Изменение морфометрических показателей листовой пластинки рябины обыкновенной

Материалы студентам (рефераты, курсовые, дипломные) » Влияние загрязнения атмосферного воздуха на состояние рябины обыкновенной » Результаты исследования и обсуждение результатов » Изменение морфометрических показателей листовой пластинки рябины обыкновенной


 

Растения как продуценты экосистем в течение всей жизни, привязанные к локальной территории и подверженные влиянию двух сред – почвенной и воздушной, наиболее полно отражают весь комплекс воздействий на систему (Рунова, 2001). Наглядными морфометрическими показателями состояния древесных популяций являются: длина и ширина листовой пластинки, длина черешка, площадь листовой поверхности и удельная плотность листа, отражающие все многообразие действующих факторов. Нами было проанализировано изменение этих показателей на примере рябины обыкновенной.

Смотрите информацию настройка рекламы в яндекс директ у нас.

Изменение длины и ширины листовой пластинки

Уже давно замечено, что вблизи предприятий, выбрасываемых в атмосферу большое количество пылевидных частиц, линейные размеры ассимиляционных органов и прирост побегов растений меньше в 2 – 5 раз по сравнению с растениями вне зоны запыления (Илькун, 1978).

Проведенные нами измерения длины сложного листа рябины обыкновенной показывают, что максимальная длина листовой пластинки отмечена у деревьев, произрастающих в Сосновой роще и в Парке ХХХ-летия ВЛКСМ (190,5±2,19 и 185,2±2,82мм), и разница между этими точками незначима (Р>0,05) (табл. 8). На этих же улицах нами выявлено самое минимальное содержание сернистого ангидрида в воздухе (прил. 3). Близкие значения имеют показатели, полученные на улицах Героев Сталинградской Битвы (183,4±2,78мм) и Суворова (183,2±2,97мм) (рис. 8). Достоверная разница в изменении длины листа на этих улицах статистически значимо отличается от условного контроля (табл. 8). И, наконец, самая минимальная длина листовой пластинки была замечена в самых загрязненных районах исследования, на улицах Крылова (171±2,71мм) и Карла Маркса (170,8±1,96мм), где обнаружено самое высокое содержание SO2 (прил. 3). Эти значения статистически значимо различаются от всех остальных (табл.8).

 

Рис. 8. Изменение длины листа рябины обыкновенной.

 

Таблица 8 - Результаты множественных сравнений значения длины листовой пластинки

Длина листа

ул. Крылова

ул.Карла Маркса

ул.

Суворова

ул.

ГСБ

Парк ВЛКСМ

Сосновая роща

ул.Крылова

 

0,482531

0,002857

0,001678

0,000362

0,000001

ул. Карла Маркса

 

 

0,002191

0,001251

0,000259

0,000006

ул.Суворова

 

 

 

0,95302

0,141261

0,047651

ул. ГСБ

 

 

 

 

0,645001

0,046115

Парк ВЛКСМ

 

 

 

 

 

0,613902

 

Аналогичная картина характерна и для признака – «ширина листовой пластинки». Также нами замечено, что наиболее широкие листья на деревьях в Сосновой роще и Парке культуры и отдыха (185±3,32 и 180±3,10мм) (рис. 9). А наименьший размер ширины листовой пластинки рябины обыкновенной снова отмечен на улицах Крылова (158,6±3,26мм) и Карла Маркса (162,4±2,77мм) (прил. 3). Двухфакторный дисперсионный анализ показал статистически значимую разницу по ширине листа рябины обыкновенной между двумя последними районами исследования и остальными районами (табл. 9).

 

Рис. 9. Изменение ширины листа рябины обыкновенной.

 

Таким образом, данные двухфакторного дисперсионного анализа показывают статистически значимое влияние района исследования на длину и ширину листовой пластинки рябины обыкновенной.

Таблица 9 - Результаты множественных сравнений значения ширины листовой пластинки

 

Ширина листа

ул. Крылова

ул.Карла Маркса

ул.

Суворова

ул.

ГСБ

Парк ВЛКСМ

Сосновая роща

ул. Крылова

 

0,376061

0,004142

0,000258

0,000371

0,000022

ул. Карла Маркса

 

 

0,0261

0,002268

0,000371

0,000186

ул.Суворова

 

 

 

0,520017

0,58621

0,140605

ул. ГСБ

 

 

 

 

 

0,883456

Парк ВЛКСМ

 

 

 

 

 

0,282404

 

Также нами установлена обратная корреляционная зависимость между содержанием сернистого ангидрида в атмосферном воздухе и изменением длины (r = - 0,97) и ширины (r = - 0,99) листа рябины обыкновенной. Кроме того, мы видим, что эти признаки скорелированы между собой (r = 0,98) (рис.10).

 

Рис. 10. Зависимость между длиной и шириной листа рябины обыкновенной.

 

Изменение площади листовой пластинки и удельной поверхностной плотности листа рябины обыкновенной

По литературным данным известно, что площадь листовой поверхности и удельная поверхностная плотность листа (УППЛ) являются диагностическими признаками устойчивости древесных растений в условиях городской среды (Андреева, 2005). Интенсивность фотосинтеза зависит от площади листовой пластинки, которая влияет и на продуктивность (Briggs, 1999; Ahmad, 1999; Lin, 2000). Косвенным показателем продуктивности является УППЛ.

При изучении такого морфометрического показателя, как площадь листовой пластинки нами получены следующие результаты: наименьшее значение площади листа характерно для района завода Искож (727,7±35,42 мм2), где и обнаружено высокое содержание диоксида серы (прил. 4), затем по возрастанию площади и уменьшению содержания SO2  в воздухе идут улица Суворова (932,43±31,16 мм2) и район Мясокомбината (936,16±40,19 мм2) с почти одинаковыми результатами (рис. 11) Парк, улица Героев Сталинградской Битвы и Сосновая роща – это районы с наибольшей площадью листовой пластинки и наименьшим количеством сернистого ангидрида в воздухе (рис. 11).

 

Рис. 11. Изменение площади листа рябины обыкновенной

 

Двухфакторный дисперсионный анализ показал достоверную разницу в изменении площади листа и влияния районов исследования (Р<0,05) (табл. 10).

Таблица 10 - Результаты множественных сравнений значения площади листовой пластинки

 

Площадь листа

ул. Крылова

ул.Карла Маркса

ул.

Суворова

ул.

ГСБ

Парк ВЛКСМ

Сосновая роща

ул.Крылова

 

0,162458

0,000035

0,000182

0,000253

0,000004

ул. Карла Маркса

 

 

0,941682

0,000043

0,013985

0,000003

ул.Суворова

 

 

 

0,021634

0,005149

0,000001

ул. ГСБ

 

 

 

 

0,063519

0,003308

Парк ВЛКСМ

 

 

 

 

 

0,158310

 

Проведя корреляционный анализ данного признака, мы увидели, что существует обратная зависимость между площадью листовой пластинки и содержанием диоксида серы в воздухе. (r = - 0,904). При построении графика зависимости взят десятичный логарифм площади листовой поверхности (рис.12).

 

Рис. 12. Зависимость между содержанием сернистого ангидрида в воздухе и площадью листовой пластинки

 

Существуют сведения, что удельная поверхностная плотность листа связывает процессы роста и фотосинтеза, так как отражает накопление сухого вещества единицей поверхности. Чем выше УППЛ, тем эффективнее идут процессы фотосинтеза, так как в расчете на единицу поверхности листа синтезируется большая биомасса. (Кузьмина, Кузьмина, 2001). Увеличение сухой массы листьев можно объяснить изменением первичных процессов фотосинтеза, связанных со скоростью электронного транспорта в хлоропластах (Черыгин, 2005).

Наши исследования по измерению УППЛ показали, что с увеличением содержания сернистого ангидрида и пыли в воздухе увеличивается плотность листа. Так, на улицах Крылова и Суворова отмечены максимальные значения УППЛ, которые составили 76,13 мг и 61,7 мг соответственно, тогда как в Парке и Сосновой роще всего 40,8 мг и 44,4 мг, что в 1,5-2 раза больше (прил. 4). Кроме того, именно на Крылова и Суворова нами обнаружено самое высокое содержание SO2 и пыли (прил. 1). Также мы видим, что на улице Карла Маркса плотность листа составила 55,9 мг (рис. 13), что примерно в 1,3 раза больше чем в Сосновой роще. Статистическая обработка результатов показала, что улицы Крылова и Суворова значимо отличается от всех исследуемых районов (Р<0,05), за исключением улицы Карла Маркса (Р>0,05). А Сосновая роща отличается от всех точек, за исключением Парка ВЛКСМ (табл. 11).

 

Рис. 13. Удельная поверхностная плотность листа рябины обыкновенной.

Таблица 11 - Результаты множественных сравнений значения УППЛ

 

УППЛ

ул. Крылова

ул.Карла Маркса

ул.

Суворова

ул.

ГСБ

Парк ВЛКСМ

Сосновая роща

ул.Крылова

 

0,058426

0,013361

0,000488

0,000074

0,000002

ул. Карла Маркса

 

 

0,069068

0,012082

0,003473

0,000008

ул.Суворова

 

 

 

0,000521

0,000026

0,0001

ул. ГСБ

 

 

 

 

0,341307

0,006337

Парк ВЛКСМ

 

 

 

 

 

0,344876

 

Двухфакторный дисперсионный анализ показал достоверную разницу в изменении удельной поверхностной плотности листа и влияния районов исследования (Р<0,05) (табл. 11). Проведя корреляционный анализ данного признака, мы увидели, что существует обратная зависимость между УППЛ листовой пластинки и содержанием диоксида серы в воздухе. (r = - 0,82). При построении графика зависимости взят десятичный логарифм УППЛ листовой поверхности (рис. 14).

 

Рис. 14. Зависимость между содержанием сернистого ангидрида в воздухе и удельной поверхностной плотностью листа.

 

Изменение длины черешка

Следующим изучаемым параметром для нас была длина черешка рябины обыкновенной. Ряд исследований по газоустойчивости растений (Кулагин, 1974; Илькун, 1978; Николаевский, 1978) показывают, что черешки, жилки листьев, распустившиеся цветы, почки слабо повреждаются кислыми газами, так как эти органы не принимают заметного участия в фотосинтезе. Мы решили проверить, существует ли взаимосвязь с изменением длины черешка и концентрацией сернистого ангидрида в воздухе. Так, например, на улице Крылова длина черешка составила 35,96 мм, а в Сосновой роще 37,1 мм (прил. 5), причем достоверной разницы между этими точками не