0
Экологический клуб
 
"STENUS"
 
 
 
Калужский краеведческий Интернет-портал


 
Морозова С.П., Устюжанина О.А.   Биоиндикационная оценка качества окружающей среды по стабильности развития земляники и кислицы на территории «Калужского городского бора»   / /   ИЗВЕСТИЯ КАЛУЖСКОГО ОБЩЕСТВА ИЗУЧЕНИЯ ПРИРОДЫ. Книга восьмая. (Сборник научных трудов)   Под ред. С.К. Алексеева и В.Е. Кузьмичева   Калуга:   КГПУ им. К.Э. Циолковского   -   2008 C. 89-96.


Биоиндикационная оценка качества окружающей среды

по стабильности развития земляники и кислицы

на территории «Калужского городского бора»


С.П. Морозова, О.А.Устюжанина

КГПУ, им К.Э. Циолковского, Калуга


Резюме: Впервые проведены исследования оценки качества среды по стабильности развития в выборках земляники и кислицы на территории Калужского бора. В ходе исследований для оценки стабильности развития земляники лесной и кислицы были разработаны признаки по аналогии с берёзой. Возрастание уровня нарушений стабильности развития у земляники и кислицы обнаружено по мере увеличения воздействия антропогенных факторов.


Среди всех биоиндикаторов растения - наиболее удобный и важный объект для характеристики состояния окружающей природной среды [Захаров, Крысанов, 1996; Константинов, 2001]. Растения – чувствительный объект, позволяющий оценивать весь комплекс воздействий, характерный для данной территории в целом, поскольку они ассимилируют вещества и подвержены прямому воздействию одновременно из двух сред: из почвы и из воздуха. Стабильность развития является одной из наиболее общих характеристик индивидуального развития.

Уровень стабильности развития может быть оценен с помощью флуктуирующей асимметрии [Захаров, 1987; Захаров и др., 1997; Захаров, 2000; Захаров, Крысанов, 1996; Zakharov, Clarke, 1993; и т.д.], которая является результатом неспособности организмов развиваться по точно определенным путям, т.е. флуктуирующая асимметрия рассматривается как незначительные, ненаправленные отклонения от строгой симметрии [Van Valen, 1962].

Цель данной работы - оценить влияние антропогенного воздействия на территорию Калужского бора по стабильность развития земляники и кислицы


Материалы и методы

Сборы проводились в июне 2007г. Выборки были сделаны из всех квадратов Калужского бора, а также с территории, прилегающей к трассе. Всего 52 точки сбора, из них 25 выборок кислицы и 27 выборок земляники (рис.1). Номер выборки соответствует номеру квадрата (табл.1).

Рис. 1. Карта Калужского бора с точками сбора земляники и кислицы.


Для оценки стабильности развития земляники и кислицы нами были выделены и использованы признаки, показанные на рис. 1 и 2.


Рис.2. Схема признаков, использованных для оценки стабильности развития земляники:

1.Ширина половины листовой пластинки.

2.Длина жилки второго порядка, второй от основания листа.

3.Расстояние между основаниями первой и второй жилок второго порядка.

4.Расстояние между концами этих же жилок.

5.Угол между главной жилкой и второй от основания листа жилкой второго порядка.



Рис.3. Схема признаков, использованных для оценки стабильности развития кислицы:

1.Ширина левой и правой половинок листовой пластинки.

2. Расстояние от центральной до жилки первой от основания листа.

3. Расстояние от центральной до жилки второй от основания листа.

4.Расстояние между первой и второй жилками.

5.Угол между центральной жилкой и жилкой второй от основания листа.


При оценке величины асимметрии по нескольким размерным признакам применяется интегральный показатель: среднее относительное различие между сторонами на признак [Захаров, Крысанов, 1996]:

Все данные сначала были занесены в таблицу, изображенную на бумаге, а потом перенесены в электронные таблицы программы Microsoft Excel для хранения и обработки.

В результате обработки данных были получены следующие значения коэффициентов флуктуирующей асимметрии для кислицы и земляники (табл. 1).:

Таблица1. Значений коэффициента асимметрии для земляники и кислицы в выборках из всех квадратов Калужского бора, а также с территории, прилегающей к трассе.

Номер

выборки (квадрата)

Значение коэффициента флуктуирующей асимметрии кислицы

Значение коэффициента флуктуирующей асимметрии земляники

1

0,0991

0,1085

2

0,0707

0,0598

3

0,0603

0,0467

4

0,0778

0,0581

5

0,0784

0,0525

6

0,06688

0,0381

7

0,0738

0,0499

8

0,0735

0,06

8/9


0,0425

9

0,0879

0,0953

10

0,0707

0,0531

11

0,0664

0,0461

12

0,0751

0,0507

13

0,0873

0,0672

14

0,0836

0,0581

14а

0,0797

0,0539

15

0,0786

0,0588

16

0,0712

0,0557

17

0,0817

0,0602

18

0,0847

0,0696

18а

0,0846

0,0759

19

0,0951

0,0787

20

0,0847

0,0855

21

0,0867

0,0765

22

0,089

0,0699

23

0,1075

0,0877

1м от трассы


0,1114


Результаты и обсуждение

Исследование асимметрии земляники

Результаты обработки данных для земляники следующие: самый высокий показатель асимметрии наблюдается в трех точках: в квадратах 1(0,1085) и 9(0,0953) и на территории, прилегающей к трассе (1 метр от трассы)(0,1114). В квадратах 1 и 9 можно предположить, что данная ситуация является результатом повышенной рекреационной нагрузки. На территории, прилегающей к трассе, высокий показатель асимметрии, вероятно, связан с влиянием выхлопных газов автомобильного транспорта.

В двух других точках (квадраты 20(0,0855), 23(0,0877)) показатель флуктуирующей асимметрии тоже высок. Выборки, взятые из этих квадратов, располагались за лесополосой от автомобильной трассы. Разносящиеся от дороги потоки пыли и вредных веществ задерживаются лесополосами, концентрируются ими и, в конечном итоге, накапливаются непосредственно сразу за защитной лесополосой, что, вероятно, и вызывало повышение коэффициентов асимметрии.

Выборки, взятые из квадратов 18а(0,0759), 19(0,07087) и 21(0,00765), отличаются также высокими показателями флуктуирующей асимметрии. Это объясняется, скорее всего, влиянием выбросов автотранспорта.

Довольно высокие значения коэффициента наблюдаются в квадратах 13(0,0672), 17(0,0602) и 22(0,0699), эти квадраты примыкают к Яченскому водохранилищу - территории, которая наиболее сильно подвергается антропогенному прессу, особенно в летнее время. Данная причина, возможно, и объясняет степень нарушения стабильности развития земляники в этих квадратах.

Самые низкие коэффициенты асимметрии – в квадратах 6 (0,0381), 11(0,0461), 3(0,0467), на пересечении квадратов 8 и 9 (0,0425). Это свидетельствует о том, что условия развития на данных площадках наиболее благоприятны для земляники.

В остальных точках наблюдается более или менее равномерное распределение показателя флуктуирующей асимметрии.


Исследование асимметрии кислицы

Обработка данных по кислице дала следующие результаты: самый высокий показатель асимметрии наблюдается в квадрате 23(0,1075). Это связано, скорее всего, с тем, что данный участок бора непосредственно примыкает к трассе.

Немного меньше показатели в квадратах 1(0,0991) и 19(000951). Можно предположить, что растения, собранные на этих участках, испытывают какое-либо стрессовое воздействие. В квадрате 1 это может быть результат рекреационной нагрузки, в квадрате 19 – результат воздействия вредных веществ, находящихся как в почве, так и воздухе.

Сравнительно высокие показатели асимметрии наблюдаются в четырёх других точках: квадрат 9 (0,0879), 13 (0,0873), 21 (0,0867), 22 (0,0890). Эти участки бора находятся рядом с Яченским водохранилищем, где давление антропогенных факторов очень велико, особенно оно усилилось за последние несколько лет, и растения, вероятно, не успели адаптироваться к изменённым условиям, что и вызвало повышение коэффициентов асимметрии.

Самый низкий показатель флуктуирующей асимметрии наблюдается в квадрате 3 (0,0603). Это говорит о благоприятных условиях среды на данном участке Калужского бора.

В остальных квадратах бора наблюдается относительно равномерное распределение показателей асимметрии. Вероятно, это объясняется тремя составляющими: сходные условия, сходный генотип, сходная реакция.


Сравнительный анализ качества среды по стабильности развития земляники и кислицы

Сравнивая полученные результаты, можно сделать вывод о том, что и земляника и кислица четко реагируют на весь комплекс воздействий, характерный для данной территории.

По результатам анализа в выборках, как земляники, так и кислицы хорошо прослеживается общая закономерность в распределении показателя флуктуирующей асимметрии. Значение асимметрии выше в тех местах, где проявляется воздействие антропогенных факторов. Наибольшие показатели асимметрии отмечены у растений, находящихся в непосредственной близости от автомобильной трассы (квадраты 19, 20, 21, 23) и от Яченского водохранилища (квадраты 9, 13, 17, 22). Это говорит о неблагоприятных условиях среды на этих площадках Калужского бора. По мере удаления от трассы и водохранилища показатель асимметрии постепенно снижается, и в квадратах 3, 6, 11 достигает наименьшего значения. Кроме того, высокие значения флуктуирующей асимметрии наблюдаются в квадрате 1, как у земляники, так и у кислицы.

Рис. 4. Сравнительный анализ значений коэффициентов асимметрии земляники и кислицы


Заключение

Показатель стабильности развития земляники и кислицы может использоваться как для разовой оценки качества среды, так и для биомониторинга.

Эти растения четко реагируют на весь комплекс воздействий, характерный для данной территории. Возрастание уровня нарушений стабильности развития у земляники и кислицы обнаружено по мере увеличения воздействия антропогенных факторов. Причем проведённое исследование говорит о наличии различных типов антропогенного воздействия в разных точках Калужского бора.



Литература

Константинов Е.Л.Особенности флуктуирующей асимметрии листовой пластинки березы повислой (Betula pendula Roth.)как вида биоиндикатора: Дис. канд.биол.наук. - Калуга, 2001. 120с

Захаров В.М. Здоровье среды: концепция. - М.: Центр экологической политики России, 2000. 30 с.

Захаров В.М., Крысанов Е.Ю. (ред.). Последствия Чернобыльской катастрофы: Здоровье среды. - М., 1996. 170 с.

Захаров В.М., Чистякова Е.К., Кряжева Н.Г. Гомеостаз развития как общая характеристика состояния организма: коррелированность морфологических и физиологических показателей у березы повислой. Доклады Академии Наук. 357 (26): 1997. С 1-3.

Захаров В.М. Асимметрия животных. - М. Наука. 1987. 161 с.

Zakharov V.M., Clarke G.M. Biotest: Integral evaluation of health and separate types. M.: Moscow Branch of International Fund Biotest. 1993. P.59.

Van Valen L. A study of fluctuating asymmetry // Evolution. 1962. V. 16. P. 125-142.

***


Bioindicaison estimation of quality of an environment on stability of development Wild strawberry and oxalis in territory

of the Kaluga pine forest


S.P. Morozova, O.A. Ustyuzhanina

Kaluga State Pedagogical University, Kaluga

Abstract: For the first time researches of an estimation of quality of environment on stability of development in samples of wild strawberry and oxalis in territory of the Kaluga pine forest are carried out. During researches for an estimation of stability of development of wild strawberry wood and oxalis attributes by analogy to a birch have been developed. Increase of a level of infringements of stability of development in wild strawberry and oxalis is revealed on a measure of increase in influence of anthropogenous factors.



Скачать.rar



Сайт создан при поддержке РОССИЙСКОГО ГУМАНИТАРНОГО НАУЧНОГО ФОНДА проект № 09-06-59610 а/Ц "Создание экологического Интернет-портала, как регионального компонента экологического образования"; № 10-06-59629 а/Ц"Создание региональной экологической Интернет-библиотеки"


© Авторы статей