Введение к работе
Актуальность темы. В последнее десятилетие в нашей стране резко увеличилось количество исследований по индустриальной экологии, имеющих цельп выработать рекомендации по гаирокоцу и эффективному использовании древесных растений для оптимизации техногенних ландшафтов и оздоровлению окружающей среды d промышленных центрах.
В связи с этим важным является изучение влияния техногенных факторов на фотосинтетичеекий аппарат древесных растений и выявление функциональных характеристик, определяющих устойчивость ассимилирующих органов растений к промышленным токсикантам. Определение функциональных показателей растений и их адаптации в условиях промышленной токсикации необходимы для оценки зон устойчивости древесных растений разных систематических групп к разным условиям техногенеза.
Цель и задачи работы. Основной целью исследований было изучение функционального состояния ассимиляционного аппарата древесных растений в условиях техногенного воздействия газообразных соединений серы. В задачи настоящей работы входило:
-
изучение пигментной системы, световой и температурной зависимости фотосинтеза растений, произрастающих п различных по интенсивности воздействия естественных условий техногенеза;
-
выявление особенностей влияния сернистого газа на фотосинтез растений в контролируемых лабораторных условиях фумигации токсикантом;
-
поиск критериев, позволяющих оценивать устойчивость древесных растений к сернистому газу.
Научная новизна. Впервые проведен количественный и качественный анализ пигментной системы дуба монгольского, берез маньчжурской и даурской, кедра корейского и лиственницы ?ль-гинской, произрастающих в условиях техногенного загрязнения атмосферы сернистыми соединениями. Показано, что изменение суммарного содержания хлорофиллов в ассимилирующих органах растений, по мере приближения к источнику загрязнения, имеет трехфазный характер: фаза слабого угнетения, фаза активации и фаза необратимых изменений. Местоположение*фазы активации по отношения к источнику токсиканта может служить одним из критериев устойчивости деревьев к данному фитотоксиканту: у
более устойчивых видов растений эта фаза расположена ближе к источнику загрязнения.
Впервые показано, что в условиях интенсивного воздействия токсиканта проявляется второе, дополнительное к наблюдаемому в области высоких интенсивностей света плато световой кривой фотосинтеза, что, по-видимому, обусловлено усилением g -карбоксилирования ФЕП в общем газообмене растений. Как правило, у чувствительных к сернистому газу растений данный эффект проявляется при более низких концентрациях токсиканта, по сравнению с устойчивыми видами растений. Приведен анализ s-образности световой кривой фотосинтеза в естественных и контролируемых условиях газации растений сернистым ангидридом. Показано, что проявление S -образности световой кривой может служить дополнительным показателем устойчивости растений к сернистому ангидриду.
Проведено исследование изменения формы кривой температурной зависимости фотосинтеза в условиях техногенеза. Показано, что с увеличением интенсивности воздействия токсиканта у устойчивых видов растений происходит смещение максимума фотосинтеза в область высоких температур; у чувствительных растений при аналогичном воздействии относительно возрастает низкотемпературный максимум.
Практическое значение. Используя значения основных параметров фотосинтеза (максимальный уровень фотосинтеза г"1 и эффективность утилизации солнечной энергии Q ) и характер их изменения при действии различных концонтрафій сернистого газа в контролируемых условиях, можно достаточно быстро классифицировать древесные растения по степени их устойчивости к данному токсиканту. Дополнительно к этому, концентрация токсиканта, при которой появляется второе плато на световой кривой позволяет оценить границы предельной устойчивости различных растений к сернистому газу. Эти показатели в совокупности дают возможность с достаточной надежностью прогнозировать поведение лесных экосистем при возможном воздействии серш!стых соединений.
Апробация. Основные материалы диссертации доложены и обсуждены на Всесоюзной школе по проблеме влияния промышленных предприятий на окружающую среду (Звенигород, 1904); на Всесоюзном совещании по вопросам адаптации древесных расте-
ний к экстремальным условиям среды (Петрозаводск, 1981); на Региональной научно-практической конференции по итогам изучения лесов Дальнего Востока и задачам интенсификации многоцелевого лесопользования (Хабаровск, 1989); на научно- практическом семинаре по экологическим проблемам Дальнегорского района и пути их решения (Дальнегорск, 1989); на I Всесоюзной научной конференции по теме " Растения и промышленная среда" (Днепропетровск, 1990).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и списка литературы, насчитывающего 86 отечественных и 51 иностранных работ; работа изложена на '155 страницах машинописного текста и иллюстрирована 36 рисунками и 8 таблицами.
