Кислотные дожди и их влияние на растения

Растения-индикаторы загрязненности

45

хранение естественных процессов поддержания и регуляции круговорота веществ и энергии в биосфере, обеспечивающих продолжение жизни на земле.

Техногенный путь развития нашей цивилизации привел к значительной нагрузке на окружающую природу, стабильность которой в промышленных регионах часто бывает подорванной.

Воздух, загрязненный промышленными выбросами, вредно влияет на природную среду. Влияние загрязненного воздуха на растения происходит как путем прямого действия газов и пыли на ассимиляционный аппарат, так и путем косвенного воздействия через почву. Особо негативным является действие кислых газов, которые непосредственно приводят к отмиранию отдельных органов растений, ухудшению роста и урожайности, а также качества сельскохозяйственной продукции. Накопление же

вредных веществ в почве способствует уменьшению почвенного плодородия, приводит к гибели полезной микрофлоры,

нарушению минерального питания.

В результате загрязнения атмосферы значительно повреждается растительность. Во многих городах и вблизи них исчезают сосна и другие породы деревьев. Хвойные растения являются хорошими индикаторами загрязнения воздуха. Они весьма чувствительны к его чистоте, и поэтому не очень хорошо чувствуют себя в городах. Биоиндикатором чаще всего служит сосна как наиболее широко распространенная культура. В зонах сильного загрязнения ее хвоя приобретает темно-красную окраску, в хвоинках накапливаются ядовитые вещества, устьица их забиваются копотью, а затем хвоя отмирает и опадает, просуществовав всего год при норме три-четыре года.

Благодаря поглотительной деятельности растений, почвенной и водной среды происходит очищение атмосферного воздуха, однако возможности этих систем не безграничны. Накоп

46

Ратсения-индикаторы загрязненности

ление углекислого газа в атмосфере привело к «парниковому эффекту», последствия которого с каждым годом начинают проявляться все рельефнее, вызывая необычные природные явления, нарушая привычный ход погодно-климатических условий. Причинами роста концентрации углекислого газа является как возрастание объемов потребления, сжигания и переработки топлива и углеродосодержащих материалов, так и уменьшение годичной продуктивности растений в наземных и водных экосистемах. Последнее вызвано заменой более продуктивных естественных лесных фитоценозов искусственными и менее продуктивными сельхозугодьями и подавлением фотосинтеза у растений под влиянием повышения фона загрязнения воздуха, воды и почвы. Агроценозы (сообщества сельскохозяйственных растений), даже самые высокоурожайные, уступают естественным лесным фитоценозам (растительным сообществам) по суммарной биологической продуктивности, а следовательно, фо-

тосинтезирующей деятельности, которая обеспечивает утилизацию углекислого газа и регенерации кислорода.

Растения более чувствительны к различным газам, чем животные и человек. Большая чувствительность растений связана с большей скоростью проникновения газа и автотрофным характером их метаболизма. Известны чувствительные растения-индикаторы, не выносящие даже очень слабого загрязнения воздуха. Под влиянием очень слабых концентраций сернистого газа и других промышленных загрязнителей первыми исчезают

из состава фитоценозов мхи и лишайники. К действию фтора весьма чувствительны гладиолусы (Gladiolus sp.), аммиака — подсолнечник (Helianthus annuus), сероводорода — шпинат (Spinacea oleracea) и горох (Pisum sativum), полициклических ароматических углеводов — недотрога (Impatiens noli-tangere), тяжелых металлов — фасоль (Phaseolus vulgaris).

Из всех примесей, оказывающих вредное воздействие на растительность, самым изученным является сернистый газ.

Растения-индикаторы загрязненности

47

Таблица 9. Сравнительная устойчивость растений к сернисто-

му газу Вид растения Степень устойчивости, балл Степень повреждения Люцерна (Medicago sativa) 1,0 Слабая Овес (Avena sativa) 1,3 Слабая Клевер (Trifolium pratense) 1,4 Слабая Пшеница (Triticum aestivum) 1,5 Слабая Горох (Pisum sativum) 2,1 Средняя Виноград fVftfs vinifera) 2,2 Средняя Абрикос (Armeniaca vulgaris) 2,3 Средняя Картофель (Solanum tuberosum) 3,0 Значительная Кукуруза (Zea mays) 4,0 Значительная Огурцы (Cucumis sativum) 4,2 Значительная Сосна (Pinus silvestris) 7 Значительная Данные таблицы наглядно показывают, почему наилучшим растением-индикатором на сернистый газ является сосна. Огурцы также относятся к группе растений, чувствительных ксерни-стому газу, и по их состоянию после дождя можно определить, был ли он кислотным.

Растения имеют различную чувствительность к примесям как от их концентрации, так от продолжительности их воздействия. При небольших концентрациях сернистого газа растения могут повреждаться при большей продолжительности времени воздействия, так, например, при концентрации больше 0,2 мг/м3 растения могут повреждаться в течение месяца. При уменьшении времени воздействия концентрация веществ, приводящих к повреждению, увеличивается. Так, кратковременное, до 5 минут, резкое увеличение концентрации (которое может на

48

Ратсения-индикаторы загрязненности

блюдаться при залповых выбросах и при аварии) может привести к повреждению и гибели растительности. Однако зависимости эти еще недостаточно изучены. Нередко отмечаются случаи повреждения деревьев, особенно хвойных, при весьма малых концентрациях сернистого газа.

При взаимодействии продуктов сжигания ископаемого топлива — окислов серы и азота — с атмосферной влагой образуются серная и азотная кислоты.

Подкисление почвы под влиянием атомосферных загрязнений приводит также к изменению видового разнообразия сенокосных угодий и естественных экосистем. Для сельскохозяйственных площадей важно, чтобы в почве имелось достаточное количество кальция, необходимого для поддержания рН в оптимальных пределах, обеспечивающих протекание реакций

обмена ионов, насыщения коллоидов и поддержания рыхлости почвы.