2.3. Методика исследования

2.3.1. Методика флуктуирующей асимметрии

Сбор материала

Для исследования зон мы использовали Методические рекомендации по выполнению оценки качества среды по состоянию живых существ (Распоряжение Росэкологии от 16.10.2003 № 460-р) и методическое руководство Захарова В.М. «Здоровье среды: методика оценки».

Сбор материала проводился с августа по сентябрь 2014  г. в г. Октябрьском Республики Башкортостан, а также на трассе М5. Таким образом, пробы были взяты в двух точках: федеральная трасса М5 вблизи с. Александровка Бавлинского района Республики Татарстан – являющаяся участком транспортного загрязнения и с достаточно сильным антропогенным загрязнением городской парк «Нефтяник». Выбирались одиночные деревья в возрасте 60-70 лет. Выборку листьев древесных растений производилась с нескольких близко растущих деревьев на площади 10мх10 м или на аллее длиной 20-30 м. В каждой точке отбора на высоте 1,5-2 мот земли у5 деревьев собирали по 25 листьев среднего размера из нижней части кроны, на уровне поднятой руки, с максимального количества доступных веток, направленных условно на север, запад, восток и юг. У липы использовались листья только с укороченных побегов (Биологический контроль окружающей среды, 2008).

Сбор листьев происходил с учетом следующих условий:

– Определяли точную видовую принадлежность;

– Деревья выбирали, исходя из их генеративного возрастного состояния;

– Листья собирали из нижней части кроны дерева с максимального количества доступных веток относительно равномерно вокруг деревьев (Приложение № 4, рис.1);

– Использовали листья с укороченных побегов (Приложение № 4, рис. 2);

– Размер листьев должен был быть сходным, средним для данного растения;

– Поврежденные листья не использовались в обработке (Захаров В.М. и др., 2000).

С одной площадки всего собиралось 125 листьев (с пяти близко растущих деревьев по 25 листьев с каждого), а с одной точки –  625 листьев. Листьев бралось несколько больше, на случай попадания поврежденных листьев. Всего было обработано 1250 листьев с двух точек.

Одна выборка помещалась в полиэтиленовый пакет с этикеткой, на которой указывался номер точки и площадки, название площадки, количество листьев в пакете и номер дерева.

Измерения

Для оценки величины флуктуирующей асимметрии использовали признаки, характеризующие общие морфологические особенности листа, удобные для учета и однозначной оценки (Цит. по Марченко С.И., 2008). С одного листа липы мелколистной снимали показатели по четырем параметрам с левой и правой стороны, показатели 1,2, 3, 4 с помощью циркуля и линейки  с точностью до 1 мм (Приложение 4, рис. 3). Интерес представляли не размеры параметров, а разница их длины справа и слева.

1. – ширина половинки листа;

2. – длина второй жилки второго порядка от основания листа;

3. – расстояние между концами этих жилок;

4. – угол между главной жилкой и второй от основания жилки второго порядка.

Так как у липы мелколистной первая и вторая жилка исходят из одной точки, третий показатель (расстояние от начала первой жилки до начала второй жилки)  измерить становиться невозможным.

Данные измерения мы заносили в таблицы,  указанные в методике.

Вычисления

1. Находим относительное различие между значениями признака слева и справа (Y) для каждого признака по формуле:

 

В результате четырех значений Y для одного листа липы мелколистной, вычисления производятся для каждого листа.

2. Находим значение среднего относительного различия между сторонами на признак для каждого листа (Z):

3. Вычисляем среднее относительное различие на признак для выборки (X):

Все результаты заносим во вспомогательные таблицы. Пример такой таблицы можно посмотреть в методике.

Последнее действие характеризует степень асимметричности организма. Это и есть величина флуктуирующей асимметрии, которую оценивают с помощью интегрального показателя – величины среднего относительного различия по признакам (среднее арифметическое отношение разности к сумме промеров листа справа и слева, отнесенное к числу признаков) (Биологический контроль окружающей среды, 2008).

Расчеты показателей асимметрии были проведены с использованием программы  MicrosoftExcel.

Коэффициент флуктуирующей асимметрии представляет собой математическую дисперсию различий между сторонами относительно некой средней  величины различия, имеющего место в рассматриваемой выборке.

Получаемая интегральная оценка качества среды,  является ответом на вопрос – какова реакция живого организма на неблагоприятное воздействие, которое имело место в период его развития (Захаров В.М. и др., 2000). Это может быть химическое загрязнение, изменение температуры, обитание биологического объекта на краю ареала и др. Показатель откликается повышением на изменение фактора и стабилен при адаптации к имеющимся условиям. Таким образом, на основании периодического вычисления показателя можно проследить изменения условий обитания объекта (Биологический контроль окружающей среды, 2008).

Получившиеся показатели каждой точки мы сверяли с пятибалльной шкалой отклонения от нормы (по Захарову В.М.,2000), где 1 балл – условная норма, а 5 баллов – критическое состояние (Захаров В.М. и др., 2000).

Пятибалльная шкала оценки отклонений состояния организма от условной нормы по величине интегрального показателя стабильности развития для березы повислой (BetulapendulaRoth.), которую мы использовали для липы мелколистной (TiliacordataMill) дана в таблице 1.

Таблица №2

Значения балльной оценки качества среды в участках исследования, оцененные по нормативной шкале для березы повислой и липы мелколистной

(по Захарову В.М., 2000)

Балл	Величина показателя	ФА по нормативной шкале
I	<0,040	Условная норма
II	0,040-0,044	Растения испытывают слабое влияние неблагоприятных факторов.
III	0,045-0,049	Загрязненные районы
IV	0,050-0,054	Сильно загрязненные районы
V	>0,054	Критическое значение, крайне неблагоприятные условия, когда растения находятся в сильно угнетенном состоянии

2.3.2. Методика таксационного исследования

На каждой площадке исследования проводилось определение деревьев, измерялся диаметр и высота дерева. В дневнике фиксировалось состояние по визуальным признакам: состояние ствола на наличие раковых заболеваний, морозобойных трещин, обжига, порезов, пораженность грибами, поврежденность коры вредителями, изучалось состояние кроны, определялась доля сухих ветвей, выход на поверхность корневой системы дерева.

О наличии вредных для живых организмов примесей в атмосфере города (населённого пункта) можно судить по состоянию древесной растительности. Оценка ее состояния производится по пяти­балльной шкале на основании обследования всех деревьев на пробной площади. Шкала оценки по внешним признакам (шкала визу­альной оценки) составлена в соответствии с требованиями санитарных правил в лесах РФ (Приказ Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации от 24 декабря 2013 г. N 613 «Об утверждении Правил санитарной безопасности в лесах»). Она приведена в табл. 2.

Таблица №3

Шкала визуальной оценки по внешним признакам

(Е.Г. Мозолевской и др., 2004)

Состояние насаждений характеризовалось по баллу состояния отдельных деревьев (К) и рассчитывалось по формуле: С = ∑ К/N, где N – число обследованных деревьев на площадке (их было, как правило, 5), после чего находилось среднее значение. Чем выше балл, тем менее жизнеспособны исследованные насаждения, а именно: 1 балл – без признаков ослабления; 2 балла – ослабленные; 3 балла – сильно ослабленные; 4 балла – начальный этап усыхания; 5 баллов – погибающие.

Были взяты для определения жизнестойкости показатели состояния зеленых насаждений: визуальный балл состояния, доля сухих ветвей, общее состояние ствола.

2.3.3. Методика выполнения геоботанического описания

Также были проведены геоботанические описания каждой площадки, результаты которых записывались в полевой дневник.В данной работе для изучения исследуемых участков использовалась методика выполнения геоботанического описания (Миркин, Наумова, 2010). Геоботаническое описание – это полный список видов с однородного участка растительного сообщества (определенной площади или в естественных границах). Каждое описание обязательно получает географическую (топографическую) привязку к местности.

Величина и форма площадки, в пределах которой выполняется описание, называется пробной площадью, должна быть такой, чтобы на ней встречалось 5 липовых деревьев. Как правило, это были квадратные или прямоугольные площадки размером 10х10 м или 20х20 м (Миркин, Наумова, 2010).

Проективное покрытие и обилие видов растений оценивалось по шкале Ж. Браун-Бланке (Braun-BlanquetJ., 1964):

r– вид чрезвычайно редок с незначительным проективным покрытие;

+ – вид встречается редко, степень покрытия мала;

1 – число особей велико, степень покрытия мала или особи разрежены, но покрытие большое;

2 – число особей велико, проективное покрытие от 5 до 25%;

3 – число особей любое, проективное покрытие от 25 до 50%;

4 – число особей любое, проективное покрытие от 50 до 75%;

5 – число особей любое, покрытие более 75%.

Шкала взята с сайта: www.ecoinf.uran.ru/00006080.html.

Проективное покрытие – процент площади, покрываемой  верхними надземными частями.

Все неопределенные, трудно определяемые растения собирались в гербарий для последующего определения (Миркин, Наумова, 2010).

Для определения видов растений использовались следующие определители:

1)  Алексеев Ю.Е., Алексеев Е.Б., Габбасов К.К. и др. Определитель высших растений БАССР в двух томах. – М., 1988.

2)  Маевский П.Ф. Флора средней полосы Европейской части России. – М., 2006.

3)  Нейштадт М.И. Определитель растений средней полосы Европейской части СССР.– М., 1963.

4)  Новиков В.С., Губанов  И.А. Популярный атлас-определитель. Дикорастущие растения. – 5-е изд., стереотип.– М.: Дрофа, 2008.

5)  Шишкин Б.К. Ботанический атлас – М. – Л.: Сельхозиздат литературы, 1963.

Классификация видов дана по книге С.К. Черепанова «Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР)», 1995.