«Биоиндикация загрязнения воздуха в районе экологической тропы по состоянию сосны обыкновенной» (стр. 2 из 3)

Плодоношение у сосны наступает сравнительно рано. Деревья, растущие на свободе, начинают плодоносить с 10—15 лет. В сомкнутых древостоях плодоношение наступает в возрасте 36—40 лет. Если деревья, растущие на свободе, плодоносят почти ежегодно и обильно, то этого нельзя сказать о плодоношении насаждении.

Цветет сосна на юге ареала в начале мая, в средней части лесной зоны—в конце мая—начале нюня, в северной—в июне. В Сибири эти сроки сдвинуты на более поздний период. Цветение продолжается 7—10 дней. 6

Обычно мужские и женские цветки развиваются на одном и том же дереве, но иногда наблюдается почти полная двудомность. Мужские цветки появляются на 2—3 дня раньше женских, они имеют вид небольших (5—7 мм длиной) овальных желтых или красноватых колосков, густо скученных у основания молодых побегов. Пыльца мелкая, с двумя воздушными мешками, заключена в пыльниках тычинок, способна разноситься на далекие расстояния (до 1 км).

Женские цветки имеют вид красноватых овальных шишечек длиной 5—6 мм. По 1—3 таких цветка развиваются на верхушке растущих молодых побегов. Каждая шишечка имеет до 30—40 чешуек, оканчивающихся острым клювовидным островком, и такое же число более мелких кроющих чешуек, в пазухах которых находится семенные чешуи с двумя семяпочками. Опыление происходит весной. После опыления женские шишечки немного увеличиваются в объеме, чешуи их срастаются, и в таком состоянии шишки перезимовывают. Оплодотворение наступает только летом следующего года, после чего шишки начинают расти и достигают полного развития.

Зрелые шишки в нераскрытом виде удлиненно-яйцевидные, длина их колеблется от 2,5 до 7,6 см, ширина 2—3 см. На одном и том же дереве наиболее крупные шишки находятся в оптимальных условиях освещения, т. е. примерно несколько выше середины кроны. На размер шишек влияет возраст дерева — с его увеличением величина шишек уменьшается.

На величину шишек оказывают влияние не только фитоценотические факторы (сомкнутость и состав древостоя, его возраст и т. д.), но и почвенно-климатические условия. В северных районах преобладают шишки мелких размеров как по числу семенных чешуек, так по длине шишек; по направлению к югу размер шишек увеличивается. Эта закономерность проявляется на территории европейской части России и в Сибири.

Шишки сосны варьируют по цвету. При высыхании шишек цвет их изменяется весьма значительно. Все разнообразие шишек по цвету сведено к трем группам: коричневые, бежевые и серые. Шишки с указанными цветами встречаются на протяжении всего ареала сосны.

Однако в южных районах, особенно в пристепных борах, а также на южных склонах в горах Восточной Сибири чаще встречаются сосны с коричневой окраской шишек.

Семена в шишках созревают осенью на второй год после цветения, но раскрывание шишек и опад семян в южных районах европейской части России происходит в апреле—мае при пониженной относительной; влажности воздуха. В остальных районах страны опад семян обычно происходит в мае—июне, у отдельных деревьев — в более поздние сроки.

Семена у сосны яйцевидные или удлиненно-яйцевидные, длиной 3—4 см; цвет их варьирует широко: от темно-серых или черных до светло-коричневых, коричневых и белых. Обычно с одной стороны семя слегка блестящее, с другой — матовое; оно снабжено пленчатым желто-бурым крылом, которое в 3—4 раза длиннее семени. Крыло прикреплено к семени основанием, охватывая его с двух сторон, как щипчиками, и легко отпадает. Установлено, что окраска семян в пределах одного дерева обычно постоянна, повторяется из года в год; не меняется она и с увеличением возраста дерева.

Считается, что для условий лесной полосы России наиболее чувствительны к загрязнению воздуха сосновые леса. Это обуславливает выбор сосны как важнейшего индикатора антропогенного влияния.

3. Методика исследования

3.1 Оценка атмосферного загрязнения по состоянию хвои

В лесных незагрязненных экосистемах основная масса хвои сосны здорова, не имеет повреждений, и лишь малая часть хвоинок имеет светло – зелёные пятна и некротические точки микроскопических размеров, равномерно рассеянные по всей поверхности. В загрязненной атмосфере появляются повреждения, и снижается продолжительность жизни хвои сосны.

С нескольких боковых побегов в средней части кроны 10 деревьев в 15 – 20 летнем возрасте было отобрано 200 пар хвоинок второго и третьего года жизни. Вся хвоя была тщательно обследована. Есть три класса повреждения:

1. хвоинки без пятен;

2. хвоинки с небольшим числом мелких пятен;

3. хвоинки с большим числом черных и желтых пятен, некоторые крупные, во всю ширину хвоинки.

3.2 Оценка атмосферного загрязнения по состоянию генеративных органов

Под действием загрязнителей происходит подавление репродуктивной деятельности сосны. Число шишек снижается, уменьшается число нормально развитых семян, заметно уменьшаются размеры женских шишек (до 15 - 20 %)

3.3 Оценка атмосферного загрязнения по величине годового прироста

Биоиндикатором загрязнённости атмосферы может служить ежегодный прирост деревьев по высоте, который на загрязненных участках может быть на 20 - 60 % ниже, чем на контрольных (условно - чистых участках).

Мы исследовали 10 деревьев и на каждом измеряли длину центрального побега между двумя верхними мутовками (т.е. прирост последнего года).

Выводы

- Показатели сосны обыкновенной: состояние хвои, генеративных органов и годового прироста в районе экологической тропы ниже по сравнению с контрольным (условно – чистым) участком.

- Полученные показатели свидетельствуют о загрязнённом воздухе в районе экологической тропы.

Заключение

Если наиболее чувствительные к загрязнению растения могут служить индикаторами, то самые устойчивые должны широко использоваться для озеленения посёлков и городов, особенно крупных, с развитой промышленностью и обилием автомобилей. Именно здесь особую роль - экологическую и автомобильную - играют лесные насаждения. Деревья могут поглощать разнообразные атмосферные загрязнения антропогенного происхождения, а органическое вещество лесной подстилки - адсорбировать весьма вредные компоненты (тяжёлые металлы, пары ртути, аммиак и т.д.)

Во многих городах необходимо увеличивать площади зелёных насаждений. И делать это следует с учётом таких важных свойств растений, как газоустойчивость, пылеустойчивость и дымоустойчивость.

Мы продолжаем данную исследовательскую работу. Ведется сбор материала по лишайникам. Кроме того, намерены в качестве биоиндикатора использовать берёзу повислую, или бородавчатую.

Литература

1. Боднарук М.М. дополнительные материалы к урокам.- Волгоград:Учитель, 2007.

2. Ломаева С.Н. Биоиндикация загрязнений окружающей среды.- Тюмень, 1998.

3. Родин А.Р. Лесные культуры: учебник для студентов спец 260400. — М.:МГУ, 2002.

4. Трайтак Д.И. Растения, бактерии, грибы, лишайники.- М.:Мнемозина, 1998.

Приложение 1

3.1 Оценка чистоты атмосферного воздуха по состоянию хвои обыкновенной

Таблица 1. Состояние хвои сосны обыкновенной в районе экологической тропы

Повреждение хвоинок	Номера ключевых участков
Повреждение хвоинок	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Общее число обследованных хвоинок	200	200	200	200	200	200	200	200	200	200
Количество хвоинок без пятен или с небольшим количеством пятен	139	155	156	168	149	140	135	150	135	142
% хвоинок без пятен	69,5	77,5	78	84	74,5	70	67,5	75	67,5	71
Количество хвоинок с большим количеством пятен	61	45	44	32	51	60	65	50	65	58
% хвоинок с пятнами	30,5	22,5	22	16	25,5	30	32,5	25	32,5	29