Влияние окружающей среды на морфологические особенности Сосны обыкновеной Краснармейского района города Волгограда

 

 

                                    Введение

                  Несмотря на широкое распространение и видовое разнообразие покрытосеменных растений, интерес к хвойным (отдел Голосеменные) по-прежнему не ослабевает. Во многом это связано с их морфолого-анотомическими особенностями, так как большинство хвойных растений – долгожители, благотворно влияют на окружающую среду, очищают и ароматизируют воздух, кроме того многие представители хвойных имеют декоративный внешний вид.

                  Хвойные породы деревьев являются  вечнозелеными растениями и поэтому  имеют важное значение в очистке  воздуха особенно зимой, когда  концентрация пыли и газов  наиболее высока. В городском  парке по сравнению с не  озелененными участками территории, запыленность воздуха снижается  на 42%.

             Наш район находится в промышленной  зоне южной части города Волгограда. Со всех сторон окружен заводами, ВНПЗ, ОАО «Каустик», со стороны  Кировского района, «Химпром», то  есть экологическая обстановка  неблагоприятная.

              На основе всего выше сказанного  мы решили изучить многообразие  хвойных растений города Волгограда  и определить их взаимодействие  с окружающей средой.

             Целью нашей работы является изучение видового состава хвойных растений Красноармейского района города Волгограда и влияние окружающей среды на морфологические особенности сосны обыкновенной. Для достижения цели нами были выдвинуты следующие задачи:

1. Изучить многообразие хвойных растений Красноармейского района города Волгограда.

2. Определить влияние окружающей среды на хвойные.

3. Выяснить, какие породы хвойных наиболее устойчивы к климату Волгограда.

4. Изучить декоративные особенности хвойных пород с целью создания ландшафтного дизайна в парках и аллеях нашего города.

Объектом нашего исследования послужила сосна обыкновенная (Pinus Sylvestris L.), которая распространяется повсеместно.

Методы исследования: анализ информации из научной литературы, наблюдение, измерение, метод биоиндикации.

              Характеристика сосны обыкновенной

     Самый распространенный  вид сосны произрастающей в  России, - сосна обыкновенная (Pinus silvestris). Общими для этого вида чертами являются парное расположении хвои на укороченных побегах, плоско – выпуклая форма хвоинок в поперечном разрезе, плоские деревянистые шишки с характерно утолщенными концами чешуи, полуторагодичный период из созревания, своеобразное сочетание семени с крылом и др.

        Жизненная форма - дерево высотой до 40 м, диаметром кроны до 15 м. Крона ширококоническая. Хвоя игольчатая, в пучках по 2 штуки, жесткая, остроконечная, 4-7 см длины. Держится на ветвях 2-3 года. Шишки конические, яйцевидные, до 7 см длины и 3,5 ширины. Растет быстро, годовой прирост в высоту 30-40 см, в ширину до 40 см. Очень светолюбива. Нетребовательна, но лучше растет на свежих супесчаных и легкосуглинистых почвах и черноземах. Не переносит сильного засоления. Рекомендуется для одиночных и групповых посадок. Морозоустойчива.

       Сосна обыкновенная  и образуемые ею леса имеют  огромный ареал с широким диапазоном  произрастания. Велика приспособленность  сосны к разнообразным климатическим  и почвенным условиям. Сосновые  леса можно встретить в суровой  тайге, в различных горных районах, а так же в лесостепной, степной  и даже полупустынной зонах. У  сосны, особенно в молодом возрасте, очень хорошо выражена способность  восстанавливать усыхающие вершины  при их отмирании: постепенно главный ствол формируется из наиболее сильных боковых ветвей.

      Цветение и плодоношение. Обычно мужские и женские цветки развиваются на одном и том же дереве, но иногда наблюдается почти полная двудомность. Мужские цветки появляются на 2-3 дня раньше женских, они имеют вид небольших (5-7 мм длиной) овальных желтых или красноватых колосков, густо скученных у основания молодых побегов. Пыльца мелкая, с двумя воздушными мешками, заключена в пыльниках тычинок, способна разноситься на далёкие расстояния (до 1 км). Женские цветки имеют вид овальных красноватых шишечек длиной 5-6 мм.

       Требования к почве. Сосна растет на почвах различного механического состава, однако на легких почвах (песчаных, супесчаных) она растет значительно лучше и быстрее, чем на тяжелых (суглинках, глинах). Корни сосны отличаются несколько повышенной требовательностью к температуре почвы. Рост корней начинается про температуре около 5-6°С, но в интервале температур 8-9°С идет весьма медленно.

       Засухоустойчивость сосны обусловлена также тем, что эта порода благодаря жесткой ксерофитной структуре хвои обеспечивает сохранение влаги в тканях и устойчивость к завяданию в неблагоприятные периоды.

        Народно-хозяйственное значение. Велико значение сосны для защиты почвы от эрозии, улучшения климатических условий и водного режимы территории. В смеси с елью и на подзолах образует леса – «боры». Она широко применяется при создании полезащитных полос, укреплении подвижный песков, облесении берегов рек и овражно-балочных систем; ее используют для озеленения городов, рабочих поселков. В сосновых лесах заготавливаются большое количество грибов, ягод и очень важного лесохимического сырья – живицы.

         Вредители и болезни. Особенно большой вред наносит майский восточный хрущ, а также побеговьюны, сосновый подкорный клоп, сосновая совка, пилильщики, короеды. К болезням относятся поражение грибом: снежное шютте, сосновая губка.

 

         Большое  эмоциональное воздействие на  человека оказывает эстетические  свойства сосновых насаждений, определяющиеся  их породным составом, возрастом,, полнотой и бонитетом. По сравнению  с другими хвойными древесными  породами сосна отличается повышенной  устойчивостью к различным повреждениям  и рекреационными нагрузкам, поэтому  ее широко использует для озеленения  системы сосновые леса выдерживают  значительно большие нагрузки  от посещения людей, чем еловые. Сосна во все периоды года  обладает высокой декоративностью.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

         Влияние окружающей среды на хвойные растения

          1.При выполнении работы мы провели ряд исследований, с целью выяснить, как влияет экологическое состояние окружающей среды на морфолого-анатомические особенности строения хвойных на примере Сосны обыкновенной. Основным методом исследования был метод биоиндикации.

          Используемая методика проста  в применении, не требует специальной  подготовки, сложного оборудования, способна объективно выявлять  негативные антропогенные воздействия.

          Материалом для исследований  послужили сосновые породы, произрастающие  на разных участках Красноармейского  района города Волгограда: вдоль автострады по улице Фадеева и на пришкольном участке МОУ лицея №4 по улице 50 лет Октября (около 700 м от автострады).

        Объектом первого  исследования методом биоиндикации являлась хвоя сосновых пород. Для этого были собраны и измерены образцы хвои сосен, произрастающих на указанных выше участках. Результаты измерений представлены в таблице №1.

           Таблица №1

№	Образец	Длина хвои, см
	Номер	1	2	3	4	5
1	Хвоя сосен, произрастающих вблизи  авто-             страды.	3,7	4,2	3	3,8	4
2	Хвоя сосен, произрастающих  в 700м от автострады	7,5	6	7,5	5,5	6,4

         По результатам  проведенного исследования мы  выяснили, что длина хвои сосны  находится в прямой зависимости от расстояния между деревом и дорогой: чем дальше сосна от автострады, тем длиннее ее хвоя. Это объясняется различием химического состава воздуха у автострады и в зоне, расположенной на некотором отдалении от дороги. Воздушные массы у автострады содержат большую концентрацию свинца, кадмия, и других веществ, выделяемых при сжигании топлива, а это губительно влияет на состояние деревьев и сказывается на их росте и биологическом потенциале, в связи с чем мы наблюдаем уменьшение длины хвои сосны, произрастающей вблизи автострады.

    2. Следующее исследование было  направлено на выявление зависимости  прироста сосны от чистоты  воздыху окружающей среды.

      Изменение в приросте деревьев, в том числе у сосны применяются  для индикации чистоты окружающей  среды. У сосны легко можно  определить годичные прирост  в длину по междоузлиям. Снижение  длины прироста указывает на  сильное загрязнение атмосферы  выхлопными газами или на значительную  реакреационную нагрузку. Достоинство  этого метода в простоте выполнения  и точности результатов без  нанесения ущерба природе.

        Цель исследование: выявить существование зависимости прироста сосны от чистоты воздуха окружающее среды методом биоиндикации.

     В ходе исследования были произведены  замеры междоузлий побегов представителей  вида Сосны обыкновенной за  последние 4 года, произрастающих на  изучаемых участках. Для вычисления  среднего показателя сложили  размеры междоузлий одного года  у всех исследованных деревьев  и разделили полученную сумму  на количество этих деревьев. Результаты вычислений указаны  в таблице №2.

 

      Таблица №2

Изучаемые участки            (см. стр. 14)	Средний показатель длины прироста междоузлий сосен по годам
	2006	2007	2008	2009
1.Вдоль дороги	4,9	6,2	6,4	5,3
2. В 700 м от дороги	6,2	7,5	7, 9	6,8

 

        Полученные данные свидетельствуют  о существовании зависимости  прироста сосны от чистоты  воздуха окружающей среды. Причем  возле дороги, где воздух содержит  высокую концентрацию выхлопных  газов, средний показатель длины  прироста междоузлий заметнее  меньше, чем на участке в 700 и  вглубь двора, где сосны менее  подвержены воздействия губительных  выбросов автомобилей.

 

       3.Дефолиация (опадение листвы) у  хвойных пород проявляется в  преждевременном осыпании хвои, т.е. в уменьшении продолжительности  её жизни. Наблюдается это явление  в районах, где присутствует даже  слабое воздействие вредных газов (озона, оксида серы, хлоридов). Поэтому  сосна – хороший индикатор  зон дымовых повреждений. У сосны  легко определяется возраст хвои, так как пророст побегов идет  ритмично, а также продолжительности ее жизни. Если взять для сравнения экологически благоприятные районы, то по количеству хвои можно определить степерь загрязненности.

           На основании выше сказанного, мы решили провести исследование  с учётом количества хвои на  междоузлиях сосны для определения  загрязнённости атмосферы.

          Цель исследования: методом биоиндикации выявить влияние факторов среды на состояние хвои сосны.

         В ходе исследования было подсчитано  количество укороченных побегов  хвоинок на междоузлиях представителей  вида Сосны обыкновенной, произрастающих  на изучаемых миркоучастках, за  последние 4 года отдельно на каждом  участке побега, соответствующего  годичному приросту. Для вычисления  среднего показателя сложили  подсчитанное количество укороченных  побегов хвоинок одного года, отдельно взятых у деревьев, произрастающий  у дороги и на пришкольном  участке, и разделили полученные  суммы на количество исследуемых  деревьев на каждом участке. Полученные  результаты представлены в таблице  №3.

  

     Таблица №3

Год прироста	Среднее количество хвои сосен
	у дороги	на пришкольном участке
2006	-	5
2007	3	7
2008	20	30
2009	16	28

 

По результатам исследования мы определили, что факторы окружающей среды влияют на состояние хвои сосны. Чем больше возраст хвои, т.е. чем дольше хвоя подвергалась воздействия факторов окружающей среды, тем ниже её среднее количество, причём заметно ниже на участках возде дороги, где деревья существенно подвержены влияния выхлопных гавоз, что свидетельствует о зависимости количества хвои сосновых от условий, в которых они произрастают.

 

Выводы по исследованиям: После выполнения ряда исследований на примере Сосны обыкновенной мы выяснили, что экологического состояния окружающей среды непосредственно оказывает влияние на морфолого-анатомическе особенности строения войных.

 

 

                                                     Вывод

  Данные по приведенным исследованиям  позволяют сделать вывод о  том, что условия среды существенно  влияют на морфологические особенности  хвойных пород, т.е. по длине хвои  и междоузлий на примере сосны  обыкновенной (Pinus Sylvestris L.) можно судить об экологическом состоянии ареала произрастания представителей данного вида.