<<
>>

Макроскопические изменения

Макроскопические реакции семенных растений на различные стрессоры проявляются прежде всего в изменении окраски листьев, к которым относится хлорозы, пожелтение, побурение, побронзовение, посеребрение листьев; впечатление листьев, пропитанных водой и др.

Хлороз выражается в побледнении окраски листьев между жилками при слабом воздействии газообразных веществ, у растений на отвалах. Пожелтение краев или определенных участков листьев происходит у лиственных деревьев под влиянием хлоридов при авиаобработках культур пестицидами. Покраснение листьев у смородины отмечено под влиянием БОг. Побурение, побронзовение, посеребрение листьев, впечатление листьев, пропитанных водой представляют собой первые стадии тяжелых некротических повреждений у лиственных и хвойных деревьев.

У табака посеребрение поверхности листьев происходит под действием озона.

Некрозы это отмирание ограниченных участков ткани листьев. Некрозы бывают точечные и пятнистые (отмирание тканей листовой пластинки в виде точек или пятен), межжилковые (отмирание листовой пластинки между жилками первого порядка), краевые (отмирание ткани по краям листа), «рыбьего скелета» (сочетание межжилковых и краевых некрозов), верхушечные (темно-бурые, резко отграниченные некрозы кончиков хвои уели, пихты, сосны, или белые обесцвеченные некрозы верхушек листьев у декоративных культур) (рис. 5). При развитии некрозов после гибели клеток пораженные участки оседают, высыхают и за счет выделения дубильных веществ часто окрашиваются в бурый цвет у деревьев, или спустя несколько дней выцветают до беловатой окраски у однодольных. Количественную оценку некрозов дают путем определения поврежденной доли листовой поверхности в %. Широкое развитие некрозов у растений приводит к опадению листзы, усыханию вершин деревьев и их гибели. Примерами опадения листвы (дефолиации) служат сокращение продолжительности жизни и осыпание хвои ели, сосны, отмирание листьев у смородины, крыжовника под действием 302, опадение листьев у липы под влиянием соли, применяемой для таяния снега.

Дефолиация приводит к сокращению площади ассимилирующей поверхности, сокращению прироста, преждевременному образованию новых побегов за счет трогающихся в рост спящих почек (Шуберт, 1988)

В целях биоиндикации используются также изменения размеров и формы органов Однако, они большей частью неспецифичны. Например, в окрестност ях предприятий, произ

  1.                                          

водящих удобрения, хвоя сосны удлиняется под действием нитратов и укорачивается под влиянием БО,,. Аномальная конфигурация листьев отмечена у лиственных деревьев после радиоактивного облучения. При изменении уровня залегания грунтовых вод меняются направление роста и особенности ветвления корней у одуванчика (рис. 6). У лип в ус-

Рис. 5. Формы некрозов на листьях цветковых растений и на хвое

(по: Шуберт, 1988)

I              2              3              4

Рис. 6. Изменение направления роста корней у одуванчика (Тагах- асит) в зависимости от уровня грунтовых вод (по: Шуберт, 1988)

1 - сухой луг; 2 - свежий; 3 - сырой луг; 4 - заболоченная территория.

ловиях устойчивого сильного загрязнения атмосферы получает распространение кустовидная форма растений, у лишайников уменьшается образование плодовых тел.

У хвойных различают легкие, средние, сильные и очень сильные хронические повреждения хвои при воздушных загрязнениях (табл. 18). Некрозы чаще появляются весной после образования хвои.

Таблица 18

Влияние загрязнений воздуха диоксидом серы на состояние хвои ели и сосны

Хронические

повреждения

хвои

Физиологические и морфологические изменения хвои

Среднегодовое содержание Б02 в воздухе, мкг/м3

Легкие

Повышение содержания в клетках 302, снижение интенсивности фотосинтеза, повышение интенсивности транспирации, укорочение длины хвоинки, продолжительности ее жизни

10-30

Средние

Изменение цвета хвои, увеличение грибных болезней

20-40

Сильные

Некроз хвои

70-100

Очень сильные

Потеря хвои, ажурнопть кроны, суховер- шиннооть

Более 100-120

Хорошими индикаторами загрязнения воздуха являются состояние и продолжительность жизни хвои.

Ель и сосна нормально развиваются при среднэгодсвом содержании 302 в воздухе около 7-9 мкг/м3 В чистом воздухе хвоя особенно на молодых елях держится 14-16 лет Возраст хвои ели 6-10 лет свидетельствует об ухудшении качества воздуха в последние 3-5 лет до уровня предельно допустимых концентраций БО, (50 мкг/м3). При возрасте еловой хвои 2-3 '¦ода качество воздуха в 10-15 раз хуже санитарных норм и среднее содержание БО. в нем составляет 500-750 мкг/м3. Подобные деревья обречены на гибель. У сосны хвоя живет до 5-6 лет При средних концентрациях 802в воздухе около 50 мкг/м3 продолжительность ее ЖИЗНИ СОКраЩс етс ;*0 2-3 лет

При определении степени загрязненности воздуха по состоянию и продолжительности жизни хвои ели, сосны, пихты из средней части кроны молодых генеративных растений вырезают по одной ветви. На одном участке берут ветви с 25 деревьев и анализируют их на месте с использованием лупы (2-4х) или в лаборатории. Как известно, ветвление главных осей и боковых побегов хвойных моноподиальное (рис. 7). Побег из года в год растет своей верхушкой. При этом для каждого из годичных участков побегов в процентах оценивается количество сохранившейся хвои по сравнению с верхушечным участком текущего года. Для каждого участка определяются также вид и степень развития некрозов хвои в баллах или %.

Лиственница более устойчива к загрязнениям в связи с ежегодным сбрасыванием листвы. Она нормально растет при концентрации Б02 10-50 мкг/'м3

Среди древесных пород, культурных и декоративных семенных растений сосна обыкновенная, ель, пихта, наиболее чувствительны к повышенному содержанию в воздухе диоксида серы и хлора; гречиха, люцерна, горох диоксида серы; яблоня, слива, вишня, лук, петрушка, тюльпан, гладиолус, ландыш - фтористого водорода; липа, береза, сельдерей, махорка - аммиака; смородина красная, фасоль, томат, петуния - хлора (табл. 19).

Таблица 19

Чувствительность древесных пород, декоративных и культурных растений к длительному загрязнению воздуха (по: 0азз1ег, 1981)

Растения

Загрязнители

SO?

HF

NH,

HCl, Cl

Ель (Picea abies)

+++1

+++

++

+++

Сосна (Pinus sylvestris)

+++

++

++

++4-

Пихта (Abies alba)

+++

+++

++

+++

Лиственница (Larix decidua)

++

++

++

++

Липа (Tilia cordata)

++

++

+++

Рябина (Sorbus aucuparia)

++

Береза (Betula pendula)

++

+

++

Осина (Populus tremula)

+

+

Дуб (Querqus robur)

++

Вяз (Ulmus glabra)

+

Клен (Acer campestris)

-

Клен (Acer platanoides)

+

++

Ольха (Ainus glutinosa)

+

+++

Яблоня (Malus domestica)

++

.

.

Слива (Prunus domestica)

+++

Вишня (Prunus cerasus)

++

Абрикос (Prunus armeniaca)

++

Лох (Eleagnus angustifolia)

Смородина (Ribes sanguineum)

++

+++

Люцерна (Medicago sativa)

+ + +

+

Гречиха (Fagopyrum esculentum)

+ + +

Горох (Pisum sativa)

+ + +

-

.

.

Фасоль (Phaseolus vulgaris)

,-++

Томат (Lycopersicon esculentum)

+++

Лук (Alleum сера)

+++

Петрушка (Pettroselinum crispum)

+++

Махорка (Nicotiana rustica)

++ +

Сельдерей (Apium graveolens)

-

.

f-f-f

.

Ландыш (Convallaria majalis)

.

+++

.

.

Тюльпан (Tulipa gesneriana)

+++

Нарцисс (Narcissus spp.)

+++

Гладиолус (Gladiolus gandavensis)

+++

Петуния (Petunia nyctaginiflora)

+++

очень чувствительные, чувствительные, + мало чувствительные, почти не чувствительные, реакция недостаточно известна.

Они могут быть использованы в качестве индикаторов указанных загрязнителей воздуха. Смородина красная, шпинат и табак являются хорошими индикаторами загрязнения воздуха озоном, вызывающим посеребрение верхней стороны листьев. Диоксид серы способствует развитию межжилковых некрозов и хлорозов (люцерна, гречиха, горох, клевер), фтористый водород некрозов верхушек и краев листьев (гладиолус, тюльпан, петрушка), пероксиацетилнитрат - полосчатых некрозов на нижней стороне листьев (крапива, мятлик), двуокись азота - межжилковых некрозов (шпинат, махорка, сельдерей), хлор - побледнению листьев, деформации хлоропластов (шпинат, фасоль, салат). Под действием соли, применяемой в городах для таяния льда и снега, на листьях липы и других лиственных деревьев сначала появляются ярко-желтые, неравномерно расположенные краевые зоны, затем край листа отмирает, а желтая зона продвигается к середине и к основанию листа.

При загрязнении радионуклидами содержание марганца в золе мать-и-мачехи, крапивы двудомной, хвоща лесного, щитовника мужского, мхов уменьшается на промплощадке до 0,03-0,05%, в лесу до 0,12-0,19%, при норме - 0,25-0,60%. Марганец играет важную роль в процессах фотосинтеза и в азотном обмене. Поглощение растениями радионуклидов ведет к перестройке механизма фотосинтеза и азотного обмена, роль марганца начинают выполнять радионуклиды. При этом дополнительным индикаторным признаком загрязнения радионуклидами является возрастание в 2 раза частоты хромосомных аберраций в мужских половых клетках в пыльниках растений. Пшеница, ячмень, просо, лен, горох проявляют радиостимуляцию при малых и угнетение развития при более высоких концентрациях радионуклидов в почве. Люпин, эспарцет, люцерна, клевер испытывают радиостимуляцию при малых и более высоких дозах. Среди естественных растений наиболее радиочувствительны хвойные породы. Лиственные породы в 5-8 раз устойчивее хвойных, а травы в 10 раз устойчивее древесных растений. Мхи и лишайники исключительно устойчивы к радиоактивному облучению.

Изменения популяций и растительных сообществ. На популяционном уровне влияние загрязняющих веществ проявляется в изменении продуктивности, численности и возрастного состава популяций, обеднении их экотипов, переходе в ряде случаев к вегетативному размножению, ухудшении возобновления, а на биоценотическом - в снижении продуктивности, видового разнообразия, устойчивости фитоценозов.

Загрязнение природной среды кислыми выборосами (окислы серы, азота) приводит к сильному подкислению осадков, pH которых падает до 3-4, а щелочными (аммиак, цементная пыль) к подщелачиванию и возрастанию pH до 8-10. При загрязнении цементной пылью в течение 30-летнего периода реакция почвенных растворов верхнего горизонта меняется от слабокислой до щелочной.

Наиболее чутко на зягрязнения реагирует продуктивность. Она может многократно возрасти в результате ослабления конкурирующих видов. В нарушенных растительных сообществах доля популяций с большой численностью обычно выше, чем в ненарушенных, а популяции с малой численностью находятся под большой угрозой вытеснения и исчезновения. В результате антропогенных нарушений одни популяции могут омолаживаться, а другие стареть, в результате изменения естественного возобновления и продолжительности жизни.

В лесной зоне повреждения древостоев выражены сильнее чем в степной. Сложные древостой менее чувствительны к загрязнению чем чистые. Изреживание древостоя ведет к изменениям в нижних ярусах. В условиях производства азотных минеральных удобрений в подлеске усиленно развиваются нитрофилы (бузина, малина, ежевика) в связи с улучшением светового режима и увеличением содержания азота в почве. В степи лесные травы сменяются степными, в лесной зоне луговые травы злаками, возрастает обилие сорных растений.

Загрязнение воздуха и почвы промышленными выбросами приводит к усыханию лесов, прежде всего хвойных пород, затем дуба. Одна из возможных причин усыхания кислотные дожди. Еще в XIV в. в Англии вокруг заводов, работавших на каменном угле, отмечалось повреждение деревьев и ухудшение их состояния. Во второй половине XX века усыхание лесов в Европе превратилось в экономическую и международную проблему.

<< | >>
Источник: Каплин В.Г.. Биоиндикация состояния экосистем. Учеб. пособие для студентов биол. специальностей ун-тов и с.-х. вузов/ Самарская ГСХА. - Самара. - 143 с.. 2001

Еще по теме Макроскопические изменения:

  1. Материалистическая диалектика
  2. Особенности синергетической картины мира
  3. Принцип вечного отрицания бытия
  4. 2.7¦ Теория поля К. Левина
  5. Лишайники
  6. Микроскопические изменения
  7. Макроскопические изменения
  8. Взятие и направление трупного и иного материалана лабораторное исследование
  9. СУРЬМЫ ПЕНТАХЛОРИД ИЗ ОТРАБОТАННЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ
  10. Приложение 2 М 2. МАССИВ ФИЗИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ И ЭФФЕКТОВ
  11. Критическая проверка теорий
  12. Глобальный эволюционизм - феномен современной науки
  13. Первоначала бытия
  14. НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬКАБАРДИНО-БАЛКАРСКОГОГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА
  15. РАЗДЕЛ 3 АМОРФНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
  16. Глава I. Раздел 2. Особенности наноразмерного состояния вещества
  17. Глава 11. Одноэлектроника.
  18. Аналитические методы
  19. Как возникла квантовая физика