Оценка техногенного загрязнения по показателю флуктурирующей ассиметрии березы повислой (betula pendula roth.) В окрестностях г. Братска

ОЦЕНКА ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПО ПОКАЗАТЕЛЮ ФЛУКТУРИРУЮЩЕЙ АССИМЕТРИИ БЕРЕЗЫ ПОВИСЛОЙ (BETULA PENDULA ROTH.) В ОКРЕСТНОСТЯХ Г. БРАТСКА

Рунова Е.М., Костромина О.А. (ГОУ ВПО «БрГУ», г. Братск)

Broughted estimation to stabilities of the development of the Betula pendula on sample from point, differring on intensities polluting influences.

Город Братск – крупный промышленный узел Восточной Сибири. Окрестности города Братска испытывают воздействие промвыбросов алюминиевого завода (БрАЗА), лесопромышленного комплекса (БЛПК), двух ТЭЦ и других предприятий, ввод в действие которых происходил в 1960-76гг. Специфическими для алюминиевого завода являются выбросы фтористого водорода, твердых фторидов, смолистых веществ; для лесопромышленного комплекса - сероводорода, метилмеркаптана, диметилсульфида, хлора и двуокиси хлора. Высокая степень загрязнения атмосферного воздуха, последующее осаждение вредных веществ на почву и растительный покров приводят к их значительному накоплению в объектах окружающей среды. Из-за близкого расположения источников выбросов друг относительно друга происходит наложение и суммирование поллютантов. Этому способствует и роза ветров – основными переносчиками загрязняющих веществ являются ветры западных (36 %), юго-западных (17,8 %) и южных (14,4 %) направлений, являющиеся также опасными для района размещения ОАО «БрАЗ», т.к. они дуют в сторону г. Братска.

Вокруг города образовалась техногенная зона площадью несколько десятков квадратных километров, в которой установлено повреждение биоценозов. Аэровизуальными и наземными обследованиями установлено, что общая площадь лесов, пострадавших от промышленных выбросов, составляет 120,68 тысяч гектаров. Радиус усыхания древесных насаждений вокруг города достигает 30 км, а признаки поражения хвойных лесов отмечаются в радиусе 70 км.

Наиболее доступная и широко применяемая морфогенетическая мера нарушения стабильности развития - флуктуирующая асимметрия как результат неспособности организма развиваться по точно определенным путям. Под флуктуирующей асимметрией понимают мелкие ненаправленные отклонения от симметричного состояния (Захаров, 1987).

Для анализа нами взято 7 проб по 300 листьев (по 10 листьев с 30 деревьев на участке). Пробы брались с учётом следующих правил. Листья собирались с деревьев, растущих в одинаковых экологических условиях (уровень освещённости, увлажнения и т.д.), достигших генеративного возрастного состояния, занимающих равное положение в кроне (у берёзы в нижней части кроны), неповреждённые, среднего размера для особи и с укороченных побегов.

Для исследования выбирались средневозрастные растения. Молодые и старые растения в выборках не участвовали. Никакой специальной обработки и подготовки материала не выполнялось. Измерения проводили после окончания полевых работ. Образцы сохранялись в виде гербария. При работе с гербарием необходимо было следить за тем, чтобы листья, используемые для измерений, были хорошо расправлены.

Нами взяты пробы из следующих пунктов, явно различных по степени техногенного загрязнения:

Зона прямого токсического действия (до 6 км от заводов);

Зона сильного воздействия (10 -15 км от заводов);

Фоновая зона (более 100 км в южном и юго-восточном направлении).

Система пластических признаков берёзы повислой (Betula pendula Roth.), которая использовалась для оценки показателя флуктуирующей асимметрии, следующая:

1) Ширина половины листа.

2) Длина второй от основания листа жилки второго порядка.

3) Расстояние между основаниями первой и второй жилок второго порядка.

4) Расстояние между концами этих жилок.

5) Угол между главной жилкой и второй от основания листа жилкой второго порядка.

Рисунок 1 - Схема листа

Для проведения морфометрических измерений использовались штангенциркуль и транспортир. Расстояние между жилками, длина жилок и т.п. измерялись штангенциркулем с заостренными измерительными ножками (с точностью 0,5 мм). Углы измерялись транспортиром (с точностью до 1 градуса). Для каждого промеренного листа вычислялись относительные величины асимметрии каждого признака. Для этого разность между промерами слева (L) и справа (R) делилась на сумму этих же промеров: (L-R)/(L+R). Величину флуктуирующей асимметрии оценивали с помощью интегрального показателя - величины среднего относительного различия между сторонами на признак (средняя арифметическая отношения разности к сумме промеров листа слева и справа, отнесенная к числу признаков). Чем выше уровень значений этого показателя, тем ниже уровень гомеостаза развития.

Величина флуктуирующей асимметрии различных, даже нескоррелированных между собой признаков часто показывает согласованные изменения. Таким образом, информация, получаемая в отношении лишь ограниченного набора морфологических признаков, позволяет охарактеризовать уровень стабильности развития организма в целом.

Популяционная оценка выражается средней арифметической величин интегрального показателя стабильности развития всех особей в выборке. Для оценки отклонений состояния организма использовалась шкала, разработанная для берёзы повислой (Betula pendula Roth.)в европейской части России (Захаров и др., 2000).

Таблица 1 - Пятибалльная шкала оценки отклонений состояния организма от условной нормы по величине интегрального показателя стабильности развития для берёзы повислой (Захаров и др., 2000)

Балл	Величина показателя стабильности развития
I	<0,040 (условная норма)
II	0,040-0,044
III	0,045-0,049
IV	0,050-0,054
V	>0,054 (сильное, экстремальное загрязнение)

В результате наших исследований было отобрано по десять проб в трех повторностях с 7 площадок, расположенных в зонах с разной техногенной нагрузкой. Первые три площадки (1,2,3) располагались в промзонах заводов (в пределах 1 км.) по розе ветров (т.е. по их основному направлению) и рядом с городскими кварталами - в зоне экстремального загрязнения. Следующие две площадки (4,5) были расположены в пределах 10 - 15км. от заводов в зоне сильного загрязнения. В качестве фоновой площадки (6,7) были расположены на расстоянии более 100 км от города на юг и юго-восток, т.е. в относительно чистой зоне вне воздействия промышленных выбросов.

Таблица 2 – Результаты измерений

Площадка	1	2	3	4	5	6	7
Интегр. показатель	0,0771	0,0714	0,0553	0,0531	0,0490	0,0407	0,0400
Балл	V	V	V	IV	III	II	I

На каждой площадке было отобрано по десять листьев с 30 деревьев. Листья отбирались случайным образом со средних веток, по возможности, без повреждений и закладывались в гербарный пресс. Измерения проводились на высушенных экземплярах при помощи штангенциркуля и транспортира и заносились в таблицу. Данные обрабатывались в программе Excel 2003.

Обработанные данные со всех площадок были сведены в общую таблицу 1. Величина интегрального показателя стабильности развития - среднего относительного различия между сторонами на признак - изменялась в точках 1-21 от 0,039 до 0,081, составляя от I до V баллов.

По величине этого показателя сравниваемые выборки можно разделить на три группы:

Зона экстремального загрязнения - максимальный балл состояния, причем величина показателя стабильности развития значительно отличается от нижней границы – от 0,012 до 0,027 , когда остальные группы различаются только на 0,005.

Рисунок 2 – Средний интегральный показатель стабильности развития

Зона сильного загрязнения – балл состояния мало отличается от критического, даже на расстоянии более 10км от источников загрязнения. Площадки находятся в зоне прямого токсического действия. Обнаружение значимых изменений величины данного показателя является свидетельством изменения состояния организма.

Фоновая зона свидетельствует о незначительных нарушениях гомеостаза развития и об относительно благоприятной экологической обстановке. Сходный уровень показателя флуктуирующей асимметрии на территории Баргузинского биосферного заповедника (Ананин А.А. и др., 2002) и в фоновой зоне на удалении в 100 км от г. Братска, позволяет использовать в качестве условного контроля именно этот район.

На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

- В группе экстремального загрязнения интегральный показатель значительно больше, чем в методике и сильно варьирует.

- В группе сильного загрязнения интегральный показатель близок к показателю в экстремальной группе.

- В фоновой зоне интегральный показатель небольшой и сравним с данными Баргузинского заповедника.

Литература

1. Захаров В.М., Баранов А.С., Борисов В.И. и др. Здоровье среды: методы оценки. – М.: Центр экологической политики России, 2000. – 68с.

2. Захаров Е.М., Чубинишвили А.Т., Дмитриев С.Г. и др. Здоровье среды: практика оценки. - М.: Центр экологической политики России, 2006. - 68с.

3. Результаты долговременного мониторинга природных комплексов Северо-Восточного Прибайкалья. / А.А. Ананин, Т.А. Ананина, Е.М. Черникин и др./.- Труды государственного биосферного заповедника «Баргузинский». – вып.8.- Улан-Удэ: Изд-во Бурятского государственного университета, 2002. – 204с.