К ВОПРОСУ О ТОЛЕРАНТНОСТИ РАСТЕНИЙ К АЭРОТЕХНОГЕННОМУ ЗАГРЯЗНЕНИЮ Лянгузова И.В. irina@lya.spb.ru. - презентация

1 К ВОПРОСУ О ТОЛЕРАНТНОСТИ РАСТЕНИЙ К АЭРОТЕХНОГЕННОМУ ЗАГРЯЗНЕНИЮ Лянгузова И.В.

2 Толерантность (tolerance) – терпимость (Мюллер, 1943; Ганшина, 1971; Pocket Russian Dictionary, 1995) ВыносливостьВыносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей – закон минимума (Либих, 1846). Само присутствие и процветание организма в данном местообитании зависит от целого комплекса условий. Отсутствие или невозможность процветания определяется недостатком или избытком любого из ряда факторов, уровень которых может оказаться близким к пределам переносимого данным организмом (Шелфорд, 1915). пределами толерантностиОрганизмы характеризуются экологическим минимумом и экологическим максимумом; диапазон между этими двумя величинами составляет то, что принято называть пределами толерантности (Одум, 1975).

3 Устойчивость толерантность Устойчивость – способность системы сохранять неизменными свои свойства при внешнем воздействии (Воробейчик, 2003) Толерантность – это способность сохранять жизнедеятельность в условиях постоянного поступления поллютантов в биосферу (Лозановская и др., 1998).

4 Динамика атмосферных выбросов комбината «Североникель» (г. Мончегорск Мурманская обл.) (по данным: Pozniakov, 1993; Ежегодник ГМК, 2007) Содержание в твердых веществах: Ni – ; Cu – т

5 Сосняки лишайниково-зеленомошные Фоновые районы км Буферная зона км Импактная зона км Ельники зеленомошные

6 Динамика индекса техногенной нагрузки (I l ) I l - суммарное превышение концентраций подвижных форм Ni и Cu в органогенном горизонте Al-Fe- подзолистых почв в зоне загрязнения по отношению к их содержанию в том же горизонте почв фонового района Буферная зона: I l =9.2 отн. ед. (4-22) Импактная зона: I l =75 отн. ед. (34-97)

7 Древесный ярус (Ярмишко В.Т., Лянгузова И.В.) Категории жизненного состояния Pinus sylvestris Содержание Ni и Cu в хвое P. sylvestris Фоновый район Буферная зона Импатная зона

8 Мохово-лишайниковый ярус (Горшков В.В., Баккал И.Ю., Лянгузова И.В.) NiCu Фоновый район 14.2± ± ± ±0.3 Буферная зона 120±17 34±6 32±5 39±6 Содержание в талломах Cladina stellaris (мг/кг) (над чертой – 1982 г., под чертой – 2008 г.) Динамика проективного покрытия мохово-лишайникового яруса Фоновый район Буферная зона Импактная зона Полевой эксперимент ( гг.) КонтрольNiSO 4 +CuSO 4 Фото 2008 г. I l =100

9 Травяно-кустарничковый ярус (Горшков В.В., Баккал И.Ю., Лянгузова И.В. ) Фоновый район Буферная зона Импактная зона Содержание Ni и Cu в листьях 3 видов р. Vaccinium Фоновый район Буферная зона Импактная зона Динамика проективного покрытия травяно- кустарничкового яруса

10 Реакция популяций Vaccinium myrtillus и V. vitis-idaea на аэротехногенное загрязнение (Мазная Е.А., Лянгузова И.В.)

11 Онтогенетическая структура популяций сукцессивные ЦП нормального типа спектры ЦП обоих видов бимодальны полночленность спектров ЦП обоих видов высокая толерантность ЦП к воздействию аэротехногенного стресса Vaccinium myrtillus

12 Динамика характеристик ЦП Vaccinium myrtillus в импактной зоне Плотность и индекс виталитета ЦПОнтогенетическая структура ЦП Календарный возраст кустовМорфометрические признаки кустов

13 Реакция Vaccinium myrtillus на аэротехногенное загрязнение (Мазная Е.А., Ефимова М.А.) упрощение морфоструктуры сокращение длительности жизни основных скелетных осей снижение числа и длины боковых побегов увеличение числа укороченных ксилоризом и усиление их ветвления интенсификация смен надземных побеговых систем и усиление их геофитизации Фоновый район Импактная зона

14 Активизация спящих почек на надземных (А) и подземных побегах (Б), геофитизация побегов (В) А Б В

15 Трансформация экобиоморфы V. myrtillus из рыхлокустовой в плотнокустовую подушковидную Фоновый районИмпактная зона В основе толерантности V. myrtillus лежит морфологическая пластичность, т.е. способность изменять свою мофроструктуру в стрессовых условиях существования, что приводит к выживанию как отдельных частей, так и ЦП в целом, даже в пределах импактной зоны

16 Содержание Ni и Cu в различных органах кустарничков Vaccinium myrtillus Vaccinium vitis-idaea Ni А Cu Фон Буфер Импакт Фон Буфер Импакт

17 Общее число семян в 1 ягоде (Лянгузова И.В., Мазная Е.А., Комалетдинова Э.М.) Vaccinium myrtillusVaccinium vitis-idaea Vaccinium uliginosum Семена V. myrtillus Фон БуферИмпакт

18 Фракционный состав семян Фоновый Фоновый район Импактная зона Vaccinium myrtillusV. vitis-idaea V. uliginosum Крупные Средние Мелкие

19 Прорастание семян Vaccinium myrtillus и Empetrum hermaphroditum,собранных по градиенту загрязнения Vaccinium myrtillus Empetrum hermaphroditum Фоновый район Буферная зона Импактная зона

20 Заключение Пределы толерантности компонентов северотаежных лесных сообществ, слагающих их популяций, различных видов растений к аэротехногенному загрязнению различаются. Пороговыми значениями, определяющими состояние напочвенного покрова, являются: I l =10-30 – ТКЯ – норма; МЛЯ – угнетен; I l = – ТКЯ – угнетен; МЛЯ – полностью разрушен Механизмы, лежащие толерантности, различаются на разных уровнях организации биоты

21 Буферная зона Импактная зона