Введение к работе
Актуальность темы. Основной причиной ухудшения экологической обстановки урбанизированных территорий является все возрастающее техногенное загрязнение окружающей среды. Среди многочисленных загрязнителей наиболее токсичными считаются тяжелые металлы (ТМ). Исследования многих ученых направлены на изучение влияния ТМ на живой организм (Алексеев, 1987; Clemens, 2001; Memon et al, 2001; Hall, 2002; Титов и др., 2007; Головко и др., 2008; Закруткин, Шишкина, 2011).
Восточное Забайкалье является старейшим горнорудным регионом, для которого проблема изучения загрязнения окружающей среды актуальна. На сегодняшний день нет достаточных данных о содержании и уровне накопления ТМ в почвах и растениях урбанизированных территорий региона. Растительные организмы чувствительны к составу окружающей среды и активно реагируют на изменение ее состояния. Большое значение в поглощении ТМ имеют древесные растения. Выполняя защитную функцию, они извлекают и концентрируют в своих органах и тканях различные химические элементы, тем самым препятствуют распространению загрязнителей в окружающей среде. Изучением вопросов накопления элементов в древесных растениях занимались Р. X. Гиния-туллин (1995), Н. В. Прохорова и др. (1998), Т. В. Черненькова (2002), А. А. Кулагин, А. Ю. Шагиева (2005), О. В. Шергина, Т. А. Михайлова (2007) и др. Улучшение экологической обстановки на урбанизированных территориях является важнейшей задачей современности. Один из способов ее реализации - оптимизация древесных насаждений, выполняющих средообразующие функции.
Наша работа является продолжением комплексных исследований по аккумуляции ТМ в почве и растениях на территории Восточного Забайкалья (Забайкальского края) (Ефименко и др., 2008; Красноперова и др., 2009; Войтюк, 2011).
Цель работы: определить содержание и особенности накопления некоторых тяжелых металлов в древесных растениях на территории Восточного Забайкалья.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
Определить содержание и накопление Fe, Ті, Mn, Sr, Rb, Zn, Cr, Cu, Ni в почвенном покрове исследуемых территорий.
Изучить особенности накопления и поступления ряда тяжелых металлов в органах древесных растений (лист, корень, кора стебля) и провести анализ полученных результатов.
Выявить видовую специфику поглощения тяжелых металлов древесными растениями.
Определить поглотительную способность древесных растений при извлечении тяжелых металлов из почвы.
Научная новизна работы. В работе обобщены результаты комплексных эколого-биологических исследований на территории Восточного Забайкалья по изучению содержания ТМ в древесных видах растений, наиболее широко пред-
ставленных в озеленении урбанизированных территорий: Populus balsamifera 1,., Caragana arborescens Lam., Ulmus pumila L., Malus baccata (L.) Borkh. Впервые для территорий п. Первомайский и п. Новоорловск определено содержание и накопление ряда ТМ (Fe, Ті, Mn, Sr, Rb, Zn, Cr, Cu, Ni) в почвог-рунтах и в древесных растениях. Изучены особенности их накопления в вегетативных органах (листьях, корне и коре стебля), выявлена видовая специфика в поглощении ТМ у исследованных растений. Прослежена тенденция усиления фолиарного типа накопления ТМ по мере ухудшения экологической обстановки. На основании полученных результатов по содержанию ТМ в древесных растениях и почвогрунтах проведена оценка уровня техногенного загрязнения исследуемых территорий.
Теоретическая и практическая значимость. Исследования показали различные способности лиственных древесно-кустарниковых видов растений к накоплению ТМ. При этом установлен ряд по степени их аккумулятивной способности поглощать ТМ из почвы от наиболее высокой у P. Balsamifera и минимальной - М. baccata. Материалы диссертации могут быть использованы для организации экологического мониторинга почв и древесных растений в условиях техногенного загрязнения окружающей среды. Полученные данные могут быть учтены при озеленении населенных пунктов Забайкальского края. Результаты исследований используются в учебном процессе при подготовке бакалавров и магистров по специальности «Экология и природопользование» и по направлению «Естественнонаучное образование» при разработке спецкурсов: «Охрана окружающей среды», «Биохимия и экофизиология растений», «Экологическая химия».
Защищаемые положения:
Повышенное содержание ТМ в почвенном покрове и растениях связано с влиянием техногенных факторов. Однако, при допустимых нормах содержания некоторых ТМ в условиях г. Читы, их концентрация заметно выше в п. Первомайский и п. Новоорловск, на территории которых расположены горно-обогатительные комбинаты (ГОКи), что необходимо учитывать при организации экологического мониторинга загрязнения окружающей среды.
Накопление ТМ видоспецифично, кроме этого аккумуляция элементов в различных органах древесных растений (листьях, корне, коре стебля) отличается. В корнях преимущественно накапливается Fe, Ті, Ni, в листьях - Mn, Zn, Sr, Rb. Независимо от вида древесных растений Zn имеет преимущественно фолиарный путь поступления, особенно это характерно для P. balsamifera. Для улучшения состояния окружающей среды перспективно создание разновидо-вых насаждений.
Организация исследований: Работа выполнена в 2008-2011 гг. в период обучения в очной аспирантуре Забайкальского государственного гуманитарно-педагогического университета им. Н. Г. Чернышевского в рамках Государственного задания вузу Минобрнауки РФ (№4.3758.2011).
Апробация работы. Материалы диссертационной работы обсуждались на конференциях: «Молодая наука Забайкалья» (Чита, 2009); «Проблемы озеленения городов Сибири и сопредельных территорий: международная научно-4
практическая конференция» (Чита, 2009); Весенняя научная сессия естественно-географического факультета ЗабГГПУ (г. Чита, 2010), II Всероссийская научно-практическая конференция «Научные проблемы использования и охраны природных ресурсов России» (г. Самара, 2010); Чтения памяти Л.М. Черепнина и V Всероссийская конференция «Флора и растительность Сибири и Дальнего Востока» (г. Красноярск, 2011); Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Проблемы озеленения городов Сибири и сопредельных территорий» (г.Иркутск, 2011); Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Растительность Байкальского региона и сопредельных территорий» (г. Улан-Удэ, 2011).
Публикации. По материалам исследований опубликовано 9 работ, из них
4 (1 в печати) в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ при защите
кандидатских диссертаций.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения,
5 глав, выводов, списка литературы (201 наименование, в том числе 16 работ на
иностранных языках) и приложения. Основной текст изложен на 147 страницах,
включает 10 таблиц, 39 рисунков, 10 приложений.
Благодарности. Автор выражает искреннюю признательность научному руководителю и организатору исследований доценту, к.б.н. Е. П. Якимовой за помощь в подготовке и написании работы; доценту, к.б.н. О. А. Лесковой, к.б.н. Е. А. Войтюк, за ценные методические указания; к.б.н. Е. А. Бондаревичу за конструктивные советы; доценту, к.б.н. М. В. Гилевой за постоянный интерес, внимание и всестороннюю помощь на разных этапах выполнения работы. Автор благодарен коллективу кафедры биологии и методики обучения биологии Забайкальского государственного гуманитарно-педагогического университета им. Н. Г. Чернышевского за оказание помощи при выполнении научных исследований.
