Пиловловлювальна здатність Platanus × acerifolia (Aiton) Willd. у міських насадженнях

Platanus × acerifolia (Aiton) Willd. dust-catching capacity in comparison with woody species which are widespread in urban conditions is investigated. The dependence between the mass of adsorbed dust particles and dendrometric parameters of a tree has been established.

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2014
1. Verfasser: Zadorozhnaya, D.V.
Format: Artikel
Sprache:Englisch
Veröffentlicht: M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine 2014
Online Zugang:https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/239
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Plant Introduction
Завантажити файл: Pdf

Institution

Plant Introduction
_version_ 1860121675252629504
author Zadorozhnaya, D.V.
author_facet Zadorozhnaya, D.V.
author_sort Zadorozhnaya, D.V.
baseUrl_str https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/oai
collection OJS
datestamp_date 2019-11-24T19:21:05Z
description Platanus × acerifolia (Aiton) Willd. dust-catching capacity in comparison with woody species which are widespread in urban conditions is investigated. The dependence between the mass of adsorbed dust particles and dendrometric parameters of a tree has been established.
doi_str_mv 10.5281/zenodo.1559716
first_indexed 2025-07-17T12:40:48Z
format Article
fulltext 74 ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2014, № 3 УДК 585.52: 634.942 Д.В. ЗАДОРОЖНАЯ Донецкий ботанический сад НАН Украины Украина, 83059 г. Донецк, пр-т. Ильича, 110 ПЫЛЕУЛАВЛИВАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ РАСТЕНИЙ PLATANUS � ACERIFOLIA (AITON) WILLD. В ГОРОДСКИХ НАСАЖДЕНИЯХ Изучены особенности пылеулавливающей способности растений Platanus � acerifolia (Aiton) Willd. по сравнению с распространенными в городском озеленении видами древесных растений. Определена зависимость массы осаждаемых пылевых частиц от дендрометрических параметров дерева. Ключевые слова: пыль, лист, площадь поверхности кроны, диаметр ствола. © Д.В. ЗАДОРОЖНАЯ, 2014 Platanus × acerifolia (Aiton) Willd. (платан кле- нолистный, или лондонский) — листопадное дерево высотой 21–30 м, значительно разрас- тающееся с возрастом. Впервые был получен приблизительно в 1670 г. в ботаническом саду г. Оксфорд как естественный гибрид между P. orientalis L. (платан восточный, или чинар) и P. occidentalis L. (платан западный, или аме- риканский сикомор). Дерево может расти как на хорошо освещенных участках, так и при частичном затенении [14]. Предпочитает пло- дородные, хорошо увлажняемые и дренируе- мые почвы, но растет на почвах большинства типов и может выдерживать широкий диапа- зон pH почвы. Деревья используют для озеле- нения крупных европейских и североамери- канских городов. Они выдерживают час тую обрезку и формовку кроны [3, 10]. Декоратив- ность платана кленолистного сохраняется на протяжении всех сезонов года. С по следней де кады апреля до первой декады ноября дере- во пребывает в облиственном состоянии, а ос- тавшуюся часть года платан выделяется среди других древесных пород своеобразной тексту- рой коры ствола и ветвей, которая периодиче- ски отслаивается и создает декоративный эф- фект, а также шаровидными соплодиями, ко- торые сохраняются на дереве до весны. Как и другие виды древесных растений, P. × ace- rifolia выполняет ряд важных функций в город- ской среде, в частности, он обладает пы ле улав- ливающей способностью (ПС), по зво ляю щей растениям выводить из воздушного бас сейна аэрополлютанты твердой фракции [4]. Для большинства современных городов ха- рактерно относительно высокое содержание пылевых частиц в воздухе. В Донецке сред- няя концентрация пылевых частиц составляет 0,3 мг/м3 . Поэтому актуальной является проб- лема их выведения из круговорота веществ в городской среде, в частности, посредством оса ж дения пыли на листовой поверхности растений. Цель работы — изучить особенности пыле- улавливающей способности P. × acerifolia по сравнению с другими широко распространен- ными в городском озеленении видами дре- весных растений. Материал и методы Изучена ПС P. × acerifolia и семи видов дре- весных растений, используемых в озеленении г. Донецка: Acer negundo L., A. platanoides L., A. pseu- doplatanus L. ‘Purpureum’, Juglans regia L., Populus nig ra L., Robinia pseudoacacia L., Tilia eu ropaea L. Исследование проводили на заключитель- ном этапе вегетационного периода до опаде- ния листьев. Отбирали по 20 неповрежденных листьев с деревьев, произрастающих в насаж- дении, прилегающем к проезжей части буль- вара Тараса Шевченко (модельное насажде- ние, М 1 ), где суммарная интенсивность дви- жения составляет 35–40 ед. транспорта в минуту [6]. Фактическое количество пыли, 75ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2014, № 3 Пылеулавливающая способность растений Platanus × acerifolia (Aiton) Willd. в городских насаждениях ад сорбированное листьями в конкретных ус- ловиях, или относительную ПС вида (ОПС), определяли как разницу массы листьев с пы- лью и чистых листьев в пересчете на единицу площади (г/м2) и единицу массы листа (г/кг). ОПС варьирует в зависимости от концентра- ции пылевых частиц в воздухе и не является постоянной для вида. Сбор листьев P. × acerifolia проводили в пяти пунктах: г. Донецк (дендрарий Донецкого бо- танического сада НАН Украины и модельное насаждение М 1 ), г. Днепропетровск (ул. Лени- на, набережная), г. Ялта (территория автовок- зала) и г. Бердянск (ул. Горького, набережная). Для того чтобы определить массу пылевых частиц, которые оседают во внешней части кроны деревьев P. × acerifolia, рассчитывали площадь поверхности кроны (S пк ) деревьев с разным радиусом кроны (R) и диаметром ствола на высоте 1,3 м от корневой шейки (d). Такого плана работ в отношении платана про- ведено мало [11]. Существует много методов определения параметров кроны и их соотно- шений [9, 13], однако они не позволяют оп- ределить необходимые параметры доступными нам средствами. Необходимо было разрабо- тать методику определения и расчета упомя- нутых параметров для P. × acerifolia. Все первичные измерения параметров кроны выполняли по цифровым фотоснимкам с помо- щью программного обеспечения AxioVision 4.7. Площадь проекции кроны (S прк ) определяли путем вычисления площади фотоснимка аб- риса кроны дерева (рис. 1) при известном мас- штабе. Для дальнейших расчетов использова- ли половину S прк как фигуру, которая при вра- щении вокруг оси, представленной стволом дерева, образует полную крону дерева. Площадь поверхности кроны рассчитыва- ли как сумму боковых поверхностей усечен- ных конусов (S ук ), на которые условно разби- вали крону дерева (уравнение 1). S пк = (S ук1 + S ук2 +…+ S укn )/2. (1) Поверхность кроны не является непрерыв- ной и гладкой. В данной работе под поверхно- стью кроны мы понимали идеализированный слой толщиной в один лист дерева, который ограничивает мо дельную поверхность кроны дерева радиусом R и высотой h. Учитывали не- равномерность распределения воздушного по- тока относительно разных экспозиций кроны. Предполагали, что пылевые час тицы поступа- ют с воздушным потоком преимущественно с одной стороны кроны, поскольку при произ- растании дерева на территории, прилегающей Рис. 1. Примеры абрисов кроны Platanus × acerifolia: а — исходные; б — усредненные модели, используемые для расчета площади поверх- ности кроны дерева 76 ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2014, № 3 Д.В. Задорожная к автомобильной дороге, только одна полови- на поверхности кроны обращена к автодороге, откуда поступает основная масса пылевых ча- стиц, поэтому площадь поверхности кроны, обращенной в противоположную от дороги сторону, не учитывали. Таким образом, получили площадь упро- щенной поверхности кроны семи модельных деревьев разного диаметра ствола (5–245 см), радиуса (1,0–17,7 м) и высоты кроны (2,4– 31,6 м). Из полученных дендромет рических за- ви си мо стей (рис. 2) определили эмпирическое выражение площади кроны S ПК и массы осаж- даемой пыли (m п ) через диаметр ствола (d): S пк =527,6·d1,37; (2) m п = (ОПС·527,6·d1,37)/1000, (3) где m п — масса пыли (кг), адсорбируемая од- ним деревом; 1000 — коэффициент для пере- счета массы в килограммы. Проводили расчет теоретической массы пы левых частиц, осажденных на внешней по- верхности кроны отдельно стоящих деревьев. В качестве модельных были выбраны дере- вья P. × acerifolia, произрастающие в г. Донец- ке (с диаметром ствола от 3,0 до 71,0 см), и 12 старовозрастных деревьев, произрастающих в семи географических пунктах (1,0–2,8 м; использованы дендрометрические дан ные и фотоснимки растений) [3, 5, 12]. Статистиче- скую обработку полученных ре зуль татов про- водили по общепринятым методикам. Результаты Для того чтобы определить, насколько выра- жено межвидовое варьирование ПС видов дре- весных растений, которые используются в озе- ленении города Донецка, по разработанным рабочим шкалам проводили сравнительный анализ ПС восьми видов растений в одинако- вых условиях произрастания (насаждение М 1 ). Градации показателя ПС листьев в массовом выражении (1 мг пыли на 1 г фитомассы лис- та): <30 мг/г — низкая ПС, 31–60 мг/г — уме- ренная, 61–90 мг/г — высокая, >90 мг/г — очень высокая. В группу видов со слабой ПС вошли R. pseudo- acacia (29,5 г/кг), A. pseudoplatanus ‘Purpureum’ (29,6 г/кг) и P. × acerifolia (15,1 г/кг). Умеренное накопление пыли листовой поверхностью отме- чено у A. platanoides (55,9 г/кг), A. ne gundo (44,5 г/кг), J. regia (35,7 г/кг) и T. europaea (35,5 г/кг). Мак- симальной ПС обладает P. nigra (104,3 г/кг), что в 7 раз больше, чем ПС P. × acerifolia. По другой шкале проводили оценку ПС, выраженной в граммах пыли на единицу пло- Рис. 2. Соотношение дендрометрических параметров Platanus × acerifolia: а — зависимость радиуса кроны от диаметра ствола; зависимость площади поверхности кроны от радиуса (б) и диаметра (в) а б в 77ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2014, № 3 Пылеулавливающая способность растений Platanus × acerifolia (Aiton) Willd. в городских насаждениях Относительная пылеулавливающая способность Platanus × acerifolia в насаждениях модельных пунктов Модельный пункт ОПС (масса пылевых частиц) г/м2 г/кг % от массы листа г. Днепропетровск (ул. Ленина) 7,50 ± 0,08 34,20 ± 4,76 3,42 ± 0,16 г. Ялта (территория автовокзала) 3,70 ± 0,05 19,20 ± 0,68 1,92 ± 0,02 г. Донецк (насаждение М 1 ) 2,60 ± 0,02 15,10 ± 0,64 1,52 ± 0,20 г. Бердянск (ул. Горького) 2,40 ± 0,04 12,30 ± 2,06 1,23 ± 0,21 г. Донецк (Ботанический сад) 2,00 ± 0,02 15,80 ± 0,72 1,65 ± 0,02 щади листа (г/м2): <5 — низкая ПС, 6–15 — умеренная, 16–20 — высокая, >20 — очень высокая. В группу с низкой ПС вошли R. pseudoacacia и P. × acerifolia (рис. 3). Как вид с максималь- ной ПС также определен P. nigra. Остальные виды адсорбировали пыль в умеренном коли- честве (7–9 г/м2). При расчете общей массы пыли, накоплен- ной листом растения, возможна погреш- ность, поскольку определенная доля частиц поглощается и прочно закрепляется анато- мическими структурами листа и не может быть удалена механическим способом [2]. Для каждого вида растения такой показатель индивидуален, час то он зависит от толщины кутикулы, наличия эпидермальных волосков, характера поверхно сти эпидермиса, наличия или отсутствия клейких железистых выделе- ний и т. п. [1, 7, 8]. Кроме того, на количество пылевых частиц, адсорбируемых одним и тем же видом в разных условиях, оказывает влия- ние ряд факторов: количество и интенсив- ность атмосферных осадков, расположение растений в наса ждении, а также местораспо- ложение самого насаждения в той или иной зоне города. Проявляя фильтрационные способности, дре- весные растения подвергаются отрицательно- му воздействию веществ, которые входят в состав пылевых частиц, и взаимодействуют с фотосинтезирующей поверхностью листа. Та- ким образом, пылеулавливающая способность растений имеет двоякое значение и в опреде- ленной степени зависит от их газо устойчиво- сти и жизнеспособности в целом. Рис. 3. Относительная пылеулавливающая способность древесных пород 78 ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2014, № 3 Д.В. Задорожная Более подробно изучали ПС P. × acerifolia в пяти пунктах. Величина ОПС значительно варьировала в зависимости от пункта сбора. Максимальные значения получены для расте- ний из г. Днепропетровска (7,5 г/м2, 34,2 г/кг), минимальные — для деревьев из Донецкого ботанического сада (2,0 г/м2, 15,8 г/кг) (таб- лица). Морфологические особенности листовой поверхности P. × acerifolia изменяются в тече- ние вегетационного периода. Так, максималь- но плотной опушенностью обладают листья, находящиеся на ранней стадии развития [3] (в условиях г. Донецка — от начала этапа об- листвения в последней декаде апреля до пер- вой декады июня). Затем эпидермальные три- хомы в большинстве своем отмирают и сохра- няются частично лишь на нижней поверхности листа и вдоль жилок. Поэтому в период про- ведения эксперимента листья исследуемого вида имели минимальное опушение и не мог- ли задерживать большее количество пыли, чем возможно для вида. Одним из показателей фильтрационной способности древесных растений в город- ских насаждениях является масса пылевых частиц, осаждаемая одним деревом. Зная ее, можно определить пылезадерживающую спо- соб ность насаждения в целом. При помощи уравнения 4 определили, что отдельное дере- во в насаждении М 1 может адсорбировать из атмосферного воздуха от 11,7 до 58,2 г пыле- вых частиц (ОПС = 2,6 г/м2). Таким образом, деревья P. × acerifolia в этом насаждении мо- гут осаждать в среднем (12,0 ± 0,39) кг пыле- вых час тиц. Проанализировали также ОПС для дере- вьев разных возрастных категорий с целью прогнозирования динамики изменения ОПС растений P. × acerifolia с возрастом. Выведен- ные уравнения расчета массы пыли, адсорби- руемой одним деревом P. × acerifolia (рис. 4), учитывают минимально и максимально воз- можную для вида ОПС (2,0 и 7,5 г/м2 соответ- ственно). Таким образом, при диаметре ствола 2,8 м теоретически деревья могут выводить из воз- душного бассейна от 3,6 до 13,5 кг пылевых частиц за вегетационный сезон (в зависимос- ти от условий произрастания). Полученные данные отображают мини- мально возможное количество адсорбируе- мой пыли, поскольку в данной работе не учте- но проникновение пылевых частиц вместе с воздушными потоками внутрь кроны дерева. В сомкнутом насаждении концентрация пылевых частиц убывает по градиенту про- движения воздушного потока вглубь насаж- дения. В данной работе не учитывали также распределение пылевых частиц по высотному градиенту. Полученные результаты позволяют про- гнозировать и анализировать изменение ко- личества пыли, осаждаемой из воздушного бассейна растениями P. × acerifolia, при раз- ных значениях ПС, которые зависят от усло- вий произрастания деревьев. Выводы 1. P. × acerifolia обладает относительно низ- кой ПС (2,0–7,5 г/м2, 12,3–34,2 г/кг) по сравне- нию с ПС широко распространенных в город- ском озеленении видов древесных растений. 2. Выведено уравнение для определения мас- сы пылевых частиц (m п ), осаждаемых деревом Рис. 4. Масса пыли (m п ), осаждаемая деревом Platanus × acerifolia, в зависимости от диаметра ствола (d): 1 — минимальная (ОПС = 2,0 г/м2); 2 — теоретически максимальная (ОПС = 7,5 г/м2) 79ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2014, № 3 Пылеулавливающая способность растений Platanus × acerifolia (Aiton) Willd. в городских насаждениях P. × acerifolia, в зависимости от его размеров (диа- метра ствола d): m п = (ОПС·527,6·d1,37) /1000. 3. Пылеулавливающая способность насаж- дения, состоящего из 448 деревьев возрастной категории 15–20 лет, составляет в среднем (12,0 ± 0,39) кг пылевых частиц. 4. По достижении деревьями величины диа- метра ствола 2,8 м, теоретически они могут вы- водить из воздушного бассейна от 3,6 до 13,5 кг пылевых частиц за вегетационный сезон. 1. Бабич Н.А. Интродуценты в зеленом строитель- стве северных городов / Н.А. Бабич, О.С. Залыв- ская, Г.И. Травникова. — Архангельск: Архангел. гос. техн. ун-т, 2008. — 144 с. 2. Бухарина И.Л. Биоэкологические особенности тра- вянистых и древесных растений в городских на- саждениях / И.Л. Бухарина, А.А. Двоеглазова. — Ижевск: Изд-во Удмурт. ун-та, 2010. — 184 с. 3. Грабовий В.М. Платан Platanus L. у Правобережно- му Лісостепу України / В.М. Грабовий. — Умань: УВПП, 2007. — 218 с. 4. Илькун Г.М. Взаимодействие атмосферной пыли с растениями / Г.М. Илькун, А.С. Миронова // Газоустойчивость растений. — Пермь, 1969. — С. 49–57. 5. Мемориальные деревья арборетума Никитского ботанического сада / Л.И. Улейская, Е.С. Край- нюк, В.Н. Герасимчук, А.Л. Харченко // Вісті біо- сферного заповідника «Асканія-Нова». — 2012. — Т. 14. — С. 274–277. 6. Нецвєтов М. Передача вібрацій від автомобільного транспорту на дерева придорожніх смуг / М. Не цвє- тов, О. Суслова // Вісн. Львів. ун-ту. Сер. біол. — 2008. — Вип. 48. — С. 75–82. 7. Промышленная ботаника / [Е.Н. Кондратюк, В.П. Та- рабрин, В.И. Бакланов и др.]. — К.: Наук. думка, 1980. — 260 с. 8. Чернышенко О.В. Поглотительная способность и газоустойчивость древесных растений в условиях города: Автореф. дис. на соискание ученой степе- ни д-ра биол. наук / О.В. Чернышенко. — М.: МГУЛ, 2001. — 20 с. 9. Capturing tree crown formation through implicit sur- face reconstruction using airborne lidar data / A. Kato, L.M. Moskal, P. Schiess [et al.] // Remote Sensing of Environment. — 2009. — N 113. — P. 1148–1162. 10. Dineva S.B. Comparative studies of the leaf morpho- logy and structure of white ash Fraxinus americana L. and London plane Willd., growing in polluted area / S.B. Dineva // Dendrobiology. — 2004. — Vol. 52. — P. 3–8. 11. Dobbs C. Above ground biomass and leaf area models based on a non destructive method for urban trees of two communes in Central Chile / C. Dobbs, J. Hernández, F. Escobedo // BOSQUE. — 2011. — N 32 (3). — P. 287–296. 12. Monumental trees [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://www.monumentaltrees.com/en/trees/ londonplane/ 13. Peper P. Equations for predicting diameter, height, crown width, and leaf area of san joaquin valley street trees / P.J. Peper, E.G. McPherson, S.M. Mori // Jour- nal of Arboriculture. — 2001. — N 27 (6). — P. 306–317. 14. The history of the London plane // Journal of the New York Botanical Garden. — 1919. — Vol. 20, N 239. — P. 216–220. Надійшла до редакції 16.12.2013 р. Рекомендував до друку П.А. Мороз Д.В. Задорожна Донецький ботанічний сад НАН України, Україна, м. Донецьк ПИЛОВЛОВЛЮВАЛЬНА ЗДАТНІСТЬ PLATANUS × ACERIFOLIA (AITON) WILLD. У МІСЬКИХ НАСАДЖЕННЯХ Вивчено особливості пиловловлювальної здатності Pla tanus × acerifolia (Aiton) Willd. порівняно з поши- реними в міському озелененні видами деревних рос- лин. Визначено залежність маси пилових часток, які осаджуються, від дендрометричних параметрів дере- ва. Ключові слова: пил, лист, площа поверхні крони, діа- метр стовбура. D.V. Zadorozhnaya Donetsk Botanical Garden, National Academy of Sciences of Ukraine, Ukraine, Donetsk PLATANUS × ACERIFOLIA (AITON) WILLD. DUST-CATCHING CAPACITY IN URBAN CONDITIONS Platanus × acerifolia (Aiton) Willd. dust-catching capacity in comparison with woody species which are widespread in urban conditions is investigated. The dependence between the mass of adsorbed dust particles and den d rometric parameters of a tree has been established. Key words: dust, leaf, crown surface area, trunk diameter.
id oai:ojs2.plantintroduction.org:article-239
institution Plant Introduction
keywords_txt_mv keywords
language English
last_indexed 2025-07-17T12:40:48Z
publishDate 2014
publisher M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine
record_format ojs
resource_txt_mv wwwplantintroductionorg/17/4e02406135ce885e23b015d5a0205617.pdf
spelling oai:ojs2.plantintroduction.org:article-2392019-11-24T19:21:05Z Platanus × acerifolia (Aiton) Willd. dust-catching capacity in urban conditions Пиловловлювальна здатність Platanus × acerifolia (Aiton) Willd. у міських насадженнях Zadorozhnaya, D.V. Platanus × acerifolia (Aiton) Willd. dust-catching capacity in comparison with woody species which are widespread in urban conditions is investigated. The dependence between the mass of adsorbed dust particles and dendrometric parameters of a tree has been established. Вивчено особливості пиловловлювальної здатності Platanus × acerifolia (Aiton) Willd. порівняно з поширеними в міському озелененні видами деревних рослин. Визначено залежність маси пилових часток, які осаджуються, від дендрометричних параметрів дерева. M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine 2014-09-01 Article Article application/pdf https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/239 10.5281/zenodo.1559716 Plant Introduction; Vol 63 (2014); 74-79 Інтродукція Рослин; Том 63 (2014); 74-79 2663-290X 1605-6574 10.5281/zenodo.3377725 en https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/239/227 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0
spellingShingle Zadorozhnaya, D.V.
Пиловловлювальна здатність Platanus × acerifolia (Aiton) Willd. у міських насадженнях
title Пиловловлювальна здатність Platanus × acerifolia (Aiton) Willd. у міських насадженнях
title_alt Platanus × acerifolia (Aiton) Willd. dust-catching capacity in urban conditions
title_full Пиловловлювальна здатність Platanus × acerifolia (Aiton) Willd. у міських насадженнях
title_fullStr Пиловловлювальна здатність Platanus × acerifolia (Aiton) Willd. у міських насадженнях
title_full_unstemmed Пиловловлювальна здатність Platanus × acerifolia (Aiton) Willd. у міських насадженнях
title_short Пиловловлювальна здатність Platanus × acerifolia (Aiton) Willd. у міських насадженнях
title_sort пиловловлювальна здатність platanus × acerifolia (aiton) willd. у міських насадженнях
url https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/239
work_keys_str_mv AT zadorozhnayadv platanusacerifoliaaitonwillddustcatchingcapacityinurbanconditions
AT zadorozhnayadv pilovlovlûvalʹnazdatnístʹplatanusacerifoliaaitonwilldumísʹkihnasadžennâh