Содержание работы

Глава 1. Особенности жизнедеятельности и роль древесных растений в городской среде

Дана общая характеристика города как специфической экологической среды. Приводится обзор работ отечественных и зарубежных авторов по влиянию антропогенных факторов на особенности роста и развития древесных растений и средопреобразующей роли зеленых насаждений в условиях урбаносреды.

Глава 2. Характеристика района исследований (г. Ижевск)

Приведена характеристика физико-географического положения, климата, транспортно-промышленного комплекса г. Ижевска. Ведущими отраслями промышленности в городе являются металлургия, теплоэнергетика, металлообработка и машиностроение (Доклад…, 2005-2006; О состоянии…, 2005). Приведен анализ метеорологических условий периода исследований.

Глава 3. Объект и методы исследований

Объектом исследований являются древесные растения, произрастающие в составе различных экологических категорий насаждений: магистральные посадки (крупнейшие магистрали города − улицы Удмуртская и К. Либкнехта); санитарно-защитные зоны (СЗЗ) ведущих промышленных предприятий – ОАО «Ижсталь», «Нефтемаш», «Буммаш», «Автозавод», ИЭМЗ. В качестве зон условного контроля (ЗУК) выбраны территории Ботанического сада УдГУ (северная окраина города) и городского парка ландшафтного типа (ЦПКиО им. С.М. Кирова) (Краснощекова, 1987).

Исследования проведены в 2003-2007 гг. Характеристика степени загрязнения атмосферного воздуха г. Ижевска, метеорологических условий в период исследований составлена на основе опубликованных материалов. Расчет комплексного индекса загрязнения атмосферы (ИЗА) для районов исследования проведен по материалам Удмуртского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (УЦГМС). Сведения о структуре и площадях объектов зеленого фонда заимствованы из Генерального плана г. Ижевска (2005), материалов Министерства лесного хозяйства УР, а в ряде районов исследования по материалам проведенной нами инвентаризации насаждений (Инструкции по проведению…, 2002).

Изучение особенностей роста и развития деревьев и кустарников выполнено на девяти видах древесных растений, наиболее широко практикуемых в озеленении города. Указанные виды представлены во всех изучаемых типах насаждений и участвуют в формировании ярусной структуры.

На пробных площадях (по 5-10 шт. в каждом районе, размером не менее 0,25 га) проведены отбор и нумерация учетных растений (10-15 деревьев каждого вида) средневозрастного генеративного состояния (g₂), для анализа годичного прироста из них выделены растения хорошего и удовлетворительного жизненного состояния (Родин, 1968; Методические рекомендации…, 1981; Смирнова, Чистякова, Попатюк и др., 1990). Общее количество учетных растений – более 800. Проведены таксация (Соколов, 1998), оценка жизненного состояния (Николаевский, 1999) и анализ феноритмов (Фенологические наблюдения, 1990; Булыгин, Ярмишко, 2001) учетных древесных растений.

Биометрический анализ годичного побега древесных растений проводили после прекращения ростовых процессов. С этой целью срезали по 10 верхушечных вегетативных побегов с каждого учетного растения и измеряли длину побега (с помощью штангенциркуля с точностью до 0,01 мм), количество метамеров, массу и площадь (контурно-весовым методом) листьев. Зимостойкость почек годичного прироста оценивали в марте по 6-балльной шкале (Пашкина, 2002) и данные подвергали статистическому анализу качественных признаков (Доспехов, 1973).

В местах сбора растительных образцов провели отбор почвенных проб (Методические рекомендации по оценке…, 1999), для которых определили: pH_KCl (ГОСТ 26483-91); рН_Н2О (ГОСТ 17.54.01-84) (АНИОН 7000); содержание органического вещества (гумуса) (%) – по методу Тюрина И.В. в модификации Симакова; аммонийного азота – фотоколориметрически (КФК – 2), нитратов – ионометрическим методом (МИКОН), подвижных формы калия (ПФА – 354) и фосфора (КФК – 2) (мг/кг почвы) – по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО; плотность сложения и влажность почв – по общепринятым методикам (Практикум по агрохимии, 1987; Кузнецов, 1997). Анализ почв на содержание ионов натрия провели по ГОСТ 17.5.4.02-84; ГОСТ 26427-85 и хлора – по ГОСТ 17.5.4.02-84; ГОСТ 26425-85.

Во всех исследуемых районах в марте провели отбор проб и анализ снежного покрова: рН талой воды (ГОСТ 17.54.01-84), содержание в фильтрате нитратов (ГОСТ 29270-95), ионов натрия и хлора (ГОСТ 17.5.4.02-84), растворимых форм тяжелых металлов (Cu, Cd, Pb, Zn, Mo, Ni) на вольтамперометрическом анализаторе «Ива-5». Фоновые образцы снега взяты на территории лесного массива, находящегося на расстоянии 60 км от г. Ижевска.

Анализы проводили в лаборатории физиологии и биохимии растений и лаборатории агрохимического анализа ФГОУ ВПО «Ижевская ГСХА».

Валовое содержание химических элементов (Zn, Cu, Mn, Mo, Co, Cd, Ni, Cr, Pb) в почве и золе растений (отбор проб проведен согласно ГОСТ 17-4.4.02-84) определяли методом атомно-эмиссионной спектрометрии (спектрометр типа СЭ-1 на базе дифракционного спектрографа ДФС-458С и регистрирующих устройств типа ФП-4, совмещенных с ПЭВМ) на базе аккредитованной лаборатории экологического контроля Казанского государственного университета (POCC RU.0001.510958).

Для оценки состояния насаждений зеленой зоны города были заложены пробные площади размером 1 га (Площади пробные лесоустроительные, 1984), которые располагались на разном удалении от черты города (в двух направлениях с подветренной и наветренной сторон), проведена таксация насаждений (Соколов, 1998), расчет относительного жизненного состояния (ОЖС) древостоев (Алексеев, 1990), расчет их кислородопродуктивности (Рысин, Осипов, 1991). Определена интенсивность фотосинтеза (Быков, 1974), пылеосаждающая способность (Кавеленова, 2006) и морфометрические показатели годичного прироста у основных лесообразующих пород.

Математическую обработку материалов провели с использованием статистического пакета «Statistica 5.5». Для интерпретации полученных материалов применен дисперсионный многофакторный анализ (по перекрестно-иерархической схеме, при последующей оценке различий методом множественного сравнения LSD-test), а также проведен кластерный, корреляционный анализы (коэффициент Спирмена) и использован метод главных компонент.