Микроэлементы в ландшафтах бореальных лесов РФ

Важную роль в защите растений от избытка поступающих из почвы в корни тяжелых металлов выполняет корневая система. На способность корней накапливать избыточные ионы обращали внимание многие исследователи. Е.И. Ратнер [1950] был одним из самых первых, кто усмотрел в этом проявление защитной функции. Задерживая избыточные ионы, корни тем самым способствуют сохранению в надземных органах благоприятных (или невредных) концентраций химических элементов [22].

При сильном загрязнении среды обитания поток тяжелых металлов становится столь большим, что наблюдается повышенное содержание их не только в вегетативных органах, но и в органах запасания ассимиляторов. Растения выглядят угнетенными (внешние признаки - появление хлорозов и некрозов), снижается их продуктивность. Это указывает на нарушения нормальной деятельности метаболических центров и течения метаболических процессов.

При очень сильном загрязнении среды обитания растения прекращают развитие, гибнут.

Растения загрязняются с поверхности в результате оседания из воздуха на листья и стебли металлосодержащих частиц. Иногда поверхностное загрязнение может быть значительным. Определенную роль в закреплении металлов при этом играют гутационные выделения. Доля внешнего загрязнения уменьшается при удалении от источника загрязнения.

Внешнее загрязнение менее опасно для растений, чем то, которое осуществляется через корни. Следует также иметь в виду, что не всегда отрицательное воздействие осевшей на растениях техногенной пыли обусловлено содержащимися в ней тяжелыми металлами. Оно может быть связано с сокращением притока солнечной энергии к фотосинтезирующим клеткам, закупоркой устьиц, химическими процессами, вызываемыми кислотными и щелочными компонентами пыли.

Накопление тяжелых металлов растениями, произрастающими на загрязненных почвах, в значительной степени зависит от уровня загрязнения последних. Однако сильная прямая корреляция между этими показателями обнаруживается не всегда, поскольку поток тяжелых металлов из почвы в растения определяется не только валовым содержанием, но и концентрацией в почве их подвижной формы. Последнее тесно связано с химическим составом техногенных выбросов, защитными (буферными) возможностями почвы.

Среди высших растений представители однодольных показывают большую толерантность к тяжелым металлам и меньшее их накопление по сравнению с двудольными.

К источникам загрязнения растительности относится автомобильный транспорт. Территория, загрязненная им, примыкает к автомагистралям и представляет собой полосы шириной 50-200 м.

Если на растение начинает действовать сразу непревычно высокая концентрация химического элемента, то выпадают первые стадии угнетения и появляются признаки глубокого нарушения процессов жизнедеятельности. В результате избыточного содержания тяжелых металлов в среде обитания уменьшается высота растений, сокращаются размеры органов, меньшей становится биомасса, изменяется структура.

Тяжелые металлы, начиная с определенной концентрации, тормозят процесс фотосинтеза и уменьшают транспирацию растений. При повышении доз тяжелых металлов в почве происходит увеличение количества азота в растениях [1].

Выводы

Таким образом, все или почти все химические элементы, в том числе и тяжелые металлы, в определенном количестве необходимы растительному организму.

Содержание тяжелых металлов в растениях на незагрязненной почве следует рассматривать как нормальное, или фоновое, зависящее от особенностей растений, а в случае одного вида - от условий окружающей среды, прежде всего от свойств почвы. Диапазон нормального содержания тяжелых металлов в растениях одного вида очень широкий (максимальное количество превышает минимальное в 20-40 раз). Накопление тяжелых металлов в растительной массе в количестве, превышающем фон в 2-4 раза, еще не вызывает негативных последствий или же они очень незначительные.

Тяжелые металлы распределяются по органам незагрязненных растений неравномерно. В большом количестве они накапливаются в стеблях и листьях, в меньшем - в органах запасания ассимилятов.

Высокое содержание тяжелых металлов в почвах геохимических аномалий действует угнетающе на все виды растений, несмотря на обладание ими защитными механизмами неспецифической природы, позволяющие избыточные ионы адсорбировать на стенках клеток, перекачивать в вакуоль, закомплексовывать органическими соединениями.

Накопление избытка тяжелых металлов в растениях происходит за счет поверхностного загрязнения и поступления из почвы. Тяжелые металлы, накопившиеся на поверхности растений, играют очень небольшую роль в загрязнении растений.

Загрязнению тяжелыми металлами подвергается растительность в окрестностях металлургических предприятий, рудников по добыче полиметаллов, а также вдоль автострад, и в процессе использования средств химизации в сельском хозяйстве.

Пристального внимания заслуживает растительность, произрастающая в радиусе до 4-5 км от предприятий цветной металлургии, в радиусе до 1-3 км - от предприятий черной металлургии, ТЭЦ и рудников, на расстоянии до 50-100 м от автомагистралей.

Заключение

Результатом выполненной работы стали следующие выводы и утверждения:

1. Были изучены источники поступления микроэлементов в почве и растительности бореальных лесов РФ;

2. Были изучены миграция и распределение микроэлементов бореальных лесов РФ;

3. Были изучены содержание и распределение микроэлементов бореальных лесов РФ.

Изучения поступления, содержания и распределения микроэлементов служит неотъемлемой теоретической частью дальнейшей практической работы

микроэлемент лес почва металл

Список литературы

1. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва - растение / В.Б. Ильин - Новосибирск: Наука. Сиб. Отд-ние, 1991. - 151 с.

2. Ильин В.Б. Элементный химический состав растений / В.Б. Ильин - Новосибирск: Наука. Сиб. Отд-ние, 1985. - 129 с.

3. Исаев А.С. Рассеянные элементы в бореальных лесах / А.С. Исаев, В.В. Никонов, Н.В. Лукина, В.С.Безель, и др., Отв. ред. А.С.Исаев. - М.: Наука, 2004. - 410 с.

4. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях / Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. / Пер. с англ. - М.: Мир, 1989. - 439 с., ил.

5. Данилова М.Ф. Структурные основы поглощения веществ корнем. / Данилова М.Ф. - Л.: Наука, 1974. - 206 с.

6. Сабинин Д.А. Физиологические основы питания растений / Сабинин Д.А. - М.: Изд-во АН СССР, 1955 - 512 с.

7. Перельман А.И. Геохимия ландшафта / Перельман А.И. - 2-е изд. М.: Высш.шк., 1975. - 340 с.

8. Ревич Б.А. Загрязнение окружающей среды и здоровье населения. Введение в экологическую эпидемологию. / Ревич Б.А. - М.: МНЭПУ, 2001. - 72с.

9. Трахтенберг И.М. Методы изучения хронического действия химических и биологических загрязнителей / Трахтенберг И.М., Тимофиевская Л.А., Квятковская И.Я. - Рига: Зинатне, 1987. - 170 с.

10. Ernst W.H.O. Sampling of plant material for chemical analysis // Sci. Total Environ. 1995. Vol. 176, N 1/3. P. 15-24

11. Фокин А.Д. Роль растений в перераспределении по почвенному профилю // Почвоведение, 1999. - С. 109-116

12. Лукина Н.В., Никонов В.В. Биогеохимические циклы в лесах Севера в условиях аэротехногенного загрязнения: В 2 ч. Апатиты: КНЦ РАН, 1998. - 316с.

13. Сапрыкин Ф.Я. Геохимия почв и охрана природы. - Л.: Недра, 1984. - 231 с.

14. Shuman L. M. Zinc, manganese and copper in soil fractions // Soil Sci. - 1979. - Vol. 127, N 1. - P. 10-17

15. Глазовская М.А. Принципы классификации почв по их устойчивости к химическому загрязнению // Земельные ресурсы мира, их использование и охрана. - М.: Наука, 1978. - С. 85-89

16. Звонарев Б.А., Зырин Н.Г. Закономерности распределения ртути в почвах вблизи источника загрязнения // Почвоведение. - 1981. - N 3. - С. 88-94

17. Серебренникова Л.Н., Обухов А.И., Решетников С.И., Горбатов В.С. Содержание и распределение тяжелых металлов в почвах техногенных ландшафтов // Почвоведение. - 1982. - N 12. - С. 71-76

18. Андоньев С.М., Филипьев О.В. Пылегазовые выбросы предприятий черной металлургии. - М.: Металлургия, 1979. - 192 с.

19. Виноградов А.П. Химический Элементный состав организмов и Периодическая система Менделеева // Тр. / Биогеохим. Лаб. АН СССР. - 1935. - Т. 3. - С. 67-278.

20. Виноградов А.П. Основные закономерности в распределении микроэлементов между растениями и средой // Микроэлементы в жизни растений и животных. - М.: Изд-во АН СССР, 1952. - С. 7-20

21. Smith P.F. Mineral analysis of plant tissues / Ann. Plant Physiol. - 1962. - Vol. 13. - P. 81-108.

22. Ратнер Е.И. Пути приспособления растений к условиям питания катионами в почве // проблемы ботаники. - Вып. 1. - М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1950. - С. 427-448

Размещено на Allbest.ru