Биогеохимическая активность парковых насаждений как индикатор устойчивости древесных растений

Abstract

The relevance of the research is related to the improvement of the sustainability of park stands of the Rostov region, which have historical significance and conservation status. The longterm monitoring of the accumulation of heavy metals contributes to the establishment of the biogeochemical role of woody plants. The purpose of the research is to identify the biogeochemical activity of parkland stands of the steppe zone based on the study of the species and age composition of woody plants and the biological absorption coefficients of heavy metals. The coefficient of biological absorption (CBP) reflects the degree of concentration of the element in plants compared with adjacent media. KBP the ratio of the content of the element in the dry matter to the content in the soil on which they grow. This coefficient characterizes the intensity of extraction of chemical elements from the soil. In this case, the PCU for each element is largely determined by both chemical properties and the need of plants. The objects of research are parklands of RostovonDon, Taganrog, Novocherkassk, Azov and Bataysk. They are represented by trees aged 4050 years (7580). Trees over the age of 50 years (25) are found in the city of Taganrog. On the territory of the parks of Bataysk, a fairly large percentage of plantations (37) are represented by trees up to 20 years. It has been established that the species composition of park stands is represented by 11 species (Quercus robur L., Aesculus hippocastanum L., Ulmus laevis Pall, Fraxinus excelsior L., Fraxinus lanceolata Borkh, Robinia pseudoacacia L., Tilia platyphyllos Scop, Acer platanoides L., Acer negundo L., Populus alba L., Populus sowietica pyramidalis Jabl.) from 8 families (Fagaceae, Hippocastanaceae, Ulmaceae, Oleaceae, Fabaceae, Tiliaceae, Aceraceae, Salicaceae). Revealed dominant species in the park landscapes of the studied cities. Based on the monitoring of the park landscapes of the city of RostovonDon, it was revealed that during the growing season, the largest amount of metals deposited on the leaf surfaces of maple and linden. The selectivity of metal deposition by individual species is manifested in the accumulation of certain metals by them. On all studied objects (20022018), total accumulation of heavy metals by leaves of woody plants was calculated. The maximum coefficients of biological absorption were established: according to Zn(Populus sowietica pyramidalis, Populus alba, Ulmus laevis) Cu (Fraxinus excelsior, Aesculus hippocastanum, Quercus robur) Ni (Acer platanoides, Populus alba, Ulmus laevis). The minimum coefficient of biological absorption is set for Zn and Cu for Acer negundo, for Ni Tilia platyphyllos. A register of woody plants has been compiled to reduce the biogeochemical activity coefficient: Fraxinus excelsior Populus sowietica pyramidalis Populus alba (0,4) Aesculus hippocastanum Quercus robur (0,3) Acer platanoides Tilia platyphyllos Ulmus laevis Robinia pseudoacaciaia (0,2) Acer negundo Fraxinus lanceolata (0,1). Thus, the content of macroelements in plants has been established, which is determined by the systematic position family, genus and species. The parameters of the coefficients of biological absorption, and their dynamics depending on time (for example, the vegetation phase), the age of the organism, the soil, are recommended to be used as indicators of sustainability and selection of the assortment when renovating historical park landscapes. Актуальность исследований связана с повышением устойчивости парковых насаждений Ростовской области, которые имеют историческое значение и природоохранный статус. Проведение многолетнего мониторинга по накоплению тяжелых металлов вносит вклад в установлении биогеохимической роли древесных растений. Цель исследований выявление биогеохимической активности парковых насаждений степной зоны на основе изучения видового, возрастного состава древесных растений и коэффициентов биологического поглощения тяжелых металлов. Коэффициент биологического поглощения (КБП) отражает степень концентрации элемента в растениях по сравнению с сопредельными средами. КБП отношение содержания элемента в сухом веществе к содержанию в почве, на которой они произрастают. Этот коэффициент характеризует интенсивность извлечения химических элементов из почвы. При этом КБП для каждого элемента во многом определяется как химическими свойствами, так и потребностью растений. Объекты исследований парковые насаждения РостованаДону, Таганрога, Новочеркасска, Азова и Батайска. Они представлены деревьями в возрасте от 4050 лет (7580). Деревья в возрасте более 50 лет (25) встречаются на территории города Таганрога. На территории парков г. Батайска довольно большой процент насаждений (37) представлен деревьями до 20 лет. Установлено, что видовой состав парковых насаждений представлен 11 видами (Quercus robur L., Aesculus hippocastanum L., Ulmus laevis Pall, Fraxinus excelsior L., Fraxinus lanceolata Borkh, Robinia pseudoacacia L., Tilia platyphyllos Scop, Acer platanoides L., Acer negundo L., Populus alba L., Populus sowietica pyramidalis Jabl.) из 8 семейств (Fagaceae, Hippocastanaceae, Ulmaceae, Oleaceae, Fabaceae, Tiliaceae, Aceraceae, Salicaceae). Выявлены доминирующие виды в парковых ландшафтах изучаемых городов. На основе мониторинга парковых ландшафтах города РостованаДону выявлено, что за вегетационный период в наибольшее количество металлов осаждалось на листовых поверхностях клёна и липы. Избирательность осаждений металлов отдельными видами проявляется в накоплении ими определённых металлов. На всех изученных объектах (20022018 гг.) были рассчитаны суммарные показатели накопления тяжёлых металлов листьями древесных растений. Установлены максимальные коэффициенты биологического поглощения: по Zn (Populus sowietica pyramidalis, Populus alba, Ulmus laevis) по Cu (Fraxinus excelsior, Aesculus hippocastanum, Quercus robur) по Ni (Acer platanoides, Populus alba, Ulmus laevis). Минимальный коэффициент биологического поглощения установлен по Zn и Cu для Acer negundo, по Ni Tilia platyphyllos. Составлен реестр древесных растений по снижению коэффициента биогеохимической активности: Fraxinus excelsior Populus sowietica pyramidalis Populus alba (0,4) Aesculus hippocastanum Quercus robur (0,3) Acer platanoides Tilia platyphyllos Ulmus laevis Robinia pseudoacacia (0,2) Acer negundo Fraxinus lanceolata (0,1). Таким образом, установлено содержание макроэлементов в растениях, которое определяется систематическим положением семейством, родом и видом. Параметры коэффициентов биологического поглощения, и их динамика в зависимости от времени (например, фазы вегетации), возраста организма, почв рекомендуется использовать в качестве индикаторов устойчивости и подбора ассортимента при реновации исторических парковых ландшафтов.