Контрольная работа: Отрицательное влияние антропогенных факторов
Отрицательное влияние антропогенных факторов
К антропогенным факторам неблагоприятного воздействия на лесные и урбоэкосистемы относится: загрязнение атмосферы, поверхностных и грунтовых вол, почвы промышленными и автотранспортными выбросами; хозяйственные мероприятия, проводимые в лесных и городских насаждениях: возрастающие С каждым годом масштабы рекреации насаждений.
Загрязнение окружающей среды. Промышленные эмиссии и выхлопные газы автотранспорта приводят к значительным стрессам, которые испытывают лесные и
урбоэкосистемы. Однако из всех компонентов экосистем от загрязнения атмосферы и почвы наиболее сильно страдает растительность. Лесные и городские насаждения, находящиеся в зоне атмосферного загрязнений, ослабляются и усыхают.
Различные древесные породы обладают неодинаковой газоустойчивоегью и гаэочувствителыюстью.
Гаустойчивость— это способность растения противостоять вредному действию газов, сохраняя свою жизнеспособность.
Газочуствительность — это скорость и степень появления у растений токсической реакции на токсическое действие газов. Например, лиственница более газочуветвительна. чем сосна и ель. и тем не менее она обладает большей газоустойчивостью, чем указанные породы. Различают три вида газоустойчивости растений: физиологическую, морфологическую и биологическую.
Физиологическая устойчивость определяется низкой окисляемостью клеточного содержимого. Двуокись серы и другие кислые газы, проникая в клетки, связывают активное железо, без которого невозможен фоюсинтез. Так как солнечная энергия продолжает поступать в листья, хлорофилл, обладающий флуоресцирующей способностью, проявляет фотодинамическое действие, которое выражается в фотоокислении. Окислениые вешества разрушаются, что приводит к отмиранию клеток. Поэтому чем меньше окиеляемослъ протоплазмы, чем выше газоуетойчивость растения. В связи с этим хвойные породы, имеющие большую окис.тяемость. менее устойчивы к действию тазов. Лиственные породы, у которых общая окисляемость меньше, обладают более высокой газоустойчивостью.
Морфолого -анотомическая газоустойчивость обусловливается особенностями строения листьев, которые препятствуют поступлению газов в растение. Биологическая газоустойчивость связана со способностью растений быстро восстанавливать пораженные газами органы.
Растение может обладать одновременно различными вилами газоустойчиности. При этом какой-либо один вид газоустойчивости может доминировать и определять степень газоустойчивости данного вида растения. Газоустойчиность дреиесных пород зависит от химического состава соединений, которые есть в промышленных отходах, от условий внешней среды и характера задымления.
Основными примесями, содержащимися и выбросах промышленных предприятий и автотранспорта. являются соединения серы, фтора, хлора, азота, и др. Ниже приводятся диагностические признаки поражения под действием опасных соединений.
Диоксид серы I.S02) — этот бесцветный газ выбрасывается в атмосферу коксохимическими заводами, горнорудными и целлюлозно-бумажными предприятиями. Характерные признаки поражения появляются на хвое (листьях) только при сильном действии выбросов, когда разрушаются клеточные структуры и пигмент. При действии высоких концентраций газа четкие признаки поражения проявляются через несколько дней. Хотя приобретает рыже-бурую окраску. У сосны и пихты изменения окраски хвои часто начинаются с концов. Причем у сосны оно протекает посте пен но. тогда как у ели вначале идет медленно, а затем очень бурно. На листьях под влиянием сернистого гам появляются пятна красно-бурого цвета различно) размера. Высокие концентрации сернистого ra:ia вызывают образование пятен, часто охватывающее более половины площади листовой пластинки.
Поражение диоксидом серы приводит к преждевременному опадению листьев и хвои, а высокие концентрации газа вызывают искривление и отмирание молодых побегов. Лиственные породы более устойчивы к действию SO2. чем двойные. Предельно допустимая концентрация составляет (мг/мЗ): для лиственницы 0,25. для сосны 0,40. для ели
0.70.
Ослабление деревьев сопровождается нарушением обмена веществ, падением активности окислительных ферментов, ослаблением фотосинтеза и разрушением хлорофилла. В то же время происходят деформация и разрушение клеток и тканей коры, луба, камбия, чвои и листьев.
Фтор и его соединения — в твердом или газообразном состоянии они выбрасываются в атмосферу заводами по про ич к о детву алюминия, кирпича, керамических, изделий, фосфатных удобрений; выделяются при выплавке попадают в атмосферу из дымовых труб и фабричных установок.
Поражение растений происходит через листья (\.вою) и корни чри концентрации, равной 0.01 мг/м5, поражения образуют по, периферии лиссаузкие некротические полосы светло-желтого цвета. У хвойных пород происходит побеление, а затем потемнение концов хвои, которое распространяется к основанию игл. Действие фтора в высоких концентрациях выражается в прекращении фотосинтеза, нарушении роста и развития, отмирании завязей, загнивании плодов. Наиболее восприимчивы к соединениям фтор хвойные породы, среди пихт менее устойчива сосна.
Хлор и хлористый водород применяют в производстве пластмасс и инсектипилов. Эмиссии соляной кислоты встречаются на заводах по изготовлению калийных солей. Пары хлора и хлористого и водорода быстро оседают на землю и поэтому повреждают растительность только вблизи источника эмиссии. Их содержание в воздухе в концентрации менее 1 мг/мЗ вызывает сильно, поражение листьев. Вначале листья приобретают темный цвет с хорошо заметным серебристым оттенком, затем на них появляются обесцвеченные участки разных размеров. По мере отмирания тканей они крошатся, образуя отверстия. При длительном действии низких концентраций хлора краснеют края листьев.
Нитрозные газы. Это смесь окисей азота, которая выбрасывается в атмосферу заводами по производству азотной, серной кислот и нитратных удобрений, а также — с отработанными газами автотранспорта. Окиси азота вызывают сильное поражение листьев (хвои) r концентрации более 2 мг/мЗ. На вершинах и но краям листьев образуются буровато-черные участки. У хвойных порол происходит покраснение кончиков хной.
Выхлопные газы автотранспорта. В их состав входят фумиганты окиси yуглерода, нитрозные газы, ненасыщенный водород, полициклические ароматические углеводороды, сажа и свинцовые соединения, Выхлопные газы вызывают образование некрозов на листьях, преждевременное усыхание И опадение листвы, ослабление и усыхание деревьев.
Пылевидные эмиссии выбрасываются топками, металлургическими и цементными заводами.
Цементная пыль представляет собой смесь минералов, содержащих калий, кальций, алюминий. Такая смесь выбрасывается печами цементных заводов, пылевидные эмиссии осаждаются вблизи источников загрязнении. Оседающая на листьях и хвое пыль снижает ассимиляцию и эффективность солнечного излучения, способствует повышению температуры. При попадании на почву пыль изменяет ее кислотность и содержание в ней микроэлементов. Все это приводит К усыханию хвои и листьев, нарушению роста корневой системы и как следствие — к ослаблению и гибели деревьев.
Магнезитовая пыль образуется При обжиге магнезитовой руды. Основным компонентом магнезитовой пыли является оксид магния. Она оказывает отрицательное действие как на лиственные, так и на хвойные породы, однако последние страдают сильнее. Магнезитовая пыль повреждает только молодую хвою и листву. Поэтому в начале вег етации деревья менее устойчивы к действию магнезитовой ныли. В связи с ЭТИМ хвоя, уцелевшая от токсического действия магнезитовой пыли в первые ГОДЫ жизни, в дальнейшем не погибает. В результате действия магнезитовой пыли хвоя на побегах текущего гола принимает светло- или желтовато-зеленую окраску. Двухлетняя хвоя краснеет, буреет и частично погибает. У лиственных пород между жилками листа образуются светло-зеленые или желтовато-зеленые пятна.
В результате постоянного дейсп вия магнезитовой пыли хвойные породы усыхают, особенно сосна и ель. Их гибель наступает при сильном изреживании кроны, которое происходит вследствие поражения молодой хвои магнезитовой пылью и под влиянием ее естественного старения. Отмирание пораженной сосны часто связано со стволовыми
вредителями, поселяющимися на ослабленных деревьях.
Степень повреждения растений промышленными эмиссиями зависит от их концентрации в окружающей среде и длительности действия. Длительное воздействие выбросов в концентрациях ниже предельной нормы вызывает хронические поражения насаждений, проявляющиеся в постепенном изменении физиологическнх и биохимических функций. Усыхание насаждений и зоне промышленных выбросов зависит от следующих факторов: возраста, состава и полноты насаждений, близости источника выбросов, направления ветра, рельефа, погодных условий, копнен грации токсичных веществ.
В зоне промышленных выбросов процесс усыхания более интенсивен в насаждениях старшего возраста, в изреженных и высокополнотных древостоях, Это объясняется тем, что в изреженных насаждениях газы беспрепятственно проникают вглубь, а при слишком плотном смыкании крон они застаиваются под пологом длительное время, не изменяя концентрации. Значительно меньше усыхают среднеполночные насаждения, в которых воздух максимально перемешивается и концентрация токсичных веществ уменьшается. Смешанные насаждения в меньшей степени страдают от дымовых газов, чем чистые хвойные, так как лиственные породы поглощают часть газов и уменьшают их вредное влияние па хвойные породы.
Сохранность и повышение устойчивости лесных и зеленых городских насаждений в зонах воздействия промышленных выбросов достигается комплексом технических и лесохозяйственных мероприятий. Для того чтобы уменьшить влияние промышленных выбросов, необходимо прежде всего постоянно совершенствовать пыле- и газоочистительные установки, а также технологии промышленных процессов. Сокращение выбросов автотранспорта может быть достигнуто совершенствованием двигателей внутреннего сгорания, переводом их на другие малотоксичные виды топлива.
Большое значение имеет организация мониторинга за состоянием лесных и зеленых насаждений в зонах промышленных выбросов. Из числа лесохозяйственных мероприятий, направленных на снижение С1епени воздействия промышленных выбросов, можно назвать следующие: создание смешанных насаждений с опушками из стойких пород, расположение насаждений с учетом рельефа и направления господствующих ветров, определяющих paспостранения выбросов. Кроме того, при озеленении промышленных центров необходимо учитывать различную степень газоуС1ойчивос1 и лреиесных
Пород. Г. М. Илькуном (1978) ДВна следующая оценка газоустойчивости деревьев и кустарников:
очень устойчивые — белая акация, боярышник, ива белая, роза, сирень, тополь бальзамический и канадский, ясень
зеленый:
устойчивые — ель колючая, мояэкевельники казацкий, сибирский и обыкновенный, вяз. дуб. карагапа древовидная,
разные вилы клена, липа крупнолистная и войлочная, рябина обыкновенная, сирень, тополь белый, черный.
крупнолистный, яблоня, ясень американский, обыкновенный и пушистый;
относительно устойчивые — можжеиельник виргинский, береза пушистая, граб, конский каштан, клеи остролистный.
липа мелколистная, орех, тополь китайский, лавролистньш;
малоустойчивые — ель восточная, сибирская, пилта белая, сибирская, барбарис обыкновенный, берега бородавчатая;
неустойчивые — лиственница, сосна обыкновенная, Банкса, веймутова.
Хозяйственная деятельность человека наряду с положительным влиянием (уход за лесом, создание насаждений, борьба с болезнями и вредителями) в ряде случаев отрицательно сказывается на насаждениях, вызывая их ослабление, отмирание, способствуя развитию очагов вредителей и болезней. Негативными сторонами хозяйственной деятельности, способствующими развитию болезней, являются следующие мероприятия: порослевое возобновление, монокультура. неудачные тины и конструкции посадок, выпас скота, травматизм растений, применение пестицидов и других химических веществ.
Систематическое возобновление насаждений порослью приводит к их вырождению. Порослевые насаждения второго и последующих поколений, как правило, ослаблены и менее производительны, чем насаждения семенного происхождения, что объясняется резким нарушением развития корневой системы и кроны. Ослабленность порослевых насаждений является предпосылкой для поражения их болезнями, В порослевых насаждениях особенно часто возникают очаги сосудистых болезней, передающихся через зараженные пни: сосудистый микоз дуба, голландская болезнь ильмовых пород, вертигшллезное усыхаиие клена. Приспевающие и спелые насаждения порослевого происхождения сильнее, чем семенные, поражаются гнилями. Поданным Л.И.Воронцова (1978). пораженпость Останкинской дубравы ложным дубовым трутовиком (Phellinus robustus) в среднем составляла 25,.1%. а на отдельных участках достигала 43 %. В Тульских засеках в средневозрастных дубравах порослевого происхождения плодовые тела ложного дубового трутовика имели 15 — 20% деревьев, а 35 — 40% модельных деревьев были с гнилью, вызванной тгим трутовиком.
Создание монокультур является причиной развития опасных болезней, принимающих характер шифитотий. Это объясняется тем, что однопородные насаждения характеризуются бедным видовым составом naToi епов. но некоторые из них. способные поражать породу, образующую насаждение, оказываю 1Ся а оптимальных условиях. Создание чистых сосновых культур, особенно на нелесных почвах, привело к развитию-эпифитотий корневой губки (Heterobasidion annosum) н разных регионах России. В очагах корневой губки развиваются очаги стволовых вредителей. Чистые сосновые культуры сильнее страдают от снежного шютте (Phacidium infe-sians), побегового рака (Selcroderris lagerbergii). В чистых культурах и посадках тополя в блаюприятные для возбудителей годы наблюлается массовое развитие ржавчины (Melampsora allii-—populina), бурой пятнистости (Mamonirm populi), парши (Pollaccia radiosa).
Неудачно подобранные типы и конструкции посадок, особенно из пород, не соответствующих условиям мсстопроизрас1ания. приводят к их ослаблению и массовому распространению болезней. Важное значение при этом имеет густота посадок, оптимум которой определяется в каждом конкретном местообитании. Известно, что загущенные культуры и посадки ели в сильной степени поражаются шютте {l.ophodermium macrospomm). В перегущенных посадках школьных отделений лревесных питомников и в культурах тополя чаще возникают очаги мокрого язвенно-сосудистого рака и цитоспороза.
Отрицательное воздействие на насаждения оказывает перевыпас. 0т которого о наиболее страдают насаждения на слаборазвитых почвах с редким травяным покровом. Протаптываемые скотом тропы сливаются, на этих участках исчезают травяной покрои и лесная подстилка. На oголенных, уплотненных участках почвы корни деревьев в сильной степени повреждаются копытами животных. Через повреждения ч корни проникают возбудители гнилей, в частности корневая губка. Ослабленные деревья заселяются стволовыми вредителями, ускоряющими процесс отмирания.
Лесохозяйственные мероприятия травмируют растения, что если и не приводит к их гибели, тс ослабляет их и способствует заражению болезнями. При культивации посевов в питомниках нередко наблюдается повреждение корневой системы у сеянцев в край)[их рядах.
Через нанесенные повреждения в ткани деревьев легко проникают возбуди! ели болезней. В 1991 — 1992 гг. при обследовании Московского совхоза декоративного садоводства было обнаружено рачительное поражение (43 и 57 %) нетриочом клена остролистного, предназначенного для реализации. Анализ пораженных деревьев показал, что все они имели механические повреждения а нижней части СТВОЛОВ, полученные при культивации.
В культурах и городских насаждениях деревья часто травмируются во время посадки и послепосадочного ухода, при небрежной обрезке сучьев, когда вместе с обрезанными ветвями сдирается кора, а иногда повреждается древесина стволов. В насаждениям массовые механические повреждения столов связаны с проведением рубок, трелевками. прокладкой визиров И др. В таких насаждениях отмечается высокий уровень пораженное гнилевыми болезнями, возбудители которых проникают через повреждения стволов. Интенсивное развитие химической промышленности приводит к тому, что постоянно в биосферу поступает большое количество различных химических веществ, в том числе и пестицидов. Пестициды обладают различной физиологической активностью и в зависимости oт физико-химических свойств, доз. способов и сроков применения могут оказывать фитотоксическое или стимулирующее действие на защищаемые растения.
Способность пестицидов оказывать токсическое (отравляющее) воздействие па растение называют фитотоксичностью. Она проявляется при неправильном применении пестицидов, когда завышают допустимые концентрации или нарушают технологию обработки растений. При этом пестициды могуч вызвать повреждение защищаемых древесных пород, я также соседних с ними деревьев и подлеска.
При быстром распространении по растению пестициды вызывают общее отравляющее действие па весь организм. Если " пестицид распространяется медленно и локализуется в местах проникновения в растения, он оказывает местное действие- Оно чаще это проявляется в виде ожогов листьев с образованием бурых и коричневых пятен.
В городских насаждениях негативное влияние на древесные растения оказывают хлористые соли. в том числе поваренная соль, применяемые для борьбы с наледями и снегом на автомагистралях, па улицах и во дворах. Длительное применение противоледных препаратов приводит к постепенному засолению почв. Отрицательное действие хлоридов на древесные растения проявляется к более позднем и неравномерном распускании листьев, сухокронпости и снижении интенсивности роста, образовании на листьях некрозов, преждевременном их усыхании и опадении. Особенно страдают от комплексного воздействия засоления, промышленных и автотранспортных выбросов деревья на автомагистралях крупных городов и насаждения вблизи промышленных предприятий.
Рекреационная нагрузка. Увеличивающиеся с каждым ГОДОМ масштабы городского Строительства и рост городского населения приводят к возникновению больших рекреационных нагрузок в зеленых зонах. Особенно высокий рекреационный пресс создается в наиболее посещаемых населением пригородных лесах и Лесопарках. Избыточное рекреационное воздействие на пригородные лесные насаждения сопровождается уплотнением почвы, нарушением естественного живого покрова, уничтожением и повреждением подроста и подлеска, изреживанием древостоя, обнажением корневых лап, нанесением многочисленных механических повреждений стволов и корней.