Растение в городе

Важнейшая сторона жизнедеятельности растения — его водный режим — складывается из процессов поглощения воды корнями, ее передвижения в теле растения и потери в ходе испарения через надземные части, т. е. транспирации, которая идет в основном через листья и регулируется изменением ширины щелей устьиц. Уже из того, что говорилось выше об условиях увлажнения для растений в городе, можно составить представление о том, чем различается водный режим городских растений и обитателей естественных растительных сообществ в одной и той же климатической зоне. Недостаток (иногда резкий) почвенной влаги, повышенная сухость воздуха, перегревание запыленных листьев — все это создает условия для заметного ухудшения водного режима. Подача воды корням далеко не всегда успешно восполняет расходы на транспирацию, хотя последняя иногда и бывает снижена из-за закупорки устьиц пылью. Поэтому растения на улицах городов, особенно в жаркие и сухие дни, часто испытывают недостаток влаги. Его сигнал — большие траты водного запаса, падение содержания воды в тканях. Так, если у липы в лесу листья обычно содержат 70-80% воды, то на улицах Минска в жаркое лето было отмечено 50-52%. Одновременно нарастает "водный дефицит" — показатель того, насколько ткани далеки от состояния насыщения водой. Когда дефицит достигает больших величин и продолжает нарастать изо дня в день, это может привести к тому, что листья теряют тургор, обвисают и завядают.

Водный режим осложняется еще и тем, что под влиянием химических загрязнений воздуха нарушается целость устьичных клеток (рис. 7) или наступает их "паралич": клетки, замыкающие устьица, как бы застывают, теряя способность регулировать ширину устьичных щелей. А когда устьица постоянно широко открыты, еще больше увеличивается расход воды растением на транспирацию. Высшие растения в этом отношении становятся похожими на мхи и лишайники, неспособные регулировать водоотдачу и теряющие воду по тем же физическим законам, что и любой влажный предмет. Столь важное приобретение эволюции, как устьичная регуляция испарения, у высших растений в городских условиях оказывается под угрозой.

Рис. 7. На части поперечного среза листа мятлика однолетнего из района с чистым воздухом (А) повреждения отсутствуют, а у мятлика из загрязненного района (Б) видны повреждения, вызванные городским воздухом, содержащим смог. Разрушаются клетки, а устьица парализуются и теряют способность регулировать поглощение воздуха (по A. Bobrow, 1955, г.). 1 — клетки фохосинтезирующей ткани; 2 — устьице; 3 — клетки нижнего эпидермиса (покровной ткани листа)

 

Минеральное питание растений в городе затруднено тем, что в почвах городов по разным причинам, о которых говорилось выше, часто ощущается недостаток необходимых питательных веществ. Не хватает таких жизненно важных элементов, как азот, фосфор, калий, кальций и др., а также микроэлементов. Вместе с тем из загрязненных почв через корневые системы в растения могут поступать "посторонние" соединения, небезвредные для обмена веществ. И среди них опять в первую очередь следует упомянуть о поваренной соли — том самом хлористом натрии, которым посыпают дорожные покрытия для быстрой очистки от снега. Его высокая концентрация особенно вредоносна для уличных деревьев и трав. Если у растений естественной флоры, живущих на солончаках, есть различные приспособления для удаления и обезвреживания избытка солей, то у большинства растений, применяемых в городском озеленении, они отсутствуют. Поэтому у них бывает настоящее солевое отравление.

Биохимические процессы у городских растений еще мало исследованы, но, по-видимому, городская среда не может не оказывать влияние на самые разные звенья обмена веществ. Так поглощенные из воздуха загрязнители изменяют кислотность клеточного сока (например, цементная пыль подщелачивает его, сернистый ангидрид подкисляет), что сразу же отражается на течении биохимических реакций в клетке. В "индустриальной экологии растений" известны многочисленные факты, когда под влиянием веществ-токсикантов в листьях растений снижается содержание нуклеиновых кислот, белков, клетчатки и др.; слабеет способность к образованию и выделению летучих органических веществ, многие из которых являются фитонцидами, т. е. губительно действуют на микробов (в том числе болезнетворных). Исследование фитонцидной активности деревьев в Ленинграде, проведенное еще в 60-х годах, показало, что городские деревья выделяют гораздо меньше фитонцидов, чем лесные.