« Павлодарский государственный университет им. С.Торайгырова ...»
Продолжение Таблицы 2
| 1 | 2 | 3 |
| Титан (Ti) | Уровни содержания Ti в растениях изменяются в пределах 0,15-80мг/кг сухой массы, в некоторых видах, особенно в хвощах и крапиве, накопление интенсивнее. Может быть токсичен. | Легкие органические почвы содержат малое количество Ti. Накопление этого элемента не создает опасно для окружающей среды. |
| Марганец (Mn) | Участвует в окислительно-восстановительных реакциях. Недостаток Mn в растениях вызывает хлороз, некроз, потемнение корней. Активно поглощается и быстро переносится в растениях, способен накапливаться (в основном в растворимой форме, важен вид растения, стадия его развития). Может быть токсичен для растений (при содержании около 500мг/кг сухой массы). Значительные концентрации Mn отмечаются чаще в молодых органах растений, но наиболее высокие – в зрелых листьях. | Марганец не считается загрязняющим почву металлом. Общее среднее содержание для почв земного шара – 545мг/кг. Распределение Mn в почве неоднородно, чаще аккумулируется в верхнем горизонте почв Окислительные условия могут снижать доступность Mn, а восстановительные увеличивают доступность для растений даже до токсичных значений. |
| Железо (Fe) | Участвует в преобразовании энергии, необходимой для синтеза и других клеточных процессов в растении. Поглощение и перенос железа в органах и тканях растений затруднен, во многом зависит от ряда факторов и условий среды – рН, содержания Ca и P, соотношения других ТМ, поэтому нехватка наблюдается, прежде всего, в молодых частях растений. Природное содержание Fe в кормовых растениях – от 18 до 1000мг/кг сухой массы, в травах (на серпентитах) - от 2127 до 3580мг/кг сухой массы. | Накопление Fe происходит преимущественно из почвы, недостаточность Fe для растений обусловлена почвенными факторами. Чем выше дефицит Fe, тем больше способность корней к его извлечению. Содержание Fe в почвах изменяется в основном от 0,5 до 5%. |
| Никель (Ni) | Благотворно влияет на процессы роста. Легко извлекается из почв. В растениях подвижен, может отмечаться значительная аккумуляция в листьях, в семенах и ягодах, но его распределение четко увеличивается в акропетальном направлении. Средние уровни содержания Ni в травах - от 0,1 до 1,7мг/кг сухой массы. Фитотоксичные концентрации для разных видов - от 40 до 246мг/кг сухой массы. Устойчивы виды семейств Boraginaceae, Brassicaceae, Fabaceae и Caryophyllaceae. Техногенное загрязнение сильно влияет на содержание Ni в растениях. | Уровень концентрации Ni в верхних горизонтах зависит как от материнских пород, так и от почвообразующих процессов и техногенного загрязнения. Содержание Ni в почвах мира – от 1 до 100мг/кг (общее среднее – 20мг/кг), Самые высокие содержания – в глинистых и суглинистых почвах, на основных породах и с органикой; низкие – на песчаниках. Много Ni в угле и нефти, он выделяется при их сжигании и от металлообрабатывающих предприятий. |
Наши исследования показали, что на растительный покров района работ влияет в основном пыль разной степени дисперсности, содержащиеся в ней тяжелые металлы, газовая составляющая выбросов промышленных предприятий и тепловое загрязнение. Это подтверждают многие исследователи состояния растительности промышленных центров [14,с.31; 16,с.40; 46, с. 38; 115, с. 101-103; 126,127,132]. Поскольку в одной работе все это невозможно охватить, в своих исследованиях мы концентрировались на изучении влияния тяжелых металлов на почвенно-растительный покров (cистема почва-растение очень информативна для изучения, поскольку находится в приграничной зоне взаимодействия четырех геосфер – лито -, гидро-, атмо- и биосферы).
Степень отрицательного воздействия атмосферной пыли на растения зависит от многих факторов: ее химического состава и растворимости в воде, количества и токсичности для данного организма растворенных в воде веществ, входящих в состав пыли, плотности оседания на поверхности и продолжительности удерживания, устойчивости растений к проникающим токсикантам.
Результатом воздействия металлургических предприятий являются такие нарушения роста и развития растений (в т.ч. - под влиянием зольного субстрата), как неотения, ослабление кущения злаков, снижение габитуса, уменьшение количества листьев на однолетних побегах, сокращение площади листовой пластинки, усиление жилкования. По некоторым данным [128, с. 79-87; 133,134,135,136] также меняется анатомическая структура, происходит уменьшение размеров устьичного аппарата (при этом возрастает число устьиц на нижнем эпидермисе, на верхнем – уменьшается); увеличение толщины эпидермиса, палисадной и столбчатой паренхимы, уменьшение толщины губчатой паренхимы и объема межклетников – то есть отмечается ксерофитизация растений.
В результате химического воздействия снижается устойчивость растений загрязненных территорий к неблагоприятным факторам – климатическим, биотическим, антропогенным. Внешние проявления воздействия отсутствовуют или выражаются в побурении листьев, скручивании, ожогах, уродливых формах роста, некрозе края листа некрозе или дехромации хвои.
Поврежденные листья деревьев содержат в 10-11 раз больше Fe, в 2-3 раза больше Mn, Zn, Cu [137]. Увеличение площади повреждения листьев (или хвои) вызвает преждевременную дефолиацию; в тяжелых случаях происходит отмирание растений.
Длительное воздействие совокупности антропогенных факторов приводит к изменению состава фитоценозов до малопродуктивных и маловидовых сообществ, в итоге - до образования индустриальных пустошей.
В наших условиях, в радиусе 0,5 км от промышленных предприятий наблюдалось преждевременное подсыхание и увядание листьев деревьев (Populus alba), хвои сосны, некроз листьев мезофитных растений (Rumex confertus, Limonium gmelinii), хлороз и ослабление пигментации листьев растений, имеющих тонкую листовую пластинку, не защищенную от внешних воздействий (Spiraea hypericifolia и др.)
5 ТРАНСФОРМАЦИЯ ФЛОРЫ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ
Естественный растительный покров территории до активного освоения и промышленного развития региона был представлен разнотравно-дерновиннозлаковыми (Stipa lessingiana, Stipa capillata, Festuca valesiaca, Artemisia marschalliana, Medicago falcata) и типчаково-ковыльными (Stipa capillata, Festuca valesiaca) сухими степями. В связи с многолетним интенсивным воздействием разного рода трансформирующих факторов сейчас на рассматриваемой территории представлены в основном антропогенные модификации условно-коренных степных сообществ (злаково-полынные, лапчатково-полынные со злаками и т.п.), в разной степени утративших свой эколого-ресурсный потенциал и флористическое разнообразие. В настоящее время в регионе преобладают, как правило, устойчивые к механическому воздействию виды злаков (Agropyron pectinatum, Festuca valesiaca), полыней (Artemisia austriaca, A. marschalliana, A. dracunculus, A. absinthium, A. scoparia) и сорные однолетние растения – Polygonum aviculare, Chenopodium album, Bassia sedoides, Atriplex sagittata, Lepidium ruderale.
Особенности флоры проанализированы на основе состава трансформированных в разной степени сообществ. В районе исследований нами зарегистрировано 250 видов высших растений из 41 семейства и 142 родов, из них 12 видов - интродуценты, которые входят в состав искусственных насаждений. Ведущим семейством (Рисунок 3) на рассматриваемой территории является Asteraceae, оно представлено 55 видами (22%), из которых 18 – полыни. Затем следуют Poaceae - 29 видов (12%), Chenopodiaceae – 22 вида (9%), Brassicaceae – 19 видов (8%), Fabaceae – 18 видов (7%), Rosaceae – 16 видов (6%), Caryophyllaceae – 10 (4%), Scrophulariaceae – 8 (3%), Lamiaceae – 6 (2,4%), Polygonaceae – 6 (2,4%). Другие семейства представлены небольшим количеством видов, в совокупности - 24,4% на 31 семейство.
 |
| Рисунок 3 – Спектр ведущих семейств |
Чтобы рассмотреть нарушенность растительного покрова, необходимо сравнить полученный нами спектр флоры со спектром естественной степной растительности (Таблица 3), описанным Писак Р.П. [138].
Таблица 3 – Сравнительный анализ спектра ведущих семейств коренной и трансформированной растительности
| № | Преобладающие семейства (коренная растительность) | № | Преобладающие семейства (трансформированная растительность) |
| 1 | Asteraceae | 1 | Asteraceae |
| 2 | Poaceae | 2 | Poaceae |
| 3 | Fabaceae | 3 | Chenopodiaceae |
| 4 | Caryophyllaceae | 4 | Brassicaceae |
| 5 | Rosaceae | 5 | Fabaceae |
| 6 | Chenopodiaceae | 6 | Rosaceae |
| 7 | Brassicaceae | 7 | Caryophyllaceae |
| 8 | Lamiaceae | 8 | Scrophulariaceae |
| 9 | Scrophulariaceae | 9 | Lamiaceae |
| 10 | Boraginaceae | 10 | Polygonaceae |
Таким образом, очевидно, что на рассматриваемой территории, в результате длительного интенсивного антропогенного воздействия, наблюдается трансформация флоры. Ведущая роль таких семейств, как Chenopodiaceae и Brassicaceae, означает, что в сообществах велика доля сорных растений. Значительное уменьшение роли кормовых растений семейства Fabaceae в сообществах свидетельствует о длительном перевыпасе скота. Увеличение видов семейства Polygonaceae показывает, что для территории характерна значительная дорожная дигрессия. Смещение позиций семейств Rosaceae и Lamiaceae свидетельствует о ксерофитизации растительности и опустынивании территории.
Особую группу трансформированной флоры составляют дигрессионно-активные растения, или апофиты. К ним относятся виды природной флоры, которые, благодаря широкой экологической амплитуде мест произрастания и биологическим особенностям (хорошее семенное и вегетативное размножение, устойчивость к изменению природных факторов, доминирующая роль в травостое и т.п.) при нарушенности меняют свою экологическую стратегию и быстро занимают свободные ниши в сообществах. Это все виды полыней, особенно Artemisia austriaca, A. scoparia, A. sieversiana, A. dracunculus, A. marschalliana, некоторые дерновинные злаки (Agropyron pectinatum, Festuca valesiaca, Stipa capillata), солянки (Ceratocarpus arenarius, Kochia prostrata) и, как показали наши исследования, некоторые виды лапчатки (Potentilla bifurca, Potentilla anserina) и тысячелистника (Achillea millefolium, Achillea nobilis).
Антропогенная флора обследованной территории представлена двумя флорогенетическими элементами: апофитами - 65 видов (из 238, не считая видов, входящих в состав искусственных насаждений) - 27%, и антропофитами - 59 видов или 25%. Антропофиты или адвентивные растения (иноземные) - пришлые для данной территории, типа растительности, или даже сообщества, внедрившиеся в состав коренной растительности в разное время вследствие хозяйственной деятельности человека. Они подразделяются на археофиты – виды растений, известные по археологическим находкам в качестве сорных еще с доисторических времен [139] и неофиты - заносные иноземные растения, вошедшие в состав местной флоры в исторически сравнительно недавнее время [139, с. 402].
Известно, что наиболее активная инвазия адвентивных видов происходила в ХХ веке, что обусловлено развитием транспорта, обменом культурными растениями, сортовым материалом и т.п. Собственно адвентивными (заносными) на обследуемой территории являются 24 вида, из них наиболее распространенные - Polygonum aviculare и Convolvulus arvensis. К археофитам относятся мелколепестник канадский (Conyza canadensis), марь сизая (Chenopodium glaucum) и другие. Среди неофитов наиболее фитоценотически активна Cyclachaena xantiifolia, которая появилась здесь в последние 10 лет.
Также на территории встречаются эргазиофиты – одичавшие культурные растения [140], например, донник белый (Melilotus albus), донник лекарственный (Melilotus officinalis), люцерна посевная (Medicago sativa) и другие.
В целом среди антропофитов преобладают адвентивные (24 вида или 40%), археофитов (12 видов, 20%) больше, чем неофитов (6 видов, 10%) и эргазиофитов (5 видов, 8%).
Апофитная и антропогенная флора различается по таксономической структуре, как по количеству семейств и родов, так и по составу ведущих семейств. Общими для них являются 10 семейств: Asteraceae, Apiaceae, Brassicaceae, Boraginaceae, Chenopodiaceae, Poaceae, Polygonaceae, Primulaceae, Ranunculaceae, Scrophulariaceae. Наиболее значительно представлены: Asteraceae – 15 родов, 18 видов; Chenopodiaceae - 8/14 и Brassicaceae – 7/8, Poaceae – 4 рода, 5 видов. Семейства Amaranthaceae, Cannabaceae, Urticaceae, Convolvulaceae, Solanaceae, Orobanchaceae представлены только сорными растениями.
Сорные растения – виды, засоряющие фитоценозы природной спонтанной растительности, испытывающей пресс хозяйственной деятельности человека (пастбища, сенокосы), а также формирующиеся на первых стадиях естественного восстановления растительности на нарушенных землях [139, с.595]. Среди сорных мы, вслед за Нурмухамбетовой Г.Д. [141], выделяем следующие группы:
Пасквальные – адвентивные (сорные) виды, широко распространенные в степных фитоценозах, трансформированных влиянием выпаса;
Рудеральные – или мусорные - растения, имеющие широкое распространение на вторичных местообитаниях. Как правило, являются нитрофилами;
Пирогенные – виды, активно распространяющиеся на выгоревших территориях;
Залежные (постсегетальные) – виды, формирующие сообщества на территории, ранее находившейся под антропогенным воздействием (под распашкой и засеянием, др.), после полного его прекращения;
Сегетальные – сорные растения, активно распространяющиеся в посевах сельскохозяйственных растений;
Придорожные – сорные виды, приспособленные к существованию на очень плотной почве в непосредственной близости к дорожной полосе.
В качестве индикаторов различных факторов антропогенного воздействия нами выделены следующие виды сорных и дигрессионно-активных видов растений:
- индикаторы селитебной деятельности (создание инфраструктуры, населенные пункты, свалки и пр.) - 27 видов рудеральных растений, в том числе наиболее распространенные: Urtica dioica, Atriplex tatarica, A. sagittata, Chenopodium glaucum, Berteroa incana, Sisymbrium loeselii, Lepidium ruderale;
- пионеры зарастания на залежах - 70 видов постсегетальных, в том числе: Setaria viridis, S. pumila, Atriplex sagittata, Amaranthus retroflexus, Capsella bursa-pastoris, Berteroa incana, Linaria vulgaris;
- индикаторы пастбищной дигрессии – 25 видов пасквальных, из которых доминируют: Polygonum aviculare, Bassia sedoides, Ceratocarpus arenarius, Kochia prostrata;
- индикаторы дорожной дигрессии – 13 видов придорожных растений, в том числе: Cannabis ruderalis, Berteroa incana, Polygonum aviculare.
Сегетальные культурные растения полей и огородов в данной работе не рассматриваются, поскольку в задачу исследований входило изучение естественной, спонтанной растительности и флоры.
В районе исследований встречаются хозяйственно-ценные виды растений – кормовые (75 видов), лекарственные (29), медоносные (26), пищевые (20), ядовитые (16), эфирномасличные (14), дубильные (11), декоративные (9), красильные (9), технические (6), витаминные (6), вол. (4), инсектицидные (4), соленосные и масляные по 3, мыльные и бумажные по 2, мелиоративные, пряные, наркотические, каучуковые, прочие – по 1 виду.
Как отмечают многие исследователи [13,14,29,35,142,143,144,145], антропогенное воздействие приводит к увеличению числа видов - ксерофитов, обилия сорных растений, конвергенции растительных сообществ и упрощению пространственной структуры растительного покрова территории. Это повсеместно отмечается в районе наших работ. При уменьшении воздействия и улучшении погодных условий, в частности - условий влагообеспеченности, отмечается увеличение доли мезофитных растений.
Экологические и биоморфологические характеристики флоры рассматриваемой территории отражены в рисунках 4-9.
Анализ экологического спектра флоры (Рисунок 4) показал преобладание видов, относящихся к мезофильной свите, несколько отстают по количеству виды ксерофильные.
 |
| Рисунок 4 – Экологическая структура флоры |
На Рисунке 5 рассматривается состав преобладающей - мезофильной – свиты, которая представлена большей частью ксеромезофитами. На втором месте – мезофиты, далее – гигромезофиты.
 |
| Рисунок 5 – Мезофильная свита |
В составе ксерофильной свиты (Рисунок 6) преобладают мезоксерофиты, затем – ксерофиты. Менее всего – псаммоксерофитов и галоксерофитов.
 |
| Рисунок 6 – Ксерофильная свита |
Растительность исследуемой территории на 90% представлена травянистыми формами (224 вида), что отражено на Рисунке 7. Остальные жизненные формы составляют вместе, соответственно, всего 10%
 |
| Рисунок 7 – Спектр биоморф |
Среди травянистых растений (Рисунок 8) преобладают многолетники, их процентное соотношение больше, чем двулетних и многолетних растений вместе.
 |
| Рисунок 8 - Жизненные формы травянистых растений |
На исследуемой территории большей частью описываются растения со стержнекорневым типом подземных органов (Рисунок 9). В количестве 28% - корневищный тип. У двух видов, в связи с их биологическими особенностями (паразитизм), наблюдается редукция корневой системы.
 |
| Рисунок 9 - Тип подземных органов |
Преобладающим ценотипом на рассматриваемой территории являются степной, затем – сорный, менее всего представлен пустынно-степной ценотип (Рисунок 10).
 |
| Рисунок 10 - Спектр ценотипов |
Дигрессионно-активные виды рассматриваются нами в данном случае как коренные и отнесены каждый к своему ценотипу – степному, лугово-степному, луговому, пустынно-степному (при распределении по ценотипам интродуцированные виды и эргазиофиты не учитывали).
6 ТРАНСФОРМАЦИЯ РАСТИТЕЛЬНОСТИ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ
Трансформация растительности под воздействием загрязнения тяжелыми металлами изучалась на 47 участках, расположенных на различных расстояниях от промышленных объектов г. Павлодара [79-84]. Поскольку многие участки оказались идентичными по составу и структуре растительного покрова, а также условиям загрязнения, в работе приводится характеристика современного состояния растительности 26 из них, выбранных на основе геоботанических описаний и результатов анализов проб почвы и растений на содержание тяжелых металлов (наибольшие и наименьшие их концентрации).
6.1 Состояние растительности и загрязнение тяжелыми металлами почв и растений на участках исследований
Обследованные участки расположены на разном расстоянии от промышленных зон г. Павлодара и г. Аксу (Рисунок 1). Оценка состояния трансформации растительности проводилась визуально по описанным в главе 2 критериям, при этом особое внимание уделялось выявлению отклонений от естественного развития у отдельных особей и видов растений.
Участок Т-5 расположен в 0,5 км на с-сз от ТЭЦ-3. Рельеф участка равнинный, с наличием антропогенных форм (понижения, бугорки, полевая дорога), в центральной части имеется глубокий овраг, заросший сорняками. Участок частично захламлен строительным мусором, стеклом и небольшими насыпями золы. Почвы – темнокаштановые карбонатные. Растительный покров участка характеризуется как средненарушенный.
Растительность в 2006 году была представлена пырейным (Agropyron pectinatum) сообществом с участием Festuca valesiaca и Artemisia marschalliana (Таблица 4). Кроме доминирующих видов, обильна была также Potentilla bifurca. В незначительном обилии зарегистрированы Medicago falcata, Artemisia dracunculus, A. absinthium, Chondrilla brevirostris, Calamagrostis epigeios (в микропонижениях), Centaurea scabiosa, Convolvulus arvensis, Taraxacum officinale. Проективное покрытие почвы растениями составляло 50-70%. Видовая насыщенность составила 12 видов на 100м2. Фенологическое состояние растений соответствовало сезону.
В сочетании с пырейным сообществом на участке отмечены искусственные посадки Acer negundo (высотой 1,5м), а южнее участка, вблизи колодца, единичные особи Salix alba на песчаных почвах, в основном с сорными растениями в нижнем ярусе (Nonea pulla, Cirsium arvense, Inula britannica, Amaranthus retroflexus, Chenopodium album, Atriplex sagittata).
В 2007 году сообщество по-прежнему пырейное (Agropyron pectinatum) (Таблица 4), но при этом значительно возросла фитоценотическая роль вейника (Calamagrostis epigeios). Диффузно встречаются Artemisia dracunculus, Medicago falcata, Convolvulus arvensis, Festuca valesiaca, Potentilla bifurca, в меньшем обилии - Gypsophila paniculata, Artemisia marschalliana, Euphorbia virgata, Lepidium ruderale, Nonea pulla, Chondrilla brevirostris.
Таблица 4 – Геоботаническая характеристика участка Т-5
| № | Название растения | Высота, см | Ярус | Разме щение | Фено-фаза | Обилие | ||
| 2006 | 2007 | 2009 | ||||||
| 1 | Agropyron pectinatum | 15-30 | 2 | df | вег-бут | cop2 | cop1 | cop1-sp |
| 2 | Festuca valesiaca | 10-15 | 1 | ggr | вег | sp | sp-sol | sol |
| 3 | Calamagrostis epigeios | 50-60 | 3 | ggr | цв | sol | cop1-sp | cop1 |
| 4 | Artemisia marschalliana | 10-50 | 2 | ggr | вег | sp | sol | sol |
| 5 | Artemisia absinthium | 10-15 | 1 | gr | вег | sol | sol | sol |
| 6 | Artemisia dracunculus | 50-55 | 3 | df | вег-бут | sol | sp-sol | sol |
| 7 | Potentilla bifurca | 10-12 | 1 | ggr | вег | sp-sol | sp-sol | - |
| 8 | Medicago falcata | 5-10 | 1 | ggr | цв | sol | sol | sol |
| 9 | Taraxacum officinale | 13-15 | 1 | gr | не цв | sol | - | - |
| 10 | Chondrilla brevirostris | 50-55 | 3 | ggr | бут | sol | sol | - |
| 11 | Centaurea scabiosa | 35-45 | 3 | gr | сух | sol | - | - |
| 12 | Gypsophila paniculata | 45-50 | 3 | gr | цв | - | sol | sol |
| 13 | Artemisia vulgaris | 10-15 | 1 | gr | вег | - | sol | - |
| 14 | Artemisia sieversiana | 10-15 | 1 | gr | вег | - | sol | - |
| 15 | Melilotus albus | 35-40 | 2 | gr | вег-бут | - | sol | sol |
| 16 | Euphorbia virgata | 25-30 | 2 | ggr | цв | - | sol | sol |
| 17 | Lepidium ruderale | 15-20 | 2 | ggr | вег-бут | - | sol | sol |
| 18 | Convolvulus arvensis | 15-20 | 2 | df | бут | sol | sp-sol | - |
| 19 | Nonea pulla | 20-25 | 2 | gr | цв | - | sol | - |
| 20 | Isatis costata | 55-60 | 3 | gr | пл | - | sol | sol |
Жизненное состояние растений улучшилось вследствие частых дождей, проективное покрытие увеличилось до 70-75%. Видовая насыщенность составила 18 видов на 100м2. Фенологическое развитие соответствует сезону. Горизонтальная структура растительного покрова неоднородная, мозаичная, что указывает на несформированность состава и структуры сообщества.
В южной части участка, в небольщом обилии появились новые сорные растения Isatis costata, Cannabis ruderalis, Salsola australis, Halimione verrucifera, Cyclachaena xantiifolia и Convolvulus arvensis. Вдоль дороги пышно разрослись дигрессионно-активные виды - Lepidium ruderale, Convolvulus arvensis, Artemisia sieversiana, A. absinthium, A. marschalliana, Medicago falcata, Melilotus albus, в отличие от прошлого года, когда преобладал Polygonum aviculare. Это обусловлено как меньшим использованием данной дороги, так и метеорологическими условиями года.
Во влажном 2009 году на участке стал доминировать вейник наземный (Calamagrostis epigeios), а пырей гребенчатый выступает в роли субдоминанта (Таблица 4). Эта смена обусловлена обилием осодков, а также подтоплением участка со стороны колодца в связи с повышением уровня грунтовых вод. В незначительном обилии присутствуют злаки (Festuca valesiaca), полыни (Artemisia absinthium, A. marschalliana, A. dracunculus) и разнотравье (Melilotus albus, Medicago falcata, Euphorbia virgata, Isatis costata, Lepidium ruderale, Gypsophila paniculata).
Проективное покрытие почвы растениями увеличилось до 75-80%. Видовая насыщенность составила 12 видов на 100м2, из-за уменьшения разнообразия видов полыни и сорных видов. Фенологическое развитие несколько не соответствует сезону, поскольку температура - ниже обычного. Горизонтальная структура растительности в целом однородная, несмотря на разнообразие видов, что обусловлено хорошим жизненным состоянием и крупными размерами растений - вследствие обильных дождей.
Анализ почвенных проб на содержание ТМ показал, что наблюдается превышение ПДК Cr (в слое почвы 0 - 15см) и Pb (Таблица 5). Коэффициент опасности, соответственно, превышает 1. Несколько повышены содержания Ni – 0,69ПДК в верхнем почвенном слое. Чуть ниже концентрации Ti – 0,6ПДК.
Таблица 5 - Содержание тяжелых металлов в почве
| Глу бина, см | Валовое содержание металлов в почве (числитель – в мг/кг; знаменатель – в долях ПДК) | ||||||||
| Ti | Cr | Mn | Fe | Ni | Cu | Zn | Pb | Sr | |
| 0-5 |  |  |  | 24066 |  |  |  |  |  |
| 10-15 |  |  |  | 23216 |  |  |  |  |  |
| ПДК, мг/кг | 5000 | 50 | 1500 | - | 45 | 40 | 100 | 20 | 500 |
Также оказались довольно значительными, концентрации металлов в пырее гребенчатом по сравнению с фоновыми (Таблица 6).
Таблица 6 - Содержание тяжелых металлов в Agropyron pectinatum
| ЧР | Содержание металлов в растениях (числитель - содержание в мг/кг, знаменатель - Ах (КБП)) | |||||||||
| Ti | Cr | Mn | Fe | Ni | Cu | Zn | Pb | Sr | ||
| П |  |  |  |  |  |  |  |  |  | |
| Н |  |  |  |  |  |  |  |  |  | |
| фон | П |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
| Н |  |  |  |  |  |  |  |  |  | |
| Примечание – Фон-Т-44 - 50км к северу от г. Павлодара; ЧР – части растения (П – подземная; Н - наземная) | ||||||||||
Несмотря на высокие концентрации отдельных токсичных тяжелых металлов в почве и A. pectinatum, внешних признаков угнетения растений нет.
Участок Т-9 расположен в 1км к с-в-в (почти восток) от ТЭЦ-2. Рельеф антропогенно-производный – с наличием антропогенных форм (полевая дорога, овраг, ямы); зоогенно-бугорковый. Территория частично захламлена строительным и бытовым мусором (Рисунок 11). Отмечено большое количество золы рядом с участком, поскольку недалеко произошел разрыв золопровода. Почва - карбонатная темнокаштановая. Растительный покров участка во все годы исследований характеризуется как средненарушенный.
Растительность в 2006 г представлена злаковым сообществом (Agropyron pectinatum и Festuca valesiaca) с участием полыней (Artemisia marschalliana и A. dracunculus) (Таблица 7). В несколько меньшем обилии отмечена Potentilla bifurca. В незначительном обилии присутствуют Stipa lessingiana, Poa trivialis, Artemisia austriaca и Artemisia absinthium, Taraxacum officinale, Lactuca tatarica, Medicago falcata и Gypsophila paniculata.
Таблица 7 – Геоботаническая характеристика участка Т-9
| № | Название растения | Высота, см | Ярус | Размеще-ние | Фено-фаза | Обилие | ||
| 2006 | 2007 | 2009 | ||||||
| 1 | Agropyron pectinatum | 20-25 | 2 | ggr | вег-бут | cop1 | cop1 | cop1 |
| 2 | Festuca valesiaca | 10-20 | 1 | ggr | цв | cop1-sp | sp | sol |
| 3 | Stipa lessingiana | 40-45 | 3 | ggr | цв | sol | sol | sp |
| 4 | Artemisia marschalliana | 10-50 | 3 | ggr | вег/ генер | sp | - | - |
| 5 | Artemisia austriaca | 5-6 | 1 | ggr | вег | sol | sol | sol |
| 6 | Artemisia absinthium | 17-20 | 1 | gr | вег | sol | - | - |
| 7 | Artemisia dracunculus | 50-55 | 3 | ggr | вег/ генер | sp | sp-sol | sol |
| 8 | Potentilla bifurca | 5-7 | 1 | ggr | цв | sp-sol | sp-sol | sol |
| 9 | Taraxacum officinale | 5-10 | 1 | ggr | вег | sol | - | - |
| 10 | Lactuca tatarica | 10-12 | 1 | gr | цв | sol | sol | - |
| 11 | Poa trivialis | 15-20 | 1 | ggr | цв | sol | sp-sol | sol |
| 12 | Medicago falcata | 15-20 | 1 | gr | цв | sol | sol | sol |
| 13 | Isatis costata | 45 | 3 | un | цв | sol | - | - |
| 14 | Gypsophila paniculata | 20-45 | 3 | gr | вег | sol | sol | - |
| 15 | Achillea millefolium | 10-20 | 1 | ggr | вег-бут | - | sol | sol |
| 16 | Convolvulus arvensis | 10-15 | 1 | ggr | вег-бут | - | sol | sol |
| 17 | Lepidium latifolium | 30-35 | 2 | gr | вег-бут | - | sol | sol |
| 18 | Artemisia sieversiana | 20 | 1 | un | вег | - | sol | - |
| 19 | Artemisia vulgaris | 5-10 | 1 | gr | вег | - | sol | - |
| 21 | Acer negundo | 150-160 | un | вег | sol | sol | sol | |
Festuca valesiaca на замусоренной части участка – угнетенная там, где чище - в лучшем жизненном состоянии. Зарегистрировано несколько особей Populus alba, с пораженными листьями. Acer negundo, Elaeagnus argentea - встречаются единично, в овраге.
В южной части участка в значительном обилии отмечается Agropyron pectinatum, несколько менее обильна Festuca valesiaca, Artemisia marschalliana, в незначительном обилии - Koeleria glauca, Poa trivialis, Taraxacum officinale, Lactuca tatarica, Medicago falcata, Gypsophila paniculata, Artemisia austriaca, A. absinthium, A. scoparia, Isatis costata, Lappula squarrosa, Achillea millefolium. На пятнах золы поселились единичные особи A. vulgaris.
Проективное покрытие почвы растениями на участке составляет около 70%, местами 10-30%. Видовая насыщенность – 15 видов на 100м2. Растения в основном в очень хорошем жизненном состоянии, крупные и яркие. Фенологическое развитие растений соответствует сезону. Некоторые растения сильно запылены золой - Potentilla bifurca (Рисунок 12), Taraxacum officinale, Lactuca tatarica.
 |  |
| Рисунок 11 – Территория близ участка Т-9 | Рисунок 12 – Запыление растений в результате разлива золы |
В 2007г территория была менее захламлена мусором, но золы еще много. Сообщество – пырейное (Agropyron pectinatum), с участием типчака (Festuca valesiaca) (Таблица 7), обилие которого сократилось по сравнению с предыдущим годом, как и обилие Artemisia dracunculus, но увеличилась фитоценотическая роль Poa trivialis. В незначительном обилии, как и в предыдущем году по участку диффузно распространены виды полыней и разнотравья (Таблица 7). При этом увеличилось число сорных видов - Artemisia vulgaris, Achillea millefolium, Convolvulus arvensis, Lepidium latifolium.
Видовая насыщенность – 16 видов на 100м2. Фенологическое развитие растений соответствует сезону. Проективное покрытие составляет 70-75%. Горизонтальная структура растительности неоднородна.
В 2009г сообщество на участке по-прежнему пырейное (Agropyron pectinatum), но значительно возросла фитоценотическая роль ковыля (Stipa lessingiana) (Таблица 7) и уменьшилось обилие сорных и дигрессионно-активных растений - Festuca valesiaca, Poa trivialis, Achillea millefolium, Convolvulus arvensis, Lepidium latifolium, Artemisia austriaca, A. dracunculus, Potentilla bifurca. Это свидетельствует о начале стадии демутации естественной растительности. Видовая насыщенность составила 12 видов на 100м2. Общее проективное покрытие - 80-85%, горизонтальная структура растительности более однородная, что связано с благоприятными условиями 2009г. Золы значительно меньше, в небольшом количестве она хорошо влияет на состояние растений.
Анализ почв на содержание в них металлов показал, что превышение ПДК отмечается все так же по Cr (полностью – от 0 до 15см) и Pb (Таблица 8). В поверхностном слое концентрации этих элементов более значительны. Близко к ПДК содержание Zn также в поверхностном слое почвы, чуть менее – Ti. Довольно высоко содержание Fe в почве.
Таблица 8 - Содержание металлов в почве в Т-9
| Глу бина, см | Валовое содержание металлов в почве (числитель – в мг/кг; знаменатель – в долях ПДК) | ||||||||
| Ti | Cr | Mn | Fe | Ni | Cu | Zn | Pb | Sr | |
| 0-5 |  |  |  | 27496 |  |  |  |  |  |
| 10-15 |  |  |  | 25560 |  |  |  |  |  |
| ПДК, мг/кг | 5000 | 50 | 1500 | - | 45 | 40 | 100 | 20 | 500 |
Превышений фоновых содержаний металлов в растительных пробах нет только для Mn и Sr в наземных частях пырея (Таблица 9).
Таблица 9 - Содержание металлов в Agropyron pectinatum на участке Т-9
| ЧР | Содержание металлов в растениях (числитель - содержание в мг/кг, знаменатель - Ах (КБП)) | |||||||||
| Ti | Cr | Mn | Fe | Ni | Cu | Zn | Pb | Sr | ||
| П |  |  |  |  |  |  |  |  |  | |
| Н |  |  |  |  |  |  |  |  |  | |
| фон | П |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
| Н |  |  |  |  |  |  |  |  |  | |
| Примечание – Фон-Т-44 - 50км к северу от г. Павлодара; ЧР – части растения (П – подземная; Н - наземная) | ||||||||||
Концентрации остальных элементов стабильно превышают фоновые значения. Причем для Cr – в 447 раз, Pb – 20,4 раза, для Zn – 7,5 раз. Для остальных элементов разницы не так значительны.
Внешние признаки, указывающие на повышенные содержания металлов в растениях и почве участка, отсутствуют.
Участок Т-11 расположен в 1км к северу от ТЭЦ-2 и в 0,8 км к востоку от ПФ ТОО Кастинг. Он находится в понижении относительно ограничивающих его автодорог. Рельеф равнинный, антропогенно-производный. Почва темнокаштановая карбонатная. Растительный покров участкав 2006-2007 - средненарушенный, а в 2009 г - слабонарушенный.
В 2006 г на участке растительность была представлена пырейным сообществом (Agropyron pectinatum) с участием Festuca valesiaca и Koeleria glauca (Таблица 10). В меньшем обилии отмечены: Stipa lessingiana, Artemisia austriaca, A. marschalliana, Convolvulus arvensis, Melilotus albus, Taraxacum officinale, Achillea millefolium и Lavatera thuringiaca.
Фенологическое развитие растений в целом соответствовало сезону, но некоторые виды подсохли и пожелтли раньше времени (Festuca valesiaca, Koeleria glauca). Общее проективное покрытие почвы растениями составляет 70-85%. Видовая насыщенность составила 12 видов на 100м2. Вдоль дорог - пышно разросшиеся Melilotus albus и Artemisia marschalliana, редко - искусственные насаждения из Acer negundo и Ulmus pumila с нижним ярусом из травянистого многолетника Agropyron pectinatum.
В 2007 г сообщество злаковое (Agropyron pectinatum и Festuca valesiaca) с меньшим обилием Stipa lessingiana (Таблица 10). В незначительном обилии, диффузно по участку распространены Poa trivialis, Artemisia austriaca, A. marschalliana, Thesium arvense, Convolvulus arvensis, Nonea pulla, Linaria vulgaris, Lepidium latifolium, Lactuca tatarica, Melilotus albus, Gypsophila paniculata, Berteroa incana, Alyssum turkestanicum. Также единично встречаются посадки Ulmus pumila и Acer negundo с Agropyron pectinatum в нижнем ярусе.
Количество видов, по сравнению с 2006 годом, возросло довольно значительно, в частности, сорных, хотя следов хозяйственной деятельности человека (например, выпаса) не отмечается. Видовая насыщенность - 20 видов на 100м2. Из состава травостоя в 2007 г. выпали Koeleria glauca и Achillea millefolium. Проективное покрытие несколько возрасло и составляет 75-85%. Фенологическое развитие растений соответствует сезону.
В 2009г сообщество пырейное (Agropyron pectinatum) с участием Festuca valesiaca и Stipa lessingiana, фитоценотическая роль последнего возрасла (Таблица 10). В несколько меньшем обилии - Nonea pulla. В незначительном обилии представлены виды полыней и разнотравья (Таблица 10). Проективное покрытие - 85-90%.
Видовая насыщенность составила 14 видов на 100м2, уменьшение по сравнению с 2007г - в основном за счет выпадения сорных видов.
Таблица 10 – Геоботаническая характеристика участка Т-11
| № | Название растения | Высота, см | Ярус | Размеще-ние | Фено-фаза | Обилие | ||
| 2006 | 2007 | 2009 | ||||||
| 1 | Agropyron pectinatum | 15-25 | 2 | ggr | пл | cop1-2 | cop1 | cop1 |
| 2 | Koeleria glauca | 15-25 | 2 | ggr | цв | sp | - | - |
| 3 | Festuca valesiaca | 10-20 | 1 | ggr | пл | cop1-sp | cop1 | sp |
| 4 | Stipa lessingiana | 45-50 | 3 | ggr | цв | sol | sp-sol | sp |
| 5 | Artemisia austriaca | 5-7 | 1 | ggr | вег | sp-sol | sol | sol |
| 6 | Artemisia marschalliana | 10-20см | 1 | ggr | вег/ генер | sol | sol | sol |
| 7 | Convolvulus arvensis | 5-20 | 1 | df | вег-бут | sp-sol | sol | - |
| 8 | Melilotus albus | 25-30 | 2 | ggr | вег-бут | sol | sol | sol |
| 9 | Taraxacum officinale | 15 | 1 | un | пл | sol | - | - |
| 10 | Achillea millefolium | 10-15 | 1 | ggr | цв | sol | - | - |
| 11 | Poa trivialis | 25-30 | 2 | ggr | цв | - | sol | sol |
| 12 | Nonea pulla | 15-20 | 1 | gr | цв | - | sol | sp-sol |
| 13 | Vincetoxicum sibiricum | 15-20 | 1 | un | цв | - | sol | sol |
| 14 | Lavatera thuringiaca | 30-35 | 2 | un | вег/сух | - | sol | - |
| 15 | Thesium arvense | 15-20 | 1 | ggr | цв | - | sol | sol |
| 16 | Linaria vulgaris | 20-25 | 2 | ggr | цв | - | sol | sol |
| 17 | Lepidium latifolium | 30-35 | 2 | gr | вег-бут | - | sol | - |
| 18 | Lactuca tatarica | 10-20 | 2 | ggr | вег-бут | - | sol | - |
| 19 | Gypsophila paniculata | 35-45 | 3 | gr | цв | - | sol | - |
| 20 | Berteroa incana | 15-18 | 1 | ggr | цв | - | sol | sol |
| 21 | Alyssum turkestanicum | 5-7 | 1 | ggr | сух | - | sol | - |
| 22 | Ulmus pumila | 50-100 | gr | вег | sol | sol | sol | |
| 23 | Acer negundo | 50-100 | gr | вег | sol | sol | sol | |
