Русское географическое общество

Воронежский государственный университет

Центр гигиены и эпидемиологии в Воронежской области

Медико-экологический атлас города Воронежа

 

На главную

страницу

Содержание

атласа 

Состояние городской биоты Воронежа

(описание к картам 26-28)

 

Среди подходов к оценке экологического состояния городской среды одним из наиболее доступных и перспективных направлений является биоиндикация загрязнений, основанная на изучении различных биологических, физиологических, анатомических и других отклонений в развитии организмов, возникающих под действием внешних факторов [4]. Одним из самых простых и доступных способов подобной оценки является определение величины флуктуирующей асимметрии билатеральных морфологических признаков.

В качестве видов-биоиндикаторов экологического состояния территории г.Воронежа нами выбраны наиболее массовые виды древесных растений в г.Воронеже: берёза повислая (Betula pendula Roth.) и тополь пирамидальный (Populus pyramidalis Borkh.). Отбор материала и расчет показателей стабильности развития видов производился нами в соответствии с «Методическими рекомендациями по выполнению оценки качества среды по состоянию живых существ» [3].

Величина флуктуирующей асимметрии для древесных растений выражается в виде интегрального показателя стабильности развития, рассчитываемого на основе асимметрии правой и левой половинок листовой пластинки растения. Для оценки качества окружающей среды по величине этого показателя обычно используется пятибалльная шкала [1] (таблица).

На рассматриваемой территории г.Воронежа сбор листьев осуществлялся в 26 пунктах наблюдений, равномерно распределенных по территории города и расположенных в 6 функционально-планировочных зонах с разной степенью техногенного воздействия. Кроме того, произведена выборка в двух «фоновых» точках, находящихся за пределами городской застройки.

Шкала оценки отклонений состояния организма от условной нормы [1]

Каждая выборка включала в себя 25 листьев (по 2-3 листа с 10 растений) с каждого вида-индикатора (итого 50 листьев). Все листья, собранные для одной выборки, складывались в полиэтиленовый пакет. Выборка осуществлялась с деревьев приблизительно одного возраста, из нижней части кроны с максимального количества доступных веток равномерно вокруг дерева. С одного дерева собирались сходные по размеру листья. За один день производилась выборка не более чем в 2-3 точках, что позволяло произвести промеры непосредственно после сбора (не позднее двух дней после сбора).

По каждой листовой пластинке определяли пять параметров (отдельно по правой и левой половинкам листа): 1 – ширина половинки листа; 2 – длина второй жилки 2-го порядка от основания листа; 3 – расстояние между основаниями первой и второй жилок; 4 – расстояние между концами этих жилок; 5 – угол между главной и второй от основания жилкой 2-го порядка. Далее для экологической оценки состояния вида путем осреднения расчетных частных параметров проводился расчет интегрального показателя стабильности развития и присвоение того или иного балла в соответствии с таблицей.

На основании полученных данных при помощи геоинформационно-аналитического комплекса, созданного в программной среде ГИС MapInfo Professional, была составлена карта стабильности развития видов, дающая наглядное представление о биоиндикационных проявлениях загрязнения городской среды Воронежа.

В целом картины очень схожи (коэффициент корреляция показателей стабильности развития березы повислой и тополя пирамидального составляет +0,96).

Различие показателей стабильности видов достоверно (расчетный критерий Стьюдента составил: t = 4,59 /t критический = 2,01/). Вариация значений невелика (коэффициент вариации составил: для березы V= 21,9 %, для тополя V= 25,4 %, что свидетельствует об однородности и репрезентативности отбора проб листьев.

Информация по факторам загрязнения получена на основании анализа карт загрязнения городской среды.

Очевидна, во-первых, однотипность реакций древесных растений, хотя несколько выше информативность параметров березы повислой.

По абсолютному большинству анализируемых факторов техногенного воздействия отмечена положительная корреляция: с ростом уровня воздействия или загрязнения окружающей среды возрастает частота отклонений морфологических параметров листовых пластинок от условной нормы. Наиболее сильное воздействие (сильная достоверная корреляция) оказывают параметры промышленной (эмиссионной) нагрузки выбросов ЗВ от стационарных источников, в том числе выбросы самых массовых ЗВ 4 класса опасности и канцерогенов. В то же время показатели автотранспортной нагрузки малоинформативны, корреляционная связь  прослеживается  в  форме  слабой,  недостоверной,  хотя  и  положительной тенденции. Однако, связь с азотистыми соединениями возрастает до достоверной при анализе влияния концентраций загрязняющих веществ как в атмосфере, так и в снеге. Видимо, неблагоприятное воздействие испытывают только древесные растения, непосредственно произрастающие в зоне влияния автодорог, где концентрации окислов азота максимальны, а при анализе средних площадных показателей автотранспорт как фактор риска снижает информативность. Неблагоприятный эффект, по-видимому, оказывает повышенная запыленность, присутствие взвешенных веществ (r = около +0,42 ÷ +0,57). Наблюдается вполне достоверная реакция и на суммарное загрязнение атмосферы и почвы, хотя она не столь существенна по корреляционным взаимосвязям вследствие, видимо, многофакторности воздействия на древесные растения условий среды обитания.

Зоны, в которых выявлены неблагоприятные условия, что соответствует IV-V баллам, отмечаются вблизи промышленных предприятий и крупных транспортных магистралей. Сопоставление представленных карт с сетью автомобильных дорог и схемой расположения крупных промышленных предприятий на территории г.Воронежа позволяет выявить основные источники неблагоприятного антропогенного воздействия на окружающую среду. В левобережной части города к ним следует отнести крупнейшую транспортную артерию – Ленинский проспект, протянувшуюся в меридиональном направлении (в особенности участок кругового движения на пересечении с улицей Остужева), а также такие предприятия как ОАО «Воронежсинтезкаучук», ТЭЦ-1 ОАО «Квадра» и ОАО ХК «Мебель Черноземья». В правобережной части наиболее неблагополучная ситуация отмечается на ул. Матросова (участок кругового движения на пересечении с ул. Краснознаменная), 9-е Января, Московском проспекте (на всем протяжении автодорог, с выделением отдельных экстремальных значений вблизи крупных перекрестков). Среди стационарных источников загрязнения следует выделить ОАО «Электросигнал», ОАО «Завод по выпуску тяжелых механических прессов», ЗАО «Воронежский промышленный железнодорожный транспорт».

Наиболее благополучные показатели качества среды (I - II балла) отмечаются в зоне рекреации (левобережные районы – вблизи больницы «Электроника» и парк «Орленок»; правобережные районы – вблизи санатория им. М. Горького и парк «Танаис») и в жилой зоне (в частности, в пределах подзоны одноэтажной жилой застройки). Большей же части территории города соответствует средний уровень отклонений от условной нормы (III балла), характеризующий умеренную степень техногенного загрязнения городской среды. К таким микрорайонам относятся и кварталы с современной многоэтажной застройкой.

Проводя сравнение предоставленной Воронежским ЦГМС информации с рассчитанными данными по оценке качества окружающей среды, нам удалось выявить взаимосвязь между загрязнением атмосферного воздуха и показателями стабильности развития видов. Максимальная концентрация в воздушной среде всех наблюдаемых поллютантов отмечается в районе поста № 7 (ул. Лебедева, 2), расположенного на границе промышленной и жилой зон вблизи ОАО «Воронежсинтезкаучук». Здесь же находится точка № 2 отбора листьев березы повислой и тополя пирамидального, в которой были отмечены наибольшие показатели флуктуирующей асимметрии по обоим видам-биоиндикаторам. В районах остальных четырех постов концентрации загрязнителей примерно равны. Этот факт позволяет предположить, что посты расположены в сходных по качеству среды районах. Данное предположение полностью подтверждается при сопоставлении схемы расположения постов с картой стабильности развития видов: 3 из 4 постов расположены в зоне среднего уровня отклонений от условной нормы (III балла), а один пост - на границе этой зоны с зоной слабого влияния неблагоприятных факторов (II балла).

В целом величина интегрального показателя стабильности развития видов древесных растений достоверно выше в левобережной части города, что объясняется, с одной стороны, концентрацией здесь многих объектов промышленно-производственного комплекса, а, с другой стороны, - особенностями низменного рельефа местности (левобережной надпойменной террасы), не способствующими самоочищению атмосферы. В условиях преобладающего западного ветропереноса левобережье становится «приемником» отходящих выбросов возвышенного правобережья территории города, что ранее отмечено в литературе [2] и согласуется с результатами наших исследований.

Таким образом, применение методов биоиндикации состояния городской среды по показателю флуктуирующей асимметрии показало, что в городе Воронеж наибольший антропогенный прессинг испытывают микрорайоны, расположенные в промышленной и транспортной функциональных зонах. Наиболее благоприятными для комфортного жизнеобеспечения можно считать зоны рекреации и «частного жилого сектора».

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Захаров В.М. Биотест. Интегральная оценка здоровья экосистем и отдельных видов / В.М. Захаров, Д.М. Кларк. – М.: Московское отд. Междунар. фонда «Биотест», 1993. – 68 с.

2. Интегральная экологическая оценка состояния городской среды / С.А. Куролап, О.В. Клепиков, П.М. Виноградов и др.  –  Воронеж: Изд-во «Научная книга», 2015. –  232 с.

3. Методические рекомендации по выполнению оценки качества среды по состоянию живых существ (оценка стабильности развития живых организмов по уровню асимметрии морфологических структур). – М.: Росэкология, 2003. – 25 с.

4. Опекунова М.Г. Биоиндикация загрязнений : Учебное пособие / М.Г. Опекунова. – СПб. : Изд-во С.-Петербургского университета, 2004. – 266 с.