Вплив забруднення атмосфери на рослини і їх угрупування.

Якщо до розвитку промисловості атмосфера насичувалась шкідливими домішками лише за рахунок діючих вулканів, гейзерів і в місцях виходу на поверхню нафти, то у теперішній час розрізняють наступні основні джерела впливу на середовище:головні джерела антропогенного забруднення повітря: енергетика, транспорт, чорна і кольорова металургії, хімія та нафтохімія.

У повітря викидується величезна кількість відходів у вигляді газів, пилу і рідких аерозолів. Подальша участь викинутих речовин може бути різною: частина з них може осідати під дією сили тяготіння; інші після фізичного захвату частинками, що осідають, надходять до літосфери та гідросфери; деякі включаються у біосферний круговорот відповідних речовин (вуглекислий газ, пари води, оксиди сірки та азоту); частина змінює свій агрегатний стан (конденсуються, випаровуються, кристалізуються) або хімічно взаємодіє з іншими компонентами повітря, після чого може рухатись одним з вищеназваних шляхів; деякі знаходяться в атмосфері дуже довго, переносяться у інші географічні зони до тих пір, поки не створяться відповідні умови для їх фізичної чи хімічної трансформації (фреон).

Токсичні речовини адсорбуються на клітинних оболонках, порушують структуру і функціональну активність клітинних мембран і, завдяки цьому, проникають у середину клітини та порушують обмін речовин. Завдяки цьому різко знижується інтенсивність фотосинтезу, підвищується інтенсивність дихання, порушуються робота ферментативних систем і регуляція руху устиць. Візуально фізіологічні порушення можуть супроводжуватися зовнішніми змінами, що відображаються у некрозі листків, побурінні або скрученні листків, зменшені їх розмірів, опаданні частини або повністю (при сильному враженні) хвої та листків. В цілому картина пошкодження досить різноманітна і неспецифічна – одна й таж шкідлива речовина викликає у різних видів різні ефекти, а один і той же ефект можуть викликати різні речовини. Але експериментальним шляхом встановлено відношення певних видів до конкретних забруднювачів повітря. Так, до діоксиду сірки (SO₂) дуже чутливі конюшина, квасоля, мохи, лишайники.

Вплив промислових газів в першу чергу проявляється в анатомічній будові та фізіологічних процесах рослин. Встановлено, що у рослин з’вляються порушення у регулюючій діяльності продихів, руйнуються протоплазма і хлоропласти, спостерігається потовщення стінок у клітинах палісадної паренхими, збільшується проникливість клітинних оболонок, відбувається деформація клітин фезофілу, подавлюється процес ділення і розтягування клітин. В той же час відмічається зниження у 1,5 – 2 рази інтенсивності транспірації, пригнічується фотосинтез (у сосни в умовах постійного атмосферного забруднення діоксидом сірки знижується у 1,4 – 2,1 рази). В наступному у рослин спостерігаються пригнічення росту (табл. 42) і розвитку надземної частини і кореневої системи (у сосни в умовах постійного атмосферного забруднення діоксидом сірки загальна маса коренів зменшується у 1,5 – 3 рази, а фізіологічно активних у 2 –4 рази).

Необхідно розрізняти газочутливість та газостійкість рослин. Під газочутливістю необхідно розуміти швидкість і ступінь прояву у рослин патологічних реакцій у відповідь на дію токсичного газу. Під газостійкістю необхідно розуміти здатність рослин в умовах забруднення атмосферного повітря токсичними газами зберігати свою життєздатність завдяки загальним чи індивідуальним анатомічним, фізіологічним і біологічним особливостям.

Хімічні викиди (оксиди сірки та азоту, хлористий водень) в атмосферу є причиною виникнення “кислотних дощів”. Так, при спалюванні органічного палива утворюється велика кількість діоксиду сірки, який в атмосфері піддається фотохімічним перетворенням і подальшому окисленню з утворенням триоксиду сірки (SO₃). Після зєднання з парами води, що знаходяться у повітрі, останній утворює сірчану кислоту.

До основних газів, які спричиняють парниковий ефект відносять діоксид вуглецю (СО₂) та метан.

Встановлено, що вміст діоксиду вуглецю в атмосфері за останні 100 років збільшився на 25 %. За цей же період глобальна температура збільшилась приблизно на 1,2 – 1,3°С.

В цілому парниковий ефект (до певного рівня) досить корисний для біосфери та рослинності, оскільки інтенсифікуються процеси фотосинтезу, збільшується загальна біомаса рослин (табл. 45). Але прогнозні кліматичні моделі показали, що подальше збільшення температури може спричинити танення льодовиків, а це, в свою чергу, підняття рівня світового океану у 2030 р. на 200 мм і на 600 – 1000 мм – до кінця століття. Подальше потепління, не тільки зневілює позитивний вплив парникового ефекту, але й на багато перевищить адаптаційні можливості рослин і їх угрупувань. Відбудеться зміщення географічних зон, зникнення лісів і рослин, які людина вирощує та використовує. Наземні екосистеми можуть змінюватися і переходити у інші типи: наприклад, ліси – у степи, тундри – у ліси і т.д. У високих широтах зими будуть коротшими, вологими і теплими, а літо довше, жарке і посушливе. Вологі регіони будуть ще більше насичуватися вологою, в них збільшиться кількість тропічних штормів.

Вплив на фітоценози осушення територій.

Осушення боліт та перезволожених територій з метою отримання паливного матеріалу, площ для будівництва та сільськогосподарського виробництва, підвищення продуктивності лісів триває протягом розвитку людства. У цій сфері виробництва накопичений значний позитивний і негативний матеріал. Але який би результат не отримувався, осушення завжди приводить до деградації і знищення існуючих на осушених площах природних угрупувань. Направленість і швидкість змін болотних біоценозів залежить від регіону їх розташування, типу боліт, інтенсивності осушення, подальшого використання осушених площ, стану осушувальних мереж.

Найбільш сильний, прямий вплив осушення відчувається на водному режимі перезволожених площ і безпосередньо пов’язаним з ним повітряному і тепловому режимах. Саме пониження рівня ґрунтових вод спричиняє зниження вологості грунту, завдячує проникненню повітря в більш глибокі її горизонти, покращує газообмін з атмосферою та забезпеченість грунту вільним киснем. Рахується, що вплив осушення боліт і перезволожених площ полягає у підсиленні мікробіологічних процесів внаслідок покращення гідротермічних умов. Але це теоретичне обґрунтування, яке ніби пояснює позитивний вплив осушення для сільськогосподарського та лісогосподарського виробництва, не отримало достатньої експериментальної перевірки. За багатьма дослідженнями інтенсивне осушення навіть багатих низинних боліт призводить лише до незначного збільшення чисельності бактерій і актиноміцетів у верхніх горизонтах грунтів, зменшення чисельності ґрунтової мезофауни. Навіть оранка грунтів, їх вапнування та внесення добрив недостатньо підсилюють процеси мобілізації ґрунтового азоту.

Інтенсифікація мінералізації органічної речовини на осушених площах все таки відбувається: з вищою швидкістю на низинних болотах і, відповідно, з низькою на перехідних та верхових болотах; інтенсивніше на площах сільськогосподарського призначення (після оранки, внесення мінеральних добрив, вапнування, внесення бактеріальних добрив) ніж лісових; раніше на осушенних територіях з густою сіткою каналів; триваліше на площах на яких осушувальні канали знаходяться у доброму стані.

Обезвожування боліт та мінералізація органічного субстрату призводить до додаткового виділення в атмосферу діоксиду вуглецю, що підсилює парниковий ефект.

Природні рослинні угрупування історично пристосувались до значних коливань водно-повітряного режиму у заселеному коренями шарі грунту протягом ряду років і сезону вегетації. Оскільки такі коливання можна співставити з дією осушення, то трансформація рослинних угрупувань, при відсутності подальшого впливу людини, відбувається досить повільно. Темпи трансформації рослинності будуть визначатися темпами перетворення органічної речовини грунтів, темпами розселення та розвитку різних видів, трансформацією деревних порід і т.д. Крім того, вони будуть визначатися погодними умовами періоду дії осушення та станом дії осушувальної мережі.

Внаслідок широких меліоративних робіт, що були проведені у 60 – 70-ті роки минулого століття, а також, можливо, збільшення сухості клімату, відмічаються риси дегідрофізації осушених територій і мезофітізації боліт Полісся України.