Рекультивация городских земель с помощью древесных насаждений в городе Ижевске

       На популяционно-видовом уровне негативное воздействие человека на биотические сообщества проявляется в утрате биологического разнообразия, в сокращении численности и исчезновении отдельных видов. По свидетельству ботаников, обеднение флоры наблюдается во всех растительных зонах.

       Зелень садов, лесов и парков может сохраняться и развиваться только при общем благоприятном состоянии окружающей среды. Поэтому все меры, направленные на улучшение экологических качеств воздуха, воды и почв, благоприятно влияют на зеленые насаждения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Рекультивация  земель с помощью лиственных пород деревьев

 

       Рекультивацию почв с помощью растений (фиторекультивация), способных накапливать тяжелые металлы в вегетативных органах широко применяют, и оно занимает одно из ведущих мест в системе восстановительных мероприятий. Установлено, что дерево за вегетационный период вдоль автомобильной дороги способно накапливать в себе количество свинца, равное его содержанию в 130 кг бензина, поэтому в населенных пунктах с загрязненными районами листовой опад целесообразно собирать и утилизировать.

       Широколиственные деревья имеют широкие и плоские листья, — у которых толщина значительно меньше длины и ширины, обычно опадающие раз в год. Такие деревья обычно цветут и плодоносят. Листопадные деревья имеют чёткую смену лиственного покрова: все листья на дереве теряют зелёную окраску и опадают, некоторое время (зимой) дерево стоит без листьев, потом (весной) из почек вырастают новые листья.

       Основными породами в средней полосе являются липа, тополь, клен, каштан, береза, лиственница, ясень, рябина, ель, дуб, около 30 видов кустарников. Последние часто используются для создания живых изгородей.

       В листьях дерева хлорофилловые зерна поглощают углекислый газ и выделяют кислород. В естественных условиях летом дерево средней величины за 24 ч выделяет столько кислорода, сколько необходимо для дыхания трех человек, а 1 га зеленых насаждений за 1 ч поглощает 8 л углекислого газа и выделяет в атмосферу количество кислорода, достаточное для поддержания жизнедеятельности 30 человек. Деревья очищают от углекислого газа приземный слой воздуха толщиной приблизительно 45 м.

       Среди разнообразных пород деревьев, используемых для озеленения городов, особыми свойствами отличается каштан. Одно взрослое дерево каштана очищает от поступающих выхлопных газов пространство объемом до 20 тыс. м³. При этом, в отличие от многих других деревьев, каштан разлагает ядовитые вещества почти без ущерба для своего здоровья.

       Устойчив к загрязнению воздуха и тополь. По количеству поглощаемого углекислого газа и выделяемого кислорода 25-летний тополь превосходит ель в 7 раз, а по степени увлажнения воздуха – почти в 10 раз. Так что для оздоровления воздуха вместо семи елей (трех лип или четырех сосен) можно посадить один тополь, который к тому же хорошо улавливает пыль.

       Листва деревьев активно улавливает пыль и снижает концентрацию вредных газов, причем эти свойства у разных пород проявляются в разной степени. Хорошо задерживает пыль листва вяза и сирени (лучше, чем листья тополя). Так, посадка из 400 молодых тополей за летний сезон улавливает до 340 кг пыли, а вяза – в 6 раз больше. Акация, неприхотливый быстрорастущий шиповник и ряд других растений тоже обладают подобными свойствами.

       В жаркий летний день над нагретым асфальтом и раскаленными железными крышами домов образуются восходящие потоки горячего воздуха, увлекающие с собой мельчайшие частицы пыли, которые долго держатся в воздухе. В то же время, над парком, расположенным где-нибудь в центре города, возникают нисходящие потоки воздуха, потому что поверхность листьев значительно прохладнее асфальта и железа. Пыль, увлекаемая этими нисходящими потоками, оседает на листьях деревьев парка. Один гектар насаждений деревьев хвойных пород задерживает за год до 40 т пыли, а лиственных – около 100 т.

       Иногда летом можно наблюдать листопад у деревьев. Причина этого – высокое содержание свинца в воздухе. Деревья тяжело переносят свинцовое отравление. Верхний порог концентрации свинца для растений пока не установлен. Некоторые растения, например мхи и лиственница, поглощают его в относительно больших количествах, а береза, ива, осина – значительно меньше. Концентрируя свинец, растения тем самым очищают воздух. В течение вегетационного периода одно дерево может накопить столько свинца, сколько его содержится в 130 л бензина. Простой расчет показывает, что для нейтрализации вредного действия одного автомобиля необходимо не менее 10 деревьев.

       Зеленые насаждения играют большую роль в борьбе с шумом. Высаженные между источниками шума и жилыми домами деревья снижают уровень шума на 5–10%. Кроны лиственных деревьев поглощают до 26% падающей на них звуковой энергии. Крупные лесные массивы снижают уровни шума авиационных моторов на 22–56% по сравнению с открытым местом (на одном и том же расстоянии от источника шума). Даже небольшой слой снега на ветвях деревьев усиливает поглощение шума.

       Однако можно получить и противоположные результаты, если провести неправильную посадку деревьев и выбрать не те породы. Например, посадка деревьев с густой плотной кроной по оси улицы с оживленным транспортным потоком будет играть роль экрана, отражающего звуковые волны по направлению к жилым домам.

       Наиболее эффективно выполняют шумозащитные функции посадки бузины красной, дуба красного, ирги канадской.

       Деревья с широкими кронами и кустарники, посаженные вдоль тротуаров, улучшают микроклимат улиц.

       Деревья и кустарники (более 500 видов) выделяют в воздух летучие вещества – фитонциды, обладающие способностью убивать микроорганизмы. Фитонциды, открытые в 1928 г. советским ученым Б.П. Токиным, оказывают большое влияние на жизнедеятельность растений, ускоряя или замедляя их рост и развитие. Активными источниками фитонцидов являются белая акация, береза, ива, дубы зимний и красный, ель, сосна, тополь, черемуха и др. Особенно важно, что фитонциды способны убивать некоторых возбудителей болезней человека и животных.

       Лиственные деревья считаются более устойчивыми к негативному воздействию городской среды потому, что каждый год вместе с листвой сбрасывают и загрязняющие вещества, накопленные на поверхности листа и находящиеся, непременно, в самих листьях, что помогает деревьям не копить эту грязь в себе.  
Они более эффективны в городском озеленении, но при этом не могут служить показателями качества окружающей среды, т.к. не смогут среагировать на загрязнение (если оно только не сверхвысокое). 

 

 

 

 

2.3 Рекультивация  земель с помощью хвойных пород  деревьев

       В современном городе довольно часто встречаются различные насаждения деревьев – это парки, скверы, небольшие леса в черте города и просто магистральные посадки. Помимо лиственных деревьев и кустарников встречаются хвойные древесные породы. Они отличаются обычно жёсткими вечнозелёными игловидными или чешуйчатыми листьями, называемыми хвоей или иглами, образуют шишки или можжевеловые ягоды. К этой группе относятся: сосны, ели, пихты, лиственницы, кипарисы, секвойи.

       Рассмотрим «хвойную составляющую» флоры городов (сосна, ель, пихта, лиственница, кипарис, кедр, тис и др.), не обладающую сезонно сбрасываемой листвой, порождающую минимальное и более-менее равномерно распределяемое в течение года количество отходов от своей жизнедеятельности в виде иголочек или мелких частичек чешуйкообразных плоских листьев, не создающих эффект тотального загрязнения газонов, тротуаров, дорог. Однако, как известно, все наши хвойные деревья меняют свою хвою постепенно, в отличие от лиственницы (смена хвои происходит ежегодно). Иглы сосны живут два-три года, еловые иголки живут пять-семь, а то и девять лет, хвоя можжевельника держится четыре года. С течением времени в хвое, как и на листьях, накапливаются вредные загрязняющие вещества и при опадании, хвоя вместе с загрязнителями вновь попадает в почву.

       Лиственные породы деревьев выделяют кислород лишь в течение вегетационного периода, в отличие от деревьев хвойных пород, которые способны производить кислород гораздо более длительный период времени – при любых температурах выше нуля градусов по Цельсию.

       Кроме того, хвойные производят мощнейшую дезинфекцию окружающего пространства, выделяя фитонцидов, обеззараживающих воздух, на порядок больше, чем лиственные. Ученые установили, что в хвойном лесу в 2 раза меньше бактерий, чем в лиственном. Так, например, 1 га можжевельника выделяет за сутки около 30 кг фитонцидов. Фитонциды сосны губительно действуют на возбудителей туберкулеза, а фитонциды пихты, тополя, дуба – на бациллы дифтерии. Опыты показали, что в июне-июле фитонциды черемухи обыкновенной подавляют размножение сальмонелл, шигелл и тормозят рост стафилококка, а фитонциды лиственницы сибирской подавляют размножение сальмонелл и тормозят рост шигелл.

       Другой полезный аспект от произрастания хвойных растений в городской среде вытекает из их более высоких, в сравнении с лиственными, шумопоглощающих способностей. В нашу эпоху, когда городской житель находится под всё возрастающим шумовым прессингом города, разрушительно влияющим на здоровье человека (в медицине даже существует такое понятие, как «шумовая болезнь»), это свойство хвойных деревьев видится особенно важным. При аналогичных условиях засадки, хвойные породы поглощают шум эффективнее (на 6-7 децибел), чем лиственные породы.

       Интересно, что звуки поглощаются не листвой деревьев. Ударяясь о ствол, звуковые волны разбиваются, направляясь вниз, к почве, в которой и поглощаются. Наилучшим стражем тишины считается ель. Даже у самой шумной магистрали можно жить спокойно, если защитить свой дом рядом зеленых елей. И неплохо бы посадить рядом каштаны.

       Не менее важен и другой положительный эффект от произрастания хвойных деревьев в урбанизированной среде – «смягчение» эмоционального состояния городского жителя в осенне-зимний период. Вспомним своё осенне-зимнее настроение, когда взглянув в окно, мы обозреваем кроме луж (или сугробов) и серых «оголённых» домов, не менее уныло оголённые стволы и ветви деревьев, всем своим видом напоминающие, что природа безнадёжно и надолго заснула; и насколько выигрышно на этом унылом фоне смотрятся деревья хвойных, круглый год радующие глаз и душу своим вечнозелёным убранством.

       Можно обозначить ещё один полезный факт от произрастания хвойных в городской черте – это сохранение плодородия городских почв. Дело в том, что постепенно, но неизбежно, городские земли, на которых произрастают лиственные породы, беднеют: ведь все те вещества, которые в течение вегетативного периода изымает из земли дерево, в землю не возвращаются, как должно было бы быть, а вывозятся с этих территорий в виде листвы. В итоге мы имеем такие участки городских земель, где из-за тотального обеднения почв не растёт даже трава. В отличие от лиственного, хвойное дерево в условиях города возвращает в почву то, что из неё взяло: мелкие отходы (иголочки, фрагменты чешуйкообразных листьев), равномерно осыпаясь в течение года, успевают, в отличие от листьев, вновь превращаться в гумус.

       Хвойные деревья часто гибнут в условиях города, потому что у большинства хвойных их хвоинки живут по нескольку лет, поэтому за такое время в них успевает накопиться много городской грязи. В результате дерево, которое пытается сбросить эту загрязнённую хвою, остаётся в угнетённом состоянии (т.к. смена хвои происходит не сразу) и постепенно погибает.  
       Получается, что даже небольшое (вроде бы) загрязнение в один год "наслаивается" в следующий, и так накапливается на протяжении нескольких лет, что приводит к деградации роста дерева.  
       Соответственно, хвойные поэтому и чувствительны даже к незначительному загрязнению воздуха. Их можно считать индикаторами экологической ситуации: если в городе хвойные деревья чувствуют себя достаточно хорошо, значит - там действительно довольно чисто. Если же они теряют хвою, рыжеют, если у них усыхают вершины - это уже признак повышенного загрязнения.  
Исключение среди них - лиственница, которая сбрасывает хвоинки каждый год, а потому может таким образом очищаться от нежелательных (вредных) примесей и достаточно успешно расти даже в крупных городах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4 Сравнение  лиственных и хвойных пород по их эффективности

       Как известно, в городах встречаются как лиственные, так и хвойные породы деревьев. И те и другие способны поглощать углекислый газ, токсичный выбросы автотранспорта и производств, препятствуют шумовому загрязнению и улавливают мелкие частицы пыли. Но положительное влияние происходит в разной степени эффективности, поэтому для наглядного сравнения можно сопоставить данные по устойчивости деревьев к загрязнителям и другим внешним воздействиям, сравнить их фитонцидные способности.

Газоустойчивость:

       Газоустойчивость — это способность растения противостоять вредному действию газов, сохраняя свою жизнеспособность.

       По отношению к атмосферным загрязнителям нет абсолютно устойчивых и неустойчивых видов растений. Газоустойчивость закреплена генетически, но степень устойчивости древесных растений изменяется в ходе онтогенеза. Весьма устойчивы деревья с плотными пирамидальными кронами и подушковидные формы растений. Устойчивые виды, по сравнению с неустойчивыми, характеризуются мощным развитием покровных тканей ассимиляционных органов, низкой «вентилируемостью» (много межклетников) губчатой паренхимы, большим количеством мелких устьиц на 1 мм2 листа и меньшей степенью их раскрытия в дневное время, более высокой скоростью всех обменных реакций, меньшим угнетением фотосинтеза, дыхания и других физиолого-биохимических процессов. По характеру реакции у растений выделяют газочувствительность (скорость и степень проявления патологических процессов под влиянием газов) и газоустойчивость. Газоустойчивые виды способны регулировать поступление токсических веществ, осуществлять детоксикацию поглощенных газов. Сильное повреждение листьев не всегда приводит к гибели дерева. Благодаря регенерационной способности растения восстанавливают новые листья и побеги взамен поврежденных. В конце июля - начале августа в зонах загрязнения наблюдается вторичное облиствение побегов.