Международный школьный научный вестник

Научный журнал для старшеклассников и учителей ISSN 2542-0372

• Авторы
• Научный руководитель
• Файлы
• Литература

Деревенец Е.Н. 1

---

1 г. Геленджик, МАОУ ДОД ЦДОДЩ «Эрудит», 10 класс

Залетова В.К. (Геленджик, МАОУ ДОД ЦДОД «Эрудит»)

Статья в формате PDF

4099 KB

1. Алексеев В.А. Диагностика жизненного состояния деревьев и древостоев / B.А. Алексеев // Лесоведение. – 1989. – № 4. – С. 51-57.

2. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях / Ю.В. Алексеев. – Л.: Агропромиздат, 1987. – 142 с.

3. Андерсон Ф.К. Реакция лишайников на атмосферное загрязнение / Ф.К. Андерсон, М. Трешоу // Загрязнение воздуха и жизнь растений. – Л., 1988. – № 1. – C. 295-326.

4. Аржанова B.C. Лихеноиндикационные исследования в заповедниках / B.C. Аржанова, И.Ф. Скирина // III Дальневосточная конференция по заповедному делу, 9-12 сентября 1997 г., Владивосток: тез. докл. – Владивосток, 1997. – С. 16.

5. Ахунадзе И.М. и Шутов Л.А. Эльдарская сосна. «Азербайджанский НИИЛ» // Щукин Н.Г. – Баку, 1949.

6. Апостолов Л.Я. Главные климатические элементы северо-западного Кавказа. «Труды Кубанского Черноморского научно-исследовательского института». – 1927. – Т. 29.

7. Батоян В.В. Биогеохимическая оценка состояния природной среды (опыт разработки регионального анализа) / В.В. Батоян, B.C. Вшивцев, Н.С. Касимов // Труды биогеохимической лаборатории. – М., 1990. – Т 21. – С. 108-124.

8. Ботова В.М. и др. Агроклиматический справочник по Краснодарскому краю. – Краснодар, 1961. – № 28.

9. Выращивание лесонасаждений на оголенных горных склонах. Ж. «Лесное хозяйство». – 1954. – № 2.

10. Герасимов И.П. Почвы южных склонов Большого Кавказа на участке Макопсе – Анапа. «Природные условия Кавказа и пути рационального использования их в с/х производстве». – 1952. – Часть 3.

11. Гвоздецкий Н.Д. Кавказский очерк природы. – 1963.

12. Зонн С.В. Горно-лесные почвы северо-западного Кавказа. – М.: Издательство А.Н.СССР, 1950.

13. Захаров С.А. Краткий обзор изучения почв Северо-Кавказского края. Ежегодни по изучению почв Северного Кавказа. – Ростов н/д, 1928.

14. Захаров С.А. Почвы Предкавказья. Почва СССР. – М-Л., 1939. – Т. 3.

15. Занина А.А. «Кавказ». М. Издательство А.Н.СССР. 1961.

16. Иванов Л.А. Свет и влага в жизни наших древесных пород. 1946.

17. Кузнецов Н.И. Принципы деления Кавказа на ботанико-географические провинции. Районирование, Крымско-Новороссийская провинция. Академия наук, т. ХХ1У, вып. 1. СПБ. 1909.

18. Колесников А.И. Сосна пицундская и близкие к ней виды. – М., 1963. Колесников А.И., Гусейнов А.И., Агеев. Условия произрастания и естественное возобновление сосны эльдарской на ее родине. «Труды АбЛОС». 1961.

19. Коваль И.П. Лесорастительные условия и типы лесных культур для южного склона Маркотхского хребта. «Тр. Соч. НИЛОС», № 2.

20. Капер О.Г. Хвойные породы. – М-Л., 1954.

21. Очерк геоморфологии Кавказа. Ч. 1. Большой Кавказ. 1926.

22. Малеев В.Н. Растительность причерноморских стран. Сб. «Геоботаника», вып. 1У. Изд.АН СССР. 1946.

23. eugenyshultz.livejournal.com/304397...

24. Никитин Н.С. Геологическое строение Новороссийского уезда Черноморской губернии. «Ив.Геологич. комитета», т. ХХ1, № 7-8. СПБ.

25. Ромась В.С. Облесение горных склонов северо-западной части Черноморского побережья Кавказа. Автореферат диссертации. ВНИИЛМ. 1969.

26. Фигуровский И.В. Деление Кавказа на физико-географические области и районы. «Известия Кавказского отделения географического общества»., т. ХХУ1. 1916.

В природную среду во все в больших количествах попадают различные, химические вещества. Существует два главных источника загрязнения атмосферы: естественный и антропогенный. Естественный источник – это вулканы, пыльные бури, выветривание, лесные пожары, процессы разложения растений и животных. К основным антропогенным источникам загрязнения атмосферы относятся предприятия топливно-энергетического комплекса, различные предприятия, транспорт.

Геленджик – город-курорт, здесь нет промышленных предприятий, основным антропогенным фактором, здесь является транспорт. В настоящее время, число транспортных средств, становится всё больше, особенно в летний период. Пока еще Геленджик относится к Городам с благополучным экологическим состоянием, но урон природе уже нанесен. Это становится видно по состоянию растительности, особенно на Маркохском хребте.

Оценка состояния окружающей среды и источников загрязнения атмосферы, имеет не только теоретическое, но и важнейшее практическое значение.

Целью моей работы стала оценка состояния искусственных посадок сосны, расположенных вдоль ФТ «Дон».

Таблица 1

Общий класс ОЖС

Задачи для достижения поставленной цели: – изучить местные особенности рельефа и растительноси; – изучить общие особенности системы фитомониторинга и биоиндикации загрязнения окружающей среды как метода научного исследования; – изучить состав атмосферного воздуха и основные его загрязнители; – дать оценку влияния автотранспорта на сосняки вдоль ФТ.

Методика – биоиндикация состояния воздушной среды по комплексу признаков сосны пицундской, стандартная методика ОЖС (А.С. Боголюбова) (табл. 1, рис. 1).

Рис. 1. Класс повреждения и усыхания хвои

Обзор литературы. В последнее время широко обсуждается проблема биоиндикации техногенного загрязнения с использованием растений для промышленных зон, но в большинстве подобных работ российские исследователи обращаются к условиям лесной зоны (Алексеев В.А., 1989; Инсарова И.Д., 1989; Денисова С.И., 1990 и др.). Установлено, что экологическая оценка состояния лесных массивов и урбанизированных территорий в лесной зоне может успешно осуществляться с привлечением показателей хвойных, лиственных растений и эпифитных лишайников («Лесные экосистемы», 1990; Стрельцов А.Б., 1999; Черненькова Т.В., 2002 и др.). Существуют данные использования сосны для биоиндикации, позволяющей учесть степень влияния комплекса естественных факторов и техногенной нагрузки (Луговской A.M., 2004). Проводилась индикация урбанизированных экосистем лесостепи с помощью лишайников (Мучник Е.Э., 1994). Однако проблема установления наиболее приемлемых видов-биоиндикаторов остается актуальной. В работе были использованы сведения по состоянию сосняков на Маркотхском хребте, полученные Селифановой Марией и Башковой Анной во время проведения исследовательской работы «Влияние изменений климата на искусственные лесные насаждения на Маркотхском хребте» (2010–2011 гг.).

Изучение и оценка воздействия автотранспорта на окружающую среду.

Особенности рельефа, климата и растительности исследуемого района

Хвойный лес, являющийся объектами изучения, расположен на обращенных к Черному морю склонах Маркотхского хребта. По геоботаническому районированию, по исследованиям Н.И. Кузнецова, И.В. Фигуровского [18, 29], относится к Крымско-Новороссийской провинции. Здесь имеется большое количество поперечных узких долин, щелей с крутыми пологими склонами, поросшими лесом. Описание почв северо-западной части Черноморского побережья представлено в работах С.А. Захарова [15], И.П. Герасимова [11], Здесь преобладают перегнойно-карбонатные почвы. По мощности мелкоземистого горизонта они характеризуются как: среднемощные (51 %); маломощные (5 %); очень маломощные (37 %) и обнажение породы (7 %).

Нижняя часть лесного массива Маркотхского хребта в районе Геленджика (до 250 метров над уровнем моря), представленная, в основном, сосной пицундской, расположена вдоль Федеральной трассы Дон (рис. 2).

Рис. 2. Нижняя часть лесного массива Маркотхского хребта в районе Геленджика, представленная, в основном, сосной пицундской, расположена вдоль Федеральной трассы Дон

Базисные концентрации химических элементов и иных поллютантов

Состав атмосферного воздуха: Современный газовый состав атмосферы – результат длительного исторического развития земного шара. Он представляет собой в основном газовую смесь двух компонентов – азота (78,09 %) и кислорода (20,95 %). В норме в нем присутствуют также аргон (0,93 %), углекислый газ (0,03 %) и незначительные количества инертных газов (неон, гелий, криптон, ксенон), аммиака, метана, озона, диоксидов серы и других газов. Наряду с газами в атмосфере содержатся твердые частицы, поступающие с поверхности Земли (например, продукты горения, вулканической деятельности, частицы почвы) и из космоса (космическая пыль), а также различные продукты растительного, животного или микробного происхождения. Кроме того, важную роль в атмосфере играет водяной пар. Наибольшее значение для различных экосистем имеют три газа, входящих в состав атмосферы: кислород, углекислый газ и азот. Эти газы участвуют в основных биогеохимических циклах.

Этиологические факторы риска: в этой группе определяющая роль принадлежит поллютантам – различным примесям, содержащимся во вдыхаемом воздухе, которые оказывают раздражающее действие на слизистую оболочку бронхов и альвеолы. К поллютантам промышленно-производственного характера относятся органическая и неорганическая пыль, а также токсичные пары и газы. По данным ВОЗ, основное значение имеют сернистый ангидрид, окислы азота и озон. К загрязнению могут привести поступление в атмосферу продуктов неполного сгорания различных видов топлива, выхлопных газов автотранспорта и химических производственных продуктов. Автомобильные выхлопные газы – смесь примерно 200 веществ. Загрязнение атмосферного воздуха сказывается на состоянии природных экосистем, одним из самых наглядных показателей состояния биосферы служат леса и их самочувствие.

Аккумулятивные свойства растений

Аккумуляция (от лат. accumulatio – накопление) загрязняющих веществ организмами накопление в живых организмах веществ, загрязняющих среду обитания. Растения и животные, у которых могут появляться симптомы, свидетельствующие о присутствии в воздухе одного или нескольких загрязняющих веществ (поллютантов), называются биоиндикаторами. Индикаторами загрязнения воздуха могут быть лишайники, мхи, высшие растения.

Общие особенности системы, фитомониторинга и биоиндикации загрязнения окружающей среды, как метода научного исследования

Наибольшей поглотительной способностью обладают древесные растения. Древесные растения, произрастающие вдоль автомагистралей на расстоянии 100-300 м, а также в урбанизированных зонах, имеют высокий уровень накопления свинца, цинка, никеля, кадмия, меди и марганца. Содержание свинца и цинка в растениях вблизи дорог с интенсивным движением составляет 60 – 170 мг/кг золы, на расстоянии 5 м концентрация этих веществ уменьшается в 15 раз. Деревья могут накапливать загрязняющие вещества длительное время, очищая воздух городов и промышленных районов. Аккумуляция вредных соединений в древесных растениях зависит от концентрации загрязнителей и времени действия [25]. Концентрации загрязнителей в биомониторах могут отражать загрязнения различного характера – глобальное, региональное или местное, а также их временные тенденции [4]. Одним из видов, реагирующих на загрязнение среды обитания продуктами техногенеза, является сосна – Pinus brutia var. Pityusa (рис. 3). Для оценки химической нагрузки на фитоиндикатор используют разные его признаки, самым распространенным и наиболее простым в исполнении является морфологический подход [1]. Исследуется величина годового прироста основного побега, длина листовой пластинки, размеры генеративных органов [2, 3]. Информативным признаком уровня загрязнения атмосферы является состояние хвои: изменение окраски (хлороз, пожелтение), преждевременное увядание хвои, время жизни, наличие некротических пятен [2, 4]. По данным авторов [2, 3, 5, 6] хвоя сосны может быть использована и как биоаккумулятор аэрогенных загрязнений (хвоя сосны способна эффективно поглощать загрязняющие вещества) [3]. Сосна обладает также биоаккумулирующей способностью для ряда металлов, соединения которых поглощаются корневой системой из почвы (поглощение, как метаболическое так и пассивное) [8]. Ввиду малой поверхности листа, утолщенной кожицы и малого количества устьиц вынос поглощенных микроэлементов с поверхности листовой пластинки сосны при испарении влаги и газообмене с атмосферой очень мал. За время жизни хвои (3 – 6 лет) в ее массе накапливаются характерные для данной местности микроэлементы в количествах, достаточных для аналитического определения.

В «Экологических тестах для общественного экологического мониторинга» (Пущино, ОНТИ ПНЦ РАН, 1998 г.), даны следующие признаки повреждения хвойных пород в результате загрязнения воздушного бассейна: 1. двуокись серы, сероводород, двуокись азота, аммиак и тяжелые металлы – некротические пятна; 2. фториды – некроз кончика хвои; 3. хлор – хлороз, крапчатость хвои; 4. этилен – хлороз, некроз, сброс хвои.

Рис. 3. Одним из видов реагирующих на загрязнение среды обитания продуктами техногенеза, является сосна Пицундская (Pinus brutia var. Pityusa)

Оценка состояния сосны пицундской вдоль ФТ «Дон», в районе Геленджика

Анализ метеорологических особенностей территории, определяющих специфику распространения поллютантов

Северный Кавказ и северо-западная часть Черноморья выделены в северо-западную климатическую провинцию [16]. Отличительной чертой этой провинции является континентальность климата, а также подверженность влиянию холодных масс воздуха, приходящий с севера и северо-востока. Это подтверждается данными многолетних наблюдений метеостанций Новороссийска (порт), Геленджика и Анапы с высотой над уровнем моря 435,5 м. (наблюдения здесь ведутся с 1891 года). Столкновение холодных и теплых воздушных масс приводит к частым и достаточно сильным ветрам. Скорость ветра в районе Геленджика свыше 20-30 м/секунду обычное явление, очень часто порывы ветра имеют силу – 50-60 м/сек при продолжительности нарастания до 147 часов (табл. 2). В ветровом режиме, между нижней, средней и верхней зонами, тоже большая разница. Самой большой скорости ветры достигают в прибрежной части. В средней и верхней части южного склона (район Геленджика), скорость ветра понижается примерно на 30-40 %, этому способствует хребет. В направлении ветров имеется большое разнообразие. Под влиянием конфигурации хребта, они часто резко отклоняются от основного направления – СВ, ветры имеют здесь ЮВ, ЮЗ направление. Ветер играет не только важную климатообразующую роль, но и является естественным вентилятором, выдувающим часть загрязненного воздуха с трассы: в осеннее – зимний период (преобладают СВ ветры) – в сторону моря; весной и летом – в сторону хребта.

Таблица 2

Максимальные скорости и преобладающие направления ветра по Геленджику

Оценка величины воздействия автотранспорта на сосновые леса Маркотхского хребта.

Сосна пицундская (Pinus brutia var. Pityusa широко распространена на всей территории Геленджика. Оценка состояния сосен проводилась в течение 6-ти лет: с 2010 по2015 гг. (рис. 4).

Рис. 4. Оценка состояния сосен проводилась в течение 6-х лет: с 2010 по 2015 гг.

Количество исследованных на каждой площадке деревьев 24, средний возраст 30–40 лет. Поскольку древесные растения, произрастающие вдоль автомагистралей на расстоянии 100 – 300 м, имеют высокий уровень накопления вредных веществ (свинца, цинка, никеля, кадмия, меди и марганца), мы заложили площадки на расстоянии от дороги: от 5 до 250 метров и 2 контрольных площадки в черте города, на берегу моря.

Результаты исследований

Результаты исследования состояния сосны вдоль ФТ «Дон» с 2010 по 2015 годы были занесены в табл. 3–4.

Таблица 3

Повреждения и усыхания хвои сосны пицундской

Таблица 4

ОЖС сосны пицундской (в баллах)

Выводы

1. Состояние деревьев в сосняках расположенных, в непосредственной близости от ФТ «Дон» (№ 1, 2, 3), является неудовлетворительным. Поскольку даже слабые воздействия большинства атмосферных газообразных загрязнителей (сернистый газ, оксиды азота и др.), дают эффект некроза и хлороза хвои, состояние сосен связано с техногенными загрязнениями. Исходя из этого, можно сделать вывод, что в районе Федеральной трассы «Дон» воздушная среда сильно загрязнена выхлопными газами. Показатели 2012 года (рис. 6–7) подтверждают, что негативное влияние трассы на растительность Маркотха, уменьшается при уменьшении нагрузки на трассу.

Рис. 6. Карта г. Геленджик

Рис. 7. 3-х месячная норма осадков

Геленджик находится у подножия гор, буквально весь город имеет уклон от гор к морю, т.е. получается нечто вроде огромной воронки. При любом сильном ливне, к воде, льющейся на сам город, добавляется сливающаяся, со всех окружающих гор.

6 июля 2012 года в Геленджике за день выпала 3 месячная норма осадков. По дорогам Геленджика текла река, в среднем 30-40 см глубиной. В результате этого стихийного бедствия количество отдыхающих в городе резко уменьшилось, уменьшилось и количество автотранспорта, что благотворно повлияло на состояние лесов вдоль трассы.

2. На участках расположенных выше по склону (№ 4, 5, 6), благодаря удаленности, а главное, ветровому режиму интенсивность воздействия загрязнителей ниже, а состояние сосен вполне удовлетворительное.

3. Деревья, на участках расположенных непосредственно около моря (№ 7, 8), находятся в хорошем состоянии. Небольшое ухудшение состояния отмечается в очень засушливые годы.

Заключение

Как видно из результатов шестилетнего исследования, состояние насаждений, находящихся в непосредственной близости с трассой ухудшается.

Это объясняется увеличением интенсивности движения по трассе, особенно в курортный сезон. Геленджик ёще относится к городам с хорошим экологическим состоянием, но ущерб экологии уже нанесен, и если не предпринять мер, то в ближайшем будущем мы можем потерять уникальный уголок природы, воссоздать который будет невозможно.

Рис. 8. Предлагаемые меры уменьшения негативного воздействия выхлопных газов

На рис. 8 предложены меры уменьшения негативного воздействия выхлопных газов.

Библиографическая ссылка