УДК 581.5; 96
применение коэффициента флуктуирующей асимметрии для экологической оценки антропогенной нагрузки
Попова Е.И.
В последнее время для оценки антропогенного воздействия широко используются методы фитоиндикации техногенных загрязнений. Одним из таких методов является определение флуктуирующей асимметрии как интегрального показателя состояния окружающей среды и одновременно показателя устойчивости развития растений. Суть метода заключается в определении коэффициента флуктуирующей асимметрии, которая представляет собой макроскопические отклонения у билатеральных признаков организма в процессе развития в ответ на неблагоприятные условия окружающей среды. Благодаря проведению комплексных экологических исследований можно получить оценку экологического состояния природной среды в целом.
С целью долговременного комплексного мониторинга возможной техногенной динамики лесной растительности проведено исследование двух наблюдательных площадок: площадка №1 заложена около промкомплекса Тобольского нефтехимического комбината, площадка №2 в 2,2 км восточнее, за пределами санитарно-защитной зоны (СЗЗ) объекта. Площадки квадратные со стороной 20*20м.
Использованная в работе методика по определению коэффициента флуктуирующей асимметрии листовой пластинки ВеШа aggr. риЬе&тет Ehrh. (далее - ФА) неоднократно применялась на практике, но при этом актуальность таких работ до сих пор
высока, т.к. одни и те же условия среды могут быть допустимы для одного региона и могут оказаться неблагоприятным для другого в силу его природных особенностей и антропогенной нагрузки.
ключевые слова: Флуктуирующая асимметрия, фитоин-дикация, мониторинг, окружающая среда, наблюдательные площадки.
APPLICATION OF FACTOR FOR ENVIRONMENTAL
fluctuating asymmetry assessment of anthropogenic pressure
Popova E.I.
Recently, for the assessment of human exposure is widely used methods phytoindication man-made pollution. One such method is the determination of fluctuating asymmetry as an integral indicator of the environment and at the same time sustainability indicator of plant development. The method consists in determining the coefficient of fluctuating asymmetry, which is a macroscopic abnormality in bilateral traits of the organism in the development process in response to adverse environmental conditions. Thanks to integrated environmental research can estimate the ecological state of the environment in general.
With a view to long-term comprehensive monitoring of man-made forest vegetation dynamics investigated two observation platforms: platform number 1 lies near the industrial complex of Tobolsk petrochemical plant, area number 2 is 2.2 km to the east, outside of the sanitary protection zone (SPZ ) of the object. Venues square with a side of 20*20 m.
Used in the procedure to determine the coefficient of fluctuating asymmetry of the leaf blade Vetula aggr. pubescens Ehrh. (hereinafter - FA) was frequently applied in practice, but the relevance of such work is still high, because the same environmental conditions may be acceptable for one region and may be detrimental to the other because of its natural features and anthropogenic stress.
Keywords: Fluctuating asymmetry, phytoindication, monitoring, environment, observation platforms.
Введение
Изменения природной среды под влиянием урбанизации и хозяйственной деятельности человека приобрели глобальный характер. Такие преобразования с течением времени усиливаются, что привело к необходимости оценки негативных изменений состояния окружающей природной среды. При разработке мер охраны окружающей природной среды значительный интерес представляет изучение состояния, устойчивости и динамики популяций животных и растений, обитающих в этих условиях [5, 7]. В настоящее время оценка состояния среды особенно актуальна для городских территорий и рассматривается многими авторами [2,4,6]. Популяции древесных растений представляют собой центральные элементы растительных сообществ, поэтому исследования их характеристик более востребованы. При техногенном загрязнении поллютанты в большей степени оказывают влияние на фитоценозы, т.к. растения не могут избежать стрессового воздействия, и вынуждены адаптироваться к нему с помощью физиолого-биохимических и анато-мо-морфологических перестроек организма. Это позволяет использовать растения в качестве биоиндикаторов загрязнения природной среды
[3, 8, 10].
Применение физико-химических методов не всегда дает полное представление о состоянии популяций, особенно в зонах слабого и умеренного техногенного загрязнения. Это обусловлено нелинейной зави-
симостью реакций живых организмов от дозы загрязняющих веществ и различиями по степени их устойчивости к различным типам загрязнения. Физико-химические методы не учитывают нелинейные зависимости между воздействием фактора и реакцией организмов на данное воздействие, вследствие чего данный метод контроля является несколько ограниченным. Физико-химические анализы также не позволяют непосредственно наблюдать эффект от загрязнения [9, 11, 12].
Материал и методы исследования
В качестве объекта взята ВеШа aggr. риЬе&тет ЕЬгк. Сбор материала проводился после остановки роста листьев (июль). Каждая выборка включала в себя 100 листьев (по 10 листьев с 10 растений). Материал был обработан сразу после сбора.
Для измерения лист помещали перед собой стороной, обращенной к верхушке побега. С каждого листа снимали показатели по пяти промерам левой и правой сторон листа. Для измерения лист складывали пополам, совмещая верхушку с основанием листовой пластинки.
Потом разгибали лист и по образовавшейся складке производили измерения:
1 - ширина левой и правой половинок листа;
2 - длина жилки второго порядка, второй от основания листа;
3 - расстояние между основаниями первой и второй жилок второго
порядка;
4 - расстояние между концами этих же жилок;
5 - угол между главной жилкой и второй от основания листа жилкой
второго порядка.
Оборудование:
- измерительный циркуль;
- линейка;
- транспортир прозрачный пластиковый.
Промеры 1 - 4 снимаются циркулем-измерителем, углы между жилками (признак 5) измеряются транспортиром.
Далее рассматривали случай оценки стабильности развития березы.
Для оценки степени нарушения стабильности развития использовали пятибалльную оценку.
Первый балл шкалы - условная норма.
Пятый балл - критическое значение, такие значения показателя асимметрии наблюдаются в крайне неблагоприятных условиях, когда растения находятся в сильно угнетенном состоянии.
Результаты оценивались по 5-балльной шкале отклонений состояния организма от условий нормы по величине интегрального показателя стабильности развития березы пушистой ( 1< 0,040; II- 0,040 - 0,044; III - 0,045 - 0,049; IV - 0,050 - 0,054; V - < 0,054) [1].
Результаты и обсуждение
Исследование оценки состояния среды по величине флуктуирующей асимметрии листового аппарата ВеШа aggr. риЬе&тет ЕЬгк показало, что растения на участке №1 испытывали критическое влияние окружающей среды. Так как уровень стабильности развития зависит от условий обитания растений, то соответственно можно оценивать и состояние окружающей среды, при этом состояние среды на участке №2 является условно нормальным (рис. 1, 2).
0,08 0,06
<
О 0,04 0,02 0
Выборки, шт
¡2011 г. Ш 2012 г. В 2013 г.
Рис. 1. Изменение флуктуирующей асимметрии листьев ВеШа aggr. риЬе&тет Ehrh. в выборке с наблюдательной площадки №1 (п=100)
0,08 0,06
<
е 0,04 0,02 0
1
Выборки, шт
0 2011 г. 0 2012 г. Ш 2013 г.
Рис. 1. Изменение флуктуирующей асимметрии листьев ВеШа aggr. риЬе&тет Ehrh. в выборке с наблюдательной площадки №2 (п=100)
Выводы
1. Показатель устойчивости развития популяции ВеШа aggr. риЬе&сет ЕкЛ., выраженный коэффициентом флуктуирующей асимметрии в период с 2011 по 2013 гг., значительно изменяется.
2. Растения на участке №1 испытывают критическое влияние окружающей среды, при этом состояние среды на участке №2 является условно нормальным по величине флуктуирующей асимметрии листового аппарата Betula aggr. pubescens Ehrh.
Список литературы
1. Булохов А.Д. Экологическая оценка среды методами фитоиндика-ции. - Брянск: Изд-во БГПУ, 1996. 104 с.
2. Жиров В.К., Голубева Е.И., Говорова А.Ф., Хаитбаев А.Х. Структурно-функциональные изменения растительности в условиях техногенного загрязнения на Крайнем севере. - М.: Наука, 2007. 166 с.
3. Ильина С. П. Морфологические изменения растений, используемые для биоиндикации загрязнения окружающей среды // Проблемы экологии и экологического образования Челябинской области: Материалы конференции. Челябинск: ЧелГУ, 2001. С. 37-38.
4. Кряжев Н.Г., Чистяков В.М., Захаров В.М.. Анализ стабильности развития березы повислой в условиях химического загрязнения // Экология. 1996. № 6. С. 441-444.
5. Опекунова М. Г. Биоиндикация загрязнений. - СПб.: Изд-во СпбГУ, 2004. 266 с.
6. Попова Е.И. Экологическое состояние лесных фитоценозов в районе ТНХК // В мире научных открытий. Серия «Проблемы науки и образования» Т. 9.2 (33). 2012. С. 186-197.
7. Попова Е.И. Влияние антропогенных факторов химической природы на морфо-биологическую изменчивость Plantago major L. и Plantago media L. // Научные ведомости БелГУ - Белгород: Издательство БелГУ 2011. №9 (104) Вып. 15. С. 57-62.
8. Tarshis L.G. Morphological-anatomical features of underground organs in some higher plant species in relation to their adaptation to ecological conditions // Russian Journal of Ecology. 2005. Т. 36. № 2. P. 81-88.
9. Tuzhilkina V.V Response of the pigment system of conifers to long-term industrial air pollution // Russian Journal of Ecology. 2009. T. 40. № 4. P. 227-232.
10. Voronkova N.M., Burkovskaya E.V., Burundukova O.L., Bezdeleva T.A. Morphological and biological features of plants related to their adaptation to coastal habitats // Russian Journal of Ecology. 2008. T. 39. № 1. P. 1-7.
11. Mukhin V.A., Betekhtina A.A. Adaptive significance of endomycorrhizas for herbaceous plants // Russian Journal of Ecology. 2006. T. 37. № 1. P. 1-6.
12. Zaitsev G.A., Kulagin A.Yu. Roo
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.