Самые интересные работы второй Лесной олимпиады в Московском регионе

Номинация: Кот ученый

Оценка состояния древесных растений, произрастающих в условиях городской среды (на примере г. Химки Московской области)

Автор: Марианна Карпова, лицей № 11 г. Химки
Руководитель: к.б.н. Алла Евгеньевна Андреева, Ботанический сад МГУ «Аптекарский огород»

• ВВЕДЕНИЕ
• ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА
• ОБСУЖДЕНИЕ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
• ВЫВОДЫ, РЕКОМЕНДАЦИИ И ЗАКЛЮЧЕНИЯ
• СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Растения играют огромную роль в нашей жизни. Они являются мощным фактором защиты городских территорий от пыли, газов, шума, ветра, дают кислород, защищают от солнечной радиации, регулируют влажностный режим, а также выполняют очень важную декоративно-эстетическую роль, проще говоря, создают и оздоравливают среду обитания человека.

Казалось бы, человек все меньше и меньше зависит от природы, подчиняя ее своему влиянию, изменяет ее как ему удобно и выгодно. Но это не проходит для него бесследно и приводит к серьезным нарушениям окружающей среды и гибели растений и животных. По данным доклада Гос. Центра сан-эпид. Надзора за 1997 г., загрязнение среды обитания приводит к угнетению и гибели зеленых насаждений, что является причиной распространения и роста различных болезней. Все чаще мы сталкиваемся с аллергиями (от ринита до бронхиальной астмы) сердечно-сосудистыми болезнями, расстройствами желудочно-кишечного тракта, различными психозами, ослаблением иммунной системы и многими, многими другими.

В городских условиях растения испытывают воздействие множества антропогенных факторов: загазованность, задымленность и запыленность воздуха, засоление почвы, асфальтирование, уплотнение и каменистость почвы, изменение температурного и водного режимов, подземное воздействие на корневую систему, неправильные и стихийные посадки, освещение в ночное время, которые, как мы видим, ведут к резкому угнетению деревьев и даже к их гибели. Поэтому, на сегодняшней день, оценка состояния древесных растений, особенно в городских условиях, является необходимой и актуальной задачей.

В связи с этим, цель работы: попытка оценки состояния древесных растений в городской среде для осознания сложившейся ситуации.

Для осуществления этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Общий обзор и визуальная оценка состояния зеленых насаждений г.Химки Московской области и определение степени воздействия на них негативных факторов окружающей среды.
2. Выбор для исследования наиболее характерных видов древесных растений, растущих в городских условиях.
3. Выбор методики исследования и знакомство с литературными источниками.
4. Сбор образцов для исследования
5. Сравнительный анализ отобранных образцов с эталоном в соответствии с выбранной методикой.

Исследования проводились в 2002-2003г. в г. Химки Московской области и в Ботаническом саду МГУ «Аптекарский огород».
>>>наверх>>>

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

1. г. Химки расположен на северо-западной окраине г. Москвы и непосредственно примыкает к МКАД. Через город проходят железная дорога Москва - С.-Петербург и автотрасса М. - С.Петербург, разделяющее город на Старые и Новые Химки, с интенсивным круглосуточным движением. С востока - канал им. Москвы с прилегающей к нему водоохранной зоной и лесопарком. Следовательно можно утверждать, что для города характерны практически те же проблемы, что и для Москвы. Таким образом, в планировке города прослеживается несколько ярко выраженных частей: лесопарковая часть между железной дорогой и каналом, жилая застройка, пересеченная автотрассой и промышленная зона (см. карту 1) Можно предположить, что такое исторически сложившееся деление города отражается на состоянии древесных растений по степени негативного воздействия.

2. В Подмосковье встречается около 100 видов древесных растений, причем более половины из них широко используются при создании садов, парков и для озеленения улиц и дворов. Для данного исследования были выбраны 4 вида: липа мелколистная (Tilia cordata Mill), береза бородавчатая (Betula pendula Roth), осокорь (Populus nigra), как наиболее характерные и часто встречающиеся виды и 4 вид - дуб черешчатый (Quercus robur L), как особенность Химкинского р-на.

3. В работе использован сравнительно-аналитический метод исследования с применением оборудования научной лаборатории ботанического сада МГУ «Аптекарский огород». Выбрана методика по «Определителю древесных растений в зимнее время». Эта методика позволяет сравнить состояние растений, отобрать образцы, не травмируя деревья. Образцы отбирались из средней и нижней частей кроны независимо от экспозиции.

4. Образцы побегов и почек выбранных растений были взяты:

• в водоохранной зоне;
• в глубине лесопарка;
• вдоль границ лесопарка, примыкающих к внутренним городским проездам;
• на основных городских магистралях;·
• в зоне автотрассы Москва - С.-Петербург.

5. Образцы побегов и почек взяты у выбранных видов деревьев в весенний период 2002 года, предшествующий непосредственному пробуждению почек, и исследованы согласно рекомендациям, изложенным в принятой методике.

Сравнивались:

1)размер, 2)цвет, 3) форма, 4) деформация, 5) дегенеративные изменения почек, 6) прирост; 7) ветвление побегов, взятых у одинаковых видов в разных экологических зонах.

Все полученные данные сведены в таблицы, обобщены и проанализированы.
>>>наверх>>>

ОБСУЖДЕНИЕ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

В ходе исследования выявились три основные зоны (по степени и мере нарастания негативных изменений), наблюдаемых на исследованных породах деревьев, которые условно можно оценить следующим образом:

I зона - относительно хорошая - городской парк (более чем в 50 метрах от границ парка);

II зона - удовлетворительная - внутригородские проезды и границы парка;

III зона - критическая (летальная) - вдоль автотрассы Москва - Санкт-Петербург, примыкающая к промзоне и основным городским магистралям.

Хотя эти зоны и не имеют четко выраженных границ, а достаточно плавно переходят одна в другую, их все-таки можно уверенно определить (см. карту).

Результаты сравнения взятых образцов сведены в таблицы (осокорь, липа, береза, дуб). Из них видно, что изменения признаков (размер, цвет, форма, деформация почек и прирост, цвет, ветвление, распределение почек на побеге) древесных растений происходит по мере ухудшения экологической обстановки. С увеличением антропогенной нагрузки (от парка до шоссе), нарастает количество и качество отрицательных изменений в строении побегов и почек. Наблюдается также обеднение видового состава пород деревьев.

Характеристика образцов почек и побегов, взятых в разных частях города:

1. Образцы, взятые в лесопарке:
На излом эластичные, камбий - зеленоватый, кора (кожица) - чистая, легко определяется как вид, так и род растения. Почки хорошо развиты, форма побегов и веток и всего дерева - естественная, соответствующая определителю.

2. Образцы, взятые в районе жилой застройки:
Относятся к удовлетворительной группе, наиболее интересной, данные по этой группе еще неполные. По окончании исследования они обещают дать наиболее интересные и, может быть, неожиданные результаты. Можно будет точнее сказать, что необходимо сделать для конкретных деревьев в конкретном месте и тем самым сохранить еще оставшиеся старые деревья, которые заняли свое определенное место в истории г. Химки, особенно это касается уже старых дубов (прирост отсутствует), которые находятся в очень тяжелом состоянии.

3. Образцы, взятые вдоль автотрассы:
Побеги на излом ломкие, цвет камбия определяется с трудом, побеги- пятнистые, зеленовато-черно-серые, пропитаны запахом бензина и жженой резины. Покрыты слизистой жирной сажей, представляющей собой осевшую аэрозоль из смеси выхлопных газов, солей, грязи (с трудом удалось отмыть образцы). Форма кроны не соответствует определителю, много высохших ветвей и побегов, иногда большая их часть, на других «ведьмины метлы», что говорит о глубине поражения растений.

Сравнивая состояние выбранных типов деревьев можно заметить, что в этой зоне, несмотря на одинаковое стрессовое воздействие, не все породы деревьев реагируют одинаково плохо:

• тополь черный (осокорь) - пока справляется, хотя и не без потерь;
• липа мелколистная - чувствует себя хуже, чем тополь;
• береза бородавчатая - проявляет еще большие признаки деградации;
• дуб черешчатый - находится в критическом положении, обнаружен один погибающий представитель в 50м от трассы. А еще 15 - 20 лет назад здесь была целая роща, остатки которой еще сохранились в метрах 300 от трассы, в месте, именуемым «Дубки», правда в плохом состоянии.

Таким образом, сравнивая состояние почек и побегов, исследуемых растений в I, II и III зонах, с эталоном, можно определить степень и меру воздействия каждой зоны на каждый из выбранных видов деревьев:

липа мелколистная

I зона
почки и побеги соответствуют эталону;

II зона
почки изменили размер (боковые недоразвитые, есть почки на черешках), побеги - ветвление и распределение почек неравномерное, в почках и побегах появляются признаки деградации

III зона
почки - мелкие (нанизм), острые, цвет грязно-серо-бурый, дифференцированные, сухие слабые; побеги - прирост очень неравномерный, цвет трудно различим, есть «ведьмины метлы» (болезнь растений, вызываемая вирусами и грибками на растениях, чаше древесных, плохие экологические условия провоцируют появление и распространение этого заболевания), распределение почек очень неравномерное.

береза бородавчатая

I зона
почки и побеги соответствуют эталону;

II зона
почки - внешне соответствуют эталону; побеги - тонкие, намек на «ведьмины метлы», есть сухие побеги;

III зона
почки - сухие и ослабленные, удлиненные, размер почек очень неравномерный, цвет трудно различим, обилие восковых пленок; побеги - обилие длинных молодых побегов, цвет серо-бурый с черным, обилие «ведьминых метел», много сухих отмерших почек;

тополь черный (осокорь)

I зона
почки и побеги соответствуют эталону;

II зона
почки - ослаблены; побеги - соответствуют эталону;

III зона
почки - слишком большие (гигантизм) на толстых черешках, цвет серо-коричневый, почек много с внутренним почернением; побеги - неравномерные, грязно-бурые, кое-где «ведьмины метлы»;

дуб черешчатый

I зона
почки и побеги почти соответствуют эталону;

II зона
почки - резкое ухудшение (угнетенное состояние); побеги - тонкие, мало чечевичек, распределение почек очень неравномерное;

III зона (единственный представитель)
почки - мелкие(нанизм), боковые в зачаточном состоянии, почечные чешуйки трудно различимы, нет ресничек, много сухих; побеги - хаотические, грязно-серые, распределение почек неравномерное, нет годового прироста, дерево гибнет.

Полученные данные противоречат литературным источникам, в которых указывается что береза и дуб являются наиболее устойчивыми видами к загрязнению окружающей среды, по липе мелколистной данные совпадают, по тополю черному информация к сожалению отсутствует.
>>>наверх>>>

ВЫВОДЫ, РЕКОМЕНДАЦИИ И ЗАКЛЮЧЕНИЯ

Выводы:

1. В городских условиях, состояние древесных растений значительно отличается от состояния тех же растений в естественных условиях и зависит от степени воздействия негативных экологических факторов среды. Городская среда эта сумма влияния множества негативных факторов на древесные растения, где трудно выделить влияние одного в отрыве от остальных;

2. В зависимости от состояния древесных растений г.Химки можно выделить три зоны по степени отклонения их состояния от взятого эталона:

• I зона - относительно хорошая;
• II зона - удовлетворительная;
• III зона - критическая (летальная);

3. Рассмотренные виды, деревьев, по-разному реагируют на изменение окружающей среды и имеют разную степень устойчивости. Наибольшую устойчивость к негативным воздействиям проявил тополь, за ним следуют: липа, береза и наименьшая у дуба, что не соответствует литературным данным, например в аналитическом докладе «Состояние зеленых насаждений в Москве» 1998 г. указана иная шкала устойчивости.

Рекомендации:

I зона
Состояние древесных растений очень близко к эталону. Рекомендуется проведение обычных агротехнических приемов, санитарная обрезка и охрана сложившегося положения.

II зона
Состояние древесных растений - удовлетворительное. Рекомендуется проведение комплексных агротехнических мероприятий, специальное лечение сохранившихся старых деревьев и частичная замена угнетенных деревьев новыми типами древесных растений рекомендованными Московской Межрегиональной Ассоциацией «Экоресурсы».

III зона
Состояние подавляющего большинства древесных растений - критическое. Агрессивное воздействие сточных вод с полотна автотрассы, представляющих собой смесь из остатков стертого протектора шин, антигололедной смеси (в зимнее время) и осадков, состоящих из взвеси всех вредных компонентов выхлопных газов автомашин и выбросов промышленной зоны, попадающих непосредственно в почву и осаждающихся на кронах деревьев, вынуждают к применению специальных мер по защите еще сохранившихся деревьев и спасению погибающих. Для нейтрализации этого губительного воздействия можно предложить следующее:

1. произвести инвентаризацию и кодификацию сохранившихся деревьев;
2. зарегулировать стоки с полотна автотрассы, установить экранирующие защитные стены вдоль автотрассы (хотя бы в пределах жилой зоны). Это позволит резко сократить губящее воздействие всех перечисленных факторов, что уже появилось в районе города, примыкающего к МКАД. Всего за несколько лет, прошедших со времени завершения строительства, заметно улучшилось состояние древесных растений, включая даже еще сохранившиеся там плодовые деревья.
3. в посадках, прилегающих к автотрассе, использовать новые типы древесных растений и технологии, апробированных и рекомендованных к применению в тяжелых экологических условиях ММА «Экоресурсы», которые не только хорошо растут в этих условиях, но еще восстанавливают и облагораживают почву;
4. проведение комплексных агротехнических мероприятий, включающих: подкормку, полив, обмыв крон, санитарную обрезку, защиту от вредителей и механических повреждений, профилактику заболеваний.

Заключение:

Данная работа первая, в дальнейшем предполагается провести исследования по травянистым расстениям и составу городских почв, но даже такое небольшое исследование уже позволяет судить о крайне неблагополучном состоянии древесных растений в городе. Понятно, что все перечисленные меры, потребуют очень больших затрат, но по-моему они необходимы иначе уже через несколько лет положение станет уже необратимым и наш город Химки станет нам всем чужим.
>>>наверх>>>

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. «Атлас-определитель дикорастущие растения» Москва, Дрофа 2002
2. «Биологический энциклопедический словарь» Москва, СЭ 1986
3. «Деревья и кустарники» Москва, ABF 1997
4. «Определитель древесных растений в зимнее время» Москва, Ботанический сад МГУ «Аптекарский огород» 2000
5. «Состояние зеленых насаждений в Москве» - аналитический доклад, Москва, АО «Прима-М» 1998
6. «Экология - учебное пособие для вузов» Москва, Брайт 2001
7. «Энциклопедия Аванта +. Биология» Москва, Аванта + 2000
8. «Экология большого города» - альманах, выпуск 3, Москва, Прима-Пресс 1998.
   >>>наверх>>>

координатор конкурса в Москве и Московской области — Ксения Пахорукова