Scientific journal

Modern problems of science and education

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

Введение

Интенсивное развитие промышленности в городах способствует значительному ухудшению состояния окружающей среды, что отрицательно сказывается на здоровье людей [4]. Одним из эффективных методов, позволяющих нейтрализовать вредное антропогенное влияние на окружающую урбанизированную среду, является создание древесных и кустарниковых насаждений, которые являются обязательным компонентом нормальной городской среды [9].

Тюмень является крупным городом с развитой промышленностью и городским транспортом, с большими площадями искусственных покрытий, что вызывает значительные изменения в состоянии окружающей среды, формируя особый городской климат [5]. В урбоэкосистемах многие растения, как правило, вынуждены приспосабливаться к неблагоприятным для них экологическим условиям - загрязненному атмосферному воздуху, недостаточному освещению, своеобразному физико-химическому режиму городских почв и другим факторам среды. Все это приводит в итоге к снижению устойчивости растений. Городские насаждения призваны оздоравливать урбанизированную среду, но сами при этом часто нуждаются в защите. Многие из изучаемых биологических и экологических характеристик растений отражают реальное состояние зеленых насаждений в городе и закономерности изменений, происходящих во времени, а также являются достоверными индикаторами качества городской среды и могут использоваться в системе мониторинга загрязнения воздуха и почв. [10].

В связи с этим, целью нашей работы было проведение фенологических наблюдений за Липой сердцевидной (Tilia cordata (L.) Mill.) в районах с разной антропогенной нагрузкой, а так же оценка ее жизненного состояния.

Tilia cordata (L.) Mill. крупное дерево высотой до 30 м с раскидистой кроной и мощными стволами, с темной, почти черной глубоко трещиноватой корой, молодые веточки красно-бурые, обычно голые. Листья очередные, длинночерешковые, сердцевидные, темно-зеленые, голые сверху, пильчатые, с длиннозаостренной верхушкой, обычно симметричные, реже неравнобокие, ширина почти такая же, как и длина, снизу листья сизовато-зеленые, с пучками желтовато-бурых волосков в узлах жилок. Цветки желтовато-белые, душистые, диаметром 10 мм, собраны по 3—15 штук в полузонтики. Плод — орех, 4-8 мм в диаметре, шаровидный, войлочно-опушенный, с деревянистой или кожистой оболочкой, бурый; семена широкообратнояйцевидные, длиной 4-5 мм, блестящие, красно-бурые. Цветет в конце июня — в июле. Цветение продолжается около двух недель, плоды созревают в августе — сентябре [8].

На территории Тюменской области Tilia cordata (L.) Mill. является аборигенным видом и чаще всего растет в смеси с пихтой сибирской, елью, кедром, березой и осиной. Иногда образует чистые или почти чистые насаждения. В целом в Сибири данный вид следует считать реликтом, о чем говорит и состав живого напочвенного покрова липняков. Сокращение численности видов наблюдается под воздействием антропогенного фактора [7].

Липа сердцевидная является одним из самых многочисленных представителей по количеству деревьев используемых в озеленение города Тюмени – 21,4% от общего числа видов.

Материалы и методика исследования

Исследования проводились с 2006 по 2011 год. Объектом исследования служили древесные растения вида Tilia cordata (L.) Mill., произрастающие в 2-х районах города с разной антропогенной нагрузкой: Загородный сад и улица Первомайская (район городской администрации). Основными загрязнителями воздуха на данных участках являются: оксид углерода, диоксид азота, формальдегиды и сажа.

Исследуемый участок на ул. Первомайская располагается вдоль одной из главных автомобильных дорог города, на данной территории отмечено превышение концентрации ПДК оксида углерода, диоксид азота и формальдегида в несколько раз (ПДК CO2 = 1,2; ПДК NO2 = 1,1; ПДК формальдегида = 1,5) [5]. Кроме того, интерес к липам, произрастающим вдоль ул. Первомайская связан с тем, что данные древесные растения окутаны сетью светодиодных гирлянд все 6 лет наблюдений.

Во второй точке, Загородном саду, отмечено незначительное превышение концентрации ПДК оксида углерода (ПДК CO2 = 1,1) [5], наличие искусственного освещения (фонарей, ламп дневного освящения) наблюдается на всей территории исследования.

Контролем служили деревья, произрастающие на 23 км Велижанского тракта, где не обнаружено превышения концентрации ПДК загрязняющих веществ и отсутствует искусственное освещение. Таким образом, наблюдаемые городские растения находятся под влиянием целого комплекса негативных факторов, связанных с антропогенным загрязнением среды обитания и соответствующим образом реагируют на него.

Показателем соответствия условий среды потребностям живых организмов является нормальное протекание фенологических фаз развития и жизненного состояния [7].

Фенологические наблюдения, проводились по Методике фенологических наблюдений в ботанических садах (1979 г.) написанной коллективом авторов М.С. Александровой, Н.Е. Булыгиным, В.Н. Ворошиловым [2]. Средний возраст исследуемых деревьев составляет 30-40 лет, что по биологической классификации возрастов древесных пород С. В. Белова соответствует зрелости – репродуктивный период онтогенеза.

Для изучения фенологических особенностей и различий развития древесных пород в условиях города наблюдения проводили за фенофазами: Пч1 - набухание почек; Пч2 - развертывание (раскрывание) почек; Пб1 - начало линейного роста побегов; Пб2 - окончание линейного роста побегов; О1 - частичное одревеснение побегов; О2 - полное одревеснение побегов; Л1 - обособление листьев (облиствение); Л2 - листья имеют свойственную им форму, но не достигли нормального размера; Л3 - завершение роста и вызревания листьев; Л4 - расцвечивание отмирание листьев; Л5 - опадение листьев; Ц1 - набухание почек; Ц2 - развертывание почек; Ц3 - бутонизация; Ц4 - начало цветения; Ц5 - окончание цветения; Пл1 - завязывание плодов; Пл2 - незрелые плоды достигли размеров зрелых; Пл3 - созревание плодов; Пл4 - опадение зрелых плодов [2].

Результаты и их обсуждение

Шестилетние результаты исследований показали, что прослеживается отклонение в фазах развития древесных растений на опытных участках в городской черте и контрольном участке (табл. 1).

По годам можно проследить отклонения в фазах начала вегетации (Пч1, Пч2) практически у всех древесных растений. Это связано с различными температурными показателями, как на территории областного центра, так и за его пределами. В годы с ранней и дружной весной (2007 г., 2010 г., 2011 г.) начало вегетации наблюдалось в начале второй декады апреля. В 2007г. фаза набухания почек на всех трех опытных участках начиналась с 10 по 13 апреля, а в 2010 г. и 2011 г. данная фаза протекала в период с 15 по 20 апреля. В годы с затяжной и холодной весной (2006 г., 2009 г.) сроки начала вегетации сдвигались, на территории города фаза набухания почек зафиксирована 24 апреля, а на контрольном участке 4 мая [3].

По данным, приведенным в таблице 1, прослеживаются значительные изменения в фазах развития Tilia cordata на ул. Первомайская, по сравнению с липами, произрастающими в Загородном саду и на контрольном участке. В первые два года наблюдений (2006 – 2007 г.) отмечено более раннее прохождение всех основных фаз развития (Пч1, Пч2, Л1, Л3, Ц4) в среднем на 4-5 суток (Рис. 1), что подтверждает данные Л. Детари и В. Карцаги (1984 г.), которые утверждают, что «… специальное увеличенная длины дня с помощью искусственного освещения стимулирует процессы развития культурных растений» [6]. Появление на древесных растениях светодиодных гирлянд ускорило процессы сезонного развития древесных растений (табл.1).

Рисунок 1. Фенологические спектры Tilia cordata (L.) Mill. 2006 – 2007 г.