|
Изучение воздействия токсиканта на растения в полевых условиях сопряжено с изменяющимися концентрациями загрязнителя и климатическими условиями. Определяемая в таких экспериментах реакция на дозу загрязнения составляет основу для установления потенциально опасных для растительности зон, особенно для изучения возможности их долговременного культивирования. Непродолжительные эксперименты по газации в ростовых, стеклянных и пленочных камерах, несмотря на возможность регулировать концентрации загрязнителей и климатические факторы, не позволяют проследить действие токсикантов в течение ряда лет.
Существует три методических подхода для изучения воздействия загрязнителей воздуха на растительность: исследования в лаборатории и в камерах с регулируемым режимом; опыты в пленочных или стеклянных домиках, расположенных в естественных условиях; изучение растений вблизи источников загрязнения (Гудериан, 1979).
Эксперименты по фумигации при строгом контроле всех условий позволяют изучать влияние отдельных факторов или их комплекса. Отношение «доза-реакция» суммируется из двух процессов: поглощение загрязнителя и ответная реакция на токсикант. Определение пределов повреждения служит основанием для выявления опасных для растений зон и установления предельно допустимого загрязнения воздуха и почвы на основании ответной реакции растений. Повреждение растений включает все реакции организма, обусловленные загрязнением: обратимые и необратимые изменения метаболизма; уменьшение интенсивности фотосинтеза и, как следствие, некроз листьев, преждевременный листопад, подавление ростовых процессов.
При изучении влияния промышленных выбросов на древесные растения необходимо по возможности выровнять условия произрастания, оставив изучаемый фактор загрязнения. Моделирование в лабораторных условиях сопряжено с рядом трудностей. В естественных условиях основные различия, оказывающие влияние на рост, складываются по эдафическому фону. Ряд климатических факторов (температура, влажность воздуха, освещенность) различается не существенно.
Для нивелирования влияния почвенных условий под факелом завода в удалении 2,5 км и на контроле (фоновое загрязнение) в котлованы, предварительно изолированные от влияния со стороны местной почвы, был завезен грунт с контроля. Наряду с созданием площадок на привозной почве, под факелом завода, в удалении на 0,5 км и 2,5 км были высажены черенки в местную, загрязняемую в течение двух десятков лет почву, в аналогичные котлованы.
Проведенные Красноярской станцией химизации анализы почв не выявили существенных различий в содержании основных питательных элементов как завезенных почв, так и местных, особенно в удалении 2,5 км. Основные различия были по содержанию фтора (см. рис. 5.2; 5.3). После окончания вегетационного периода были сделаны замеры прироста и определена средняя площадь листьев. Замеры проводили в течение трех лет (табл. 9.2).
Более экстремальные условия произрастания складываются на ближайшей к заводу площадке. Если для саженцев в двухлетнем возрасте на контроле и на удаленной от завода площадке наблюдается улучшение ростовых процессов, что проявляется в увеличении прироста и средней площади листа, то на площадке у стен завода у ивы происходит заметное уменьшение прироста. Объяснение, возможно, заключается в том, что в первый год рост обеспечивается за счет запаса питательных веществ содержащегося в черенках.
В условиях загрязнения воздуха и почвы наблюдается уменьшение прироста в течение трех лет выращивания в сравнении с контролем, достигая максимального значения к третьему году роста. Так, в динамике прирост тополя на площадке у стен завода составляет в первый год 46 %, второй – 37 %, третий – 26 %. Возможное объяснение этому - аккумуляция фтора.
При удалении от завода на 2,5 км уменьшение средней площади листа и высоты менее значительно.
При этом рост лучше происходит на привозной земле, что подтверждает возможность избыточного поступления фтора из грунта, в растительный организм.
Проведенный дисперсионный анализ подтвердил чрезвычайно сильное действие техногенного фактора на рост саженцев. Доля его влияния составляет 64 % для тополя и 60 % - для ивы.
Следует отметить, что разница в устойчивости к загрязнению воздуха и почвы проявляется между тополем и ивой по мере увеличения концентрации токсикантов в окружающей среде.
Таблица 9.2
Рост черенковых саженцев тополя и ивы в разных условиях загрязнения воздуха и почвы
Порода |
Показатель |
Контроль |
Под факелом завода, км |
0,5 |
2,5 |
почва-местная |
почва-местная |
почва с контроля |
1 год |
Тополь бальзамический |
высота, см |
51,3±0,9 |
23,8±0,5 |
43,7±0,9 |
45,7±1 |
площадь листьев, см2 |
18,6±0,4 |
9,5±0,1 |
16,0±0,3 |
19,1±0,4 |
Ива корзиночная |
высота, см |
43,5±0,8 |
17,1±0,4 |
33,2±0,6 |
37,2±0,9 |
площадь листьев, см2 |
8,3±,01 |
3,9±0,1 |
6,7±0,1 |
8±0,2 |
2 года |
Тополь бальзамический |
высота, см |
89±1,7 |
32,9±0,7 |
66,2±1,1 |
73,6±1,3 |
площадь листьев, см2 |
26,3±0,5 |
8,9±0,2 |
17,1±0,4 |
19,4±0,4 |
Ива корзиночная |
высота, см |
72,1±1,6 |
17,8±0,4 |
47,5±1 |
52,3±1,5 |
площадь листьев, см2 |
13,2±0,3 |
3,8±,01 |
8,6±0,2 |
10,4±0,3 |
3 года |
Тополь бальзамический |
высота, см |
142±3,0 |
36,3±0,8 |
99±2 |
110±2,2 |
площадь листьев, см2 |
27,8±0,4 |
12,1±0,2 |
18,4±0,3 |
20,8±0,5 |
Ива корзиночная |
высота, см |
108±2,5 |
погибли |
70±1,3 |
84±2,1 |
площадь листьев, см2 |
13,8±0,3 |
8,5±0,3 |
10,4±0,2 |
|
