Экология/6. Экологический мониторинг

К.б.н. Колмогорова Е.Ю.

Институт экологии человека СО РАН, Россия

Влияние экологических условий угольного отвала

на водный дефицит в хвое сосны обыкновенной

Интенсивное развитие угольной отрасли в Кузбассе привело к образованию обширных площадей нарушенных земель. Важное значение для оздоровления окружающей среды имеют мероприятия по лесному направлению биологической рекультивации. В условиях Кузбасса для биологического этапа рекультивации породных отвалов угольных разрезов чаще других используется сосна обыкновенная, которая характеризуется высокой приживаемостью.

Перед проведением биологического этапа рекультивации на некоторых отвалах наносится потенциально плодородный слой (ППС). Однако представляет интерес выяснение необходимости нанесения ППС при проведении технического этапа рекультивации, в случае использования для биологического этапа рекультивации сосны обыкновенной.

Одним из критериев оценки устойчивости растений к неблагоприятным условиям среды является стабильность показателей водного режима (Кизеев, 2001).

Уменьшение содержания воды в растении вызывает резкое падение интенсивности фотосинтеза, интенсивность дыхания возрастает, но нарушается сопряженность окисления и фосфорилирования, в результате чего сильно снижается энергетическая эффективность дыхания. Оводненность листьев у неустойчивых видов, к каковым отнесена и сосна, в условиях действия техногенных нагрузок снижается.

В качестве показателей напряженности водного режима растения используют водный дефицит и дефицит относительной тургесцентности ткани. В обоих случаях сравнивают содержание воды в растительной ткани с количеством ее же в той же ткани, находящейся в состоянии полного тургора.

Исследования проведены в 2011 году. В качестве объектов исследований были выбраны посадки сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) I (10-15 лет) и II (20-25 лет) класса возраста. Возраст отвала 20 лет, но в 2004 г. проведен комплекс работ по его планировке. Площадки наблюдения (ПН) заложены на территории отвала «Южный» разреза «Кедровский». ПН №1 спланированный отвал (с нанесением ППС), ПН №2 межотвальная впадина (без нанесения ППС), ПН №3 спланированный отвал (без нанесения ППС).

Водный дефицит изучали по общепринятой методике (Малый практикум …,1994). Для изучения показателя образцы хвои собирали с 5 модельных деревьев удовлетворительного жизненного состояния с каждого изучаемого участка. Масса хвои до и после высушивания измерялась на электронных технических весах с точностью до 0,05 г. Повторность опытов трехкратная из смешанной пробы. Отбор растительных образцов проводили 3 раза за вегетацию - в середине июня, июля и августа.

Площадки наблюдения различаются по экологическим условиям. Самые неблагоприятные условия для существования растений на спланированном отвале без нанесения ППС (ПН №3). Условия межотвальной впадины (ПН №2) способствуют накоплению влаги, необходимой для развития растений. ПН №1 характеризуется более высоким содержанием питательных веществ за счет нанесения ППС.

Исследованиями установлено, что у сосны обыкновенной I возрастной категории наибольший водный дефицит в хвое отмечен в июле на ПН №2. В июне и августе данный показатель максимально повышается у сосны, произрастающей на ПН №1.

Наименьший водный дефицит отмечен в июне и июле в хвое сосны, произрастающей на ПН №3 (таб.).

У сосны II возрастной категории наибольший водный дефицит отмечен на ПН № 1 во все сроки наблюдения и на ПН №2 в июле. Минимальный дефицит воды отмечен так же на ПН №2 в июне (в 1,4 раза меньше, чем в июле) (таб.).

У растений сосны, произрастающих на спланированном отвале без нанесения ППС, минимальный водный дефицит отмечен в июле и августе.

Таблица

Водный дефицит в хвое сосны обыкновенной, произрастающей в различных условиях отвала «Южный» разреза «Кедровский»

Площадки	Водный дефицит, %
	июнь	июль	август
10-15 лет
ПН №1	34,8±0,89	34,92±1,59	27,96±2,44
ПН №2	28,3±1,08	35,61±2,39	24,11±1,50
ПН №3	28,2±2,57	23,58±0,80	26,36±0,17
20-25 лет
ПН №1	35,5±1,10	35,1±1,94	35,15±0,33
ПН №2	24,9±1,63	35,1±0,10	31,05±2,54
ПН №3	32±2,99	29,04±0,93	29,25±2,40

Исследованиями установлено, что экологические условия отвала влияют на водный дефицит в хвое сосны обыкновенной.

Наиболее благоприятные условия водного режима для произрастания сосны сложились на спланированном отвале без нанесения ППС (ПН №3), следовательно, нанесение ППС не оказывает положительного влияния на рост и развитие сосны в условиях отвала, поэтому эту дорогостоящую процедуру технического этапа рекультивации можно исключить.

Литература:

1. Кизеев А. Н. Изменения морфологических и физиолого-биохимических показателей хвои сосны обыкновенной в условиях аэротехногенного загрязнения // Молодой ученый. — 2011. — №3. Т.1. — С. 120-128.

2. Малый практикум по физиологии растений: Учеб. пособие под ред. А. Т. Мокроносова. – М: Изд-во МГУ, 1994. – 184 с.