В ходе данного исследования была проведена оценка качества атмосферного воздуха дендрария Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр» с использованием метода биоиндикации и теста помутнения по Гертелю.
Ключевые слова: дендрарий; биоиндикация; оценка; атмосферный воздух; особо охраняемая природная территория.
Дендрарий Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр» (далее дендрарий «СКФНАЦ») является памятником природы (особо охраняемой территорией) краевого значения [1] (рис.1).
Рис. 1. Дендрарий ФГБНУ «СКФНАЦ»
Его основная ценность — уникальная видовая фитоколлекция, состоящая из фитоинтродуцентов, поэтому защита и поддержание здорового состояния дендрофлоры очень важно для сохранения статуса данного уникального уголка природы.
Цель работы: оценить качество атмосферного воздуха дендрария ФГБНУ «Северо-Кавказского федерального научного аграрного центра».
Задачи исследования:
- Оценить качество окружающей среды по флуктуирующей асимметрии листвы березы повислой ( Betula pendula );
- Провести экспресс-оценку качества атмосферного воздуха дендрария ФГБНУ «СКФНАЦ по состоянию хвои сосны ( Pinus );
- Выполнить качественную оценку атмосферного воздуха объекта с использованием лабораторного метода — тест помутнения раствора по Гертелю;
Методики исследования: оценка качества атмосферного воздуха дендрария велась методом биоиндикации с использованием хвойных видов деревьев (сосна обыкновенная ( Pinus sylvestris ), сосна крымская ( Pinus pallasiana )). Оценка качества среды обитания исследуемой экосистемы проводилась по интегральной экспресс-оценке живых организмов по флуктуирующей асимметрии листовой пластины с использованием березы повислой ( Betula pendula ).
Изначально она включала в себя 504 вида древесно-кустарниковой растительности, представлявшаяся 92 родами и 33 семействами, но к 2021 году их численность снизилась в 3,7 раза, а именно до 127 видов [2]. Из них по классификации жизненных форм К. Раункиера (1937) 89 % составляют фанерофиты, а 11 % хамефиты.
Исследование проводилось на 12 учетных площадках: 6 учетных площадок для обследования сосны ( Pinus ) и 6 учетных площадок для осмотра Березы повислой ( Betula pendula ) (рис.2).
Рис. 2. Расположение учетных площадок в дендрарии ФГБНУ «СКФНАЦ. Примечание: зеленым отмечены учетные площадки произрастания сосны ( Pinus ), желтым — учетные площадки произрастания березы повислой ( Betula pendula )
Исследование проводилось на хвое второго года и больше.
Сравнительный анализ результатов с Пятибалльной шкалой оценки отклонений состояния организма от условной нормы по величине интегрального показателя стабильности развития для березы повислой ( Betula pendula ) показал, что первая, вторая, третья и шестая учетные площадки имеют I балл (чисто) (табл. 1).
Таблица 1
Анализ показателей изучаемых учетных площадок по тест-системе оценки качества среды
|
Номер учетной площадки |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Величина интегрального показателя стабильности развития |
0,032 |
0,034 |
0,031 |
0,044 |
0,046 |
0,034 |
При этом, участок номер четыре — II балла (норма), а площадка пять III балла (загрязнено).
Первичные данные обследованной хвои были занесены в таблицы с разделением по следующим критериям: учетные площадки, состояние хвои (повреждение и усыхание), количество хвоинок и доля хвоинок от общего количества обследование (в процентах). Полученные данные сравнивались с Экспресс-оценкой загрязнения воздуха (I — VI) с использованием сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris ).
Из полученных данных показателей хвои методам биоиндикации можно выделить, что учетные площадки номер один, два и четыре можно отнести к I класс повреждения (идеально чистый). Учетные площадки номер три и шесть имеют II класс повреждения (чистый). Площадка номер пять имеет III — IV класс повреждения (норма, тревога) [3].
Для построения более точных выводов о динамике загрязнения атмосферного воздуха проанализированные результаты обследованной хвои сравнивались с исследованием 2019 года [4].
Так, учетные площадки № 1, № 2, № 3, № 4, № 5, № 6 в 2022 году соответствуют исследованным площадкам № 2, № 1, № 4, № 8, № 7, № 5 в 2019 году (рис 3).
Рис. 3. Сравнительные данные оценок качества атмосферного воздуха дендрария СКФНАЦ за 2019 и 2022 года
Из диаграммы видно, что учетные площадки показали увеличение загрязненности атмосферного воздуха, при этом его уровень остается в пределах нормы. Оценка остальных исследуемых площадок не изменилась.
Для уменьшения погрешности при проведении визуальных методик, был проведен лабораторный метод — тест помутнения по Гертелю.
Помутнение больше 10 % в сравнение с дистиллированной водой указывает на загрязнение атмосферного воздуха в данной точке, что подтверждает данные визуальных методов (рис 4).
Рис. 4. Результаты теста помутнения по Гертелю
Помутнение проб более 10 % с учетных площадок № 1, № 2, № 3, № 4, № 5 не наблюдалось, что говорит об отличном качестве атмосферного воздуха в данных точках.
Выявление факторов окружающей среды, влияющих на состояние атмосферного воздуха, было достигнуто с помощью математического метода оценки загрязнения атмосферного воздуха дендрария автотранспортом [5].
Основными факторами влияния на атмосферный воздух дендрария ФГБНУ «СКФНАЦ» является жилой фонд, находящийся рядом с границами памятника природы, и автодорога.
Для оценки уровня загрязнения загрязняющими веществами, попадающими в окружающую среду, в результате работы автотранспорта велся подсчет автомобилей, проезжающих за 20 минут и 1 час по наблюдаемому участку автодороги «Ставрополь-Аэропорт». На основании данных полученные результаты записывались в таблицу.
Таблица 2
Результаты оценки уровня загрязнения загрязняющими веществами, попадающими в окружающую среду, в результате работы автотранспорт
|
Вид вредного выброса |
Масса, мг |
Объем воздуха для разбавления, м³ |
Выброс загрязняющего вещества мг/ м³ |
Значение ПДК, мг/ м³ |
Класс опасности |
|
Угарный газ |
129600 |
53772 |
2,4 |
3,0 |
4 |
|
Углеводороды |
33770 |
91620 |
0,37 |
0,1 |
3 |
|
Диоксид азота |
15790 |
103125 |
0,15 |
0,04 |
2 |
Из таблицы видно, что превышение ПДК в 3 раза наблюдается по двум загрязняющим веществам: углеводородам и диоксиду азота, которые имеют класс опасности 3 и 2 соответственно.
Таким образом, качество атмосферного воздуха дендрария Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр» в «норме», при этом увеличение участков загрязнения говорит об ухудшении показателей в дальнейшем. Такая ситуация может быть связана с увеличением антропогенной нагрузки на как особо охраняемую природную территорию в частности, так и на окружающую среду в общем.
Литература:
- Приказ Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды Ставропольского края от 16.01.2015 № 10 «Об утверждении Перечня особо охраняемых природных территорий краевого значения в Ставропольском крае по состоянию на 01 января 2015 года» [Электронный ресурс]. — URL: http://oopt.aari.ru/doc/Приказ-министерства-природных-ресурсов-и-охраны-окружающей-среды-Ставропольского-края-от-1601201 (дата обращения 12.10.2022)
- Паспорт на государственный памятник природы местного значения: утверждено постановлением Госплана РСФСР от 10.09.1982 г. № 193. — 1982. — 14 с.
- Методы биоиндикации: учебно-методическое пособие / М. Н. Мукминов, Э. А. Шуралев. — Казань: Казанский университет, 2011. — С. 6–9.
- Лютяева Д. В. Применение метода биоиндикации при качественной оценке территорий с разной техногенной нагрузкой [Текст] / Д. В. Лютяева // Вестник магистратуры. — 2020. — № 5–5. — С. 15–20.
- Коротченко И. С. Экология: метод. Указания к лабораторным работам; Красноярск. Гос. Аграр.ун-т. — Красноярск, 2015. — 76 с.
