Міністерство освіти і науки України
Дніпропетровський національний університет ім. Олеся Гончара
Факультет біології, екології та медицини
Кафедра фізіології та інтродукції рослин
КУРСОВА РОБОТА
ВПЛИВ МІСЬКОГО УРБАНІЗОВАНОГО СЕРЕДОВИЩА НА РІСТ, РОЗВИТОК ТА ФІЗІОЛОГО-БІОХІМІЧНИЙ СТАН ГАЗОННИХ ТРАВ
Виконавець:
‘‘___’’________2015 рік Борисова Ольга Ігорівна
Науковий керівник:
д.б.н., проф. Вінниченко О.М.
‘‘___’’________2015 рік
2015
ЗМІСТ
ВСТУП 3
1. Призначення газонів та їх класифікація 5
2. Джерела забруднення та забруднюючі речовини міського середовища 12
3. Газонні трави в озелененні промислових територій та зеленому будівництві. Правила утримання зелених насаджень міста 20
4. Функціонування систем життєдіяльності газонних видів рослин за впливу стресових факторів середовища 29
ВИСНОВКИ 42
СПИСОК ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ 44
ВСТУП
На сьогоднішній день найбільш актуальною проблемою міст і населених пунктів України є підвищений рівень забрудненості. Негативний вплив викидів промислових підприємств й автотранспорту на природу та людину вимагає впровадження радикальних заходів охорони та оздоровлення навколишнього середовища (Мурадян та ін., 2004; Нестерова, 1989).
Одним з найефективніших засобів оптимізації середовища промислових центрів є їхнє озеленювання (Бессонова, 1999). Вагому частку при цьому становлять трав’янисті злакові рослини, основу яких складають газонні трави, що сприяє вільному провітрюванню території, очищенню повітря від пилу і газів, поліпшенню мікроклімату (Тюльдюков та ін., 2002). Саме декоративні зелені газони займають від третини до половини загальної площі територій міських лісів, парків, скверів, бульварів, вуличних насаджень (Декоративное…, 1985; Григорюк та ін., 2014). Перевага використання в озелененні газонних насаджень полягає ще в тому, що площа листкової поверхні газонів в 1,7–2 рази більша в порівнянні із зімкнутими деревними парковими насадженнями (Мицик, Лихолат, 1997; Мицик та ін., 2000), що дозволяє затримувати у 10 разів більше пилу, ніж деревні насадження тієї ж площі. Використання газонів для реконструкції мегаполісів розглядається як важлива соціально-економічна проблема (Григорюк та ін., 2014). У міських урбанізованих умовах стан газонів визначає формування кисневої складової атмосфери мегаполісів (Zayed, Zeid, 1997), є унікальним індикатором екологічних умов і стану довкілля. Водночас, газони мають суттєве архітектурне, лікувальне, народногосподарське та екологічне значення (Биоиндикация…, 1988; Ількун, 1978).
З позиції системного методологічного аналізу газонну рослинність розглядають як важливу компоненту екосистем, яка має складну фітоценотичну основу. Газонні рослини зменшують негативний вплив на людину стихійних природних явищ, захищають ґрунти від водної і вітрової ерозії (Hochachka, Somero, 1984; Григорюк та ін., 2014), беруть участь у регуляції стоку води, запобігають забрудненню й очищують навколишнього природного середовища (Цирлинг, 1964; Хочачка, Сомеро, 1988 ;Григорюк та ін., 2014).
У теперішній час, зелені рослини і особливо значна кількість газонної рослинності перебуває у критичному і пригніченому стані, оскільки не витримує антропогенного навантаження, втрачає адаптивний потенціал й передчасно гине, у першу чергу, від згубного впливу урбанізації, техногенного забруднення (Лихолат, 1999; Лихолат, Винниченко, 2002; Россихіна та ін., 2009; 2010; 2011), дефіциту вологи (Шматько та ін., 1989) і основних елементів мінерального живлення та надмірної кількості важких металів (Григорюк та ін., 2014). Стан дернового покриву на промислових територіях залежить, в першу чергу, від стійкості утворюючих його рослин по відношенню до токсикантів, які містяться у викидах підприємств і автотранспорту (Трешоу, 1988; Тюльдюков та ін., 2002). Ксенобіотики мають здатність швидко нагромаджуватись в оточуючому середовищі та рослинах (завдяки широкому використанню в різних галузях промисловості) (Лихолат, Мицик, 1999), гальмують ріст (Россихіна та ін., 2010), порушують фізіологічні процеси (Лихолат, Россихіна-Галича, 2012; Заїко, Лихолат, 2011), сприяють утворенню активних форм кисню (Россихіна та ін., 2010), які індукують перекисне окиснення ліпідів, впливають на активність ферментів (Россихіна та ін., 2009, 2011).
У зв’язку з вище викладеним метою даної роботи є аналіз результатів дослідження впливу різних стресових чинників на ріст, розвиток та фізіолого-біохімічний стан газонних трав.
Відповідно до мети були поставлені такі задачі:
1. З'ясувати роль газонних трав у зеленому будівництві та озелененні промислових територій.
2. Дослідити функціонування систем життєдіяльності газонних видів рослин за впливу стресових факторів.
1. Призначення газонів та їх класифікація
Культурний газон - це своєрідний штучний фітоценоз, створюваний шляхом вирощування різних рослин, переважно багаторічних злакових видів трав, які утворюють в результаті багаторічного розвитку щільний нагрунтовий покрив, або дернину. Газон - невід'ємний елемент об'єкта ландшафтної архітектури.
Поняття «газон» як трав'янистий нагрунтовий покрив відомо з давніх часів. Трав'янистий покрив в перських садах, на територіях гаїв грецьких міст і римських вілл відомий з історичних описів. Один з ранніх малюнків трав'янистого покриву саду виявлений на мальовничому панно, що зображує догляд за насадженнями садка в одному із замків Франції XIV ст. В Англії в XVI ст. почали широко використовувати трав'янистий покрив на галявинах поблизу замків для ігор з м'ячем, в кеглі.
Відомі приклади устрою лавочок, вкритих трав'яним покривом, або дерном. В XVII ст. англійський газон здобуває широку популярність (Відомий англійський філософ і економіст Френсіс Бекон писав: «У галявини є дві переваги: по-перше, немає нічого приємнішого для очей, ніж низько стрижена зелена трава, а по-друге, галявина красиво оформлює сад»). Повсюдно в садах і парках влаштовують галявини з трав'яним коротко скошеним покриттям. Трав'яний покрив скошують косами, на галявинах пасуть овець. Особливого розквіту англійські газони досягають у пейзажних парках XVIII ст. Газон стає зеленим фоном і невід'ємною частиною садово-паркових композицій. З'являються керівництва по влаштуванню газонів і їх утриманню. Клімат Англії сприяє зростанню трав'янистих рослин і чудовому стану газонів.
На початку XIX ст. створення газонних покриттів вдосконалюється. У 1830 р. була винайдена газонокосарка, а в 1832 р. фірма RANSOMS налагодила виробництво і продаж циліндричних газонокосарок. З'являються численні пристосування з утримання газонів, такі як інструмент для обрізки краю газону, граблі на колесах для збору скошеної трави, гумові шланги для поливу і т. д. Якість газонних покриттів в садах і парках різко підвищується. Для влаштування газонів використовуються вузьколисті кореневищні види злакових трав, що ростуть на англійських пасовищах. У середині XIX ст. пристроєм газонів починають займатися в США, особливо при створенні Центрального парку в Нью-Йорку, коли перший ландшафтний архітектор Ф. Олмстед починає свої роботи, що поклали початок ландшафтної архітектури у великих містах.
У США культура газону в садах і парках починає посилено розвиватися з початку 80-х рр. XIX ст., коли з'являється необхідність створення полів для гри в гольф. Проводяться перші роботи по селекції трав'янистих рослин із злаків для створення стійкого дернового покриву для гольф-полів. Найбільш стійкими дерноутворюючими рослинами виявилися для умов багатьох районів США різні види вівсяниць і польовиць (Festuca, Agrostis).
В Англії великі селекційні роботи з вишукування і вирощування дерноутворюючих рослин для футбольних полів, тенісних кортів і майданчиків для гри в гольф починаються на початку XX ст. Відкриваються дослідні станції по вивченню стійких до механічних пошкоджень трав'янистих рослин, що утворюють міцну дернину. Вдосконалюється техніка зі створення та утримання газонів у садах, парках, на спортивних майданчиках. Використовуються технології створення стійких газонів із застосуванням хімічних засобів боротьби з смітної рослинністю. Фірмами випускаються досконалі машини і механізми по плануванню поверхні території, висіву насіння, внесення добрив, зрошування. У США розробляються технології створення газонів у посушливих умовах. Для цієї мети на селекційних станціях підбираються спеціальні види трав, впроваджуються методи боротьби з шкідниками і хворобами.
До кінця XX ст. у багатьох європейських країнах і США створюється ціла система по створенню стійких газонів для спорту і відпочинку. Для різного типу газонів конструюються і впроваджуються у виробництво газонокосарки, машини для посіву насіння з одночасними операціями по плануванню, внесенням добрив, «укриттям» насіння (мульчуванням) і укаткой поверхні газону. Знаходить широке застосування вирощування трав'янистого дернового покриву в спеціальних розплідниках, який після відповідної підготовки скочується в рулони і відпускається споживачу для влаштування газону на відповідальних ділянках об'єктів озеленення. Удосконалюються методи пристрою трав'яних покриттів на укосах магістралей, на схилах.
У Росії розвиток культури газонів почалося в XIX ст. Основи газоноведення заклав відомий садовод і селекціонер Р. Шредер. В кінці XIX ст. А. Регель у книзі «Витончене садівництво та художні сади» докладно описує архітектурно-художнє значення газонів у садах і парках, і технологічні прийоми їх влаштування та утримання. У XX ст. проводяться великі дослідження в області газоноведення в Україні, Азербайджані, а також в Головному ботанічному саду Академії наук СРСР у Москві. Створюються зразкові спортивні газони на футбольних полях київського стадіону, стадіонів «Динамо» у Москві, Тбілісі. У середині XX ст. в садах і парках Санкт - Петербурга створюються газони, що відповідають високим естетичним і санітарно-гігієнічним вимогам.
Значення культурного газону в садово-парковому будівництві надзвичайно велике.
Дослідження показали, що травостій звичайного садово-паркового газону поглинає з атмосфери частину пилу і газів, приглушує шум. Трави випаровують в середньому від 5 до 7 тис. м3 води з 1 га площі за вегетаційний період. Це істотно підвищує відносну вологість приземного шару повітря і створює прохолоду на території об'єкта. Газон є своєрідним регулятором мікроклімату. Газони в міському середовищі - це рослинні співтовариства, що є своєрідними покриттями поверхні ґрунту. Такі покриття значною мірою усувають корозійний вплив пилу і аерозолів на металеві поверхні виробів, стін будівель, споруд. Злакові рослини культурного газону мають іонізуючу і фітонцидну дію, очищаючи повітря від шкідливих мікроорганізмів.
Дослідження, проведені в 50-х роках XX ст. у садах і парках Санкт-Петербурга, показали, що поєднання відкритих просторів, площинних поверхонь газону і напіввідкритих і закритих просторів, що складаються з об'ємних угруповань дерев та чагарників, створює місцеві струми повітря і пересування повітряних потоків, покращує аерацію всього об'єкта та прилеглої забудови. Встановлено, що рівний зелений покрив сприятливо впливає на нервову систему людини, робить позитивний психологічний вплив.
Газони створюються переважно з злакових видів трав. Після багаторічного розвитку надземної частини та коренів рослин утворюється дернина.
Дернина - це наземний і частково підземний шар ґрунту, насичений переплетеними корінням, підземними стеблами, перегноєм. Товщина такого шару досягає зазвичай 4...8 см. Дернина, вживається для влаштування газонів, повинна бути міцною, стійкою до механічних пошкоджень і довговічною.
Розрізняють три типи культурних газонів:
• декоративні, влаштовуються на об'єктах озеленення (в садах і парках, скверах, бульварах, лісопарках, лугопарках, об'єктах житлової та промислової забудови). Декоративні газони - це площинні елементи садово-паркової композиції, що становлять основний - зелений - фон території об'єкта. На цьому фоні виділяються об'ємні елементи композиції - дерева, чагарники, квітники, МАФ, обладнання.
Декоративні газони, у свою чергу, поділяються на
1) партерні газони влаштовують на площах біля входів в громадські і адміністративні будівлі, перед театрами, музеями, на передніх планах архітектурних композицій, на майданчиках навколо пам'ятників, фонтанів, скульптур, декоративних водойм, на ділянках столичних скверів.). До партерних газонів пред'являються високі вимоги. Партерний газон повинен протягом усього періоду вегетації зберігати однотонне фарбування і мати густий, низький, рівномірно зімкнутий травостій смарагдового кольору. Для створення партерних газонів застосовують багаторічні злакові трави низькорослих видів і форм з відповідною будовою стебел і листя, низько розташованим кущем кущіння і з його високою інтенсивністю розвитку (тонконіг лучний, костриця червона).
2) звичайні, або садово-паркові газони становлять найбільшу частину нагрунтового рослинного покриву садів і парків, бульварів, центральних районів лісопарків, внутрішньо квартальних територій, міжрайонних об'єктів.
3) квітучі (з включенням різнотрав'я) (їх часто називають мавританськими) влаштовують на галявинах і галявинах садів, парків і лісопарків, на спеціально відведених ділянках територій житлових районів;
4) лучні (в лугопарках); покрив з тіньовитривалих видів трав у місцях затінення. Лугові газони влаштовують на великих за площею територіях парків, лісо - і лугопарків. Ці газони створюють, як правило, шляхом поліпшення існуючих травостоїв природного походження.
• спортивні, влаштовуються на стадіонах, іподромах, тенісних кортах, майданчиках для ігор. Спортивні газони призначені для проведення спортивних змагань. Їх влаштовують на футбольних полях, тенісних кортах, ігрових гольф-майданчиках. Ці типи газонів повинні мати дернину підвищеної міцності, бути еластичними, стійкими до частого скошування, механічних пошкоджень, протистояти вертикальним проколам і розривам, володіти високою швидкістю відновлення травостою. Міцність дернини залежить від флористичного складу трав і родючості ґрунту, що підстилає (материнську) ґрунтову породу. Передбачають систему інженерних заходів, що включають в себе пристрій дренажу і водовідвідних споруд.
• спеціальні, що влаштовуються на аеродромах, укосах шосейних і залізних доріг, гідротехнічних споруд, на автостоянках, на магістралях і вулицях, у санітарно-захисних зонах, на дорожніх укосах, на територіях промислової забудови. Вони мають велике екологічне і санітарно-гігієнічне значення. Дернина газонів закріплює ґрунт і перешкоджає появі пилу на території, а внаслідок цього - пошкодження різних матеріалів, корозії металу і загального забруднення середовища.
Для створення газонів використовують флористичний склад з багаторічних видів рослин, в основному з сімейства злакових: тонконіг лучний, костриця червона, мітлиця звичайна, райграс пасовищний, мітлиця волосоподібна, костриця овеча, житняк, багаття безостий, паспалум дворядний.
Для створення газонів використовують злаки, які мають різноманітні типи кущіння куща. За типом кущіння і коренеутворення, а також по висоті наземних органів злаки поділяють на такі групи:
• кореневищні - низькорослі і сланкі, утворюють підземні пагони (кореневища), які розташовуються на глибині від 5 до 20 см і відходять від материнської рослини на відстань до 1 м, утворюючи «кущики» з декількох пагонів. До такого типу злаків відносяться різні види мятликів і вівсяниць. Розвиток цих злаків відбувається повільно. Вони досягають повного розвитку через 3...4 роки і тримаються в травостої до 10 і більше років,
• пухко кущові - кущаться за типом пухкого куща, або верхові. Бічні пагони розташовані біля поверхні ґрунту і відходять під гострим кутом до материнської рослини, утворюючи в ґрунті одне коротке міжвузля. До таких рослин відносяться тимофіївка лучна, костриця лучна, грястиця збірна, а також рослини, що ростуть на луках. Злаки цього типу досягають повного розвитку через 2...3 роки. Довговічність таких злаків становить 5...6 років;
• щільно кущові - злаки, не утворюють суцільної дернини і кущаться за типом щільного кущика стебел. Дочірні пагони цих рослин виходять щільно притиснутими до материнських; вузли кущіння знаходяться над поверхнею ґрунту і закладаються вище материнських пагонів, в результаті чого і утворюються «купини». До щільно кущових злаків відносяться костриця овеча, щучка дерниста. Ці злаки відрізняються найбільшою довговічністю - 25...30 років;
• кореневищно-пухкокущові - це проміжний вид злаків, має вузол кущіння коренів, як у пухко кущових трав, і стебла, як у кореневищних трав. Підземні пагони на деякій відстані відходять від материнської рослини, виходять на поверхню землі і знову утворюють при кущінні пагони. У результаті виходить щільний густий травостій і утворюється міцна дернина. До таких злакам відносяться широко відомі газонні трави - тонконіг лучний, костриця червона (рис. 1). Довговічність цих злаків - 10 років і більше.
Рис. 1. Вертикальний розріз дернини: 1 - травостій; 2 - дерновий повсть; 3 - дерновий шар (власне дернина); 4 - основа дернини
Кореневищні, кореневищно-пухкокущові й пухко кущові види злаків застосовують зазвичай в лісовій і лісостеповій зонах. Трави з щільним кущем кущіння використовують для влаштування газонів на півдні лісостепу і в степовій зоні. Трави зі стрижневими коренями використовують як доповнюючі види в сумішах при влаштуванні звичайних садово-паркових газонів.