd), биогеохимическая активность, коэффициент биологического поглощения, индикаторы, устойчивостьАннотация
Актуальность исследований связана с повышением устойчивости парковых насаждений Ростовской области, которые имеют историческое значение и природоохранный статус. Проведение многолетнего мониторинга по накоплению тяжелых металлов вносит вклад в установлении биогеохимической роли древесных растений.
Цель исследований – выявление биогеохимической активности парковых насаждений степной зоны на основе изучения видового, возрастного состава древесных растений и коэффициентов биологического поглощения тяжелых металлов.
Коэффициент биологического поглощения (КБП) отражает степень концентрации элемента в растениях по сравнению с сопредельными средами. КБП – отношение содержания элемента в сухом веществе к содержанию в почве, на которой они произрастают. Этот коэффициент характеризует интенсивность извлечения химических элементов из почвы. При этом КБП для каждого элемента во многом определяется как химическими свойствами, так и потребностью растений.
Объекты исследований – парковые насаждения Ростова-на-Дону, Таганрога, Новочеркасска, Азова и Батайска. Они представлены деревьями в возрасте от 40-50 лет (75-80%). Деревья в возрасте более 50 лет (25%) встречаются на территории города Таганрога. На территории парков г. Батайска довольно большой процент насаждений (37) представлен деревьями до 20 лет.
Установлено, что видовой состав парковых насаждений представлен 11 видами (Quercus robur L., Aesculushippocastanum L., Ulmus laevis Pall, Fraxinus excelsior L., Fraxinus lanceolata Borkh, Robinia pseudoacacia L., Tilia platyphyllosScop, Acer platanoides L., Acer negundo L., Populus alba L., Populus sowietica pyramidalis Jabl.) из 8 семейств (Fagaceae,Hippocastanaceae, Ulmaceae, Oleaceae, Fabaceae, Tiliaceae, Aceraceae, Salicaceae). Выявлены доминирующие виды в парковых ландшафтах изучаемых городов.
На основе мониторинга парковых ландшафтах города Ростова-на-Дону выявлено, что за вегетационный период в наибольшее количество металлов осаждалось на листовых поверхностях клёна и липы. Избирательность осаждений металлов отдельными видами проявляется в накоплении ими определённых металлов.
На всех изученных объектах (2002-2018 гг.) были рассчитаны суммарные показатели накопления тяжёлых металлов листьями древесных растений. Установлены максимальные коэффициенты биологического поглощения: по Zn (Populussowietica pyramidalis, Populus alba, Ulmus laevis); по Cu (Fraxinus excelsior, Aesculus hippocastanum, Quercus robur); по Ni (Acerplatanoides, Populus alba, Ulmus laevis). Минимальный коэффициент биологического поглощения установлен по Zn и Cu для Acer negundo, по Ni - Tilia platyphyllos.
Составлен реестр древесных растений по снижению коэффициента биогеохимической активности: Fraxinus excelsior = Populus sowietica pyramidalis = Populus alba (0,4) > Aesculus hippocastanum = Quercus robur (0,3) > Acer platanoides = Tiliaplatyphyllos = Ulmus laevis = Robinia pseudoacacia (0,2) > Acer negundo = Fraxinus lanceolata (0,1).
Таким образом, установлено содержание макроэлементов в растениях, которое определяется систематическим положением – семейством, родом и видом. Параметры коэффициентов биологического поглощения, и их динамика в зависимости от времени (например, фазы вегетации), возраста организма, почв рекомендуется использовать в качестве индикаторов устойчивости и подбора ассортимента при реновации исторических парковых ландшафтов.
Библиографические ссылки
2. Chernyshenko, O.V. (2002). Absorption feature and gas resistance of woody plants in the city: a monograph. Moscow: MGUL,120.
3. Dubinin, V.P. (2007). Uroven' ozelenennosti gorodskoj territorii opredeljajushhij faktor jekologicheskogo sostojanija goroda [The level of greening of the urban area is the determining factor of the ecological state of the city]. Materialy III gorodskoj nauchno-prakticheskoj konferencii, Habarovsk, 15.03.2007 g. [Proceedings of the III city scientific-practical conference, Khabarovsk, March 15, 2007]. Khabarovsk: Pacific Publishing House. state University, 6-8.
4. Giniyatullin, R.H. (1995). Accumulation of metals by woody plants under conditions of technogenic pollution within the Cis-Urals: author. dis ... cand. biol. sciences. Ufa, 18.
5. Gudzenko, E.O. (2016). Ocenka jekologicheskogo sostojanija zelenyh nasazhdenij goroda Rostova-na-Donu [Assessment of the ecological state of green spaces in the city of Rostov-on-Don]: author. dis. on the competition scholarly Art. Cand. biol. sciences. Rostov-on-Don, 22.
6. Ilyin, V.B. (1991). Tjazhelye metally v sisteme pochva-rastenie [Heavy metals in the soil-plant system]. Novosibirsk: Science, 151.
7. Ivanisova, N.V., Kurinskaya, L.V. (2019). Parkovye landshafty stepnoj zony: monografija [Park landscapes of the steppe zone: monograph]. Stavropol: Logos, 184.
8. Kovalsky, A.L. (1974). The main laws of the formation of the chemical composition of plants. Biogeohimija rastenij [Plant Biogeochemistry], 147-173.
9. Kruzhilin, S.N., Taran, S.S., Semenyutina, A.V., et al. (2018). Growth peculiarities and age dynamics of Quercus robur L. formation in steppe region conditions. Kuwait Journal of Science, 45(4), 52-58.
10. Kvartovkina, L.K., Semenyutina, A.V. (2007). Problema ozelenenija selitebnyh territorij [The problem of gardening residential areas]. Gigiena i sanitarija [Hygiene and sanitation], 6, 37-38.
11. Neverova, O.A., Kolmogorova, E.Yu. (2003). Drevesnye rastenija i urbanizirovannaja sreda [Woody plants and urbanized environment]. Novosibirsk: Science, 202.
12. Podkolzin, M.M., Semenyutina, A.V., Svintsov, I.P. (2016). Izuchenie vlijanija drevesnyh rastenij na formirovanie fitosredy urbanizirovannyh territorij v uslovijah tehnogennoj nagruzki [Study of the effect of woody plants on the formation of the phytodirectory of urbanized areas under the conditions of anthropogenic pressure]. Reputaciologija [Reputiology], 1, 46-55.
13. Pokhilko, L.O. (2009). Jekologicheskie principy formirovanija assortimenta drevesnyh rastenij v ozelenenii g. Rostova-na-Donu [Ecological Principles of Forming the Assortment of Woody Plants in Gardening in Rostov-on-Don]: Dis. Cand. biol. sciences. Rostov-on-Don, 224.
14. Prokhorova, N.V., Matveev, N.M., Pavlovsky, V.A. (1998). Akkumuljacija tjazhelyh metallov dikorastushhimi kul'turnymi rastenijami v lesostepnom i stepnom Povolzh'e [Accumulation of heavy metals by wild-growing cultural plants in the forest-steppe and steppe Volga region]. Samara: Samara University,131.
15. Semenyutina A.V. (ed.). (2018). Growth and adaptation of tree introductions in massive plantations of the Lower Don: monograph. Novocherkassk Engineering and Melioration Institute A.K. Kortunova Donskoy GAU. - Novocherkassk, 255.
16. Semenyutina, A.V., Podkovyrov, I. Y., Huzhahmetova, A. Sh., et al. (2016). Mathematical justification of the selection of woody plants biodiversity in the reconstruction of objects of gardening. International Journal of Pure and Applied Mathematics, 110(2), 361-368.
17. Semenyutina, A.V., Podkovyrova, G.V., Khuzhahmetova, A.Sh., et al. (2018). Engineering implementation of landscaping of low-forest regions. International journal of mechanical engineering and technology, 9(10), 1415-1422.
18. Semenyutina, A.V., Semenyutina, V.A., Khuzhakhmetova, A.Sh., et al. (2019). The Decrease in the Concentration of formaldehyde in the environment of Aluminosilicate Sorbents. Key Engineering materials, 802. doi: 10.4028/KEM.802.57.
19. Semenyutina, A.V., Svintsov, I.P. (2018). Tipy nasazhdenij i assortiment derev'ev i kustarnikov dlja urbolandshaftov Juzhnogo federal'nogo okruga [Planting types and assortment of trees and shrubs for urban landscape landscapes of the Southern Federal District]. Landshaftnaja arhitektura i prirodoobustrojstvo: ot proekta do jekonomiki-2018: mater. Mezhdunar. nauch.-tehn. konf. [Landscape architecture and environmental engineering: from project to economy-2018: mater. International scientific and technical Conf.]. Saratov: TseSain LLC, 123-128.
20. Semenyutina, A.V., Svintsov, I.P., Kulik, D. K., et al. (2014). Landshaftnoe ozelenenie sel'skih territorij. Uchebno-metodicheskoe posobie [Landscape gardening of rural areas. Teaching manual]. Volgograd, 144.
21. Sidorovich, Ye.A., Arabey, N.M., Kozyr', O.S., Zhdanets, S.F. (2007). Pylezaderzhivayushchaya sposobnost' assimiliruyushchikh organov nekotorykh drevesnykh rasteniy v usloviyakh g. Minska [Dust-retaining ability of assimilating organs of some woody plants in Minsk]. Problemy ozeleneniya krupnykh gorodov. Moscow: Prima-M, 161-163.
