Экотоксикология

У хвойных различают легкие, средние, сильные и очень сильные хронические повреждения хвои при воздушных загрязнениях. Некрозы чаще появляются весной, после образования хвои. Ель и сосна нормально развиваются при среднегодовом содержании S02 в воздухе около 7—9 мкг/м3. В чистом воздухе хвоя, особенно на молодых елях, держится 14—16 лет. Возраст хвои ели 6—10 лет свидетельствует об ухудшении качества воздуха в последние 3—5 лет до уровня предельно допустимых концентраций S02 (50 мкг/м3). При возрасте еловой хвои 2—3 года качество воздуха в 10—15 раз хуже санитарных норм и среднее содержание S02 в нем составляет 500—750 мкг/м3. Подобные деревья обречены на гибель. У сосны хвоя сохраняется до 5—6 лет. При средних концентрациях S02 в воздухе около 50 мкг/м3 продолжительность ее жизни сокращается до 2—3 лет (рис. 6.2).
Лиственница более устойчива к загрязнениям в связи с ежегодным сбрасыванием хвои. Она нормально растет при концентрации S02, составляющей 10—50 мкг/м3.
Среди древесных пород, культурных и декоративных семенных растений сосна обыкновенная, ель, пихта наиболее чувствительны к повышенному содержанию в воздухе диоксида серы и хлора; гречиха, люцерна, горох — диоксида серы; яблоня, слива, вишня, лук, петрушка, тюльпан, гладиолус, ландыш — фтористого водорода; липа, береза, сельдерей, махорка — аммиака; смородина красная, фасоль, томат, петуния — хлора (табл. 6.3). У смородины красной, шпината и табака озон воздуха вызывает посеребрение верхней стороны листьев. Диоксид серы способствует развитию межжилковых некрозов и хлорозов (люцерна, гречиха, горох, клевер), фтористый водород — некрозов верхушек и краев листьев (гладиолус, тюльпан, петрушка), пероксиацетилнитрат — полосчатых некрозов на нижней стороне листьев (крапива, мятлик), диоксид азота — межжилковых некрозов (шпинат, махорка, сельдерей), хлор — побледнению листьев, деформации хлоропластов (шпинат, фасоль, салат).
На популяционном уровне влияние газообразных загрязняющих веществ проявляется в изменении продуктивности, численности и возрастного состава популяций, обеднении их экотипов, переходе в ряде случаев к вегетативному размножению, ухудшении возобновления, а на биоценотическом — в снижении продуктивности, видового разнообразия, устойчивости фитоценозов.
Загрязнение природной среды кислыми выборосами (оксиды серы, азота) приводит к сильному подкислению осадков, рН которых падает до 3—4, а щелочными (аммиак, цементная пыль) — к подщелачиванию и возрастанию рН до 8—10. При загрязнении цементной пылью в течение 30-летнего периода реакция почвенных растворов верхнего горизонта меняется от слабокислой до щелочной.
Наиболее чувствительна к загрязнению продуктивность. Она может многократно возрасти в результате ослабления конкурирующих видов. В нарушенных растительных сообществах доля популяций с большой численностью обычно выше, чем в ненарушенных, а популяции с малой численностью находятся под большой угрозой вытеснения и исчезновения. В результате антропогенных нарушений одни популяции могут омолаживаться, а другие — стареть в результате изменения естественного возобновления и продолжительности жизни.

Некрозы — это отмирание ограниченных участков ткани листьев. Некрозы бывают точечные и пятнистые (отмирание тканей листовой пластинки в виде точек или пятен), межжилковые (отмирание листовой пластинки между жилками первого порядка), краевые (отмирание ткани по краям листа), типа «рыбьего скелета» (сочетание межжилковых и краевых некрозов), верхушечные (темно-бурые, резко отграниченные некрозы конадшв хвои у ©ли, пихты, сосны или белые обесцвеченные некрозы верхушек.листьев у декоративных культур), линейные. При развитии некрозов после гибели клеток пораженные участки оседают, высыхают и за счет выделения дубильных веществ часто окрашиваются в бурый цвет у деревьев или спустя несколько дней выцветают до беловатой окраски у однодольных. Количественную оценку некрозов дают путем определения доли поврежденной листовой поверхности в процентах. Широкое развитие некрозов у растений приводит к опадению листвы, усыханию вершин деревьев и их гибели. Примерами опадения листвы (дефолиации) служат сокращение продолжительности жизни и осыпание хвои ели, сосны, отмирание листьев у смородины, крыжовника под действием S02. Дефолиация приводит к сокращению площади ассимилирующей поверхности, уменьшению прироста, преждевременному образованию новых побегов за счет трогающихся в рост спящих почек (Шуберт, 1988).
Изменения размеров и формы органов семенных растений под действием токсикантов большей частью неспецифичны. Например, в окрестностях предприятий, производящих удобрения, хвоя сосны удлиняется под действием нитратов и укорачивается под влиянием SO2.