Пример растительности первого типа – сообщества нарушенных местообитаний (возникающие при строительстве), второго – пастбища, которые длительное время подвергаются сильному выпасу, лесные тропы, формирующиеся при высоких рекреационных нагрузках и др.
Различают признаки присущие всем рудеральным сообществам, и признаки, которые характерны только для одного из двух описанных типов. К числу признаков общего характера относятся:
1. широкая экологическая амплитуда рудеральных сообществ;
2. широкая амплитуда на градиентах сукцессии.
3. пониженное разнообразие.
Специфические особенности сообществ начальных стадий, восстановительных сукцессии:
1. нестабильность флористического состава;
2. экологическая неоднородность флористического состава;
3. флористическая неполноценность.
Особенности рудеральных сообществ ретрогрессивных серий:
1. экологическая однородность видового состава;
2. относительная стабильность видового состава.
Начало работ по флористической классификации рудеральной растительности относится к тридцатым годам нашего столетья, однако наибольшего развития они достигают во второй половине XX столетия. В основе современной синтаксономии рудеральной растительности лежит система высших единиц, основы которой были заложены в 50-х г. прошлого столетия [15].
2.2 Пространственная структура городской растительности
Среди зеленых насаждений города выделяют следующие объекты: лесопарк, парк, сад; скверы, бульвары, внутриквартальные насаждения общего пользования в жилых и административных районах; зеленые насаждении специального назначения – водоохранные зоны вдоль рек и озер, озелененные территории кладбищ, промышленных предприятий, магистральные посадки вдоль автомобильных и железных дорог. Объекты, имеющие сложную структуру, дифференцировались на самостоятельные элементы: аллеи, газоны, клумбы в парках и скверах, группы и куртины деревьев, кустарников, единично стоящие деревья и др. Определялись также их площади и состояние по таким показателям, как нарушение вертикальной и горизонтальной структуры насаждений, состояние газонов и другое [14].
Устойчивая структура зеленых насаждений в городе возникает в результате оптимального подбора видового состава, густоты посадки, наличия вертикальной и горизонтальной структуры и последующего ухода за ними.
Вертикальная структура формируется из растений, различных по высоте: первый ярус – деревья до 20 м и более (береза, тополь, вяз, липа), далее – деревья высотой до 10-15 м (рябина, ива), затем кустарники, газоны. Устойчивые и долговечные древостой формируются тогда, когда кроны деревьев в процессе роста не смыкаются. Деревья размещаются на расстоянии не менее 8-10 м друг от друга. Кустарники могут образовывать густые посадки, формировать живую изгородь. Отсутствие одного из ярусов в структуре зеленых насаждений свидетельствует об их ослаблении.
Горизонтальная структура образуется посадками деревьев и кустарников, которые высажены линейно, либо собраны в «букеты» вдоль улиц через равномерные отрезки расстояния, или формируют сплошную «живую изгородь» (кустарники). Изменение такой структуры, когда часть деревьев или кустарников отсутствует, сигналит о неблагоприятной экологической обстановке.
В долинах рек располагаются преимущественно массивы и группы деревьев и кустарников на дерново-подзолистых, дерново-подзолистых глеевых и болотных почвах. Зеленые насаждения представляют собой остатки пойменных лесов из ивы, березы, ольхи и различных кустарников.
Некоторые кварталы жилой застройки «встраивают» в существующий ландшафт и сохраняют значительные площади естественных массивов деревьев. Но в большинстве микрорайонов зеленые насаждения представляют собой искусственные посадки взамен утраченных и представлены в виде аллей, групп и куртин деревьев во дворах из липы, тополя, рябины с фрагментами дерново-подзолистых почв.
Промышленная зона состоит из многочисленных промышленных строений с редкими посадками деревьев и кустарников в виде групп, куртин и аллей. Особняком стоят гаражные постройки, которые почти лишены зеленых насаждений.
Участки нарушения горизонтальной структуры зеленых насаждений сосредоточены, главным образом, вдоль магистралей, где растения испытывают наибольшее неблагоприятное воздействие автотранспорта.
Нарушения вертикальной структуры зеленых насаждений сконцентрировались вдоль магистралей, улиц, на территории промышленных предприятий [14].
ГЛАВА 3
Особенности биологии древесной растительности антропогенных ландшафтов
3.1 Состояние древесных насаждений селитебных городских ландшафтов
Дерево является постоянно действующим фильтром, благодаря процессам адсорбции, абсорбции, фильтрации и инфильтрации. Листья растений улавливают, в основном, частицы пыли до 40 мкм, частицы размером 100 мкм составляют всего лишь 10% всего количества осажденной пыли. Для городских деревьев при определении пылефильтрущей способности необходимо оценивать плотность кроны, ее ширину, высоту и внутреннюю структуру, морфологические и физиологические характеристики листьев [16].
Степень дефолиации верхней трети крон у лесных деревьев ниже в среднем на 3,1-3,7% по сравнению с ее значением для крон в целом, как в черте города, так и за ее пределами. Это косвенно свидетельствует о том, что состояние деревьев на территории Минска определяется относительно слабыми и долгодействующими факторами (умеренное загрязнение воздуха, неблагоприятные погодно-климатические условия и др.), а не экстремальным загрязнением атмосферы.
Уровень загрязнения лесов и лесопарков и его окрестностей соединениями серы и токсичными металлами можно признать умеренным, хотя отдельные участки сильно загрязнены, что не позволяет проводить в этих лесах заготовку пищевого и лекарственного растительного сырья. Загрязнение лесных экосистем города техногенными поллютантами носит комплексный характер. До уровней, токсичных для человека, растений и животных, концентрации загрязнителей (особенно титана, хрома и ванадия) поднимаются только в отдельных лесопарках. Так, например, в Минске – это Центральный ботанический сад Национальной академии наук Беларуси, парк им. Челюскинцев, парк им. 60-летия Октября, на некоторых участках у крупных автомагистралей и Минской кольцевой автодороги, у локальных источников эмиссий (тракторный завод) или загрязнений отходами в пригородных лесах (городские свалки) [22].
У древесных растений в течение филогенеза и онтогенеза вырабатываются механизмы, способные контролировать поступление и удаление некоторых элементов посредством физиологических реакций. Тяжелые металлы (кадмий, свинец, цинк, медь, никель) в растениях играют активную роль в метаболических процессах, но они могут также сохраняться в виде неактивных соединений в клетках и на клеточных мембранах. При испарении, транспирации и выпадении дождей, концентрации микроэлементов в растениях могут изменяться более чем в 10 раз. Различия в эффективности вымывания разных элементов сопоставимы с их функциями и метаболическими связями. Например, легко происходящее удаление Pb и Cd при смывании объясняется тем, что эти элементы присутствуют, в основном, в виде осадка на поверхности листьев, без значительного проникновения этих металлов в ткани листьев. Непосредственное поступление тяжелых металлов в листья осуществляется через кутикулу. Этот процесс тесно взаимосвязан с кутикулярной транспирацией, которая в свою очередь взаимосвязана с содержанием воды в тканях листовой пластины.
Наличие разнообразных путей поступления тяжелых металлов в растения предполагает существование двух ведущих факторов формирования элементного химического состава растений: генетического и экологического. Долевое участие каждого меняется в зависимости от изменений условий среды. При соответствии геохимической обстановки фитоценозов трофическим требованиями растений их элементный состав в основном отражает работу генетического контроля. В таких условиях выдерживается избирательное и характерное для данного вида поглощение ионов металлов растительными тканями. Экологический фактор препятствует этому в тех случаях, когда среда обитания обогащена подвижными формами тяжелых металлов [15, 16].
Ухудшение жизненного состояния древесных насаждений приводит к снижению их функциональной роли: санитарно-гигиенической, декоративно-эстетической и рекреационной. При нарушении санитарно-гигиенической функции теряются защитные свойства зеленых насаждений, а именно пыле- и биоаккумулирущие свойства, ветро- и газозащитная способность, регуляция потока солнечной радиации. Но устойчивость древесных насаждений к влиянию факторов окружающей среды является специфичной биолого-экологической особенностью вида.
3.2 Состояние древесной растительности в зонах техногенного воздействия
Проблема загрязнения окружающей среды особенно актуальна для городов, в которых проживает большая часть населения нашей страны и где сконцентрированы основные источники техногенных выбросов: автотранспорт, объекты энергетики и промышленные предприятия. С увеличением влияния антропогенных факторов обычными загрязнителями окружающей среды стали тяжелые металлы (ТМ). Вызывающие серьёзные заболевания у живых организмов и практически не подвергающиеся процессам разрушения в природных условиях [17].
В биоиндикации состояния урбоэкосистем ведущую роль играют растения. Общеизвестно, что в начале XXI века на территории Беларуси сложилась крайне неблагоприятная экологическая обстановка для ели европейской (Piceaabies(L.)Karst.)– лесообразующей породы, которая, благодаря своей декоративности, применяется в озеленении населенных пунктов. Существует представление о том, что среди множества причин усыхания ельников решающее значение принадлежит техногенному загрязнению. Поэтому изучение состояния этого вида в экстремальных городских условиях приобретает особую значимость. Наиболее информативным является ассимиляционный аппарат ели, максимально контактирующий с окружающей средой, сохраняющийся на растении в течение нескольких вегетационных периодов и обладающий целым рядом диагностических признаков [18].