Древесина сосны эльдарской pinus eldarica medw, сформировавшейся под влиянием промышленного загрязнения

Размещено на http://www.allbest.ru

Древесина сосны эльдарской pinus eldarica medw, сформировавшейся под влиянием промышленного загрязнения

Сафаров Джейхун Губа огу.

диссертант Азербайджанского государственного аграрного университета.

Сосна эльдарская является эндемическим растением Азербайджана. В процессе эволюции у этого вида выработался ряд признаков - устойчивость к внешним факторам, жаро- и сухоустойчивость, консервативность структурных элементов и др. Это красивое, сравнительно невысокое дерево высотой до 15-20 метров с широкой, несколько раскидистой кроной и стволом, покрытым толстой (до 20 см.) буровато-серой корой. Древесина мелкослойная, тяжелая. Все дерево очень богато смолой. Хвоя жесткая. Длина ее меньше, чем у ближайшей родственницы - сосны пицундской, - до 10-12 сантиметров. Семена созревают на второй год после цветения. Они имеют хорошую всхожесть - 75-80%. Большие плотные шишки с толстыми кроющими чешуями очень трудно раскрываются, но прекрасно приспособлены к неблагоприятным условиям среды, в которых растет дерево. Вообще, глядя на эти сосны, невольно поражаешься тому, как они выживают в столь суровых условиях.

Рис. 1. Сосна эльдарская.

Стволы обычно искривлены, согнуты почти под прямым углом, а нередко и скручены у самого комля. Это - результат действия сильных ветров. Крона начинается низко, почти у самой земли. Ветви довольно толстые, тоже сильно искривленные. Корневая система поверхностная, поскольку деревья растут на каменистом грунте, местами корни обнажены и, словно гигантские змеи, извиваются на поверхности скал, скрепляя отдельные плиты песчаника (рис.1).

Материал и методика исследований

Методы проведения исследований выбирались с учетом поставленных задач. Приготовление временных и постоянных препаратов проводились общепринятыми методиками [Барыкина и др., 2004]. Зрелую древесину изучали по методике А.А.Яценко-Хмелевского (1954) с использованием замораживающего микротома. Исследования проводились на СЭМ (JSM-35C) по общепринятой методике.

Статистическая обработка фактического материала проводилась общепринятыми методами [Зайцев, 1990] с использованием электронного пакета MS Excel 2000.

Гистологические различия водопроводящей ткани ствола, корня и побега определяются в значительной степени условиями, в которых развиваются эти органы. Правда, изменения касаются, как уже говорилось, только ее количественных показателей [Яценко-Хмелевский, 1954; Еремин, Максимов, 1973; Чавчавадзе, 1979; Тутаюк, 1980; Гумбатов, 1989; Канделаки, 1992], что можно объяснить также различными сроками деятельности камбия: в корнях сосны она начинается позже, а заканчивается раньше, чем в стволе [Канделаки, 1968, 1992].

Древостой в зоне атмосферного загрязнения находятся в стадии деградации. Нарушение физиологической деятельности деревьев выражается в суховершинности, при этом они часто приобретают так называемую «юбочную» форму, поскольку живые ветви сохраняются только в нижней части, где более густо локализовано побеги и хвои. Отмирание деревьев происходит сверху вниз, корни, «спасаясь» от загрязнения, углубляются в почву [Ярмишко, 1984].

Соотношение структурных признаков древесины в стволе и корне у сосны, сформировавшейся под воздействием атмосферного загрязнения и в экологически чистых (фоновых) условиях, почти идентичны, чего не скажешь о побеге (табл. 1 и 2).

Реакция на угнетение в стволе и корне в загрязненных местах обитаниях проявляется, прежде всего, в уменьшении размеров радиального прироста (1.70--0.29 мм в стволе и 0.64--0.19 мм в корне) (рис.2) (первая цифра обозначает показатель из экологически чистого участка парк «Хатире», вторая - из участка, подвергающегося атмосферному загрязнению).

Рис 2. Окаймленные поры древесины ствола P.eldarica.

1 - алюминиевый завод; 2 - известковый завод; 3- парк «Хатире» (фоновый участок).

Рис. 3. Древесина Pinus eldarica Medw., поперечный срез; выделен годичный слой (х 54).

1 - парк «Хатире» (фоновый участок), древесина ствола на уровне 1,3 м; 2 - парк «Сардар» (фоновый участок), древесина ствола на уровне 1,3 м; 3 - древесина ствола на уровне 1,3 м., с участка «Алюминиевого завода»; 4 - парк «Хатире» (фоновый участок) , древесина ствола на уровне 0,4 м; 5 - парк «Сардар» (фоновый участок), древесина ствола на уровне 0,4 м; 6 - древесина ствола на уровне 0,4 м., с учстка «Известкового завода»; 7- парк «Хатире» (фоновый участок), древесина корня; 8 - парк «Сардар» (фоновый участок), древесина корня; 9 - древесина корня, с участка «Алюминиевого завода»; 10 - парк «Хатире» (фоновый участок), древесина побега; 11 - парк «Сардар» (фоновый участок), древесина побега; 12- древесина побега, с участка «Алюминиевого завода».

Таблица 1.

Количественные показатели структурных признаков древесины ствола pinus eldarica, подвергавшегося атмосферному загрязнению.

Таблица 2.

Количественные показатели структурных признаков древесины корня и побега pinus eldarica, подвергавшихся атмосферному загрязнению.

Тогда как в побеге ширина годичного кольца в обоих случаях одинакова - 0.07 мм (рис.3. 1-9). Увеличение процента поздней древесины у погибающих деревьев прослеживается во всех вегетативных органах (42.3-50.0 в корне и 31.5-42.7 в стволе) кроме побега, где реакция обратная (34.7-33.3).

Толщина тангентальных стенок трахеид поздней древесины ствола остается большей у образцов из чистого местообитания (4.95-4.77 мкм), тогда как в побеге (2.39-2.63 мкм) и в корне (4.76-5.16 мкм) под влиянием атмосферного загрязнения она увеличивается. Такая же реакция наблюдается в толщине тангентальных стенок трахеид ранней древесины (ствол - 2.66-2.51, побег - 1.60-1.79 и корень - 2.62-2.65 мкм). Размеры просветов ранних трахеид под воздействием атмосферного загрязнения в стволе (30.91-18.55 мкм) и корне (33.81-23.41 мкм) значительно уменьшаются, в то время как в побеге они увеличиваются (14.10-15.40 мкм). Та же тенденция просматривается и в длине трахеид. У растений вблизи комбината они становятся короче в стволе (2.11-1.53 мм) и корне (2.20-1.90 мм), но немного длиннее в побеге (1.19-1.27 мм), увеличивая их водопроводимость.

Линейные размеры высоты однорядных и веретеновидных лучей под влиянием выбросов и при естественном ухудшении условий в стволе и побеге увеличиваются (однорядные лучи в стволе - 133.62-139.16 мкм, в побеге - 75.78-96.36 мкм; веретеновидные лучи в стволе - 296.28-298.04 мкм, в побеге - 163.69-176.64мкм), а в корне уменьшаются (однорядные лучи - 152.05-139.29 мкм, веретеновидные - 303.36-263.91 мкм).

Что касается защитной реакции, то диаметр вертикальных смоляных ходов в стволе (97.31-74.92 мкм) и корне (103.72-98.70 мкм) больше в чистых местах обитаниях, в побеге же - в загрязненных (56.31-58.41 мкм). Горизонтальные смоляные ходы в местах загрязнения немного шире в стволе (34.63-37.23 мкм) и в побеге (30.87-36.94 мкм), в корне, наоборот, несколько уже - 37.38-35.50 мкм.

Под влиянием загрязнения атмосферы формируется более плотная и богатая смолой древесина (рис. 4).

Рис. 4. Древесина ствола 1 - алюминиевый завод, 2 - известковый завод.

В заключении необходимо отметить, что такие признаки, как удельные объемы однорядных и веретеновидных лучей не имеют достоверных различий ни при влиянии атмосферного загрязнения, ни при влиянии лесорастительных условий. Количество лучей в поле зрения и соотношение объемов однорядных и веретеновидных лучей во всех изученных случаях остаются одинаковыми, в связи с чем эти признаки не могут являться показателями состояния сосны обыкновенной в условиях промышленного загрязнения. Тогда как ширина годичного кольца, толщина тангентальных стенок трахеид ранней и поздней древесины и размеры просветов ранних трахеид всегда имеют достоверные различия и являются четкими показателями жизнеспособности древесного растения (табл. 3).

Таблица 3.

Анализ достоверности различий количественных показателей структурных признаков древесины ствола pinus eldarica, подвергавшегося атмосферному загрязнению.

Примечание. В числителе - фактическое значение критерия Стьюдента (I), в знаменателе - табличное (степень достоверности 0.05).

Таблица 4.

Анализ достоверности различий количественных показателей структурных признаков древесины корня и побега pinus eldarica из подвергавшихся атмосферному загрязнению.

Примечание. В числителе - фактическое значение критерия Стьюдента (I), в знаменателе - табличное (степень достоверности 0.05).

Соотношения между структурными признаками древесины ствола и корня, как при антропогенном, так и при естественном ухудшении условий произрастания имеют одну направленность, тогда как древесина побега оказывается более чувствительной к изменениям окружающей среды (табл. 4). Однако, основываясь на анализе достоверности различий всех изученных образцов, для диагностических целей можно рекомендовать древесину ствола, имеющую наибольшее количество достоверно отличающихся признаков во всех принятых во внимание случаях (возрастные особенности, влияние лесорастительных условий и влияние антропогенных факторов).

Изменения, которые наблюдаются в строении древесины, ткани достаточно консервативной, в пределах вида носят лишь количественный характер (изменяются размеры элементов или их соотношения).

Обработка полученных результатов методами математической статистики позволила выявить диагностические признаки структуры древесины, позволяющие судить о состоянии растения и являющиеся общими для его вегетативных органов - ствола, корня и побега. Это - толщина тангентальных стенок трахеид как ранней, так и поздней древесины, размеры просветов трахеид ранней зоны годичного кольца, длина трахеид и диаметр вертикального смоляного хода (табл. 5 и 6).

древесина сосна загрязнение антропогенный

Таблица 5.

Анализ достоверности различий количественных показателей структурных признаков древесины cтвола pinus eldarica, подвергавшегося атмосферному загрязнению.

Примечание. В числителе - фактическое значение критерия Стьюдента ( t ), в знаменателе - табличное (степень достоверности 0.05).

Таблица 6.

Анализ достоверности различий количественных показателей структурных признаков древесины корня и побега pinus eldarica, подвергавшихся атмосферному загрязнению.

Примечание. В числителе - фактическое значение критерия Стьюдента (t), в знаменателе - табличное (степень достоверности 0.05).

Литература

1. Барыкина Р.П. и др. Справочник по ботанической микротехнике (Основы и методы) Изд. МГУ. 2004 311 с.

2. Eремин В.М., Максимов В.М. Различия в анатомической структуре корня и ствола сосны обыкновенной.// Лесн.журн. 1973. Вып.6. С. 5-9.

3. Гумбатов З.И. Экологический и морфолого-анатомический анализ тиса ягодного (Taxus baccata L.) в Закавказье и вопросы его охраны. Авт. Канд. Дисс. М, 1989. 24 с.

4. Зайцев Г.Н. Математическая статистика в экспериментальной ботанике. - М., 1990. - 424 с.

5. Канделаки А.А. Влияние условий произрастания на деятельность камбия в корнях и стволах древесных растений // Тр. Тбилиси ин-та леса. 1968. Т. 17. с. 291-299.

6. Канделаки А.А. Экологические аспекты формирования древесины в корнях: автореф. Дисс. Д.б.н. Еркван, 1992. 36 с.

7. Тутаюк В.Х. Анатомия и морфология растений. М. 1980.

8. Чавчавадзе Е.С. Древесина хвойных. Л., 1979. 192 с.

9. Ярмишко В.Т. Оценка состояния подземных органов растений в условиях промышленного загрязнения // Влияние промышленных предприятий на окружающую среду. Пущино, 1984. с. 230-231.

10. Яценко-Хмелевский А.А. Основы и методы анатомического исследования древесины. Л.;М., 1954. 337 с.

1. Размещено на www.allbest.ru