Введение к работе
Актуальность темы диссертации.Природные процессы миграции химических элементов во всех компонентах ландшафтов города в значительной мере трансформированы и техногенные факторы их перераспределения приобретают ведущее значение. Крупные промышленные города можно рассматривать как уникальную модель для изучения многообразия видов и Форм техногенного воздействия на .окружающую
р.ряду Ппярямрщтня Рйптттчрпготе иг-сттдовяттяг ттп оттенке экологи-
ческой обстановки урбанизированных территорий базируются, как правило, на оценке уровней загрязнения химическими элементами таких компонентов ландшафта, как почвы, воздух, подземные и поверхностные воды. Необходимость биогеохимических исследований в горо--дах очевидна вследствие огромной роли растений в функционировании техногенно модифицированной городской.среды и создании среды обитания человека.
Среди городских зеленых насаждений основные средообразующие, санитарно-защитные, пейзажно-эстетические функции несут древесные и древесно-кустарниковые формы растений, угнетение которых при загрязнении окружающей среды повышает экологическую опасность антропогенного воздействия. Древесные насаждения г.Москвы и явились объектом исследования автора.
Биогеохимические исследования урбанизированных территорий, позволяющие оценивать реакцию растений на загрязнение и выявлять по изменениям химического состава растений возможные ситуации экологического риска для живых организмов, автор рассматривает как первый необходимый этап в изучении реакции растений на загрязнение окружающей среды химическими элементами методами прикладной геохимии.
Цель и задачи работы. Основная цель работы - биогеохимичес- кая оценка реакции древесных насаждений на загрязнение городской среды химическими элементами.
Выполнение поставленной цели потребовало решения следующих задач:
-
Изучение изменений химического состава деревьев в зонах влияния 1громышленных предприятий и промышленных зон, т.е. изучение системы "тип техногенного воздействия - ответная реакция растения".
-
Биогеохимическая оценка современного состояния деревьев в различных типах зеленых насаждений.
-
Оценка возможности применения метода биогеохигаческого картирования при эколого-геохимических исследованиях урбанизированных территорий.
-
Разработка биогеохимических методов оценки устойчивости деревьев'к полиэлементному загрязнению окружающей среды.
Научная новизна.
Д. Выявлена специфика изменений химического состава вегетативных органов деревьев при различных типах техногенного воздействия.
-
По листьям проведена классификация химических элементов деревьев по информативности к биоиндикации состояния окружающей среды города.
-
Установлено, что реакция растений на загрязнение среды химическими элементами проявляется, главным образом, в развитии микроэлементной недостаточности в фотосинтезирующих органах.
-
Показана возможность применения метода биогеохимического картирования в эколого-геохимических исследованиях городов, приведена характеристика моно- и полиэлементных биогеохимических карт и их ценность в этих исследованиях.
-
Впервые предложен биогеохимический метод оценки устойчивости деревьев к уровню загрязнения почв химическими элементами. Разработана оценочная шкала биогеохимической устойчивости для пяти видов деревьев, наиболее распространенных в озеленении г.Мо квы.
Апробация работы.Основные положения диссертации докладова-лись и обсуждались на ІУ Всесоюзном совещании "Миграция загрязюз гащих веществ в почвах и сопредельных средах" (Обнинск, 1987); научно-технической конференции молодых экологов "Человек в биосфере (Москва, 1988); научно-практической конференции "Зкологичес кие исследования в Москве и Московской области" (Москва, 1989).
.Щбликаши. Основные положения диссертации изложены в семи опубликованных работах и двух отчетах.
Материалы и методы исследования. В основу диссертационной работы положены экспедиционные исследования, выполненные авторої в составе отряда лаборатории экологической геохимии ИМГРЭ совместно с литохимическим участком Московской опытно-методической
геохимической экспедиции ИМГРЭ на территории г.Москвы и Московс-
кой области в течении 1987-1989 гг. В соответствии с поставленными задачами проводилось сопряженное опробование почв и вегетативных органов деревьев на ключевых участках в зонах влияния промышленных предприятий и промышленных зон города (заводов черной и цветной металлургии, химической и нефтеперерабатывающей промышленности, полиграфии и др.), отличающихся по характеру и интенсивности воздействия на окружающую среду; в различных типах зеленых насаждений города - рядовых посадках, скверах, парках с различным уровнем загрязнения среды химическими элементами. Площадное биогеохимическое картирование по листьям липы мелколистной проведено на территории Калининского административного района г.Москвы по сети опробования 250x250 м.
В ходе работ автором отобрано более 1000 проб растений и почв, которые анализировались методом приближенно-количественного спектрального анализа. В зонах выявленных биогеохимических аномалий для верификации использовался групповой количественный спектральный анализ и метод атомной абсорбции. Аналитические работы выполнены в лабораториях 1ТЛГРЭ и Бронницкой геолого-геохимической экспедиции.
Оценка реакции деревьев на загрязнение окружающей среды по изменениям микроэлементного состава вегетативных органов проводилась на основе анализа комплекса биогеохимических показателей, учитывающих как распределение содержаний отдельных элементов,так и совокупности химических элементов. Система используемых показателей включает: коэффициент концентрации и коэффициент рассеяния (КК и КР; Перельман, 1975); суммарные показатели концентрации (рассеяния) химических элементов (СПК и СПР; Смирнова, Ревич, 1989); коэффициент биологического поглощения (Ах; Перельман,1975); коэффициент относительного поглощения вида (КОП; Фортескью,1985); показатель биогеохимической активности вида (БХА; Айвазян, 1974). Автор предлагает использовать в биогеохимических исследованиях два показателя - показатель биогеохимической контрастности (ПБК), отражающий суммарные отклонения химического состава растения от фоновых: ПБК = СПК + СПР. Для экспрессной оценки реакции растений на загрязнение окружающей среды использован показатель, равный соотношению двух физиологически важных элементов - Fe/lfa.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 126 страниц, 12 рисунков, 22