Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Особенности урбанизированной среды как местообитания древесных растений 9
1.1. Подходы в оценке адаптации растений к условиям урбаносреды 14
1.1.1. Морфологический подход к изучению адаптивных механизмов растений.. 17
1.1.2. Флуктуирующая асимметрия в природе и проявления асимметрии у растений 18
1.1.3. Физиологический подход к оценке адаптивных механизмов растений 25
Глава 2. Природно-климатические и экологические условия района исследования 37
2.1. Географическое положение Кировской области и г. Кирова 37.
2.2. Гидрологическая сеть 38
2.3. Почвы 39
2.4. Климат 40
2.5. Растительность 42
2.6. Экологические условия г. Кирова 44
2.6.1. Состояние атмосферного воздуха 44
2.6.2. Состояние почв 51
Глава 3. Материалы и методы исследования 53
3.1. Объекты исследования 53
3.1.1. Береза повислая (Betulapendula Roth.) 53
3.1.2. Клен остролистный (Acerplatanoides L.) 56
3.1.3.Сирень обыкновенная (Syringa vulgaris L.) 59
3.1.4. Дерен белый (Cornus alba L.) 60
3.2. Краткая характеристика пробных площадей исследования 61
3.3. Методика исследования 70
3.3.1. Отбор растительных проб 70
3.3.2. Методика оценки состояния популяций Betula pendula Roth
3.3.3. Применение методики оценки стабильности развития для других видов древесных растений 76
3.3.4. Методика определения фотосинтетических пигментов 82
Глава 4. Механизмы морфологической адаптации древесных растений к урбанизированной среде 84
4.1. Береза повислая как объект биоиндикации 84
4.1.1. Характеристика морфометрических параметров листа Betula pendula Roth 84
4.1.2. Показатели флуктуирующей асимметрии березы повислой в условиях г. Кирова 90
4.2. Морфологическая адаптация древесных растений в условиях урбанизированной среды 98
4.2.1. Сирень обыкновенная (Syringa vulgaris L.) 97
4.2.2. Дерен белый (Cornus alba L.) 101
4.2.3. Клен остролистый (Acerplatanoides L.) 108
Глава 5. Физиологические механизмы адаптации древесных растений к условиям урбанизированной среды 111
5.1. Содержание Pb, Fe, Mn, Cd в почвах и растениях 111
5.2. Взаимосвязь показателей флуктуирующей асимметрии и содержания тяжелых металлов в растениях 136
5.3. Содержание фотосинтетических пигментов как показатель качества урбаносреды 138
Выводы 142
Список литературыq
- Флуктуирующая асимметрия в природе и проявления асимметрии у растений
- Экологические условия г. Кирова
- Дерен белый (Cornus alba L.)
- Показатели флуктуирующей асимметрии березы повислой в условиях г. Кирова
Флуктуирующая асимметрия в природе и проявления асимметрии у растений
В зависимости от уровня воздействия техногенного стресса на растение функции организма могут быть угнетены или активизированы (Кабата-Пендиас, 1989; Головко и др., 2008; Титов и др, 2007, 2011).
Классификацию адаптивных реакций растений на качество урбаносреды можно построить с учетом уровней организации живой материи: молекулярный, субклеточный и клеточный, органный и организменный, популяционный, экосистемный или биогеоценотический, биосферный (Биоиндикация..., 1988; Вайнерт, 1988; Жуйкова, Позолотина, 1999; Баранов и др., 2001; Аралбаева, 2009; Неверова, 2010).
Методы можно классифицировать по общности подходов: фенологические методы, морфо- и биометрические, анатомо-цитологические, физиологические; биохимические, биофизические, флористические, генетические, биоценотические, экосистемные (Николаевский, 1999; Соловьев, 2005; Нестеренко, 2007; Головко, 2008; Васильев и др., 2006).
Экспресс-оценка качества окружающей среды с использованием методов, учитывающих реакцию основных биотических компонентов экосистем на воздействие урбаносреды позволяет выявить пределы толерантности организмов и разработать основы экологического нормирования предельно допустимых уровней техногенного загрязнения среды (Большаков, и др. 2009; Воробейчик и др., 1994; Жуйкова и др., 1997; Захаров и др., 20006; Бухарина, 2007).
При выборе методов диагностики необходимо учитывать следующее: минимальное число характеристик с четкими диагностическими признаками; методы исследования должны быть высокопроизводительными и технически простыми, основаны на использовании доступной аппаратуры; должна быть возможность обработки материала после окончания вегетационного периода. При выборе методов необходимо учитывать особенности древесных растений (Ярмишко, 1999, 1995; Неверова, 2003). Наиболее часто применяются следующие методические подходы:
Анатомический, заключающийся в определении размеров, структуры и особенностей строения тканей в вегетативных органах растений, также широко используется при диагностике патологических изменений растений под воздействием техногенных поллютантов. Об ухудшении жизненного состояния растений в городской среде можно судить по изменению размеров отдельных тканей и их соотношения. Продолжительное воздействие промышленных газов на растительность вызывает значительные изменения анатомического строения листьев и хвои растений и увеличение их ксерофитизации, уменьшение размеров листовой пластинки, уменьшение толщины эпидермиса, кутикулы (Кулагин, 1974, Николаевский, 1979, Горышина, 1979; Неверова, 20026). Ксероморфность растений в условиях города является следствием недостатка влаги и минеральных веществ, а также представляет собой общую реакцию растений на стрессовые воздействия (Горышина, 1991; Неверова, 2002а, 20006). Выявлены морфо-анатомические изменения побегов и листьев клена остролистного (Acer platanoides L.) в условиях загазованной среды: уменьшение количества клеток эпидермы, уменьшение толщины тканей листа и в целом толщины листовой пластинки (Убаева, 2007; Робакидзе, Патов, 2011; Рыжова, 2012). Зависимость между объемом клеток мезофилла и уровнем загрязнения выявлена при исследовании древесных растений г. Пензы (Шаркова, Надежкина, 2007).
Анатомические методы обычно используют при необходимости углубленной характеристики функционального состояния наиболее ценных растений в городской среде.
Неформализованные балльные шкалы широко применяются в оценке степени поражения древостоев промышленными загрязнениями. При этом балл состояния вида выводится по отдельным показателям или по их совокупностям различными способами: визуально по внешним симптомам поражения деревьев (Алексеев, 1989, 1990; Санитарные правила..., 1998), инструментально по таксационным (Ватковский, 1986), по комплексу таксационных, морфологических и физиологических характеристик (Карпенко, 1981; Обыденный, 1982; Зайцева, Тарасов, Гутман 1988; Бебия, 2003; Фардеева, Лукоянова, 2011). При оценке состояния городских древесных насаждений часто применяют и различные балльные шкалы (Ерохина, 1987; Воронцова, 1987; Теодоронский, 2000; Мозолевская, 2000; Черненькова, 2003; Лепешкина, Михеева, 2012). При этом используются такие показатели как анатомо-морфологические особенности листа, прирост побегов и количество активно всасывающих корней.
Для получения наиболее достоверных результатов для характеристики насаждений необходимо использовать несколько показателей. К.С. Кочарян (1999, 2000) устанавливал максимальную величину транспирации, коэффициент механической поврежденности, ритм роста годичных побегов, интенсивность фотосинтеза, степень одревеснения побегов, анатомическое строение листьев и фенологические особенности развития растений. О. Л. Воскресенской (2005, 2006) дана характеристика состояния древесных растений в условиях города, включающая ряд морфометрических и физиологических параметров.
В настоящее время при обследовании древесных пород, произрастающих в условиях промышленного загрязнения и в урбаноэкосистемах, используется большое количество методов, которые имеют свои достоинства и недостатки. Для повышения надежности экологических оценок необходимо использовать не один, а несколько методов фитоиндикации.
Комплексная оценка степени жизнеспособности деревьев, перспективности их использования в городском озеленении, а также возможность применения видов в биоиндикации урбаносреды должна быть основана на нескольких способах диагностики. Для получения достоверной информации в кратчайшие сроки нужно выбирать наиболее информативные показатели, не перегружая исследование большим количеством параметров.
Экологические условия г. Кирова
Кировская область имеет довольно густую речную сеть. Этому содействуют климатические условия, характер рельефа и геологическое строение местности. Густота речной сети - 0,17-0,27 км/км . Преобладают самые короткие реки длиной менее 10 км. Реки области относятся к бассейнам Волги и Северной Двины. Главный водораздел проходит по Северным увалам и Верхнекамской возвышенности (Энциклопедия..., 1997).
Реки питаются снеговыми, дождевыми и грунтовыми водами. Снеговое и дождевое питание преобладает весной и летом, а грунтовое — зимой. Все реки области извилисты, уклоны их невелики и скорость течения незначительна. По характеру режима реки области относятся к равнинному типу (Природа..., 1996).
Основной водной артерией г. Кирова является река Вятка. Она разделяет город на основную и заречную части, служит северо-восточной и северной границей муниципального образования. В Кирове Вятка течёт в юго-восточном, затем в западном направлении. Наиболее крупными притоками Вятки, протекающими в Кирове, являются реки Люльченка, Хлыновка, Мостовица, Никульченка, Плоская (Климат Кирова, 1982).
Территория области характеризуется достаточно разнообразным почвенным покровом. Основную часть (77,9% площади почв области) занимают подзолистые и дерново-подзолистые почвы (Тюлин, 1976).
Основная масса почв имеет тяжелый, суглинистый и глинистый состав (59,8% от площади области). Значительная часть таких почв находится под пашней. Песчаные и супесчаные почвы занимают 35,1 % от площади почв области. Большая часть их находится под таежными лесами. Основные типы почв Кировской области сильно отличаются друг от друга по внешнему виду, химическим свойствам и по плодородию (Энциклопедия..., 1997).
Дерново-подзолистые почвы развиваются под лесами с травяным напочвенным покровом. Этот тип почв почвы образует подзону, расположенную южнее подзолистых почв (Природа..., 1996).
Севернее г. Кирова и долины реки Чепцы преобладают дерново-сильноподзолистые почвы, в центральной части области распространены дерново-среднеподзолистые, а на юге зоны - дерново-слабоподзолистые почвы (Тюлин, 1976).
Кировская область находится под влиянием различных по своим характеристикам воздушных масс: арктический воздух с севера, умеренный морской - с запада, континентальный - с востока. Под влиянием этих факторов на территории области формируется климат с продолжительной, многоснежной и холодной зимой и умеренно-теплым, коротким летом. По классификации Б.П. Алисова (1956) Кировская область относится к континентальному климату умеренного пояса, где преобладающим является континентальный воздух умеренных широт. Близость к Северному Ледовитому океану обусловливает возможность вторжений холодного воздуха и сильные морозы зимой, заморозки и резкие похолодания летом (Природа..., 1996).
В результате активной циклонической деятельности западных, северо-западных и юго-западных циклонов на территории области часто выпадают осадки во все сезоны. Для области характерен недостаток солнечного тепла, что обусловлено ее положением - между 56 и 61 северной широты (Климат Кирова, 1982).
Термический режим города в основном характеризуется температурой воздуха и почвы, которые зависят от циркуляционного фактора, радиационных и физико-географических условий. Киров расположен на участках слабовсхолмленного рельефа в зоне активной циркуляции воздуха с преобладанием циклоничности и четко выраженными в разные сезоны составляющими радиационного баланса. Поэтому для него характерен хорошо выраженный годовой и суточный ход основных характеристик термического режима. Максимум солнечной радиации в теплое время наблюдается около полудня, а максимум суточной температуры запаздывает на 2-3 часа. Средняя годовая температура воздуха в Кирове равна 1,5 С. Средняя годовая амплитуда температур воздуха, определяемая по разнице средней многолетней температуры января (-13,5-15С) и июля (+17 +19С) равна 30-33. Абсолютный максимум температур - +38С, абсолютный минимум - -50С (Природа, 1996). Устойчивый переход средних суточных температур через 0С характеризует начало и конец зимы, в среднем, 8 апреля и 21 октября. Продолжительность зимнего периода в Кирове составляет в среднем 170 дней (Климат Кирова, 1982).
Начало и конец лета характеризуются переходом средних суточных температур через 10С, происходит это 17 июня и 11 сентября, продолжительность летнего периода составляет 116 дней. Суммы отрицательных температур за период с ноября по апрель составляют: -1602С (ниже 0С), -1510С (ниже -5С), -1230С (ниже -10С). Суммы положительных температур характеризуют степень обеспеченности теплом растений, что особенно важно в период вегетации растений, который характеризуется переходом среднесуточных температур через 5С. В Кирове он продолжается в среднем 159 дней. Средние суммы положительных температур за вегетационный период составляют 2107С и из них: с температурой выше 10С - 1778С, выше 15С - 1158С. Температура воздуха зависит от местных особенностей. Город Киров является крупным поставщиком загрязняющих веществ в атмосферу, воду и другие природные среды. В связи с большим скоплением промышленных объектов и жилых строений он значительно теплее своих окрестностей. Зимой и весной эти различия достигают 1-3 (Климат Кирова, 1982).
Количество выпавших осадков по территории области определяется в основном взаимодействием циркуляционных процессов и подстилающей поверхностью, в первую очередь, рельефом. На территорию Кировской области наибольшее количество осадков приносят западные и северо-западные циклоны. В связи с преобладанием циклонической деятельности осадки в Кировской области выпадают часто, примерно каждый второй день, при этом преобладают дни с небольшими осадками (5-10мм). Город Киров находится в зоне достаточного увлажнения с максимумом осадков летом (июль-август), 70-71 мм, и минимумом зимой (февраль-март), 27 мм. При этом за теплое время года (апрель -октябрь) выпадает около 406 мм осадков. Кировская область относится к зоне достаточного увлажнения. В среднем по области выпадает 500-680 мм, из них на теплое время года приходится 60-70% (Природа..., 1996). Снежный покров в Кирове появляется в среднем 21 октября, а устойчивый образуется 11 ноября. Сохраняется снежный покров в среднем 158 дней, что на 4 дня дольше, чем в целом по Верхней Волге. Средняя его высота в Кирове 51 см, достигается обычно в первой половине марта. Максимальные значения высоты снежного покрова - 90 см (1957-1958г), минимальные - 17 см (1936-1937 г.) С момента таяния до полного схода снега обычно проходит несколько декад (Климат Кирова, 1982).
В течение года по области преобладают юго-западные и южные ветры. Это особенно заметно в холодное время года вследствие активизации западного переноса воздушных масс с Атлантики. Летом преобладают северные ветры (Природа..., 1996).
Климатические особенности лета в Кирове характеризуются высокой продолжительностью солнечного сияния (825 ч за сезон), обусловленной увеличением числа ясных дней и большой продолжительностью светового дня. Среднемесячная температура июля (17,8С). В июне каждый четвертый год из ста наблюдаются заморозки в воздухе. В августе также отмечаются заморозки в воздухе с температурой около 0С (Климат Кирова, 1982).
Дерен белый (Cornus alba L.)
По каждому из исследованных признаков значения ФА выше в городских условиях. Так, уровень ФА листьев в городских условиях по первому признаку (ширина левой и правой половинок листа) в 2,14 раза превышает значения фоновых условий (0,031 и 0,014 соответственно). Минимальными значениями ФА по данному признаку в городских условиях характеризуются 10% особей в выборке, в фоновых - 29%. Уровень ФА расстояния от основания до конца жилки второго порядка в городских условиях в 1,85 раза выше, чем в фоновых (0,024 и 0,013 соответственно). Минимальные показатели выявлены в городе в 8% случаях, в фоновых условиях - в 21%. Значения ФА расстояния между основаниями первой и второй жилок второго порядка в условиях города превышают соответствующие в фоновых в 2,16 раза (0,080 и 0,037 соответственно). Минимальные значения данного показателя в городе отмечены в 19%, в фоновых условиях - в 44%. Значения ФА расстояния между концами первой и второй жилок городских листьев превышает соответствующий показатель листьев из фоновых условий 1,75 раза (0,058 и 0,033 соответственно). Минимальные значения в городе наблюдаются в 9% выборки, в фоновых условиях - в 20%. ФА угла между главной жилкой и второй от основания листа жилкой второго порядка в городе выше, чем в фоновых условиях в 2,42 раза (0,34 и 0,14). Минимальные значения установлены в городе в 8%, в фоновых условиях - в 29% измерений (Савинцева, 2011).
Средняя величина показателя стабильности развития в условиях города составила 0,046. По шкале оценки отклонений состояния организма от условной нормы это соответствует III баллам — загрязненные районы (Таблица 3.3.2.1.).
Значения интегрального показателя уровня стабильности развития Betula pendula выборки листьев из городских условий превышают уровень ФА из фоновых условий более чем в два раза (0,46 и 0,22 соответственно) (Рис. 4.1.3.2.).
На уровне средних значений каждого из 5 изученных признаков при помощи кластерного анализа установлено, что выборка из фоновых условий имеет наименьшее сходство с другими пробными площадями территории города. Пробная площадь, на которой интегральный показатель ФА наибольший среди обследованных (1111 6), также выделена в отдельный кластер на дендрограмме. Результаты анализа подтверждают то, что интегральный показатель ФА зависит от каждого из исследованных признаков.
В ряде исследований установлена подобная закономерность увеличения показателя ФА в условиях антропогенной нагрузки по сравнению с контрольной выборкой. А.А Гуртяк и В.В. Углев (2010) на основе исследований березы повислой (В. pendula) выяснили, что соответствующие показатели в фоновых условиях и в г. Ханты-Мансийске составляют 0,034-0,044 и 0,053-0,057. Средняя величина показателя стабильности развития исследованной выборки В. pendula из фоновых условий составила 0,022 с варьированием от 0,020 до 0,026. В.Ю. Солдатова и Е.Г. Шадрина (2007), проводившие исследования ФА березы плосколистной (В. platyphylla Suracz.) в Якутске, установили, что показатель стабильности развития в фоновых условиях составляет 0,042-0,045, в городских 0,049-0,054.
Изучение вариабельности морфометрических показателей листовой пластинки показало, что для всех признаков характерны низкие значения коэффициента вариации (2,54%-12,06%), что говорит о невысоком уровне их изменчивости.
Изучение зависимости между размерами листовой пластинки и значениями ФА показало, что длина и ширина листовой пластинки слабо коррелируют с показателем ФА (г = 0,016 и г = 0,28 соответственно при р 0,05) (Рис. 4.1.2.4.).
Таким образом, в проведенном исследовании не выявлена размер-зависимость показателя ФА для березы повислой, отмеченная у других видов. А. Г. Васильевым с соавторами (2006) в процессе феногенетического мониторинга В. pendula также установлена очень слабая корреляция между размерами листьев и показателем ФА.
В то же время, Г.Р. Хузина (2011) установила, что для обследованных популяций липы (Tilia cordata L.) г. Ижевска и г. Воткинска характерна сильная размер-зависимость анализируемых признаков.
На всех обследованных пробных площадях установлены значения ФА листовой пластинки В. pendula, превышающие величину условной нормы ( 0,040). Наиболее высокий показатель (0,048 ± 0,002) зафиксирован на ПП 7 -центр города. Данное значение ФА соответствует III баллу по шкале оценки отклонений от условной нормы. Максимальное значение флуктуирующей асимметрии на уровне особи (0,06) также выявлено в этой точке наблюдения. Показатели других выборок соответствуют III баллу по шкале оценки отклонений. Значения ФА в этих точках находятся в пределах от 0,045 до 0,049.
Значения ФА как интегральные, так и максимальные в выборке увеличиваются с приближением пробной площади к центру города и усилением техногенной нагрузки. Наименьший уровень ФА установлен для пробных площадей, расположенных на окраине города и в парковых зонах: ПП4 - (0,044 ± 0,001), ПП 1 - (0,044 ± 0,002). Подобную закономерность увеличения показателя ФА Betula platyphylla с приближением к центру города отмечают В.Ю. Солдатова и Е.Г. Шадрина (2007) в исследованиях ФА листовой пластинки березы плосколистной, проведенных на территории г. Якутска. А.А. Гуртяк и В.В.Углев (2010), проводившие исследования стабильности развития В. pendula в Ханты-Мансийске, зафиксировали повышение показателя ФА вдоль автомагистралей. Минимальные значения ФА установлены этими же авторами за пределами города, на территории заказника.
В ходе исследований КОГБУ «Областной природоохранный центр», выполнявшего работы по мониторингу загрязнения атмосферного воздуха в зоне влияния наиболее интенсивных автотранспортных потоков и экологически значимых объектов, выявлены превышения ПДК в атмосферном воздухе по формальдегиду, взвешенным веществам, оксиду углерода при въезде в город (1111 4), в районе ГНУ НИИСХ северо-востока (ПП 5), в центре города (ПП 6, 7) (О состоянии..., 2013). В этих же точках установлены более высокие значения показателя ФА Betula pendula.
Показатели флуктуирующей асимметрии березы повислой в условиях г. Кирова
Наибольшие значения содержания свинца среди исследованных видов были установлены у Syringa vulgaris L. Сирень обыкновенная в городских условиях характеризуются высоким содержание свинца - 32,66±10,6 мг/кг. В условиях незагрязненных экотопов данный вид накапливает металла в несколько раз меньше - 8,14±1,3 мг/кг. Коэффициент вариации накопления РЬ сиренью в контрольной выборке (53,95%) значительно ниже аналогичного показателя в условиях урбаносреды (88,49), что может свидетельствовать о достаточной стабильности физиолого-биохимических процессов в растении в незагрязненных условиях (Савинцева, 2014).
Наименьшими значениями содержания свинца среди исследованных кустарников характеризуется дерен белый (С alba L.) - 5,80±1,36 мг/кг в городской среде и 2,73±0,9 мг/кг в условиях фона. Низкая концентрация свинца в тканях растения, возможно, обусловлена адаптивными реакциями растения, избирательностью поглощения элементов разными видами.
Пробы клена остролистного (Acer platanoides L.) в условиях городской среды содержат в среднем 6,98±1,64мг/кг свинца, что более чем в 2 раза превышает содержание РЬ в пробах из фоновых условиях - 3,02±0,97мг/кг.
Содержание свинца в объединенной пробе вегетативного материала березы повислой (В. pendula Roth.) в условиях города составило 4,97±0,76 мг/кг. В аналогичных пробах из фоновых условий содержание свинца не было определено, так как концентрации элемента находятся за пределами порога обнаружения. Низкое содержание РЬ в тканях В. pendula Roth, в сравнении с другими растениями можно объяснить наиболее высоким адаптивным потенциалом вида, морфологическими особенностями листовой пластинки и побегов, что снижает внекорневое поступление поллютанта в растение. Данный вид является аборигенным для зоны южной тайги и наиболее адаптирован к климатическим условиям, что повышает его стрессоустойчивость. Следует отметить, что концентрация свинца в пробах сирени обыкновенной (S. vulgaris L.) из фоновых условий (8,14± 1,3мг/кг) выше данного показателя 3 других исследуемых видов (С alba L., A. platanoides L., В. pendula Roth.) в условиях урбаносреды. Содержание свинца в пробах сирени обыкновенной из городских условий многократно превышает аналогичный показатель исследованных видов в тех же условиях. В данном случае можно предположить, что вид Syringa vulgaris L. является привычным концентратором свинца как в условиях техногенного загрязнения, так и в фоновых условиях, где концентрация свинца в почвах не превышает ПДК. Данные Г.Е. Лариной и А.И. Обухова (1995) о накоплении более высоких концентраций поллютантов растениями , имеющими большую площадь листовых пластинок в нашем исследовании подтверждены для S. vulgaris L. Вид A. platanoides L., обладающий наибольшими среди исследованных видов листовыми пластинками, накапливает достоверно меньшие концентрации РЬ как в условиях города, так и в фоновых условиях (6,98±1,94 мг/кг и 3,02±1,45 мг/кг). Сопоставив данные о накоплении свинца изученными видами, установлено, что наивысшие концентрации РЬ как в урбаносреде, так и в фоновых условиях отмечены в пробах S. vulgaris L. Высокие концентрации элемента в пробах не оказывают негативного влияния на жизненность растений. Кустарники S. vulgaris L. в условиях города не проявляют признаков угнетения. Являясь концентратором свинца, вид может быть использован в биорекультивации урбанизированных территорий с повышенным содержанием элемента в почвах. Вид является перспективным для озеленения городских территорий, обладая высокими декоративными и средоулучшающими качествами, а также благодаря толерантности к содержанию свинца в окружающей среде.
Аналогичные данные подтверждающие повышение концентрации свинца в растениях городских территорий получены А.Ф. Титовым и др. (2007). Увеличение концентрации свинца в листьях древесных растений на территории города в примагистральных посадках и скверах установлено также О.А. Неверовой (2004).
Железо в растениях Для определения содержания железа в вегетативных органах растений были исследованы пробы растений из фоновых условий и условий урбаносреды. В результате получены следующие результаты.
Установлено, что в накоплении данного микроэлемента существует видоспецифичность. Максимальное содержание железа в условиях города зафиксировано в пробах Acer platanoides L. - 207,97±19,45 мг/кг, что в 4,5 раза выше, чем в фоновых условиях (46,25±9,37 мг/кг). Пробы Syringa vulgaris L. из городских условий содержат в 3,2 раза больше железа, чем контрольные (157,28±22,02 и 81,65±11,01 мг/кг соответственно). Почти в 2 раза превышает концентрация железа в пробах Betula pendula Roth, аналогичные показатели из фоновых условий (157,25±15,85 и 48,88±7,33 мг/кг соответственно) (Савинцева,
Содержание железа в пробах Cornus alba L. из города и фоновых условий (82,99±9,4 и 74,42±9,34 мг/кг соответственно) не имеет статистически значимых различий при р 0,05 (t=0,65).
Таким образом, концентрация железа в растительных пробах из городских условий для 3 исследованных видов превышает аналогичный показатель из фоновых условий. В пробах В. pendula Roth., S. vulgaris L., A. platanoides L. отмечено повышенное содержание микроэлемента, концентрации в отмеченных пробах близки к пороговому уровню нормы (Ильин, Сысо, 2001). Способность к накоплению железа в тканях растений видоспецифична. Поскольку железо относится к элементам-биофилам, повышение содержания его в растениях урбаносреды обусловлено не только более высоким содержанием в почвах, но и естественными биохимическими процессами.
Растительные пробы из фоновых условий содержат более высокие концентрации элемента. Наиболее высокие значения содержания Мл характерны для Betula pendula Roth. - 327,82±45,6 мг/кг, что многократно превышает содержание элемента в пробах из городских условий (38,34±8,6 мг/кг). Содержание марганца в пробах Syringa vulgaris L. из фоновых условий также значительно выше данного показателя из города (173,53±33,33 и 94,47±7,57 мг/кг соответственно). Пробы Acer platanoides L. характеризуются довольно высокими показателями содержания марганца как в условиях города, так и в фоновых условиях (163,98±49,08 и 148,79±12,58 мг/кг). Наименьшие среди исследованных видов по содержанию марганца значения зафиксированы Cornus alba L. (21,96±5,15 и 17,72±1,62 мг/кг соответственно) (Савинцева, 2014). При р 0,05 концентрации марганца в растительных пробах этого вида в условиях урбаносреды и в контроле не имеют достоверных различий (1=0,78).
Полученные данные более интенсивного накопления марганца в фоновых условиях можно объяснить тем, что железо проявляет антагонизм к марганцу в биохимических процессах в растении, а также видоспецифичностью накопления элементов. Растения семейства Aceraceae, Betulaceae активнее накапливают такие элементы как Мл и Fe (Прохорова, Матвеев, 1997). Данные о высоком содержании марганца в пробах таких древесных растений как береза, лиственница, осина приводятся в работах И. П. Гавриловой, И.Г. Победицевой (1988).
Данный микроэлемент отличается высоким содержанием в исследованных пробах, значения его концентрации находятся в пределах нормы (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989). Значительные количества в накоплении марганца древесными растениями Кировской области отмечены в исследованиях Т. Л. Егошиной, Л.Н. Шиховой (2004). Известно, что при низких значениях рН подвижность марганца увеличивается (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989) чем обусловлено более высокое содержание элемента в пробах из фоновых условий, отличающихся кислой реакцией почв.
