Зелені варти атмосфери - Частина 2, Авторська платформа
ЗЕЛЕНІ СТРАЖІ АТМОСФЕРИ
Що можуть бути зелені насадження в умовах сильних забруднень повітря.
Рослини – поглиначі пилу.
Зелені насадження служать прекрасними природними фільтрами з високими здібностями пилу, що пояснюються будовою крони і листя рослин: запилене повітря, проходячи через природний лабіринт, фільтрується і осаджується. Значна частина пилу затримується на листі та гілках, а дощем або при поливі змивається.
Для промислових майданчиків та територій санітарно-захисних зон деяких підприємств характерна не лише підвищена загазованість, а й значне забруднення атмосфери промисловим пилом. Зелені насадження затримують на своєму листі від 21 до 86% пилу. Встановлено, що букові насадження площею один гектар можуть затримати за сезон від 30 до 60 тонн пилу, ялицеві – 32, липові – 42. Дуже добре вловлюють пил та газони, у зв'язку з тим, що на одному квадратному метрі трава заввишки 10 см має листову. поверхню 20 м2. В результаті трава затримує пилу вдесятеро більше, ніж дерево. Тому невеликі ділянки зелених насаджень у місті, що складаються з газонів, чагарників та дерев, що займають навіть незначну площу, влітку на своїй території знижують запиленість повітря на 30 – 40 %, а в глибині лісового масиву запиленість повітря знижується майже в 3,5 рази. .
Вирішуючи питання зниження запиленості повітря на площах та вулицях міста з інтенсивним рухом автотранспорту, необхідно враховувати різний ступінь пиловловлюючих властивостей різних рослин. Наприклад, посадки із 400 молодих тополь затримують за літо близько 400 кг пилу. Пилозахисні властивості хвойних порід зберігаються цілий рік, і вони беруть в облогу пил зрозрахунку на одиницю маси листя в 1.5 рази більше, ніж листяні. Шорстке листя в'яза затримують майже в шість разів більше пилу, ніж гладке листя тополі бальзамічної. Клейке листя і смолиста хвоя на початку весняно-літнього сезону мають більш високі пиловловлюючі властивості, ніж у середині літа, або, тим більше, до осені. Листя в'яза утримують 3.39 г пилу на 1 м2 поверхні, бузку угорського – 1.61, липи дрібнолистого – 1.32, клена гостролистого – 1.05, тополі бальзамічної – 0.55. За даними Н. В. Бобохідзе, один екземпляр дорослого дерева наведених нижче порід за вегетаційний період виводить з повітря пилу (в кг): в'яз перистовистий – 28, верба біла та плакуча – 38, клен гостролистий – 28, клен ясенелистний – 33, канадський - 34, шовковиця біла -31, ясен звичайний - 27, каштан кінський - 16.
Знаючи пилозахисні властивості рослин, можна відповідним підбором та розміщенням їх домагатися найбільшого пилозахисного ефекту. Спостереження у запилених зонах показали, що дія пилу на рослини може мати неспецифічний характер, зумовлений механічним впливом на тканини листової пластини. Крім цього, залежно від хімічного складу, пил може мати специфічний вплив, зумовлений проникненням шкідливих сполук усередину тканин листа. При цьому накопичення сторонніх сполук у рослинних тканинах викликає порушення обміну речовин, аж до пригнічення росту та розвитку, раннього листопаду. Рекомендується полив та водне зрошення, що сприяє оздоровленню рослин та гарній вегетації.
Деревні насадження, зібрані в групи та розташовані смугами, успішно захищають нас від вітру, пом'якшують згубний вплив посух та суховіїв, будучи для повітряних мас механічною перепоною. Ця властивість зеленихнасаджень залежить від зімкнутості крон та типу лісу. Швидкість вітру у лісі майже ніколи не перевищує 1 м/сек, а всередині міських насаджень вона зменшується майже втричі порівняно з відкритими просторами площі. На підвітряному боці лісової смуги шириною 40 – 60 м затишшя поширюється на відстань, що дорівнює десятикратній висоті смуги дерев. Проте початкова швидкість вітру відновлюється з відривом, перевищує висоту 30 -100 раз. За даними Є. С. Лахна, у приміських лісах Києва вдень у літньо-осінній період швидкість вітру становить 0.8 – 1.1 м/сек, а у місті в середньому 2.1 – 3.3 м/сек. Швидкість вітру у лісі у відносних величинах дорівнює 40 % швидкості його у місті і лише 25,8 % швидкості на відкритому просторі. Крім того, лісонасадження захищають ґрунти від вітрової та водної ерозії, служать потужними регуляторами водного балансу. Велика роль належить лісу та боротьби з радіоактивним забрудненням місцевості. Встановлено, що радіоактивність площ захищених від вітру лісом. У 32 рази менше тих, що знаходяться з навітряного боку.
Рятуючи нас, вони хворіють.
Виконуючи покладені ними санітарно-гігієнічні, архітектурні, господарсько-економічні та інші функції, зелені насадження несуть величезне навантаження. Можливості їх багатогранні, але це зовсім не означає, що вони безмежні. Зазнаючи постійну атаку отруйних речовин, дерева і чагарники не можуть залишатися, як і раніше, «здоровими». У зонах підвищеної загазованості, запиленості та перегріву атмосферного повітря виявлено їх повсюдну ушкоджуваність. Встановлено, що велика ушкоджуваність рослин димом із значною концентрацією двоокису сірки, фтористого водню, чотирифтористого кремнію, сірчистого ангідриду, хлору, хлористоговодню, свинцевих сполук, сірководню, аміаку, органічних сульфідів, отруйних речовин у відпрацьованих газах автотранспорту.
На деревах у зонах високої загазованості багато недорозвиненого деформованого листя, вже на початку літа проявляється омертвіння їх тканин, що починається з країв, а потім поширюється до середини. Листя темніє, засихає і опадає, чим скорочується тривалість життя рослин. Однак в одних і тих самих умовах загазованості різні види дерев ушкоджуються неоднаково.
В Україні перші дослідження на газостійкість рослин проведені в кінці дев'ятнадцятого століття Д. Н. Нелюбовим. Однак дослідження стійкості рослин до токсичних сполук на той час не отримали належного розвитку. Тільки в 50-60-ті роки, під час індустріалізації країни, було докладно поставлене питання про активну боротьбу з промисловим димом і про широке використання для цього рослин. Як першочергове і невідкладне поставлено завдання створення культурних ландшафтів, в яких було б усунуто, нейтралізовано або ослаблено згубний вплив промисловості на навколишнє середовище та створено умови для праці та відпочинку городян.
Вченими встановлено, що рослини взаємодіють із такими компонентами атмосферних домішок, як оксиди сірки, сполуки фтору, хлору, вуглеводів, азоту, свинцю. Швидкість виведення з атмосфери газоподібних домішок залежить головним чином від їхньої розчинності у воді та взаємодії з сухою поверхнею. Рослини майже не засвоюють фтористий водень, що часто зустрічається у викидах промислових підприємств. Фториди не беруть участь в обміні речовин більшості рослин: причина їхньої високої токсичності – здатність накопичуватись у хлоропластах. Небезпечний та контактний вплив газоподібнихз'єднань фтору на наземні частини рослин Чи не взаємодіють рослини з леткими сполуками свинцю, тому навіть його незначна кількість викликає їх ушкодження. Свинець різко знижує транспірацію та фотосинтез рослин. Окис вуглецю малотоксичний для рослин, але вважається, що зелені насадження не здатні очищати від неї атмосферу. Сірчистий ангідрид у повітрі поступово окислюється до сірчаного і розчиняється у воді, утворюючи дрібні крапельки сірчаної кислоти, що ушкоджує листя. Сірчистий ангідрид, будучи одним із найбільш токсичних для рослин, проникає у листя. Симптоми ураження рослин зводяться до появи специфічних плям на ділянках між жилками та краях листка. Потім ці ділянки набувають жовтого і червоно-оранжевого кольору і відмирають. Більш чутливі до сірчистого газу молоді несформовані листя. При тривалому впливі сірчистого газу пригнічується зростання рослин, у деяких випадках відмирають верхівки пагонів. Токсичність сірчистого газу значно збільшується у присутності інших забруднювачів — оксидів азоту та озону. Рослин, абсолютно стійких до сірчистого газу, як і до інших шкідливих промислових відходів, практично немає. Рослини, у яких ділянки ушкоджень становлять до 20 % загальної площі листя, відносять до слабоушкоджуваних. У середньоушкоджуваних видів ділянки пошкоджень становлять до 50% і у сильноушкоджених - понад 50%. До слабоушкоджуваних видів відноситься: аморфа чагарникова, вишня магалебка, гледичія триколючкова, виноград дівочий, клен сріблястий, лох вузьколистий, тополь канадський і пірамідальний, шовковиця звичайна біла, шипшина звичайна, шипшина звичайна. Середньоушкоджені види: айлант високий, в'яз гладкий, верба біла, клени татарський, ясенелистний, горіхгрецька, тополя китайська, бальзамічна та тополя Болле. Сприйнятливими до сірчистого ангідриду, сильноповреждаемыми, виявилися липа, клен, горобина, бузок, смородина, яблуня.
За даними Г. М. Ількун 1 кг листя у розрахунку на суху речовину в Лісостепу України за вегетаційний період накопичує з повітря сірчистого ангідриду в таких кількостях (у грамах): біла акація – 69, в'яз гладкий – 39, лох вузьколистий – 87, тополя чорний –157. Якщо прийняти, що для всіх видів середнє накопичення токсичних газів становить 100 г сірчистого ангідриду на 1 кг листя, 26 г хлористого водню та 5 – 6 г фторидів, то лісові насадження на площі 1 га здатні щорічно без помітної шкоди для себе поглинути з повітря 400 кг сірчистого ангідриду, 100 кг хлоридів та 20 – 25 кг фторидів. Для умов степової зони України можна припустити, що ці цифри будуть на 10 – 20 % меншими.
Аміак для рослин теж менш токсичний, ніж сірчистий газ, проте – при тривалому вплив навіть низьких його концентрацій виявляються помітні ознаки пошкодження рослин. Підвищені концентрації аміаку викликають появу темних, майже чорних плям некрозів на обох поверхнях листка, опадання листя. Слабоушкоджувані аміаком дерева: абрикос звичайний, береза бородавчаста, в'яз гладкий, вишня магалебка, каштан кінський, липа серцелиста, лох вузьколистий, бузок звичайний, гледичія триколючкова, верба біла, шовковина білка, шовковиця біла. Середньоушкоджені види: айлант високий, в'яз дрібнолистий, горіх волоський, тополя канадська, шипшина звичайна, ясен звичайний.
Фенольні забруднення атмосфери міст з фітотоксичності прирівнюються до забруднення аміаком. На листі з'являються опіки темного кольору,переважно на периферійних ділянках листової пластинки. Пошкоджене листя опадає. Пригнічується зростання пагонів, виникає дрібнолиста. Більш стійкими до фенольного забруднення атмосфери в порівнянні з іншими деревами та чагарниками є: гледичія триколючкова, абрикос звичайний, катальпа велична, вишня Бессея, вишня повстяна, ирга крупнолистная, глід зеленом'ясий, лох .
Озон у зелених насаджень викликає відмирання країв, пригнічує утворення нирок, знижує цвітіння та зростання пагонів, призводить до раннього опадання листя.
Численні спостереження показують, що з зелених насаджень, що у зоні впливу промислових викидів, відзначений вершинний тип усихання, розрідженість крони, многовершинность, деформації пагонів, у яких часто відсутні гілки другого і третього порядків. Хронічні ушкодження супроводжуються зниженням приросту, продуктивності деревостанів та якості деревини, відсутністю самосіву, опаданням хвої та листя. Встановлено, що речовини, що забруднюють атмосферу, наносять рослинам і приховані пошкодження, що впливають на фізіологічні та біохімічні процеси. Уповільнення швидкості фізіологічних реакцій та порушення біохімічного обміну відбуваються у рослин за два-три роки до появи перших зовнішніх ознак ушкодження. Пригнічення зростання відзначається за п'ять-сім років до загибелі рослини, при цьому зростання у висоту припиняється раніше діаметрального. Ослаблені дерева відразу ж заселяються вторинними шкідниками, що прискорюють розпад та загибель лісових біогеоценозів.
В умовах наукового прогресу, що триває, і інтенсивної урбанізації вирішення екологічної проблеми міста полягає насамперед у зниженні рівня забруднення його повітряного басейну викидами виробництва.та автотранспорту та зменшення цих викидів до безпечних обсягів.
При вирішенні проблеми оздоровлення довкілля у районі великих промислових міст велике значення, як відомо, мають зелені насадження. Важливо не просто садити дерева, чагарники, однорічні та багаторічні трави, не просто озеленяти та упорядковувати території забудови, а створювати та формувати високоефективні багаторічні культурні антропогенні біогеоценози, що забезпечують оздоровлення навколишнього середовища. Оздоровлення, охорону та оптимізацію довкілля за допомогою зелених насаджень потрібно здійснювати методами ландшафтної архітектури та фітомеліорації.