Состояние древесной растительности в городских условиях

 

 

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

 

Состояние древесной  растительности в городских условиях

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Витебск, 2011

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

РЕФЕРАТ	3
ВВЕДЕНИЕ	4
1 Растения в городской  среде	6
1.1 Функции зеленых  насаждений	6
1.2 Биоиндикация с помощью  высших растений	9
1.3 Лихеноиндикация	11
2  Место, материалы  и методы исследований	14
2.1 Место и материалы  исследований	14
2.2 Методы исследования	15
3 Результаты исследования	20
3.1 Состояние древостоя  в Витебске на участке, загрязненном  выхлопными газами	20
3.2 Оценка состояния древостоя в рекреационной зоне Витебска	25
3.3 Оценка состояния  древостоя возле реки Западная  Двина	27
3.4 Оценка состояния  древостоя в жилом районе по  улице Герцена	30
3.5 Оценка состояния  древостоя в жилом районе по  улице Лазо	33
3.6 Индикация состояния окружающей среды по величине флуктуирующей асимметрии листа березы повислой на пяти исследуемых участках	38
3.7 Определение чистоты  воздуха атмосферы с помощью  лихеноиндикации	42
ЗАКЛЮЧЕНИЕ	45
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ	47
ПРИЛОЖЕНИЕ А	51

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

Дипломная работа 53 с., 8 рис., 22 табл., 50 источников, 1 прил.

 

ГАЗОУСТОЙЧИВОСТЬ, ПОЛЛЮТАНТЫ, БИОИНДИКАЦИЯ, ИНДИКАТОРНЫЕ РАСТЕНИЯ, ФИТОЦЕНОЗ, ФИТОИНДИКАТОРЫ, ЛИХЕНОИНДИКАЦИЯ.

 

Объект исследования: антропогенное загрязнение.

Предмет исследования: древесная растительность исследуемых участков.

Цель работы: изучить состояния древостоя в различных условиях городской среды методами биоиндикации.

Методы исследования: определения обилия древесных растений, определение жизненности растений, оценка состояния древостоя на исследуемых участках с использованием визуальной шкалы, определение встречаемости древесных видов растений на исследуемых участках, индикация состояния окружающей среды по величине флуктуирующей асимметрии листа березы повислой, определение чистоты атмосферного воздуха с помощью лихеноиндикации.

Элементы научной  новизны: от загрязнения воздуха страдают биологические системы разного происхождения. Но, следует иметь в виду, что животные и человек адаптированы к постоянному содержанию в воздухе кислорода, в то время как растения с их ассимиляционным аппаратом приспособлены к значительно более низким концентрациям в атмосфере СО₂, и поэтому более чувствительны к концентрациям вредных веществ в воздухе.

Экономическая и социальная значимость работы: работа помогает определить наиболее актуальную древесную растительность для городов с антропогенной нагрузкой. Тем самым сохраняется жизненность древесной растительности, уменьшается бактериальная загрязненность воздуха, повышается ионизация атмосферы, происходит обогащение атмосферы различного рода фитонцидами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Изучение состояния  древостоя в условиях урбанизированной среды актуально в настоящее  время. В современном мире стремительно идет процесс урбанизации (от лат. Urbanus – городской). С ростом урбанизации ослабевают естественные контакты человека с природой. Город наступает на окружающую природу, вмешиваясь в её жизнь. Трудно представить себе город, полностью избавленный, «очищенный» от природы. Она проникает в него не только самопроизвольно, но и по воле человека, в плановом порядке. В результате в городах складывается свой мир урбанизированной природы, так непохожий на дикую ни по составу, богатству и разнообразию видов, ни даже просто по массе, ни по законам формирования. Именно эта городская природа – это территории с глубокими антропогенными изменениями. Промышленные предприятия загрязняют природную среду пылью, выбросами и сбросами побочных продуктов и отходов производства. Кроме того, для городов характерны высокие уровни тепловых, электромагнитных, шумовых и других видов загрязнений.

Значительную роль в  нейтрализации и ослаблении негативных воздействий промышленных зон города на людей и живую природу в  целом играют зеленые насаждения. Высаживаемые на городских улицах и в скверах зеленые насаждения помимо декоративно-планировочной и рекреационной функций выполняют очень важную защитную и санитарно-гигиеническую роль. Зеленые насаждения издавна считаются надежной и проверенной защитой от загрязнения воздуха, их справедливо называют "легкими города".

Однако, выполняя защитную и санитарно-гигиеническую функцию, древесная растительность подвергается воздействию антропогенного загрязнения. Это приводит к ухудшению состояния  древостоя, а в некоторых случаях  к его гибели. Для улучшения состояния древесной растительности нужно исследовать каким образом и в какой мере влияет антропогенное загрязнение на растения, произрастающие в городе. Исследования в этой области поможет определить наиболее актуальную древесную растительность для городов с антропогенной нагрузкой.

 

Объект исследования: древесная растительность

 

Предмет исследования: состояние древесной растительности исследуемых участков.

 

Цель работы: определить состояние древостоя в различных условиях городской среды методами биоиндикации.

 

 

 

Задачи работы:

1. Определить видовой состав деревьев на выбранных участках города;
2. Определить и сравнить жизненное состояние (витальность) деревьев на выбранных участках;
3. Сравнить видовое разнообразие и жизненное состояние древесной растительности на исследуемых участках города;
4. Провести оценку состояния окружающей среды по величине флуктуирующей асимметрии листа березы повислой;
5. Дать оценку состояния окружающей среды методом лихеноиндикации;
6. Выяснить выполняет ли древесная растительность свои функции в современном городе.

 

Методы исследования: определения обилия древесных растений, определение жизненности растений, оценка состояния древостоя на исследуемых участках с использованием визуальной шкалы, определение встречаемости древесных видов растений на исследуемых участках, индикация состояния окружающей среды по величине флуктуирующей асимметрии листа березы повислой, определение чистоты атмосферного воздуха с помощью лихеноиндикации.

 

Источником информации по исследуемой теме служили теоретические данные учебников по экологии, ботанике и данные, полученные в результате собственных исследований. Для определения видов растений использовались определители высших растений. Всего было использовано 50 литературных источников.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 РАСТЕНИЯ В ГОРОДСКОЙ СРЕДЕ

 

1.1 Функции  зеленых насаждений

 

Зеленые насаждения являются органической частью планировочной структуры современного города и выполняют в нем разнообразные функции. Эти функции разбиваются на две большие группы: санитарно-гигиенические и декоративно-планировочные [7,29,42,49].

 

Санитарно-защитные функции

Древесно-кустарниковые  насаждения, поглощая из воздуха вредные  газы и централизуя их в тканях, способствуют сохранению газового баланса в атмосфере, биологическому очищению воздуха [7, 50]. На использовании газозащитных свойств зеленых насаждений основан принцип устройства санитарно-защитных зон. Эти свойства зеленых насаждений учитываются и при защите воздушного бассейна города от выбросов транспорта. В градостроительных условиях, когда зеленый массив граничит с напряженной автомагистралью, наблюдаются следующие закономерности падения уровней загрязнения, которые в значительной мере зависят от полноты, структуры и ассортимента насаждений: при увеличении полноты (степени сомкнутости крон) с 0,6-0,7 до 0,9-1 газозащитная эффективность растительности возрастает с 20-26% до 30-40%. В густых насаждениях (полнота 0,9-1) на расстоянии 30-40 м от магистрали концентрация двуокиси азота снижается до санитарной нормы [16, 33, 50].

Вредные газы в процессе транспирации поглощаются растениями, а твердые частицы аэрозолей оседают на листьях, стволах и ветвях растений. Посадки, расположенные поперек потока загрязненного воздуха, разбивают первоначальный концентрированный поток на различные направления. Таким образом, вредные выбросы разбавляются чистым воздухом, и их концентрация в воздухе уменьшается [37, 50]. Наиболее активно зеленые насаждения снижают содержание газов в воздухе в облиственном состоянии. Содержание окиси углерода после появления листвы уменьшается в 2—2,5 раза по сравнению с безлиственным периодом. Газозащитная роль зеленых насаждений во многом зависит от степени газоустойчивости пород [13]. Часть поступающих в растение газов способна накапливаться и связываться в тканях растений. Действие древесной растительности на содержание вредных химических соединений в городском воздухе проявляется также в способности деревьев к окислению находящихся в городском воздухе паров бензина, керосина, ацетона и т.п. Кроме того, зеленые насаждения способны улавливать и содержащиеся в воздухе радиоактивные вещества. Листья и хвоя деревьев могут собирать до 50% радиоактивного йода. Поглощаются растениями и различные вещества, содержащиеся в почве, например тяжелые металлы. Подсчитано, что растительность поглощает из воздуха и связывает 50-60% токсичных газов, в то время как атмосферная влага — 5—20%, почва 5—10%, водоемы и животные — менее 5% [10, 11, 23, 48].

Зеленые насаждения могут  защищать застройку от пыли и газов только в том случае, если они располагаются между источником загрязнения и застройкой. Большое значение имеет эффективность протяженных элементов системы озеленения, которые в зависимости от градостроительных и природных условий, а также ассортимента и структуры насаждений могут выполнять разнообразные микроклиматические функции [9, 22, 17, 41].

В результате хозяйственной  деятельности человека происходит изменение  микроклимата городов. Объединенные территорией города промышленные предприятия и жилые комплексы способствуют увеличению среднегодовых и среднесуточных температур приземного слоя воздуха, его более быстрому прогреванию по сравнению с окружающими районами. Смягчать микроклимат города можно путем озеленения территорий. Так, посадки растений, расположенные вдоль фасадов зданий и затеняющие их, уменьшают нагреваемость стен, снижая температуру их поверхности на 22-35% (7-13°). Температура воздуха над газоном на 4°С ниже, чем над асфальтовым покрытием тротуара. Смягчающее влияние на летний температурный режим зеленые насаждения оказывают на ближайшие (в пределах 100м) территории города. Выяснено, что в радиусе до 100 м вблизи зеленого массива температура воздуха на 1-1,5°С ниже, чем на удаленных от массива открытых местах. Это происходит вследствие повышенной циркуляции воздушных масс в близи зеленых насаждений. Более теплый воздух на открытой инсолируемой территории поднимается вверх и на его место поступает более холодный из соседних зеленых массивов. Кроме защиты от прямых солнечных лучей, зеленые насаждения оказывают большое влияние на улучшение радиационного режима в городе. Вместе с тем в реальных условиях городского окружения лишь значительные по площади зеленые массивы оказывают заметное влияние на микроклимат (в том числе на тепловой режим) территории [13, 22].

Зеленые насаждения являются глушителями шума. Эффект снижения шума зависит от характера посадок, породы деревьев и кустарников, времени года, а также от силы шума, проходящего через насаждения. Плотные, сомкнутые по вертикали насаждения снижают уровень шума на 15-18 дБА. При прохождении акустической энергии через растительность уровень шума понижается пропорционально биомассе. В среднем кроны деревьев поглощают до 25% падающей на них звуковой энергии и примерно 75% этой энергии отражают и рассеивают. Лучшими шумопоглощающими свойствами обладают многоярусные насаждения из нескольких древесных (клен, липа, калина, тополь, береза, граб) и кустарниковых пород. Для шумозащиты идеально подходят густые «непрозрачные» по вертикали полосы из нескольких рядов деревьев и кустарников. Высота деревьев должна быть не ниже 7 метров. Усилить шумозащитные свойства насаждений можно путем посадки дополнительных плотных рядов деревьев, которые должны располагаться на таком расстоянии друг от друга, чтобы их кроны не смыкались. Аналогичный эффект дает создание нескольких полос на расстоянии, не превышающем их высоту [18, 22, 24, 46].

Важнейшим свойством  растений является их способность уменьшать  бактериальную загрязненность воздуха, повышать ионизацию атмосферы, обогащать  ее различного рода фитонцидами (летучими веществами, убивающими вредные для человека болезнетворные бактерии). Наблюдения показали, что воздух парков содержит в 200 раз меньше бактерий, чем воздух улиц [9, 20].