Влияние повышения температуры на некоторые морфофизиологические характеристики ели европейской (Picea abies L.)

Хвойные растения стоят на втором месте по степени чувствительности к разным рода загрязнениям среды. Использование хвойных растений дает возможность проводить

Влияние повышения температуры на некоторые морфофизиологические характеристики ели европейской (Picea abies L.)

Дипломная работа

Экология

Другие дипломы по предмету

Экология

Сдать работу со 100% гаранией
"Влияние повышения температуры на некоторые морфо - физиологические характеристики ели европейской (Picea abies L

"Влияние повышения температуры на некоторые морфофизиологические характеристики ели европейской (Picea abies L.)"

Содержание

Введение

1. Литературный обзор

1.1 Хвойные растения, как индикаторы окружающей среды

1.2 Влияние температуры на физиологические процессы хвойных растений

1.2.1 Изменение белков при повышении температуры

1.2.2 Влияние температуры на фотосинтез

1.2.3 Рост

1.2.4 Дыхание

1.2.5 Характеристика ели

2. Объекты и методы исследований

2.1 Объект исследования

2.2 Определение интенсивности дыхания в чашках Конвея

2.3 Статистическая обработка данных

3. Результаты и их обсуждение

3.1 Изменение концентрации пигментов при повышении температуры

3.1.1 Изменение концентрации хлорофилла а

3.1.2 Изменение концентрации хлорофилла b

3.1.3 Изменение концентрации каротиноидов

3.1.4 Изменение интенсивности дыхания при повышении температуры

3.1.5 Анатомо-морфологические изменения клеток хвои ели при повышении температуры

Выводы

Литература

Введение

Одной из наиболее интересных и актуальных проблем физиологии растений является устойчивость растительных организмов к неблагоприятным факторам внешней среды. Среди них наибольшее негативное влияние на растения оказывают токсические вещества, в том числе ионы тяжелых металлов; засуха, засоление почв, низкие и высокие температуры.

В настоящее время последний фактор выходит на первый план. Это связано с потеплением климата на Земле. Причины и последствия этого явления активно дискутируются. Но в одном мнения большинства ученых сходятся: поскольку жизнедеятельность каждого организма протекает в определенных температурных условиях, повышение данного фактора приведет к уменьшению или исчезновению большого числа видов растений и животных [25, 50].

Считается, что одними из первых пострадают растения тундры и хвойные породы таежных лесов. Поэтому очень важно изучить реакцию этих растений на повышение температуры, а также возможность регуляции растений к этому фактору.

Некоторые растения могут использоваться как фитоиндикаторы, так как они очень чутко реагируют на изменение внешних факторов, таких как характер и степень загрязнения, и климатические показатели [48].

Хвойные растения стоят на втором месте по степени чувствительности к разным рода загрязнениям среды. Использование хвойных растений дает возможность проводить биоиндикацию (фитоиндикацию) на огромных территориях. Ведь именно эти растения, являлись основными индикаторами, которые применялись для оценки состояния лесов Европы. Поэтому хвойные могут быть индикаторами изменения и различных климатических факторов [16].

ель европейская температура фотосинтез

Согласно литературным данным [6, 7, 8, 17], характерными признаками, появляющимися у хвойных растений в ответ на неблагоприятные изменения среды, особенно газового состава атмосферы, служат появления разного рода хлороза и некрозов, уменьшение размеров хвои, побегов текущего года и прошлых лет, а так же изменение количество хвоинок на побегах, их окраску, толщина, размер кутикулы, содержание фенолов. Эти же изменения влияют на размер шишек и уменьшение числа заложенных почек, стерильности семян. Влияние повышенных температур на хвойные деревья уже изучалось на примере сосны обыкновенной (Pinus sylvestris. L) и ели европейской (Picea abies. L), ели сибирской (Picea obovata. L) и лиственницы. Было показано, что наиболее отзывчивой на влияние факторов внешней среды является ель. Но эти исследования проводились в полевых условиях, поэтому вычленить действие только температурного фактора не представлялось возможным [29, 30, 41].

Чтобы вычленить температурный фактор из множества других, нам казалось удобным поставить модельный опыт, позволяющий исключить влияние света и изменения влажности на состояние хвои ели.

Целью данной работы стало изучение влияния повышения температуры на некоторые физиологические особенности ели европейской (Picea abies).

В соответствии с этим, были поставлены следующие задачи:

    изучить влияние повышения температуры на содержание пигментов фотосинтеза;

    изучить влияние повышения температуры на интенсивность дыхания;

    изучить влияние повышения температуры на морфологию клеток хвои и распределение хлоропластов в клетках;

1. Литературный обзор 1.1 Хвойные растения, как индикаторы окружающей среды

Количество техногенных загрязнителей на сегодняшний день велико и их число продолжает расти с каждым днем. К числу самых распространенных и опасных загрязнителей воздуха относятся диоксид азота и бензол; воды - пестициды и нитраты; почвы - полихлорированные дифенилы, соляная кислота и тяжелые металлы. Процесс воздействия начинается с поступления загрязнителя в клетку, затем переходит на растительный организм, и, в последнюю очередь - на растительное сообщество в целом. Для оценки степени загрязнения природной среды используют метод биоиндикации. Некоторые растения способны чутко реагировать на загрязнения и изменения в окружающей среде, отвечая на них морфологическими, физиологическими, биохимическими отклонениями. Можно сказать, что они могут служить фитоиндикаторами состояния среды. Индикаторные растения могут использоваться как для выявления отдельных загрязнителей воздуха, так и для оценки изменения климатических условий.

Хвойные растения являются одними из наиболее отзывчивых индикаторов к негативным факторам внешней среды. Они стоят на втором месте по степени отзывчивости на различные загрязнения, а также на изменение климатических факторов [48]. Для оценки степени загрязнения воздействия природной среды используют методы биоиндикации. Некоторые же растения способны чутко реагировать на загрязнения и изменения в окружающей среде, отвечая на них морфологическими, физиологическими, биохимическими отклонениями. Можно сказать, что они могут, служит фитоиндикаторами состояния среды. Индикаторные растения могут использоваться: как для выявления отдельных загрязнителей воздуха; так и для оценки изменения климатических условий [48, 37, 38].

Более устойчивыми видами в условиях урбанизированной среды являются лиственница и сосна, менее устойчивыми - ель и пихта, что необходимо учитывать при озеленении районов, восстановлении лесных насаждений.

При проведении биоиндикации на хвойных растениях используют разно – образные параметры, такие как изменения размера и строение хвои, количество хвоинок на побегах, их окраску, количество воска, размер кутикулы, содержание фенолов, интенсивность фотосинтеза [16]. При действии отравляющих факторов одним из первых обнаруживается снижение активности фотоситнеза, который является одним из самых уязвимых энергопродуктивных процессов в растительной клетке.

Основные техногенные загрязнители природной среды - это различные газообразные вещества, пыль, выбрасываемые в атмосферу объектами энергетики, промышленности, насыщенные вредными химическими соединениями промышленные стоки, коммунальные и бытовые отходы, пестициды и минеральные удобрения, в огромном количестве используемые в сельском хозяйстве, нефтепродукты. Например, соединения фтора дают специфическую реакцию хвои, такую как побеление листовой пластинки у основания, и последующее потемнение, связанное с некрозом, а так же уменьшается площадь листьев хвойных растений.

Наличие сернистого газа, может вызывать ухудшение ферментативной деятельность, вызывает свертывание плазмы и нарушает обмен веществ, снижение рН содержимого клеток, ухудшение биосинтеза пигментов, изменение окраску различных частей растения [16, 42].

Кислые газы, нарушают рост и развитие растений, снижают устойчивость их к неблагоприятным факторам таких как: засуха, заморозки, засоление почв. Исследования показали, что зеленые растения более чувствительны к различным газам, чем животные и человек. Допустимая максимально-разовая концентрация сернистого газа SO2 для растений оказалось 0.02 мг/м3, а для животных и человека это концентрация составляет 0,05 мг/м3 [28, 2].

Повреждающие действия газов на растения усиливается при повышении температуры, влажность воздуха и солнечной радиации. Так как эти факторы влияют на повышение газообмена и, соответственно, усиливают поглощение токсичных газов. Например, при пониженной освещенности повреждаемость растений уменьшается.

Таким образом, функционирование растительного организма при отклонении условий его существования от нормальных, в частности, при повышении температуры может существенно изменить устойчивость растений к негативным факторам внешней среды, в частности, к антропогенным факторам.

Так, в работе Барайщук Г.В. и Гайвас А.А. было проведено сравнение состояния и роста елей в экологически чистом и загрязненном ра

Лучшие

Похожие работы

1 2 3 4 5 > >>