|
а) Реакция растительного покрова на загрязнение сложна и неоднозначна. Здесь играют роль не только вид загрязнения, его концентрация в среде и время воздействия, но и способность самих растений поглощать загрязнители, общее состояние растений, почвенно-климатические условия произрастания, фаза вегетации и даже время суток.
Многие загрязнители атмосферы способны существенно влиять на продуктивность лесных экосистем. Существуют, в частности, веские доказательства, что такие широко распространенные загрязнители воздуха, как двуокись серы и озон, способны замедлить рост леса. Замечено также, что загрязненная атмосфера вызывает снижение индекса биотопа – средней высоты доминантных деревьев в экосистеме в некотором произвольно выбранном возрасте, обычно 50 лет.
Наблюдаемый ныне уровень загрязнения атмосферы в целом не настолько высок, чтобы вызвать драматически быструю гибель лесов. Такое происходит лишь в локальных областях, непосредственно прилегающих к крупным промышленным объектам. Однако умеренное загрязнение атмосферы, в конечном счете, более опасно, чем кратковременные и пространственно локализованные сильные загрязнения. Умеренное загрязнение трансформирует в лесных экосистемах биогеохимические циклы, влияет на ход сукцессионных процессов, на механизмы конкуренции и деятельность многочисленных вредителей леса. В результате возникает устойчивая тенденция к снижению продуктивности, биомассы, к торможению роста, к изменению и обеднению видового состава лесных экосистем.
Газообразные загрязнители проникают в основную ткань листа (мезофилл) через устьица, которые днем обычно открыты, а ночью закрыты. Поэтому воздействие токсикантов на растения в дневное время оказывается в 3-6 раз более сильное, чем в ночные часы.
Проникающие в клетки мезофилла загрязнения оказывают тормозящее (ингибирующее) действие на процессы фотосинтеза.
Существуют впрочем, и иные факторы, ослабляющие фотосинтез при поглощении токсиканта: деформация в структуре самих хлоропластов, ухудшение транспорта органических веществ, уменьшение парциального давления углекислого газа в клетках и т.д.
Двуокись серы является, пожалуй, самым распространенным загрязнителем, очень опасным для растений в силу совей высокой токсичности. Поражение растений двуокисью серы проявляется, прежде всего, в пожелтении листьев. Затем листья сморщиваются, отмирают и опадают.
Присутствие в воздухе сернистого газа приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур и трав. Особой чувствительностью к загрязнению воздуха сернистым газом обладают лишайники.
Загрязнение воздуха озоном наиболее характерно для южных районов, где существуют благоприятные условия для образования фотохимических смогов. От этого вида загрязнения особенно страдают цитрусовые, виноград, пшеница, редис, картофель, томаты, люцерна и некоторые другие культуры. Изучение поврежденных листьев показало, что озон действует преимущественно на столбчатые клетки листа, резко нарушая проницаемость мембран. Листья начинают терять окраску, становятся серебристыми и глянцевитыми. Кончики листьев белеют. Затем появляются некротические участки в виде темно-коричневых пятен. Происходит их преждевременных опад.
К числу сильнейших токсикантов относится фтор. Его химическая активность настолько высока, что он взаимодействует даже с некоторыми благородными газами (криптон, ксенон, радон). Под воздействием фтора у хвойных деревьев происходит вначале побеление, а затем потемнение кончиков игл. После отпада отмершей хвои вновь появляющаяся хвоя отличается меньшими размерами.
Фтор и его соединения проникают в ткань листа путем непосредственной инфильтрации, и потому растения чувствительны к фторидам в любое время суток. Однако в опытах с соей, обрабатываемой фтористым водородом, была замечена положительная роль факторов, благоприятствующих закрыванию устьиц.
Сильное повреждающее действие на растения оказывает хлор, хлористый водород и другие соединения хлора. Присутствие этих веществ в атмосфере даже в небольших концентрациях снижает интенсивность фотосинтеза.
Растения способны поглощать не только газообразные химические соединения, но и различные аэрозоли, в том числе аэрозоли металлов. Например, такой широко распространенный загрязнитель, как свинец, интенсивно аккумулируется хвойными породами (ель, сосна, лиственница). В урбанизированных районах активным накопителем соединений свинца оказалось крапива двудомная. Она может аккумулировать свинец в пределах 5-16 мг/кг сухой массы без видимых признаков угнетения, каковыми считаются замедленный прирост биомассы, запоздалое вступление в фазу цветения и т.д. Поглощая различного рода загрязнители атмосферы, фитоценозы выполняют важную санитарно-гигиеническую функцию.
б) Всякий живой организм, который эволюционно приспособился к определенным физико-химическим параметрам природной среды, испытывает стресс, если эти параметры вдруг изменяются. Животные с их сложной биологической организацией особенно чувствительны к таким изменениям. Реакция на загрязнение наступает в той или иной форме практически при любом, даже очень малом уровне загрязнения. Реакция эта многопланова. Она может затронуть молекулярно-генетические основы организма, проявить себя в особенностях онтогенеза и этологии животных, в изменении характеристик межвидовых взаимодействий и т.д.
Перейти на страницу: 1 2 3 |