ЕРЕЩЕНКО О.В. ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БЕРЕЗЫ ПОВИСЛОЙ (НА ПРИМЕРЕ Г. БАРНАУЛА)

Ключевые слова: , , , ,


ЕРЕЩЕНКО О.В. ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БЕРЕЗЫ ПОВИСЛОЙ (НА ПРИМЕРЕ Г. БАРНАУЛА)


Рубрика: Биология

Библиографическая ссылка на статью:
// Исследования в области естественных наук. 2012. № 4 [Электронный ресурс]. URL: http://science.snauka.ru/2012/04/289 (дата обращения: 02.05.2017).

Одним из эффективных и недорогих методов биомониторинга является фитоиндикация, так как растения считаются надежными показателями загрязнения природной среды различными токсическими веществами. Они вынуждены адаптироваться к стрессовому воздействию среды с помощью физиолого-биохимических и анатомо-морфологических перестроек организма. Фиксация и оценка этих изменений дают достоверную картину условий места произрастания растений и отражают состояние городской среды.

Цель нашей работы   изучить изменчивость признаков пыльцы и генеративных органов березы повислой в условиях города Барнаула.

Объектом исследования служила береза повислая (Betula pendula Roth). Сбор пыльцы производили на территории города Барнаула в мае 2011 и 2012 гг. Изучено 15 точек, которые были выбраны по принципу расположения относительно главных автомагистралей города. Контролем служила точка, расположенная в районе Южно-Сибирского Ботанического Сада. Фертильность пыльцы (%) определялась после окрашивания ее раствором Люголя на микроскопе Микмед-1. Анализировали по 2000 клеток на каждую точку сбора.

Анализ морфометрических характеристик пыльцы березы повислой показал, что отклонения в размерах относительно контроля наблюдались как в положительную, так и в отрицательную сторону. В наибольшей степени диаметр пыльцевых зерен уменьшался в точках Шукшина, 10 и Дзержинского, 37 и составлял 53% и 54% (Табл.).

 

Таблица 1

Диаметр пыльцевых зерен березы повислой (Betula pendula Roth), мкм

Точка сбора Диаметр пыльцевого зерна, мкм Точка сбора Диаметр пыльцевого зерна, мкм
1.Красноармейский, 36

1,896±0,06

9.Красноармейский,96а 1,734±0,12
2. Красноармейский,98

1,862±0,10

10.Солнечная поляна,17 1,659±0,07
3.Ленина, 53

1,862±0,07

11.Космонавтов, 12 1,651±0,09
4.Красноармейский, 133

1,858±0,06

12.Пл.Победы 1,614±0,15
5.Красноармейский,104

1,847±0,09

13.Дзержинского, 37 0,978±0,07***
6.Молодежная,46

1,841±0,93

14.Шукшина, 10 0,959±0,06***
7.Красноармейский, 135

1,824±0,06

15.Лесосечная,25 (контроль) 1,819±0,12
8.Ленина, 67

1,797±0,08

различия с контролем достоверны: ***- Р<0,01

Для березы повислой характерна в среднем низкая доля деформированной пыльцы (2,3%), варьируя от 0,91% до 4,31% в различных точках сбора. Однако, в большинстве исследуемых точек данный показатель превышал контрольное значение – 1,77%. Литературные данные свидетельствуют о зависимости процента поврежденных пыльцевых зерен от уровня антропогенной нагрузки. Как правило, максимальное количество обнаруживалось в городской зоне (1,6-3,0%) и минимальное – в сельскохозяйственной (1,1%). Спектр морфологических повреждений зависит от характера, интенсивности загрязняющих веществ и устойчивости самого вида растения [1].

При анализе фертильности были выделены три группы клеток: сильно, средне и неокрашенная пыльца, которые отражают интенсивность накопления крахмала. Неокрашенную пыльцу считали стерильной. Варьирование стерильной пыльцы составило от 1,63% до 6,48 %, при этом средняя доля стерильных зерен   4,00%. В 85% случаев доля плохо окрашенной пыльцы превышала значения контроля (2,06%). Процент средне окрашенной пыльцы варьировал от 3,55% до 28,96%, составляя в среднем 9,27%. Доля фертильной пыльцы во всех исследуемых точках была высока и составляла в среднем 86,71%. Минимальное количество наблюдали в точке по адресу пл. Победы (66,32%), максимальное наблюдалось в контрольной точке (Лесосечная, 25) 96,51% (Табл.2). Известно, что фертильность пыльцы является одним из важнейших признаков, характеризующих состояние окружающей среды. В условиях загрязнения увеличивается процент аномалий и наблюдается более широкий их спектр [2]. Однако, не только атмосферные загрязнители оказывают негативное влияние на микроспоро- и гаметогенез, приводя к морфологическим и биохимическим изменениям пыльцы, но и индивидуальные особенности каждого дерева [3].

Таблица 2

Доля плохо, средне и хорошо окрашенной пыльцы березы повислой (Betula pendula Roth.)

 

Точка сбора Плохо

окрашенная

Средне окрашенная Хорошо окрашенная
1.Молодежная,46 2,34±0,15 4,58±0,30** 93,08±0,27**
2.Пл.Победы 4,92±0,93 28,96±0,22** 66,32±1,23**
3.Красноармейский, 135 4,51±0,14* 16,25±0,27** 79,25±0,40**
4.Красноармейский, 133 1,63±0,12 3,56±0,43* 94,81±0,54
5.Красноармейский, 104 4,24±0,13* 13,67±0,19** 82,09±0,20**
6.Красноармейский, 96а 2,09±0,21 3,55±0,07** 94,28±0,18*
7.Красноармейский,98 5,17±0,28** 5,37±0,25** 89,47±0,53**
8.Красноармейский, 36 5,50±0,26** 5,65±0,37** 88,36±0,35**
9.Ленина, 67 5,84±0,26** 11,48±0,27** 82,69±0,36**
10.Ленина, 53 6,48±0,21** 12,80±0,23** 80,72±0,42**
11.Космонавтов, 12 6,46±0,20** 12,51±0,31** 81,03±0,44**
12.Солнечная поляна, 17 2,63±0,15 5,37±0,15** 92,00±0,23**
13.Шукшина, 10 4,02±0,39 8,93±0,42** 87,05±0,38**
14.Дзержинского, 37 2,14±0,19 4,93±0,23** 92,94±0,41**
15.Лесосечная, 25 (контроль) 2,06±0,38 1,43±0,25 96,51±0,21
различия с контролем достоверны: *- Р<0,05; **- Р<0,01

 

Нами были измерены и проанализированы морфологические показатели генеративных органов березы повислой, такие как длина и ширина. Показатель длины сережек варьировал от  3,79 см до 5,51 см, ширина изменялась от 0,35 см до 0,49 см. Средний показатель составил 4,74 см и 0,42 см соответственно.

Однако статистический анализ показал недостоверность этих отличий. Внешний вид генеративных органов в зависимости от точек произрастания так же не отличался. Цвет и структура соцветия во всех случаях были сходны. Хотя, в работах А. Иванова, Л. Романовой говорится о влиянии техногенного загрязнения на морфологию генеративных органов. Изменяются не только размеры, но и количество аномально развивающихся сережек [4, 5] (Табл.3).

 

Таблица 3

Морфометрические показатели генеративных органов

Точка сбора

Длина,

см

Ширина,

см

Точка сбора

Длина,

см

Ширина,

см

1.Молодежная, 46 3,79±0,21 0,35±0,04 9.Ленина, 67 4,32±0,24 0,49±0,02
2.Пл.Победы 4,72±0,28 0,40±0,02 10.Ленина, 53 4,15±0,45 0,40±0,03
3.Красноармейский, 135 5,51±0,47 0,41±0,04 11.Космонавтов, 12 4,43±0,23 0.40±0,02
4.Красноармейский, 133 4,67±0,27 0,39±0,03 12.Солнечная поляна, 17 4,43±0,28 0,39±0.03
5.Красноармейский, 104 4,88±0,32 0,44±0,03 13.Шукшина, 10 5,48±0,17 0,45±0,03
6.Красноармейский, 96а 5,19±0,21 0,47±0,02 14.Дзержинского, 37 5,14±0,35 0,46±0,03
7.Красноармейский, 98 4,8±0,40 0,41±0,03 15.Лесосечная, 25 5,08±0,17 0,49±0,03
8.Красноармейский, 36 4,73±0,21 0,40±0.03      

 

Таким образом, признак фертильности пыльцы березы повислой (доля сильно окрашенной) обнаружил максимальную изменчивость в различных точках г. Барнаула. Различия с контролем достигали 30%, что позволяет рекомендовать его как информативный признак для оперативного мониторинга состояния среды г.Барнаула.

Морфологические и морфометрические характеристики пыльцы (диаметр, доля деформированных пыльцевых зерен) достоверно отличаются от контрольных значений в 30-35% случаев, что указывает на возможности использования данного признака в условиях г. Барнаула как дополнительного к другим признакам при значительном загрязнении окружающей среды.

Варьирование размеров генеративных органов березы повислой (ширина, длина сережек) не является статистически значимым, что свидетельствует о невозможности использования данного признака в условиях г. Барнаула для характеристики интенсивности антропогенной нагрузки.

Библиографический список

1. Осмонбаева К.Б. Экологические аспекты проблемы поллинозов: автореф. дис. … канд.биол.наук. – Бишкек, 2006. – 26 с.

2. Калашник Н.А. Характеристика естественных насаждений хвойных видов Южного Урала по цитогенетическим показателям // Вестник ОГУ. ‑ 2009. ­ №6. – С. 157-169.

3. Валетова Е.А. Морфологические изменения хвои сосны под влиянием поллютантов // Состояние и перспективы развития плодоводства, овощеводства и лесного хозяйства Западной Сибири. Барнаул: Изд-во АГАУ, 2005.- С.223-225.

4 Иванов, А.И. Использование пыльцы древесных и травянистых растений для биоиндикации загрязнения окружающей среды // Вестник ДВО РАН, 2009. – №6. – С. 68-73.

5. Романова Л. И. Структурно-функциональные особенности лиственницы сибирской в зеленых насаждения г. Красноярска и его окрестностей: автореф. дис. ... канд.биол. наук. – Красноярск, 2005. ­ 24 с.



Все статьи автора «ereschenko»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: