Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время проблема охраны окружающей среды при переработке и хранении продуктов углеводородного сырья является наиболее актуальной. Предприятия нефтеперерабатывающей отрасли оказывают существенное воздействие на окружающую среду, в частности на состояние древесных растений. Омск относится к числу городов, испытывающих интенсивное техногенное загрязнение в результате деятельности промышленных предприятий, таких как ОАО «Газпромнефть - Омский нефтеперерабатывающий завод «ОНПЗ», ТЭЦ - 4, ТЭЦ - 5, ОАО «Омский каучук» и др. Древесные растения, произрастающие в санитарно-защитной зоне этих промышленных предприятий реагируют изменениями в анатомо-морфологической структуре органов и тканей, в физиологических реакциях, в биохимическом составе хвои, листьев, коры и в цитогенети-ческой характеристике (Григорьев, 2008).
Изучение устойчивости растений к различным стрессам невозможно без применения соответствующих методов диагностики. В настоящее время разработано довольно много косвенных методов оценки устойчивости: визуальный метод с применением различных шкал и категорий состояния растений (Демаков, 2000; Мазуркин, 2003 и др.), биохимический метод (Кулагин, 1974; Судачкова, 2005 и др.), метод проращивания семян (Донец, 2008; Донец, Григорьев, 2010), метод искусственных растений (Положенцев, 1951), по элементам макроструктуры годичного кольца и по пропорциям ствола (Демаков, 2002) и др. Среди них наиболее перспективными представляются электрофизиологические методы, поскольку они непосредственно регистрируют характеристики клеточных мембран, тесно связанные с общей устойчивостью растений к стрессам (Опритов, 1958, 1991,2007; Синюхин, 1957, 1963; Гунар, 1953,1970; Скотт, 1964; Карасев, 2006). К современным электрофизиологическим инструментальным методам относятся: диагностика по электрическому сопротивлению прикамбиального комплекса тканей (Положенцев, Золотов, 1970; Голодрига, Осипов, 1972), диагностика по электрическим потенциалам (Коловский, 1971, 1980; Воденеев, 2007), термо-экспресс метод (Карасев, 1988, 2006; Lyr, Garbe, 1995). А. А. Маторкиным и М. А. Карасевой (2007, 2009) предложен метод экспресс-оценки состояния деревьев по импедансу ПКТ, биоэлектрических потенциалов и температуры стволов.
Такое интегрированное свойство, как устойчивость растений к внешним стрессорам на основании изменения электрического сопротивления (ЭС) является важным комплексным показателем. В связи с этим нами были проведены исследования по вьивлению зависимости
изменения электрического сопротивления в прикамбиальном комплексе тканей (ПКТ) и листовой пластинки березы повислой от гидротермического режима воздушной среды, а также был проведен эксперимент по выявлению зависимости влияния продуктов нефтешлама на изменения ЭС растений.
Для установления степени надежности, достоверности результатов, полученных электрометрическим методом, нами было проведено изучение флуктуирующей асимметрии листьев на этих же модельных деревьях березы повислой. Проведенные исследования позволят составить характеристику состояния экосистемы по чувствительным показателям в условиях широкого распространения нефтешламового загрязнения.
Цель исследования - изучить особенности изменения электрического сопротивления листьев и ПКТ ствола березы повислой при нефтешламовом загрязнении почвогрунтов.
Задачи исследования:
-
Выявить особенности изменения ЭС листовой пластинки и ПКТ березы при различных гидротермических режимах воздушной среды.
-
Исследовать флуктуирующую асимметрию листовой пластинки березы повислой в различные вегетационные периоды в условиях нефтешламового загрязнения почвогрунтов.
-
Подготовить практическую рекомендацию по использованию электрофизиологического метода для оценки экологического состояния древесных растений в условиях нефтешламового загрязнения.
Научная новизна и теоретическая значимость результатов исследования.
Впервые изучена зависимость ЭС листьев и ПКТ ствола березы от уровня нефтешламового загрязнения почвогрунтов. Разработана рекомендация по экспресс-оценке состояния деревьев березы повислой в условиях нефтешламового загрязнения электрометрическим методом.
Полученные результаты позволяют дополнить эколого-биоло-гическую характеристику березы повислой по устойчивости к неф-тешламовому загрязнению и являются основой для создания нормативной базы в целях контроля состояния лесных экосистем в районах с наличием нефтешламового загрязнения.
Практическая значимость.
Полученные результаты могут быть использованы в скрининго-вых исследованиях состояния лесных экосистем на территории сани-тарно-защитных зон нефтеперерабатывающих предприятий и в районах нефтедобычи и транспортировки нефти.
Материалы исследования используются в преподавании экологических дисциплин (общая и прикладная экология, экологический
мониторинг, геоэкология) на химико-биологическом факультете Омского государственного педагогического университета. Основные положения, выносимые на защиту:
-
Установлено достоверное увеличение ЭС в изученных органах (листья, ПКТ ствола) березы повислой при нефтешламовом загрязнении почвогрунтов.
-
Установлено совпадение результатов исследования ЭС листьев березы повислой с данными изучения их флуктуирующей асимметрии.
Оценка личного вклада: материал собран автором самостоятельно в период с 2008 по 2010 г. Автор принимала участие в разработке методики исследования электрометрическим способом древесных растений, провела математико-статистическую обработку результатов исследования, составила выводы и привела рекомендацию.
Апробация результатов исследования.
Материалы основных результатов исследования по теме диссертации были доложены и обсуждены на международных научных конференциях: «Эколого-экономическая эффективность природопользования на современном этапе развития Западно-Сибирского региона» (Омск, 2008, 2010); «Экологические и экономические проблемы в меняющемся мире» (Омск, 2009), «Экология России и сопредельных территорий» (Новосибирск, 2009, 2010), «Экологические и экономические проблемы в меняющемся мире» (Тюмень, 2010); «Экологическая безопасность и устойчивое развитие территории» (Чебоксары, 2011).
Публикации. По материалам исследования опубликовано 11 работ, в том числе одна - в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.
Структура и объем диссертационной работы.
Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, практических рекомендаций, приложений. Изложена на 128 страницах, содержит 20 таблиц, 16 рисунков, 7 приложений. Список литературы состоит из 281 наименования, в том числе 26 иностранных.
