Содержание к диссертации
Введение
1. Природно-географические и экологические условия города Екатеринбурга 7
1.1. Общие сведения 7
1.2. Лесорастительная зона и климат 8
1.3. Рельеф и почвы 13
1.4. Гидрологические условия 15
1.5. Основные источники атмосферного и почвенного загрязнения в г. Екатеринбурге 17
2. Состояние исследуемого вопроса 23
2.1. Темнохвойные виды, используемые в озеленении и их морфологические формы 23
2.2. Опыт использования темнохвойных видов в качестве биоиндикаторов при мониторинге городской среды 26
2.3. Основные факторы городской среды, влияющие на загрязнение атмосферного воздуха и почвы
2.4. Влияние техногенных загрязнений на морфологические характеристики ассимиляционного аппарата хвойных растений
2.5. Морфологические особенности строения хвои и кроны ели 35
3. Программа, методика и объем выполненных работ 40
3.1. Программа работ 40
3.2. Методика исследований и объем выполненных работ 41
4. Характеристика объектов исследования 51
4.1. Характеристика посадок темнохвойных растений по районам города 51
4.2. Токсичность и загрязняющие вещества почвы и атмосферы на объектах исследования 55
4.3. Анализ загруженности улиц автотранспортом 60
5. Состояние темнохвоиных видов древесных растений в посадках г. Екатеринбурга 64
5.1. Биометрические параметры деревьев ели 64
5.1. Санитарное состояние деревьев ели 69
5.2. Продолжительность жизни хвои ели в уличных посадках 70
5.3. Плотность кроны деревьев ели в городских посадках 71
5.3. Характеристика основных параметров хвои разных видов ели 72
5.3.1. Морфометрические показатели хвои 72
5.3.2. Периметр поперечного сечения и площадь поверхности хвои разных видов ели (Picea obovata Ledeb., Picea abies (L.) Karst., Picea pungens Engelm.) 85
5.3.3. Диаметр и расположение центрального проводящего пучка (ц.п.п.) хвои у разных видов ели 107
5.4. Сравнительная характеристика морфологических форм ели сибирской по типам ветвления 119
5.5. Характеристика городских посадок сосны кедровой сибирской 134
Библиографический список 142
Приложения 163
- Лесорастительная зона и климат
- Опыт использования темнохвойных видов в качестве биоиндикаторов при мониторинге городской среды
- Морфологические особенности строения хвои и кроны ели
- Токсичность и загрязняющие вещества почвы и атмосферы на объектах исследования
Введение к работе
Актуальность темы. Большинство работ по проблеме техногенных загрязнений посвящено изучению влияния выбросов крупных промышленных предприятий на естественные лесные насаждения. Для городских посадок хвойных таких работ очень мало, хотя в последнее время появились научные сводки по городам: Архангельску (Жидкова, 2000, 2003; Феклистов, 2004), Санкт-Петербургу (Фролов, 1998; Герасимов, 2000, 2003), Йошкар-Оле (Соловьева, 2003), Москве (Чернышенко, 1990, 1996, 2002; Фролова, 2000, 2001; Абатуров, 2006), Красноярску (Авдеева, 2008), Иркутску (Шергина, 2006, 2007), Ижевску (Ведерников, 2008).
Изучение жизнедеятельности растений в условиях городских уличных посадок является актуальной задачей в связи с растущей застройкой города, увеличением количества автотранспорта и общей экологической ситуацией крупного города. В настоящее время научных данных, посвященных изучению жизненного состояния хвойных древесных растений недостаточно, поэтому необходимы исследования, которые помогут повысить эффективность городского озеленения.
Цели и задачи исследования. Целью работы является оценка состояния уличных посадок темнохвойных древесных растений в городе Екатеринбурге и выявление наиболее устойчивых видов к загрязнению атмосферного воздуха и почвы выбросами автотранспорта. Это позволит определить возможность использования разных видов хвойных растений в качестве индикаторов загрязнения городской среды.
В процессе выполнения диссертационной работы решались следующие задачи:
- определить санитарное состояние елей (колючей, сибирской, европейской) и сосны кедровой сибирской в городских посадках;
оценить изменение биометрических, морфометрических, анатомических показателей деревьев и хвои при разном уровне загрязнения выбросами автотранспорта;
- установить наиболее информативные признаки, реагирующие на
загрязнение;
сравнить виды елей и их морфологические формы, используемые в уличных посадках, в различных зонах загрязнения выбросами автотранспорта;
выявить наиболее устойчивые виды хвойных растений, применяемые в городском озеленении.
Научная новизна. Впервые в условиях крупного промышленного города Среднего Урала проведено комплексное обследование посадок ели сибирской, европейской, колючей и сосны кедровой сибирской. Изучены морфологические и таксационные характеристики деревьев, произрастающих в различных зонах загрязнения; дана санитарная оценка уличных посадок темнохвойных, описаны особенности морфологических форм елей по типу ветвления, изучен ассимиляционный аппарат (продолжительность жизни, длина и площадь поверхности хвои, диаметр центрального проводящего пучка). Установлена связь между изменениями морфометрических параметров хвои разных видов елей и расстоянием от объекта загрязнения (автомагистрали).
Практическая значимость работы. Проведена инвентаризация посадок ели и сосны кедровой сибирской в г. Екатеринбурге. Полученные данные могут быть использованы для более рационального ведения зеленого хозяйства в городских условиях с целью обеспечения долговечности и декоративности посадок и мониторинга насаждений и окружающей городской среды.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований представлялись на международной научно-практической конференции
«Лесопользование, экология и охрана лесов: фундаментальные и прикладные аспекты» (Томск, 2005); на всероссийской научно-технической конференции студентов' и аспирантов УГЛТУ (Екатеринбург, 2005, 2006); на научно-практической конференции с международным участием «Экологические проблемы, взгляд в будущее» (Ростов-на-Дону, 2008); на научно-практической конференции «Экологические проблемы Севера» (Архангельск, 2008); на IV всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Научное творчество молодежи — лесному комплексу России» (Екатеринбург, 2008).
Публикации. Результаты исследований опубликованы в 10 научных работах, в т.ч. 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.
Личный вклад диссертанта. Автор принимал непосредственное участие в планировании исследований, сборе материала, теоретическом обобщении литературного материала. Весь комплекс работ по морфометрическим, анатомическим исследованиям, статистическая обработка и анализ полученных результатов осуществлен автором, лично или при его непосредственном участии и руководстве.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованной литературы, приложения. Работа изложена на 162 страницах машинописного текста, включает 52 таблицы, 44 рисунка и 12 приложений. Список литературы включает 203 наименования, из них 6 иностранных.
Лесорастительная зона и климат
Город Екатеринбург расположен на рубеже восточных предгорий Среднего Урала и Зауральской складчатой возвышенности. По данным районирования для озеленительных целей город Екатеринбург относится к 1 дендрологическому району (Мамаев, Петухова, 1961). Согласно с лесорастительным районированием (Колесников и др., 1973) район расположен в восточно-уральском южно-таежном округе, в достаточно увлажненном лесном Зауралье, относящемся к Западно-Сибирской равнинной лесорастительной области. В пределах окрестностей Екатеринбурга заметна разница в климате между северо-западной частью, высокой и покрытой лесом, и юго-восточной, открытой и более пониженной. Для первой характерен влажный и прохладный климат, для второй - более сухой и теплый. По данным Н.П. Архиповой (2001), климат самого города несколько иной, чем в окрестностях. Каменные здания, чередование направлений улиц, заградительный барьер зеленого лесопаркового кольца - все это делает климат города более теплым. В разных районах города существует свой микроклимат, который определяется рельефом, особенностями ветрового режима, наличием водоемов, парков и другими условиями. Парки и газоны снижают температуру воздуха в приземном слое в среднем на 1-2С и повышают влажность на 5-10% по сравнению с улицами, лишенными зеленых насаждений.
Оказывает влияние на микроклимат и наличие промышленных предприятий, городского транспорта, которые увеличивают запыленность и загрязненность атмосферы над городом (Климат Свердловска, 1981).
Климат города и его окрестностей характеризуют основные показатели: ход температур и осадков, мощность снежного покрова, направление и скорость ветра и некоторые другие. Главную роль в формировании климата нашего района играют западные ветры. Средняя скорость ветра колеблется от 3 до 4,5 м/сек. Смена теплых и холодных потоков, приводит к частой перемене погоды, нередко ощутимой в течение не только недели, но и суток (Кувшинова, 1968; Халевицкая, 1981).
Установлено, что за годы наблюдения (2003 - 2007 гг.) средняя температура самого холодного месяца года - января - в Екатеринбурге равна -11,7С. Средняя температура июля - самого жаркого месяца года: в Екатеринбурге +19,5С.
Годовое количество осадков по городу колеблется от 450 до 600 мм, из них, в теплое время года - 340-430 мм (рис. 1.2); в холодное - 80-150 мм (рис. 1.3).
За период наблюдений средние температурные показатели как в теплое так и в холодное время года оставались стабильными, отклонение от среднего 1-2С. В 2005 году суммарное количество осадков за вегетационный период оказалось наименьшим - 344 мм, количество зимних осадков в этом году - ПО мм, что на 15% меньше, чем в 2004 году и на 26,6% - в 2006 году. Максимальное среднегодовое количество осадков выпало в 2004 году (604 мм), минимальное количество - в 2003 (489 мм) и в 2005 году (457 мм).
По данным Н.П. Архиповой (2001) наибольшее число солнечных дней (29-30) приходится на май-август. Летом солнце светит в основном с 3 до 21 часа, зимой с 7 до 17 часов. Максимальное число солнечного сияния приходится в июле на период с 9 до 12 часов, в январе на 12-13 часов. В день зимнего солнцестояния (22 декабря) продолжительность дня ровна 7 часов 1 минута, а в день летнего солнцестояния (22 июля) - 17 часов 33 минуты. В среднем в ясные дни теплого периода (май-август) прямая радиация снижается на 6 часов. Приход рассеянной радиации за счет повышенной замутненности атмосферы увеличивается.
На освещенность в городе влияет запыленность и загазованность воздуха. Суммарная освещенность в районе Екатеринбурга имеет хорошо выраженный суточный ход: максимум около полудня и два минимума около восхода и захода солнца.
Сроки сезонов года колеблются. В среднем продолжительность весны составляет всего 71 день - с конца марта до 5 июня; короткое лето длится 80 дней - с 5 июня до 24 августа; осень - 66 дней, с 24 августа до 30 октября. Зима - самое продолжительное время года - длится 148 дней: от появления устойчивого снежного покрова до 5 марта - времени перехода среднесуточной температуры воздуха через -5С. Образование устойчивого снежного покрова в среднем происходит — 6 ноября, разрушение - 23 марта, (Батманов, 1952; Федоров, 1964).
В целом климат города и окрестностей - континентальный; более влажный и прохладный в горной части, более теплый и сухой - на юго-востоке. Континентальность климата имеет характерные черты: холодная продолжительная зима с устойчивым снежным покровом (возможны оттепели); теплое, но сравнительно короткое лето (иногда с заморозками); ранние осенние и поздние весенние заморозки, небольшое количество осадков с максимумом в летнее время. Гидротермический коэффициент 1,3-1,5. Температурный режим почвы зависит от многих факторов: типа и механического состава почвы, ее влагоемкости, состояния поверхности почвы (растительность, снег, асфальт и др.) и характера естественного покрова.
Самая низкая средняя месячная температура поверхности почвы (-16-18С) в городе наблюдается в январе. Около 4 месяцев подряд почва имеет отрицательные температуры до глубины 60 см. По средним многолетним данным почва начинает промерзать с середины декабря и уже к концу этого месяца промерзает до глубины 40-50 см.
Опыт использования темнохвойных видов в качестве биоиндикаторов при мониторинге городской среды
В современных научных публикациях приведены системы фитоиндикации загрязнения среды и состояния наземных экосистем, полезные для работ по экологическому мониторингу и нормированию антропогенных нагрузок (Николаевский, 1998). В условиях антропогенного воздействия наиболее часто на практике применяются методы биоиндикации, основанные на морфологии растений. В большинстве случаев, для оценки степени повреждения предпочтение отдается фенологическим данным и внешним признакам состояния деревьев и насаждений. Внешний вид крон деревьев и, прежде всего - хвойных, при изучении их санитарного состояния дает относительно ясное представление о сопротивляемости и устойчивости насаждений, а также о степени повреждения (Десслер, 1981). Разработаны специальные диагностические шкалы категорий жизненного состояния деревьев по параметрам кроны (Алексеев, Рак, 1985; Алексеев, 1989, 1990; Николаевский и др., 1999; Санитарные правила..., 2001).
Одним из наиболее распространенных видов древесных растений-биоиндикаторов, используемых для мониторинга, является ель европейская (обыкновенная) (Алексеев, 1997; Забусова, Степень, 2001; Павлов, 2006).
Известно, что техногенное загрязнение оказывает влияние на весь биометрический комплекс и морфоструктуру ассимиляционного аппарата ели. Потеря хвои происходит за счет сокращения ее продолжительности жизни (Вишнякова, Аткина, 2006). В городских условиях этот показатель является одним из чувствительных, свидетельствующих о наличии негативного влияния (Биоиндикация загрязнения..., 1988; Лесные экосистемы..., 1990; Алексеев, 1997; Сухарева, Лукина, 2004; Шергина, Михайлова, 2007).
Важным морфологическим признаком, указывающим на воздействие вредных факторов, служит дехромация — изменение естественного цвета хвои деревьев вследствие образования на них хлорозов и некрозов (Феклистов, 2004). Дехромация хвои обусловлена разрушением хлорофилла, вызванным атмосферными токсикантами, болезнями и вредителями, засолением почвы, недостатком питательных веществ и другими причинами.
В работе Бобковой К.С. с соавторами (1999) отмечено, что при общем снижении продолжительности жизни хвои, нарушении в ней содержания и соотношения отдельных элементов минерального питания, в пластидах хвои ели сибирской наблюдается некоторое усиление процессов пигментообразования. Этот процесс расценивается как адаптация пигментной системы к условиям среды (Миронов, Коробова, 2004; Павлов, 2006). Установлено, что загрязнение среды определяет характер возрастных и сезонных изменений в содержании в хвое пигментов (Кононюк, 2001).
На характеристику ели в качестве индикатора влияют условия произрастания (Кулагин, Сергейчик, 1974; Гудериан, 1979; Десслер, 1981; Мамаев, 1983). B.C. Николаевский (1979) при оценке газоустойчивости также предлагал учитывать географическое положение. Неблагоприятные климатические факторы усиливают негативное действие промышленных токсикантов (Кондратюк и др., 1980). Одной из первых реакций хвойных растений на загрязнение среды является снижение их устойчивости к низким температурам (Трешоу, 1988) и заметного понижения их засухоустойчивости (Кулагин, 1974).
Наименее чутким индикатором из всех видов ели, в условиях города, является ель колючая. Объем клеток мезофилла в хвое ели колючей, в условиях нарастания степени загрязнения атмосферы, практически не изменяется, что говорит о большей устойчивости данного вида хвойных растений к изменению условий произрастания (Майдебура, 2006). Повышенную устойчивость голубых форм ели связывают с наличием в хвое мощного кутикулярного покрова, ограничивающего проникновение газа в мезофилл (Чернышенко, 2002). Сравнительный анализ ели обыкновенной и других видов елей в санитарно-гигиеническом отношении приводят к выводу, что насаждения из сизо-хвойных и серебристых форм ели обладают большей зимостойкостью и газопоглотительной способностью (Гетко, Кулагин, Яфаев, 1978).
Морфологические особенности строения хвои и кроны ели
Для того чтобы установить изменения, вызванные воздействием атмосферного загрязнения, необходимо знать морфологические особенности хвои ели, произрастающей в благоприятных условиях. В настоящее время установлено, что в пределах годичного прироста побега ели обыкновенной и ели колючей существует зависимость длины и ширины хвоинок от их расположения на побеге. Хвоинки ели прикреплены к побегу по спиралям. У ели европейской хвоинки в пределах побега различаются по морфологическим признакам: на плагиотропных побегах хвоинки в верхних позициях почти вдвое короче, чем в нижних (Kemer et al., 1977; Фрей, Иваск, 1983). Длина хвои изменяется и от возраста ветви и от порядка ее ветвления (Правдин, 1964). От размещения хвоинок варьирует не только длина хвои, но и форма поперечного сечения хвоинок, которая чувствительна к условиям освещенности (Нестерович, Маргайлик, 1969), особенно в период образования зачатков хвои в почке. Форма поперечного сечения хвои укладывается в интервал от ромбического сечения до почти плоской формы, и так как ель относится к теневыносливым древесным породам, то форме поперечного- сечения хвои свойственна существенная изменчивость даже в пределах кроны одного дерева (Уткин, Ермолова, Уткина, 2008). По соотношению толщины хвоинок к их ширине, выделяют три типа хвои: световую (соотношение от 1,0 до 1,3), переходную (1,6 - 1,7) и теневую (1,8 -2,8) (Фрей, 1981).
Очень ограничен перечень литературных источников, в которых достаточно подробно и систематично излагались бы вопросы, связанные с развитием структуры кроны взрослой ели. П.П. Трескин (1973) ссылается на уникальную сводку Кишнера, Лоев и Шретера (Kirchner et al., 1908), в первом томе которой содержится обзор накопленных к началу нашего столетия фактических данных по частной экологии и биологии ели обыкновенной применительно к условиям Германии, Швейцарии и прилегающих к ним с востока областей. В специальном разделе авторами приводится подробная характеристика системы ветвления взрослого дерева и описываются габитуальные особенности кроны ели по сравнению с другими хвойными. Значительное внимание уделено характеристике соотношений в развитии осевых элементов кроны и очень верно подмечен факт усиления почек и возникающих из них осей снизу вверх по годичному побегу.
И.Г. Серебряков (1962) отмечает, что строение надземной части ели как представителя голосеменных имеет ряд архаичных черт. Это выражается в относительной простоте структуры кроны, ее почти идеальной конической форме, а также в сравнительно низкой способности к регенерации в период старения. При характеристике отдельных периодов морфогенеза автором особое внимание уделяется соотношениям интенсивности роста и длительности жизни осей разных порядков, начиная с заложения их в почках.
Крона взрослого дерева представляет собой очень сложный объект для исследований, требующий особенно четкой системы в отборе образцов и их анализе. Задача изучения строения кроны ели существенно облегчается в силу ярко выраженного у нее явления метамерии. Как известно, метамерность в структуре скелетной части кроны дерева проявляется в закономерной повторяемости отдельных структурных элементов (междоузлий, годичных побегов, многолетних скелетных осей, систем многолетних осей разных порядков — ветвей) и циклов их развития. Для выяснения общих закономерностей процессов морфонегеза, особый интерес представляют сложные структурные образования типа ветви, т. е. системы годичных побегов и многолетних осей (Структура и продуктивность еловых лесов южной тайги, 1973; Трескин, 1973, 1983).
Одной из важных метамерных единиц, составляющих структурный остов кроны взрослой ели, следует считать боковую ветвь II порядка («лапа» взрослого дерева). Особенностями возрастного морфогенеза таких ветвей-лап, расположенных на главной оси (ось I порядка, или ствол) дерева не совсем четко выраженными этажами, в конечном итоге определяется своеобразный внешний вид надземной части дерева, в частности в той или иной мере четко выраженная коническая форма кроны ели. Поэтому задача изучения строения скелетной части ее сводится к анализу возрастного развития структуры отдельных ветвей II порядка (Трескин, 1973).
Ель - одна из древесных пород, форма кроны которой сохраняется на протяжении всего онтогенетического развития (Дмитриева и др., 2007). В описательной морфологии одним из признаков, оказывающим влияние на форму кроны можно считать количество побегов на побеге предыдущего порядка. Для описания формы кроны немалое значение имеет отношение ширины кроны к ее длине, а также место нахождения центра кроны. О.В. Дмитриева с соавторами (2007) изучали параметры и форму кроны ели с помощью программы OnyxTREE 6.0, предназначенной для параметрического моделирования, получили следующие соотношения: у гребенчатой формы ели европейской отношение ширины кроны к ее длине равно 1:1,8, у щетковидной - 1:2,1, у плосковетвистой - 1:2,3. Центр кроны у щетковидной формы находится на высоте 18% от протяженности кроны, плосковетвистой на высоте 9%, гребенчатой - 19%. Авторы пришли к выводу, что крона ареальных форм ели европейской ближе к яйцевидной, нежели к конической. Почти все исследователи отмечали важные лесоводственные отличия между елями разных типов ветвления (Лесиньски, Армолайтис, 1992). Формы ели, различающиеся по типу ветвления, выделил шведский ботаник Н.Сильвен, он описал пять типов строения ветвей (гребенчатый, неправильно-гребенчатый, компактный, плосковетвистый, щетковидный). Б.В. Гроздов, Л.И. Милютин, Е.Г. Орленко и др. считали возможным ограничиться тремя типами ветвления: гребенчатым, плоским и щетковидным. Авторы указывают на лучший и более быстрый рост гребенчатой и щетковидной ели, плосковетвистые ели растут медленнее (Молотков, Патлай и др., 1982). Следует отметить субъективный подход к описанию типов ветвления. Имеется явная связь между типами ветвления и размерами деревьев. Это обусловлено влиянием светового фактора на формирование плоского типа ветвления. У крупных деревьев с большим диаметром, большей высотой реже встречается плоский тип ветвления; наоборот, у мелких он встречается чаще (Петров, 1977; Мамаев, Попов, 1989). По данным М.С. Некрасова (1965) в ельниках Среднего Урала лучшим ростом характеризуются ели с компактным типом ветвления, худшим - с плоским типом ветвления.
На улицах г. Екатеринбурга уже длительный период произрастают следующие виды темнохвоиных древесных растений: ель сибирская, ель европейская, ель колючая и сосна кедровая сибирская.
Ель — является традиционным объектом для мониторинга окружающей среды. Наибольшее количество литературных источников приходится на изучение влияния загрязнения естественных насаждений. Состояние ели в условиях городской среды изучено недостаточно.
На основе литературных данных по распределению концентраций загрязнителей выбросами автотранспорта, в зависимости от расстояния от магистрали, можно выделить три основные зоны: сильная, средняя и слабая, с интервалом в 10-20 м. В г. Екатеринбурге максимальное загрязнение воздушного бассейн в Верх-Исетском и Ленинском районах, но средние данные в несколько раз перекрываются показателями, отмеченными вблизи мест торможения автотранспорта.
Токсичность и загрязняющие вещества почвы и атмосферы на объектах исследования
Городские почвы - это антропогенно-измененные почвы, имеющие созданный в результате человеческой деятельности поверхностный слой мощностью более 50 см, полученный перемешиванием, насыпанием, погребением или загрязнением материалами урбаногенного происхождения, в том числе строительно-бытовым мусором (Добровольский, 1997).
В настоящее время существует несколько методик для определения наиболее важной характеристики успешного произрастания растений -фитотоксичности почв. В процессе обследования условий произрастания насаждений была определена степень фитотоксичности почвогрунтов экспресс-методом по всходам кресс-салата и по оригинальной модифицированной методике Ю.С. Григорьева по изменению состояния одноклеточной водоросли Chlorella vulgaris Beijer. На десяти участках уличных посадок хвойных проведены исследования (на базе Института Экотоксикологии УГЛТУ) почвенных образцов.
Контрольным вариантом служила дистиллированная вода, где из 30 семян взошли все 30. Снижение числа проростков в опытном варианте по сравнению с контрольным на 10-30% говорит о слабой фитотоксичности почвы. Разница от 30 до 50% указывает на среднюю степень фитотоксичности почвы, а выше 50% - свидетельствует о высокой (недопустимой) степени фитотоксичности почвы. Разница в 10% не принимается во внимание - почва считается экологически чистой. Анализ полученных данных показал, что практически на всех участках почва является экологически чистой. Исключения составляют участки № 16, 26 (Кировский район), 66 (Октябрьский район), 27, 23 (Верх-Исетский район), где по данным опыта почва обладает слабой фитотоксичностью (табл. 4.1).
При сопоставлении результатов с данными исследования на базе НИИ Экотоксикологии УГЛТУ можно отметить, что кресс-салат больше отреагировал не на количество конкретных элементов (подвижных форм отдельных солей), а на кислотность почвы. В городских условиях почвы, как правило, подвергаются подщелачиванию. Большинство авторов связывает это с воздействием техногенной пыли, содержащей щелочные металлы, а также с попаданием в почву через поверхностный, сток и дренажные воды хлоридов кальция и натрия в результате применения этих солей в качестве антигололедных реагентов (Якубов, Седова, 2001; Методические указания..., 2003);
Величина кислотности корнеобитаемого слоя городских почв колеблется в широких пределах, но преобладают почвы с нейтральной и слабощелочной средой. В большинстве случаев реакция среды у городских почв выше, чем у зональных (Обухов и др., 1990). Высокую щелочность городских почв большинство авторов связывает с попаданием в них через поверхностный сток и дренажные воды преимущественно хлоридов кальция и натрия, а также других солей, которыми посыпают тротуары и дороги зимой. Из таблицы 4.3 можно сделать вывод, что эти пробы городских почв имеют нейтральную либо слабощелочную среду. Общее содержание питательных веществ, в плодородном слое почвогрунтов неодинаково.
По механическому составу городские почвы - суглинки. Для них оптимальное содержание фосфора 250-280 мг/кг, калия 180-250 мг/кг, и доступного азота 40-60 мг/кг. Однако элементы, содержащиеся в почве не полностью доступны для растений. Поэтому можно сделать вывод, что городские почвы нуждаются в органоминеральных подкормках. Содержание загрязняющих веществ также отрицательно сказывается на содержании и доступности питательных элементов растениями. Данные по содержанию основных загрязняющих веществ в атмосферном воздухе (прил. 7) были предоставлены НИИ Экотоксикологии УГЛТУ. Анализ полученного материала выявил исследуемые участки произрастания хвойных растений, расположенные в неблагоприятной экологической обстановке. В Октябрьском районе по всем обследованным участкам обнаружено превышение ПДК по диоксиду азота, особенно на объектах № 2, 30, 59, 15 (в 6 раз), в 3-4 раза на участках № 21 и 5. По содержанию меди превышение ПДК в атмосферном воздухе в 2 раза на участках № 14, 1, 70, 68. Исследование почвы выделило участок № 14, где почва определена как токсичная.
В Кировском районе также превышено ПДК по диоксиду азота в среднем в 2 раза по всем исследуемым участкам. На участках № 37,50, 41,13 и 19 в 2 раза превышено ПДК меди. По токсичности почвы в районе отмечены участки № 26 (токсичная) и № 22 (гипертоксичная).
Ленинский район отмечен превышением ПДК диоксида азота в атмосферном воздухе на участках № 73, 72 в 3 раза; меди - в 2 раза на участках №11, 12 ив 7 раз на участках № 73 и 72, на данных участках содержание цинка в 2 раза превышает ПДК. Неблагоприятна обстановка и по загрязнению почвогрунтов на участках № 10 (сильнотоксичная), № 11, 72 (гипертоксичная).
В Верх-Исетском районе содержание диоксида азота в атмосферном воздухе превышает ПДК на участках № 52 и 23 в 3 раза, меди на участке № 52 в 2 раза, и в 7 раз на участке № 23, на этих же участках обнаружено превышение ПДК по свинцу в 1,5 раза. На участке 23 содержание цинка превышает ПДК в 2 раза. Участок № 52 отмечен сильнотоксичной степенью загрязненности почвогрунта, № 27 — гипертоксичной.
В Орджоникидзевском районе на участках № 17 и № 6 содержание диоксида азота, меди и цинка незначительно превышает ПДК (до 1,6 раз), на участке № 17 - отмечено превышение ПДК серы. На участке № 17 определена гипертоксичная степень фитотоксичности почвогрунтов. В Чкаловском районе на исследуемых участках № 51 и 54 не отмечено превышения ПДК загрязняющих веществ и тяжелых металлов в атмосферном воздухе. Таким образом, полученные результаты подтвердили данные анализа Государственного доклада «О состоянии...» (2007). Состояние атмосферного воздуха в г. Екатеринбурге имеет самый высокий уровень загрязнения в Ленинском и Верх-Исетском районах. Показатели загрязненности почвогрутов несколько расходятся и требуют более тщательного изучения.
