Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 9
1.1. Антропогенная деятельность и состояние окружающей среды курортно-рекреационной территории 9
1.2. Биоиндикация как метод оценки состояния окружающей среды 14
1.2.1. Место и роль биоиндикации в общей системе экологического мониторинга 14
1.2.2. Научно-теоретические основы биоиндикации состояния окружающей среды 21
1.2.3. Использование растительных организмов в качестве биоиндикаторов...27
1.2.4. Фитоиндикация охраняемых и курортно-рекреационных ландшафтов...34
1.3. Характеристика города-курорта Кисловодск 38
1.3.1. Физико-географические условия 38
1.3.2. Рекреационный потенциал города-курорта 42
1.3.3. Основные типы антропогенного воздействия на экосистемы города 45
Глава 2. Материалы и методы исследований 49
2.1. Обоснование выбора точек обследования 49
2.2. Методические аспекты исследований 52
Глава 3. Фитоиндикационая оценка состояния экосистем города Кисловодск 64
3.1. Лихеноиндикационная оценка степени антропогенного воздействия 64
3.2. Оценка состояния окружающей среды по комплексу признаков у сосны обыкновенной 71
3.3. Исследование показателей флуктуирующей асимметрии листовой пластинки березы повислой 78
3.4. Оценка состояния окружающей среды по частотам встречаемости фенов клевера ползучего 85
Глава 4. Экологическое зонирование территории города-курорта Кисловодск 92
4.1. Зонирование территории по данным лихеноиндикации 92
4.2. Зонирование территории на основании фитоиндикационных характеристик сосны обыкновенной 98
4.3. Зонирование территории по результатам оценки флуктуирующей асимметрии листа березы повислой 102
4.4. Зонирование территории по частотам встречаемости фенов клевера ползучего 104
Глава 5. Интегральная оценка состояния наземных экосистем города-курорта 107
5.1. Общая оценка уровней антропогенной нагрузки на экосистемы 107
5.2. Оценка использования фитоиндикационных методик в ІСисловодске 112
Заключение 117
Выводы и предложения 119
Список литературы 121
Приложения
- Место и роль биоиндикации в общей системе экологического мониторинга
- Физико-географические условия
- Оценка состояния окружающей среды по комплексу признаков у сосны обыкновенной
- Зонирование территории на основании фитоиндикационных характеристик сосны обыкновенной
Введение к работе
Актуальность темы. Говоря о развитии курортно-рекреационных зон, необходимо отметить, что залогом их устойчивого развития является рациональное природопользование, основанное на достоверной информации о состоянии окружающей природной среды. Таким образом, наблюдается взаимозависимость развития курортной деятельности и экологических условий рекреационных ландшафтов (Тарасова, 2004; Михайленко, 2005; Purandare, 2009).
Для разработки политики рационального использования курортно-рекреационного региона, а также определения экологической емкости территории необходима оценка качества окружающей среды, ее благоприятности для человека. Следует отметить, что вопрос оценки эффективности управления охраной окружающей среды и формирования системы природоохранных мероприятий не может быть объективно решен лишь на уровне рассмотрения формальных показателей, он требует проведения специальной разносторонней оценки состояния территории (Соколов и др., 1983; Захаров и др., 2000; Неверова, 2004; Пчелинцева, 2004 и др.).
В современных условиях в связи с постоянно растущими темпами антропогенного влияния на природные комплексы требуется «совершенствование системы показателей, создание методологии экологического мониторинга, включая комплексную оценку состояния окружающей среды» (Экологическая доктрина..., 2002). Кроме того, на необходимость создания Единой региональной государственной системы комплексного экологического мониторинга (РГСКЭМ) указывает и Стратегия социально-экономического развития особо охраняемого эколого-курортного региона РФ - Кавказских Минеральных Вод до 2020 года (2006).
Город Кисловодск входит в состав Кавказских Минеральных Вод. В связи с этим представляются актуальными работы по проведению экологической оценки состояния данного курорта.
Следует отметить, что существующая в Кисловодске система контроля за состоянием окружающей среды относится к категории санитарно-гигиенического мониторинга. Однако необходимо учитывать тот факт, что на территории города выделяются различные типы антропогенного воздействия: рекреационный, селитебный, транспортный, водохозяйственный, сельскохозяйственный, лесотехнический, промышленный. В этой связи для планирования развития курорта применение исключительно традиционных методов анализа становится неэффективным, поскольку физико-химические методы указывают лишь на содержание
определенных загрязнителей в среде и не могут дать прямого ответа на вопрос о качестве среды и ее пригодности для обитания живых организмов, в том числе и человека.
По мнению многих ученых (Стрельцов, Константинов, 1999; Захаров, 2000; Федорова, 2002; Мануйлов, 2004 и др.), ключевым компонентом в решении данного вопроса является использование методов биологического мониторинга, позволяющих получить интегральную оценку последствий воздействия комплекса всех внешних факторов на представителей живой природы. Одним из направлений биомониторинга является фитоиндикация, представляющая собой обнаружение и определение экологически значимых нагрузок на основе реакций растительных организмов, произрастающих в данной среде.
Цель исследования - апробация использования растительных организмов для биологически значимой оценки состояния окружающей среды г. Кисловодска и обоснование использования полученных данных при планировании развития курорта.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
Систематизация и анализ проблем оценки состояния окружающей среды курортного региона.
Исследование экологического состояния территории г. Кисловодска с помощью растений-фитоиндикаторов.
Экологическое зонирование территории города-курорта и картографическое отображение полученных результатов.
Сравнение результатов проведенной фитоиндикации с данными физико-химического контроля и функциональным зонированием территории г. Кисловодска.
Определение методически обоснованного сочетания фитоин-дикационных подходов в системе экологического мониторинга среды курорта.
Научная новизна работы заключается в следующем:
Разработан методический комплекс по оценке состояния окружающей среды курортно-рекреационных территорий с использованием растительных организмов.
Впервые в Кисловодске проведена комплексная фитоиндикационная оценка состояния окружающей среды.
На основе данных фитоиндикации выполнено экологическое зонирование территории города-курорта, позволяющее оценить общий уровень антропогенной нагрузки.
Теоретическая значимость работы. Научно обоснованные данные представляют интерес с точки зрения методов комплексного монито-
ринга курортно-рекреационных зон ввиду открытости и актуальности данного вопроса на современном этапе развития науки. Полученные данные в значительной степени дополняют и расширяют сведения об использовании растений в качестве фитоиндикаторов особо охраняемых природных территорий в целом и курортных регионов в частности. Результаты исследований могут быть использованы в учебном процессе на специальностях «Природопользование», «Геоэкология», «Биоэкология», а также при написании научных трудов в области экологического мониторинга и оценки качества окружающей среды.
Практическая значимость работы. Разработанный методический комплекс по оценке состояния окружающей среды с использованием растительных организмов может быть применен для диагностики экологических изменений как в Кисловодске, так и на других территориях особо охраняемого эколого-курортного региона Кавказских Минеральных Вод.
Личное участие автора. Автором самостоятельно поставлены цель и задачи исследования, разработаны основные положения программы и методики работ, собран, обработан и проанализирован экспериментальный материал.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-практических конференциях ФГОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет» (2007-2010 г.); III Международной научно-практической конференции «Проблемы экологической безопасности и сохранение природно-ресурсного потенциала» (Ставрополь, 2006); Всероссийской научно-практической конференции «Наука в современных условиях: от идеи до внедрения» (Димитровоград, 2007); Международной научно-практической конференции «Интегрированная защита сельскохозяйственных культур и фитосанитарный мониторинг в современном земледелии» (Ставрополь, 2007); Региональной конференции «Молодежная аграрная наука: состояние, проблемы и перспективы развития» (Ставрополь, 2007); Международной научно-практической конференции «Инновации аграрной науки и производства: состояние, проблемы и пути решения» (Ставрополь, 2008); V Российской научно-практической конференции «Физико-технические проблемы создания новых экологически чистых технологий в АПК» (Ставрополь, 2009); Международной научно-практической конференции «Рациональное использование природных ресурсов и экологическое состояние в современной Европе» (Ставрополь, 2009); I Всероссийской конференции «Научный потенциал молодежи для устойчивого развития современного мира» (Москва, 2010);
Всероссийской научной конференции «Актуальные проблемы современной науки и образования» (Сибай, 2010); Всероссийской научной конференции «Проблемы непрерывного экологического образования» (Екатеринбург, 2010); Международной научно-практической конференции «Ломоносов-2010» (Москва, 2010).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 работ, в том числе 2 статьи в журналах из перечня, рекомендованного ВАК Министерства образования и науки РФ.
Внедрение. Полученные данные приняты к внедрению для совершенствования мероприятий по экологическому мониторингу, проводимому ГУ «Ставропольский краевой центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды» на территории города-курорта Кисловодск. Кроме того, результаты настоящей работы включены в учебно-научный процесс (используются на лекционных и лабораторно-практических занятиях по курсам «Экология», «Экологический мониторинг», «Контроль качества окружающей среды») ФГОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет».
Основные положения, выносимые на защиту.
В целях фитоиндикационной оценки состояния окружающей среды города Кисловодска необходимо использовать растения различных таксонов (лихенофлора, сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.) береза повислая (Betula pendula Roth.), клевер ползучий (Tri'folium repens L).
Экологическое зонирование территории города-курорта является основой для принятия природоохранных решений, разработки политики развития курорта.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов и предложений, списка литературы, который включает 261 источник, в том числе 30 иностранных авторов. Диссертация изложена на 148 страницах компьютерного текста, иллюстрирована 15 таблицами и 35 рисунками. В дополнение к основной работе оформлено 2 приложения.
Место и роль биоиндикации в общей системе экологического мониторинга
Существующая на сегодняшний момент времени экологическая ситуация и негативные тенденции ее изменения во многом определяются хозяйственной деятельностью человека: развитием промышленности, сельского хозяйства, транспортной сети, рекреации и т.д. (Протасов, Молчанов, 1995; Акимова, Хаскин, 1998; Прикладная экология ..., 2004). В связи с этим возникла потребность в разработке актуальной системы мониторинга окружающей среды, точнее, мониторинга природных процессов и явлений, позволяющего оценить степень антропогенных воздействий (Стрельцов, 2005).
Необходимость проведения экологического мониторинга закреплена и на законодательном уровне. Так, в соответствии с Федеральным законом Российской Федерации № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» (2002 г.) «наблюдения за состоянием окружающей среды проводятся в целях обеспечения государства, юридических и физических лиц достоверной информацией, необходимой для предотвращения и уменьшения неблагоприятных последствий изменения состояния окружающей среды. Информация, полученная при осуществлении экологического мониторинга, предназначается для разработки прогнозов социально-экономического развития и принятия соответствующих решений, разработки федеральных программ в области экологического развития страны, целевых программ в области охраны природы, мероприятий по улучшению экологического благополучия территорий».
Современный экологический мониторинг имеет две основные задачи, требующие последовательной реализации. Во-первых, необходимо обеспечивать постоянную оценку качества среды обитания человека и биоты. А во-вторых, в тех случаях, когда целевые показатели критериев качества среды не достигаются, требуется создание условий для определения корректирующих действий (Израэль, 1984; Шитиков, Розенберг, Зинченко, 2003). Таким образом, сама система экологического мониторинга не включает в себя деятельность по управлению качеством среды, но является источником информации, необходимой для принятия управленческих решений в области охраны природы, природопользования и экологической безопасности в целом (Природный комплекс ..., 2000, Шмаль, 2000).
Следует отметить, что помимо оценки непосредственных последствий антропогенной деятельности, необходимо контролировать естественные изменения в среде (Захаров и др., 2000). Важность такого подхода заключается в его незаменимости для: - получения информации об общих тенденциях изменения среды на глобальном, региональном и локальном уровнях; - сравнения полученной информации с результатами, получаемыми в районах интенсивного антропогенного освоения и воздействия; - для комплексной оценки состояния окружающей среды, ее качества. Существующие на сегодняшний момент времени системы контроля за состоянием окружающей среды относятся к категории санитарно-гигиенического мониторинга, который рассматривается как долгосрочная программа непрерывного сбора информации о состоянии природных объектов при воздействии антропо-техногенных факторов (Герасимов, 1975, 1985; Израэль, 1984). Различного рода воздействия вызывают изменения направленности, скорости основных экологических процессов, что соответственно, приводит к трансформации структурных компонентов экосистем: воздуха, воды, почвы, растений и животных (Рамад, 1981; Дончева и др., 1992; Касимов, 1995 и др.).
Следует отметить, что результаты оценки реакций живых организмов на антропогенные стрессоры выражаются в показателях, имеющих биологический смысл. Данное обстоятельство позволяет утверждать, что приоритетность биологической оценки состояния окружающей среды определяется получением непосредственной характеристики «здоровья» среды, ее пригодности для существования живых организмов и человека в частности (Шестакова, Стрельцов, 1998; Захаров и др., 2000).
На сегодняшний момент времени трактовка понятия «биологический мониторинг» ведущими учеными-экологами весьма широка. Так, по определению В. Д. Федорова (1974) и Ю. А. Израэля (1977), биомониторинг -система наблюдений, оценки и прогноза любых изменений в биотических компонентах, вызванных факторами антропогенного происхождения , и проявляемых на различных уровнях (организменном, популяционном или экосистемном). Как отмечает В. С. Николаевский (1981), биологический мониторинг - это определение состояния живых систем на всех уровнях организации и отклика их на загрязнение среды. Согласно же Н. Ф. Реймерсу (1990), это слежение за биологическими объектами (наличием видов, их состоянием, появлением случайных интродуцентов и т.д.) и. оценка качества окружающей среды с помощью биоиндикаторов.
Таким образом, биологический мониторинг включает в себя наблюдение, оценку и прогноз изменения состояния экосистем и их элементов, вызванного антропогенным воздействием (Пчелкин, Слепов, 2004). Иными словами, биомониторинг является составной частью экологического мониторинга, он является одним из уровней последовательного процесса исследования состояния экосистемы.
Физико-географические условия
Географическое положение Кисловодска (43 градуса 54 минуты северной широты и 42 градуса 42 минуты восточной долготы) обуславливает его расположение в горной долине предгорий Северного Кавказа (в котловине Дарвинских и Джинальских гор) на высотах от 817 метров (Нарзанная галерея) до 1062 метра (Джинальский хребет) (Гвоздецкий, Смагина, 1986).
Таким географическим положением обуславливаются и климатические условия города. Кисловодск обладает умеренно-континентальным климатом, характеризующимся обилием солнечных дней, отсутствием туманов, безветренностью. Все это создает исключительные условия для климатического лечения на курорте в круглогодичном режиме.
Климат Кисловодска характеризуется высокой солнечной радиацией (прямой и рассеянной). В течение года наблюдается лишь около 40 дней без солнца, тогда как число часов солнечного сияния достигает 2093. В зимние месяцы солнечное сияние всего лишь на 4 часа меньше, чем в самые длительные летние дни (Щербаков, 2003). Интенсивность прямой и рассеянной солнечной радиации в Кисловодске значительна как летом, так и зимой. В зимний период, благодаря уменьшению пыли и влаги, воздух особенно чист, что обуславливает высокое напряжение прямой солнечной радиации даже при низком стоянии солнца. Годовое значение эффективного излучения в городе составляет 35,5 ккал/см2 (Бадахова, Кнутас, 2007).
Температурные условия территории формируются в соответствии с радиационным режимом, а также характером подстилающей поверхности и циркуляцией атмосферы. Данные факторы обуславливают устойчивый температурный режим в городе-курорте. В Кисловодске все четыре сезона имеют практически одинаковую продолжительность (82 — 100 суток).
Среднегодовая температура в городе-курорте не достигает и 8С. Самые теплые месяцы - июль и август, когда среднесуточная температура достигает 19С, а значение максимальной температуры - 23,9С. Самая низкая среднемесячная температура воздуха наблюдается в январе (4С), тогда как минимум температуры составляет -6,7С.
Безморозный период наступает в период с 29 марта по 13 мая, а первые заморозки наступают с 26 сентября по 17 ноября. Таким образом, продолжительность безморозного периода составляет 150 - 220 дней. Морозы в Кисловодске характеризуются как неустойчивые, так как среднее число дней с морозом равно 141, из которых только 39 - без оттепели.
Близость Кавказского хребта создает движение воздуха в верхних слоях . атмосферы. Однако Джинальский и Боргустанский хребты, окружающие город- курорт, защищают его от восточных и северо-восточных ветров, движущихся в , нижних слоях атмосферы, значительно их ослабляют. В результате этого наибольшую повторяемость (55 %) имеют нисходящие фёновые ветры южной : составляющей. Обычно фен сопровождается потеплением и понижением относительной влажности воздуха (Бадахова, Кнутас, 2005).
Атмосферные осадки в Кисловодске носят непостоянный характер. :.. Однако существует определённая сезонная закономерность. Многолетние наблюдения показал и , что количество осадков теплого периода намного превышает количество осадков холодного периода. Так наибольшее среднее месячное количество, осадков, наблюдаемое в июне, в 7,5 раз больше минимального месячного, количества осадков, фиксируемого в январе (Бадахова, Кнутас, 2007). Самым дождливым периодом является .весенне-летний, в этот сезон дожди походят бурно и кратковременно, с грозами. Среднегодовое количество осадков составляет около 600 мм.
Благодаря южному положению и орографическим условиям, устойчивый : снежный покров в городе-курорте формируется значительно позднее, чем в других районах Ставропольского края. (26 декабря), ас февраля уже наблюдается его разрушение. В итоге устойчивый снежный покров держится 54 дня (наименьший показатель по Ставропольскому краю).
Годовое число дней с туманом в Кисловодске составляет 42. Средняя, месячная влажность воздуха - 71 %. Разные микроклиматические зоны в Кисловодске имеют разную относительную влажность: на берегах реки Ольховки — более высокую, в Верхнем парке — менее высокую.
Таким образом, территория города Кисловодска расположена в пределах зоны достаточного увлажнения, а сформировавшийся здесь климат можно охарактеризовать как умеренно-континентальный. Кисловодск расположен в пределах черноземной почвенной зоны. А. Л. Антыков и А. Я. Стомарев (1970) указывают, что в районе Кисловодска и его окрестностей основное место занимают два типа почв: выщелоченные глубокомицелярно-карбонатные черноземы и серые лесные почвы. Речная сеть города-курорта представлена рекой Подкумок с притоками -Аликонрвка, Березовка, Белая, Ольховка. В долине р. Аликоновки существует старое озеро, а новое водохранилище — в долине р. Подкумок. Для курорта характерны месторождения углекислых , сульфатно-гидрокарбонатных и кальциево-магниевых минеральных вод. Растительный мир Кисловодска разнообразен. Здесь сохранены участки у со степной растительностью: пырей ползучий (Elytrigia reperis L.), ковыль степной (Stipa pennata L.), ежа сборная (Dactylis glomerata L.) и т.п. К . представителям весенней флоры относятся мать-и-мачеха обыкновенная (Tussilago farfara L.), первоцвет весенний {Primula veris L.),. барвинок травянистый (Vinca herbacea L.) и др. (Лазарева, Перфильев, 1994). Древесно кустарникрвая растительность представлена березой повислой (Betula pendula Roth.), липой крупнолистной (Tiliaplatyfyllos Scop.), ясенем обыкновенным (Fraxirms excelsior L.), сосной обыкновенной (Pinus sylvestris L.), грабом обыкновенным (Garpinus betulus h.% буком восточным (Fagus orientalis L.), вязом граболистным {Ulmus foliacea Gilib.), конским каштаном (Aesculus hippocastanum L.), тополем белым (Populus alba L.) спиреей белой (Spiraea alba). Указанные породы сосредоточены в предгорной зоне, а также вдоль автомобильньгх дорог (искусственное насаждение). . Типичными представителями животного мира являются еж обыкновенный (Erinaceus europaeus), заяц русак (Lepiis europaeus), обыкновенная лесная мышь (Apodemus sylvaticus" L.), лисица обыкновенная (Vulpes vulpes L.), ласка обыкновенная (Mustela nivalisvL.). Из птиц, обитающих в городе-курорте, можно выделить сойку обыкновенную (Garrulus glandarius\ горлицу обыкновенную (Streptopelia turtur.), ворону серую (Corvus cornix)y
Оценка состояния окружающей среды по комплексу признаков у сосны обыкновенной
Хвойные растения, как и лишайники, могут использоваться в качестве биоиндикаторов круглогодично. Помимо этого, сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.) характеризуется высокой частотой встречаемости, а также равномерным распределением по территории Кисловодска. В связи с этим для оценки состояния окружающей среды нами был выбран данный вид.
В ходе наблюдений было выявлено, что на территории города-курорта произрастают сосны с возрастом хвои до 5 лет. Данное обстоятельство указывает на то, что экосистемы Кисловодска можно характеризовать как относительно чистые, так как такие показатели характерны для заповедников. Однако необходимо учитывать тот факт, что хвоя старшего (пятого) возраста встречается только на пробных площадках № 5 (расположена между ул. Красивая и ул. Замковая; жилая зона) и № 25, 28, 29, 30 (расположены в пределах курортной зоны города). Кроме того, мы установили, что с увеличением возраста количество хвои значительно снижается. Так, нами выявлено, что сосен с хвоей IV возраста жизни более чем в 2 раза меньше, чем с хвоей I возраста.
Высокие значения индекса Q указывают на большую продолжительность жизни хвои, а соответственно и на чистоту воздуха (Экологический мониторинг ..., 2005). Таким образом, по данному критерию к участкам с минимальным уровнем загрязнения атмосферного воздуха относятся № 30 — контроль (Q = 10,2); № 28 - район санатория «Эльбрус» (Q = 9,6); № 16 -квартал жилой зоны (Q = 9,2). Минимальные показатели индекса продолжительности жизни хвои Pinus sylvestris L. (3,8 Q 4,6) приходятся на территорию промышленной зоны (площадки № 3 и № 4) и зоны общественного городского центра (площадка № 20).
Согласно методике исследований с каждой пробной площадки ежегодно отбиралось по 1250 пар хвоинок. Морфометрические исследования хвои Pinus sylvestris L. показали, что на участках, приближенных к автодорогам, рынкам, предприятиям (№ 3, 6, 11, 13, 17, 20), отмечается утолщение (рис. 16) и укорачивание (рис. 17) хвоинок. Коэффициент вариации по данным признакам составил: длина - 3,62%, ширина - 15,5 %.
Кроме того, было установлено, что на этих же участках (№ 3, 6,11, 13, 17, 20) число хвоинок на 10 см побега прошлого года составляет 220 - 226 шт. В то время как в контроле (№ 30) данный показатель равен 197 шт. (рис. 15). Мы это связываем с тем, что в загрязненной зоне замедляется рост побега Pinus sylvestris L., в результате чего пучки хвоинок более сближены (Федорова, Никольская, 2001).
В ходе исследований мы также определили, что абсолютно сухие хвоинки (1000 шт.), собранные с площадок, испытывающих на себе повышенную антропогенную нагрузку (№ 2 - 4, 6, 17, 20), имеют меньший вес (10,6 - 11,2 г), по сравнению с хвоей курортной зоны города (вес хвои с площадки № 30 составляет 12 г) (рис. 18). Коэффициент вариации данного признака (3,69 %) говорит о слабой степени его изменчивости.
Помимо морфометрических параметров хвои, информативным признаком уровня загрязнения экосистемы является характер ее повреждения и усыхания (Лесные экосистемы ..., 1990; Борисова, 2009).
Результаты исследований (рис. 19) показали, что на всех пробных площадках присутствует хвоя второго класса повреждения (КП 2), что говорит об умеренной антропогенной нагрузке. Сосны, произрастающие вблизи железнодорожного вокзала Таким образом, данные, полученные при оценке качественного состояния хвои Pinus sylvestris L., дополняют данные по ее морфометрическому анализу. В связи с этим, в биоиндикационных целях на территории города-курорта Кисловодск целесообразно использовать оба подхода в оценке состояния среды по комплексу признаков у сосны обыкновенной.
Флуктуирующая асимметрия характеризуется незначительным ненаправленным отклонением от строгой билатеральной структуры. Проявление таких отклонений является результатом несовершенства онтогенетических процессов, т.е. неспособностью организма развиваться по определенным путям (Leung and other, 2000; Стрельцов, 2005).
Данные литературы (Захаров, 1981; Захаров и др., 2000) указывают на то, что флуктуирующая асимметрия выступает в качестве меры стабильности развития организма. Она характеризует способность организма к формированию фенотипа при минимальном уровне онтогенетических нарушений, который в свою очередь является показателем степени соответствия условий среды требованиям организма. Таким образом, речь идет о качестве среды, ее «здоровье».
Сбор данных нами проводился на наиболее удобном для биоиндикационных целей виде — Betula pendula Roth. Нумерация признаков соответствует таковой, указанной в п. 2.2. настоящей диссертации.
Наши исследования показали, что 70% признаков оказались некоррелированными между собой по величине асимметрии (L — R). Исключение составляют три пары признаков (табл. 7). Так, в максимальной степени зависят друг от друга (г = 0,4813) расстояние между концами первой и второй жилок второго порядка (признак № 4) и угол между главной жилкой и второй от основания жилкой второго порядка (признак № 5).
Зонирование территории на основании фитоиндикационных характеристик сосны обыкновенной
Фитоиндикационные характеристики Pinus sylvestris L. представлены морфометрическими параметрами и- показателями качественного состояния хвои. Соответственно первоначальное зонирование территории курортного города необходимо проводить, используя соответствующие данные.
Как было указано выше, к морфометрическим- показателям относятся: ширина и длина хвоинок (мм), вес (г) 1000 шт. абсолютно сухих хвоинок, сближенность (шт.) хвои на 10 см. побега прошлого года. Зонирование территории города-курорта Кисловодск в данной ситуации проводили на основе определения медианы и квартилей полученных вариационных рядов.
Необходимо отметить, что полное совпадение «зон благополучия» по каждому морфометрическому показателю отмечено на участках № і _ 8,12,13, 15, 16, 21 - 26, 27 - 30. Данное обстоятельство указывает на достоверность проведенных исследований, а также на стабильность развития экосистем. Частичное совпадение условно чистой, переходной и условно загрязненной зон наблюдается на участках №9 — 11, 14, 18- 20, 27. Это объясняется тем, что для зонирования территории использовались усредненные данные по исследованиям за период 2007 - 2009 гг. В свою очередь на указанных площадках были отмечены тенденции ухудшения состояния экосистем. Принадлежность данных участков к определенной «зоне благополучия» определялась путем выбора наибольшего значения.
Общая же картина состояния экосистем города Кисловодска, полученная V на .основе проведения фитоиндикационных исследований с помощью Piniis sylvestrisL., представлена на рис. 30. Таким образом, по морфометричёским ЕЕ качественным характеристикам сосны обыкновенной к наиболее благоприятным зонам Кисловодска относятся площадки № 1 (промзона), Na 9Э 16,23, 24, 26 (жилая зона), № 25, 26, 28, 29, 30 (зона курортного назначения:). Около 20% территории города (площадки №3,4,6, 11, 17, 20) относятся к: зонам, «повышенной опасности» в плане состояния окружающей среды (условно загрязненным зонам). Соответственно, к переходной зоне относится: примерно половина территории города.
Фитоиндикационная .оценка состояния окружающей среды на основе анализа стабильности развития Betula pendula Roth, направлена на выявление , : . флуктуирующей асимметрии листьев растения. Полученные данные (см. п. 3.3. . настоящей диссертации) использовались для зонирования территории по; экологическим баллам. Баллы определялись по методике Захарова (2000). В соответствии со шкалой оценки отклонений состояния организма ох условной нормы по величине интегрального показателя стабильности развития Betula pendula Roth, на территории Кисловодска выделяются участки, которые соответствуют первым трем баллам.
В сравнении с другими используемыми нами методиками, оценка флуктуирующей асимметрии; выявила меньшую степень антропогенной нагрузки на всей: территории?города. Это обстоятельство указывает на то, что BetulapendulaKoth. менее чувствительна к изменениям среды по сравнению и, лишайниками; хвойными; и травянистыми; растениями; Тем не менее, использование . ее в. качестве индикатора позволяет уточнять полученные другими методиками данные; что немаловажно для целей: общей системы. экологического мониторинга территории города-курорта Кисловодск.
Основанием для зонирования территории» (рис. 32) города-курорта Кисловодск являются полученные данные по расчету индекса соотношения фенов Trifoliumrepens Е. (СМІп. ЗА. настоящей диссертации):
К условно загрязненной зоне относятся площадки, расположенные вблизи промышленных предприятий, а также на участках, характеризующихся высокой плотностью транспортного потока.(№1, 3; 4; 9, 1\Г, 14, 19, 20). Они наиболее подвержены! антропогенному прессу, однако здесь индекс соотношения фенов клевера ползучего (ИСФ) менее 35%. Это свидетельствует. о том, что нагрузка на экосистемы не превышает допустимых показателей, но близка к этому.
И, наконец, третью - наименее подверженную влиянию комплекса, негативных факторов - зону составляют территории, в пределах которых. расположены ппощадюг№ 21,22, 24 25, 26,29. Значение индекса соотношения фенов Trifolium repens L. на данных территориях максимально приближено к контрольному (на участке № 30 ИСФ составляет 20,2%), и не превышает 25%.
Проведенное зонирование территории» Кисловодска по результатам оценки соотношения, фенов клевера ползучего говорит о достаточно высокой чувствительности/ методики (по данному критерию к, условно загрязненной зоне отнесено 27% территории города). Однако следует учитывать, тот факт, что в- пределах большинства площадок была отмечена высокая степень повреждения листовых пластинок Trifolium repens L., что затруднило точное определение фенов. На наш взгляд, это привело к искажению полученных результатов.
