Влияние загрязнения окружающей среды на растения

Действие средних концентраций SO₂ сопровождающееся действием фторидов, оказывает значительное действие на репродуктивные органы сосны обыкновенной. Происходит уменьшение числа семян на шишку, прерывание развития семян и уменьшения размеров и массы шишек (Ашихмина, 2000).

 

2. Воздействие вредных веществ на уровне органов и тканей.

Установлено, что аэрозоли, действующие на листья растений, как  правило, биологически менее активны, чем загрязнители, проходящие через  корневую систему.

В вегетативном опыте на растениях гороха установлено, что  корни гораздо чувствительнее к  воздействию свинца, чем стебли, и изменение длины корней может  быть первичным показателем токсичности  свинца (Кавтарадзе и др., 1999).

В модельных опытах на проростках кукурузы, выращенных в одинаковых условиях на растворах азотнокислых солей свинца, кадмия и цинка, было показано, что для клеток кадмий гораздо более токсичен. Как кадмий , так и свинец вызывают изменения клеточной организации и динамики процесса роста корней на клеточном уровне, тормозя процессы деления и растяжения растительных клеток. Есть данные о снижении количества аденозинтрифосфата в изолированных хлоропластах растений, растущих в непосредственной близости от полотна автомобильной дороги (Кавтарадзе и др., 1999).

Сокращение числа семян  в соцветиях и высокая частота  хромосомных аберраций описаны  у растений житника гребенчатого, произрастающего в придорожной  полосе, в 45 раз более насыщенной свинцом, чем на расстоянии 100 метров от полотна данной автомобильной  дороги (Охмат и др., 1989, по Кавтарадзе и др., 1999).

Воздействие транспортных систем связано и с изменением функционирования регуляторной системы растений, то есть с изменением активности гормонов. Например, абсуоровая кислота - «гормон  стресса»- может оказывать влияние  на работу устьичного аппарата (Кавтарадзе и др., 1999).

Вредные вещества оказывают  большое влияние на ткани растений. Так, у загрязненных растений размеры  устьиц мельче, чем у незагрязненных. Изменение устьичного аппарата приводит к снижению интенсивности транспирации (прилож. 2, рис. 3.).

У растений загрязненных зон происходит также увеличение частоты жилкования листьев и изменение размеров листа. Например, на расстоянии 200 м  от дороги лист у растений крупнее, чем у обочины дорожного полотна (табл.З).

 

Таблица № 3

Признаки листьев загрязнённых и не загрязнённых зон (по Кавтарадзе., 1999).

ТИП ЛИСТА	ЭПИДЕРМА	ПРОВОДЯЩИЕ ПУЧКИ	РАЗМЕР УСТЬИЦ
Загрязненный Незагрязненный	Мелкоклеточная Крупноклеточная	Многочисленные Малочисленные	Мелкие Крупные

 

У растений загрязненного местообитания  часто наблюдается явление судорожного  плазмолиза, когда протопласт клетки отстает от оболочки не равномерно, что свидетельствует о негативном воздействии загрязняющих веществ  на уровне клетки (прилож З, рис.4).

3. Воздействие вредных веществ на уровне генеративной сферы и морфогенеза.

Известно, что качество пыльцы в  большей степени зависит от уровня физического и химического загрязнения  среды. Пыльца отличается высокой чувствительностью  к действию отрицательных факторов и может являться индикатором загрязнения среды генетически активными компонентами (Кавтарадзе и др., 1999; Ашихмина, 2000).

Методика анализа качества пыльцы заключается в определении процента ненормальных пыльцевых зерен.

Высокая чувствительность к действию мутагенов проявляется у томатов. Генетически активные факторы среды  резко нарушают процесс образования  пыльцы томатов, доводя до полного отсутствия в пыльниках нормальных пыльцевых  зерен (Кавтарадзе и др., 1999).

Для анализа пыльцы необходим микроскоп. Для окраски пыльцы используется слабый раствор йода (Ашихмина, 2000). После окраски нетрудно отличить нормальные пыльцевые зерна от абортивных (прилож. 4,5; рис.5,6; табл.4).

 

 

Таблица 4

Морфологические отличия нормальных и абортивных пылинок (по Т. Ашихминой, 2000).

Нормальные пыльцевые зерна	Абортивные пыльцевые зерна
Интенсивно окрашены Одинаковы по размеру Одинаковы по форме	Не окрашены Разных размеров Неправильной формы

 

Обычно пыльца у растений, произрастающих в незагрязненных условиях имеет  хорошее качество, процент нормальных пыльцевых зерен близок к 100 %.

Повышенное загрязнение окружающей среды может снизить процент  нормальных пылинок до 50 % и ниже (Кавтарадзе и др., 1999; Ашихмина, 2000).

У некоторых абортивных зерен наблюдается резкое изменение строения экзины - появляются короткие шипы или бугорки, вместо длинных шипов, характерных для нормальных пыльцевых зерен (Кавтарадзе и др., 1999).

Внешние условия вызывают также  нарушения мейоза микроспороцитов  и формирования пыльцевых зерен, вызывающие стерильность пыльцы.

Таким образом, многообразные реакции  растений, связанные с нарушениями  метаболизма, проявляются не каким-либо одним конкретным изменением в структуре, а широким спектром аномалий развития.

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Технологические процессы строительства  и производств без принятия природоохранных  мероприятий оказывают отрицательное  воздействие как на человека, так  и на животных, микроорганизмы и  растения. Глобальное загрязнение окружающей среды в значительной степени  сказывается на состоянии природных  экосистем, особенно на зеленом покрове  нашей планеты: произрастая константно, растения в максимальной степени  испытывают на себе антропогенную нагрузку.

Воздействия от хозяйственной деятельности человека проявляются в механических повреждениях растений, замедлении и  прекращении биохимических процессов. Это происходит под воздействием газов, продуктов сгорания топлив, испаряющих веществ, пыли при непосредственном соприкосновении с горючесмазочными материалами, органическими, минеральными и другими веществами (Кавтарадзе и др., 1999).

Для защиты окружающей среды необходим  значительный объем знаний, относящийся  к вопросам взаимодействия антропогенных  загрязнителей с организмами  и ответной реакции последних. Лабораторные методы дорогостоящи и не всегда способны охватить большие территории. В связи  с этим все большую популярность приобретают методы биоиндикации, поскольку  позволяют получить обобщенный и  интегральный ответ на вопрос «Каково  состояние среды в зоне проживания и насколько опасны загрязнения  для живой природы и для  человека?».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Библиографический список

1. Артамонов, В.И. Зеленые оракулы, - М. - 1989, 188 с.
2. Артамонов, В.И. Растения и чистота природной среды, М.: Наука, - 1986 г., 173 с.
3. Ашихмина, Т.Я. Школьный экологический мониторинг, М.: Агар, - 2000, с.92-93.
4. Вронский, В.А. Антропогенное влияние на загрязнение атмосферы и растений, - Биология в школе, - №2, - 1992 г., с.20-22.
5. Кавтарадзе, Д.Н. Автомобильные дороги в экологических системах / Кавтарадзе Д.Н., Николаева Л.Ф., Поршнева Е.Б., Флорова Н.Б., - М., 1999, 240 с.
6. Каплин, В.Г. Биоиндикация состояния экосистем / Учебное пособие, - Самара, 2001, с.91-92.
7. Криволуцкий, Д А. Биоиндикация в городах и пригородных зонах / сборник научных статей, - М., 1993, 200 с.
8. Лисичкин, Г.В. Экологический кризис и пути его преодоления // Сорос, образовательный журнал, - 1998, № 12, с. 65-70.
9. Покровская, С.Ф. Влияние загрязнения воздуха на растения, М. - 1973, 17 с.
10. Реввель П., Реввель Ч. Загрязнение воды и воздуха // Среда нашего обитания, в 4х томах, том 2, М. - 1995, 298 с.
11. Рыжов, И.Н. Городская среда в журнале школьного экологического мониторинга / География в школе, № 3 М. - 1998, с.52-54.
12. Рыжов, И.Н. Программа школьного экологического мониторинга городских микрорайонов / География в школе, № 3, М. - 1998, с.54-56.
13. Степановских, А.С. Общая экология / Учебник ля студентов ВУЗов, М. - 2000
14. Степанчик, В.В. Экологическое состояние лесных насаждений в зоне промышленных выбросов / Экология, №1, - 1999, с.20
15. Суравегина, И.Т. Экологическое образование - важное направление работы общеобразовательной школы / Биология в школе, 2001, №3 с.887.
16. Трешоу, М. Загрязнение воздуха и жизнь растений, М. - 1988, 639 с.
17. Федорков, А.Л. Изменчивость признаков анатомического строения хвои сосны, и ее устойчивость к техногенному и климатическому стрессу / Экология, №1, - 2002, с.70-72.
18. Шахраманьян, М.А. Опасности природы техногенного экологического характера на территории субъектов центрального района России / Шахраманьян М.А., Акимов В.А., Козлов К.А. // Экология и промышленность, - 1999, с.37-38.

 

Рис 1. Побег сосны обыкновенной

Приложение 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис 2. Повреждение и усыхание хвои сосны обыкновенной

1 – хвоинки без пятен; 2-3 хвоинки  с черными пятнами; 4-6 хвоинки  с усыханием

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 2

 

Рис 3. Изменение  состояния устьичного аппарата, и  способность к транспирации

 

Приложение 3

Рис 4. Явление судорожного плазмолиза у травянистых растений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 4

 

 

Рис 5. Нормальные и абортивные пыльцевые зёрна томатов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 5

Рис 6. А - нормальные пыльцевые зёрна; Б – аномальные зёрна