XXIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Оценка состояния молодых насаждений липы мелколистной на улице Пушкинской г. Оренбурга

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Осокин М.А. 1Талалов К.В. 1

---

1Федеральное государственное казенное общеобразовательное учреждение «Оренбургское президентское кадетское училище» (ФГКОУ «Оренбургское ПКУ»)

Мартынова А.Н. 1

---

1Федеральное государственное казенное общеобразовательное учреждение «Оренбургское президентское кадетское училище» (ФГКОУ «Оренбургское ПКУ»)

Работа в формате PDF

4.2 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Городские зеленые насаждения функционально - важный и незаменимый компонент городской среды, обеспечивающий решение ряда экологических, санитарных, рекреационных, градостроительных и других задач жизнеобеспечения города.

Нормативные площади общегородских озеленённых территорий общего пользования в Оренбурге должны составлять 10 м²/чел (так как город относится к категории крупных), в настоящее время этот показатель - 2,84 м²/чел, что не соответствует норме [11, с. 189].

С 2020 года в связи с федеральной программой «Безопасные и качественные дороги» в Оренбурге проводится масштабное комплексное озеленение и обновление природного состава деревьев. Поскольку не все деревья, высаженные в центре города смогли прижиться, часть из них погибла или ослаблена, мы решили выяснить, насколько данная проблема связана с условиями городской среды и биологическими особенностями выбранных для озеленения видов древесных растений.

В качестве участка проведения исследования была выбрана улица Пушкинская. Выбор участка был обусловлен рядом факторов: это одна из магистральных улиц в центре города, на этой улице расположено наше образовательное учреждение, она имеет относительно небольшую длину, в 2020-2021 гг. вдоль нее было высажено 75 крупномерных саженцев липы мелколистной, за которыми удобно наблюдать.

Целью исследования стало изучение состояния молодых насаждений липы мелколистной на ул. Пушкинской г. Оренбурга и выявление причин ослабления и усыхания отдельных деревьев.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Описать экологические особенности участка исследования.

2. Изучить эколого-биологические особенности липы мелколистной и их соответствие условиям г. Оренбурга.

3. Провести осмотр и оценку санитарного состояния надземных вегетативных органов молодых насаждений липы мелколистной на улице Пушкинской г. Оренбурга.

4. Выявить причины ослабления и усыхания отдельных деревьев.

Объекты исследования: молодые растения липы мелколистной, высаженные на улице Пушкинской г. Оренбурга в 2020-2021 гг.

Предмет исследования: санитарное состояние надземных вегетативных органов молодых насаждений липы мелколистной на ул. Пушкинской г. Оренбурга; причины ослабления и усыхания отдельных деревьев.

1. Экологические особенности участка исследования.

Климат Оренбурга континентальный, характеризуется жарким, засушливым летом и продолжительной, умеренно холодной зимой, повышенной ветровой активностью, резкими колебаниями температур в течение суток (летом возможны колебания температуры воздуха от +40С при южном ветре до + 5С при вторжениях с севера) и года (годовая амплитуда температур воздуха —36 - 37°), засушливостью (малое количество выпадающих осадков (350 мм) и малая относительная влажность воздуха).

Кроме климатических особенностей на растения влияют негативные факторы городской среды: I группа факторов влияет на корневую систему растений (обеднение почвы питательными веществами, уплотнение почв, повышенная кислотность или щелочная реакция почв и др.); II группа факторов влияет на надземную часть растений (задымленность воздуха, запыленность, механические повреждения растений, болезни и вредители растений [3, с. 93].

Зимний период достаточно суров для городских растений. На улицах городов осенью убирают листья, зимой убирают снег. Корни растений теряют дополнительную защиту от низких температур. Асфальт имея большую теплопроводность, позволяет промерзнуть почве до –10°… –13°, что имеет негативное влияние на корни растений. В летний период, не имея защитного растительного слоя, почва под асфальтом нагревается до +60 °C, что негативно сказывается на состоянии корневой системы [7, с. 179].

Городские растения страдают от недостатка почвенной влаги (воды). Основным источником влаги для растений в городе служат атмосферные осадки. Асфальт обладает водонепроницаемым свойством, и дождевая вода стекает в канализационную сеть, и большая часть влаги теряется растением [11, с. 112]. Все эти факторы ведут к интенсивному старению городских посадок, в 7–8 раз быстрее, чем в естественных условиях [1, с. 209].

По данным Управления Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Оренбургской области уровень загрязнения атмосферы города Оренбурга оценивается как низкий [5]. СИ максимальный по городу 2,7 по оксиду углерода (приложение 1). Несмотря на низкий уровень загрязнения атмосферы по городу в целом, на улицах он может отличаться от средних показателей.

Улица Пушкинская имеет направление с запада на восток от улицы Чичерина до улицы Коваленко. Протяжённость около 1,46 км. Здесь довольно плотная застройка и очень много административных зданий, образовательных и других госучреждений. Промышленные предприятия в этом районе отсутствуют, поэтому основным источником загрязнения является автомобильный транспорт.

Проезжая часть ул. Пушкинской двухполосная с карманами для стоянок автомобильного транспорта имеет ширину 7,5 м и отличается довольно интенсивным движением.

Основными загрязняющими веществами, поступающими в окружающую среду от автомобильного транспорта являются: оксиды углерода, азота, серы, бенз(а)пирен, сажа, зола, свинец, углеводороды, формальдегид. Эти вещества могут существенно нарушать различные биохимические и физиологические процессы и структурную организацию клеток растений и приводить к их гибели. Под их воздействием у некоторых растений (дуб, липа) уменьшается размер хлоропластов, сокращается число и размер листьев, сокращается продолжительность их жизни, уменьшается размер и плотность устьиц, общее содержание хлорофилла уменьшается в 1,5 – 2 раза [10, с. 46].

В результате оценки эколого-геохимического состояния почв г. Оренбурга в парковых зонах Васильченко А.В. [2, с. 34]было установлено, что почвы в центральной части города суглинистые, среднегумусные, слабо уплотненные, загрязненные хлорид-ионами, гидрокарбонат-ионами, ионами магния и цинка, наблюдается незначительное превышение содержания кальция. В целом уровень загрязнения почв характеризуется как высокий.

2. Эколого-биологические особенности липы мелколистной и их соответствие условиям г. Оренбурга

Успех озеленения городов в значительной мере зависит от правильности подбора древесно-кустарниковых пород. Соответствие биологических и экологических свойств этих пород климатическим и почвенным особенностям города, а также конкретным условиям, в которых создаются посадки, способствует повышению устойчивости, долговечности и декоративности их в городе [10, с. 72].

Липа мелколистная (Tilia cordata Mill.) - один из самых популярных видов растений, используемых в озеленении городов. Это крупное лиственное дерево, в высоту достигает 30 м. Достаточно быстро растёт, но при этом и долго живёт. Благодаря мощной корневой системе, глубоко проникающей в землю, липа не боится даже самых порывистых ветров. Затенение не любит, но переносит, иногда даже значительное. Способна выдерживать морозы до -40⁰ С. Газо- и дымоустойчива, декоративности от загрязнения воздуха не теряет. Обладает высокими фитонцидными свойствами. Липа требовательна к плодородию почвы. Оптимальными являются свежие и умеренно влажные, богатые лесным перегноем, рыхлые и хорошо дренированные супесчаные и легкосуглинистые почвы. Благодаря наличию в листьях малого количества устьиц липа легко переносит засухи. Но молодым саженцам необходим частый и обильный полив, в условиях города желательно производить его утром и вечером. Взрослые деревья необходимо поливать лишь в самые засушливые периоды. Объём воды, требуемый взрослому дереву: 20 л воды на 1 м² проекции кроны.

Липа мелколистная очень устойчива агрессивным факторам города (загазованность, пыль, грязь) и хорошо приспосабливается к городским условиям. Неприхотлива, легко приживается даже во взрослом состоянии.

Таким образом, эколого-биологические особенности липы мелколистной соответствуют природным условиям города Оренбурга. Ограничивающими факторами являются низкое плодородие городских почв и их недостаточная влажность, что особенно важно для молодых деревьев, поэтому молодые посадки нуждаются в умеренном поливе.

3. Санитарное состояние надземных вегетативных органов молодых насаждений липы мелколистной на улице Пушкинской г. Оренбурга и причины на него влияющие

В 2020-2021 гг. по улице Пушкинской г. Оренбурга было высажено 75 крупномерных саженцев липы мелколистной. Липы расположены в один ряд на газоне (почва на газоне уплотнена, травянистая растительность представлена сорными растениями) по обеим сторонам автомобильной дороги.

Саженцы поливались не менее 1 раза в неделю в апреле, мае, июне, июле, августе, сентябре и октябре 2020 и 2021 гг. А в апреле 2022 года проведен «влагозарядковый полив» (не менее 80 л на 1 дерево).

Обследование молодых насаждений липы мелколистной производилось в августе 2024 года. Осуществлялась оценка жизненности деревьев по специальной шкале (приложение 2), определялась симметричность кроны и ее зависимость от расположения относительно автомобильной дороги, осматривались побеги, листья и кора на наличие повреждений и следов деятельности паразитов и вредителей.

Исследование показало, что здоровыми являются 37 деревьев (49%), у 5 из них обнаружены незначительные повреждения листьев (усыхание) (приложение 3). Хлорозы, бактериальные и грибковые поражения листьев у всех молодых деревьев липы мелколистной отсутствуют. На отдельных деревьях обнаружены следы незначительного повреждения листьев листоедами.

Лучше всего сохранились деревья, произрастающие напротив Научно-исследовательского и проектного института нефти и газа (ни одно дерево не погибло, стволы всех лип обработаны известью) (приложение 4).

На плиточном покрытии вокруг лип, растущих рядом с «Региональным центром развития образования Оренбургской области» (солнечная сторона, практически вся почва закрыта тротуарной плиткой) хорошо заметны липкие темные пятна. Причина этого явления – гуттация: выделение из листовых жилок капелек сока. В сильный зной липа, выделяя сок, защищает листья от высыхания. Жизненность растений на этом участке дороги хорошая (приложение 5).

Но успешно адаптироваться удалось не всем растениям. 28 деревьев (38%) ослаблены: у 12 из них наблюдается усыхание листьев и побегов в средней и верхней части кроны (приложение 6), у 5 из них обнаружено растрескивание коры (приложение 7).

4 дерева (5%) сильно повреждены (наличие 60% мертвых или усыхающих ветвей). 2 дерева отмирают (более 70% процентов ветвей кроны, в том числе и ее верхней части, сухие или усыхающие), 2 липы полностью высохли (приложение 8), 2 дерева спилено в связи с ремонтными работами (наблюдается буйное развитие прикорневой поросли) (приложение 9).

Хуже всего сохранились деревья на перекрестке улиц Пушкинской и Чичерина (сильно загруженная автомобильная дорога, ведущая к выезду их города) (приложение 10).

У 14 деревьев наблюдается угнетение развития или усыхание побегов со стороны дороги (приложение 11).

Растрескивание коры обнаружено у 24 деревьев, все они ослаблены в той или иной степени. Причинами растрескивания коры могут быть резкие перепады температуры, характерных для континентального климата в сочетании с неправильной подготовкой деревьев к зиме (отсутствие осенней побелки или обмотки деревьев белым материалом приводит к резкому нагреванию коры днем, приводящему к появлению солнечных ожогов, с последующим охлаждением ночью), избыточная влажность грунта в приствольном круге в холодное время года из-за неправильного полива.

Любая, даже самая маленькая трещина на коре дерева, это открытая рана, в которую легко проникают инфекции. Дерево, имеющее повреждения на коре, в разы чаще становится жертвой бактериальных и грибковых заболеваний. Кроме того, нарушенная целостность коры приводит к ухудшению сокодвижения, камедетечению, деформации ствола, ослаблению иммунитета и другим проблемам (приложение 6). Дерево не всегда может справиться с образовавшимися повреждениями коры, особенно в условиях города, снижающих иммунитет растений, поэтому трещины на коре необходимо лечить.

На стволе всех ослабленных и погибших деревьев обнаруживаются плодовые тела щелелистника обыкновенного (приложение 12). Щелелистник обыкновенный считается одним из наиболее распространенных представителей дереворазрушающих грибов. Шляпки этого гриба неброские, обычно светлые. С нижний стороны хорошо видны широко расположенные пластинки, которые разделяются, образуя щель. Отсюда и название гриба — щелелистник. Плодовые тела либо одиночные, либо образуют группы. Вызывает быстрое омертвение коры и усыхание ветвей вплоть до полной гибели дерева. Щелелистник поселяется на деревьях в местах повреждений коры. Поврежденные грибом деревья для недопущения распространения заражения необходимо тщательно выкорчевывать с корнями и уничтожать. Для профилактики необходимо вовремя обрабатывать раны и трещины.

У 20% деревьев на коре обнаружены влажные темные пятна, которые могут быть следствием проникновения патогенных микроорганизмов (грибов, бактерий, водорослей) в поврежденные ткани растений.

Таким образом, липа мелколистная способна адаптироваться к условиям резко континентального климата, но требует правильного ухода.

Заключение

Проведенное исследование помогло установить следующие факты:

• липа мелколистная часто используется в озеленении городов благодаря своей декоративности, неприхотливости, устойчивости к неблагоприятным факторам городской среды;

• ограничивающими факторами для развития молодых растений липы мелколистной в городе Оренбурге являются резкие колебания температур (вызывают образование трещин на коре, в которые могут проникать патологические микроорганизмы и споры грибов-паразитов, поэтому растения требуют ухода и контроля за их состоянием), недостаток влаги, поэтому растения требуют регулярного полива (особенно актуально для молодых растений);

• основными причинами угнетенного состояния и гибели отдельных деревьев липы мелколистной на улице Пушкинской г. Оренбурга является недостаток влаги в почве, заражение поврежденных растений спорами щелелистника обыкновенного, а также влияние загрязнений почвы и воздуха автомобильным транспортом.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что эколого-биологические особенности липы мелколистной соответствуют условиям г. Оренбурга, но ее использование в озеленении города Оренбурга требует систематического и серьезного ухода, особенно за молодыми растениями.

Список литературы:

1. Бухарина И.Л., Двоеглазова А.А. Биоэкологические особенности травянистых и древесных растений в городских насаждениях: монография. — Ижевск: Изд-во «Удмуртский университет», 2010. — 184 с. - URL: https://core.ac.uk/download/pdf/235140001 (дата обращения: 21.10.2024).

2. Васильченко А.В. Современное эколого-геохимическое состояние почв парковых территорий г. Оренбурга в условиях интенсивной урбанизации // Современные проблемы науки и образования. ООО "Издательский дом "Академия естествознания", №4, 2016 г., - с. 229 - URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=25059&ysclid=m3epqv4hb0379191769 (дата обращения: 17.10.2024)].

3. Гарицкая М.Ю., Шайхутдинова А.А., Байтелова А.И. Экология растений, животных и микроорганизмов. Оренбург: ОГУ, 2016. 345 с.

4. Горышина Т.К. Растение в городе. — Л.: Издательство Ленинградского университета, 1991. — 152 с. - URL: https://coollib.com/b/483769-tamara-konstantinovna-goryishina-rastenie-v-gorode/read (дата обращения: 28.10.2024)].

5. Госдоклад о состоянии и об охране окружающей среды Оренбургской области в 2023. Сайт Министерства природных ресурсов, экологии и имущественных отношений Оренбургской области; - URL: https://mpr.orb.ru/presscenter/news/177012/?ysclid=m3df640zgi285645859 (дата обращения: 28.10.2024).

6. Журавлев И. И., Соколов Д. В., Лесная фитопатология, М., 1969, - с. 368

7. Золотаренко В.В. Роль растений в городе. Влияние городских условий на растения // «Молодой учёный». № 53 (395) . Экология Декабрь 2021 г., С.179-180

8. Проценко Т. В. Подбор и оценка жизнеспособности экзотов для зеленого строительства в степной зоне Южного Урала // Ввестник оренбургского государственного педагогического университета 2014, - № 2 (10). Электронный научный журнал (Online). ISSN 2303-9922. http://www.vestospu.ru (дата обращения: 28.10.2024).

9. Разинкова А. К. Долголетие и жизнеспособность деревьев в городских посадках (на примере г. Воронежа) // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 2; URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=12297 (дата обращения: 11.10.2024).

10. Федоров, А.И. Практикум по экологии и охране окружающей среды: Учеб. Пособие для студентов высших учебных заведений/ А.И. Федоров, А.Н. Никольская.– М: Гуманит. Изд. Центр ВЛАДОС, 2001. –288 с.

11. Шайхутдинова А.А., Маркова О.С. Экологические аспекты планировочной структуры города Оренбурга // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2016. - № 4. С.186-189

Приложение 1

Степень загрязнения атмосферы г. Оренбург

отдельными примесями

^* - значения концентраций приведены в г/м³

Приложение 2

Шкала оценки состояния деревьев по внешним признакам

(Рыжова И.Н., Ягодина И.А.):

1 класс – здоровое дерево. Деревья не имеют внешних признаков повреждения кроны и ствола. Густота кроны обычная для господствующих деревьев этого вида. Мертвые и отмирающие ветви находятся в нижней части кроны. В верхней части кроны отмерших и отмирающих ветвей нет или они единичны (снаружи кроны не видны). Закончившие рост листья зеленого или темно-зеленого цвета, любые повреждения листьев незначительны.

2 класс – ослабленное (поврежденное) дерево. Обязателен хотя бы один из признаков: а) снижение густоты кроны на треть за счет преждевременного опадания листьев или изреживания; б) наличие 30% мертвых и (или) усыхающих ветвей в верхней половине кроны; в) повреждение за счет объедания, скручивание, ожога, хлороза, некроза и прочее, до трети всей площади листьев.

3 класс – сильно ослабленное (сильно поврежденное) дерево. В верхней половине кроны присутствует хотя бы один из следующих признаков: а) густота кроны (облиственность) уменьшена на 60% за счет преждевременного опадания листьев или изреживания кроны; б) наличие 60% мертвых или усыхающих ветвей; в) повреждение 60% всей площади листьев. К такой категории относятся также деревья с одновременным наличием признаков а), б), в) и иными повреждениями.

4 класс – отмирающее дерево. Основные признаки отмирания деревьев: крона разрушена, ее густота менее 15-20% по сравнению со здоровой; более 70% процентов ветвей кроны, в том числе и ее верхней части, сухие или усыхающие оставшиеся на деревьях листья с признаками хлороза, то есть они бледно-зеленого, желтоватого, желтого, оранжево-красного цвета в летний период. При некрозах листья становятся белесыми, коричневыми и черными. На стволах могут быть признаки заселения стволовыми вредителями.

5 класс – сухой. В первый год после гибели на дереве могут быть остатки сухих листьев, часто имеются признаки заселения насекомыми. В дальнейшем постепенно утрачиваются кора и ветви.

Приложение 3

Здоровое растение

П риложение 4

Липы, произрастающие напротив Научно-исследовательского и проектного института нефти и газа

Приложение 5

Пятна липкого сока под кроной лип на тротуарной плитке

Приложение 6

Ослабленные растения с признаками усыхания листьев в средней и верхней части кроны

П риложение 7

Повреждения коры (растрескивание, мокнущие пятна)

П риложение 8

Сильно поврежденные и отмирающие деревья

Приложение 9

Развитие прикорневой поросли

у спиленного дерева

П риложение 10

Растения рядом с перекрестком улиц Пушкинская и Чичерина

П риложение 11

Угнетение развития и усыхание побегов со стороны автомобильной дороги

П риложение 12

Щелелистник обыкновенный

(Schizophyllum commune)

Дерево, пораженное щелелистником обыкновенным