Пустить корни в городе

Города продолжают разрастаться. Уже через 30 лет в них будет проживать почти 70% мирового населения. Стремительная урбанизация ведет к загрязнению почвы, воды и воздуха, сокращению площади природных территорий, утрате биоразнообразия, причем не только в городах, но и за их пределами. Озеленение территорий считается одним из самых эффективных способов снизить влияние городских агломераций на окружающую среду. Растения выполняют множество разных функций, начиная от декоративной и заканчивая санитарно-гигиенической. При этом они подвержены негативному воздействию городов и вынуждены адаптироваться к жизни в условиях постоянного стресса.

Как урбанизация влияет на растения

Городская среда оказывает заметное влияние на физиологические, биохимические и морфологические характеристики растений. Об этом говорят исследователи из Удмуртского государственного университета (УдГУ), которые изучали видовой состав, эколого-биологическое состояние и семенное размножение насаждений в Ижевске и малых городах Липецкой области. Так, под воздействием аэротехногенных выбросов (загрязнение воздуха промышленными объектами. — Прим. Plus-one.ru) у растений начинает снижаться фотосинтетическая функция. Это становится причиной ухудшения их морфометрических параметров (признаки, отражающие адаптацию организмов к среде обитания, большинство из которых связаны с процессами роста, например: фитомасса листьев, площадь одного листа, высота растения, число соцветий. — Прим. Plus-one.ru). В частности, у лиственных пород уменьшается количество и размер листьев, а у хвойных — снижается масса хвоинок. Из-за высоких температур и дополнительного освещения меняется сезонное развитие растений: деревья цветут в течение менее продолжительного времени, раньше начинают сбрасывать листья, у них увеличиваются сроки вегетации.

Исследователи выяснили, что к жизни в городе растения приспосабливаются по-разному, часть видов оказываются более устойчивыми к антропогенному влиянию. Адаптация к воздействию окружающей среды зависит в том числе от накопления в клетках деревьев, кустарников и трав веществ, замедляющих окислительные процессы. К ним относится, например, аскорбиновая кислота, участвующая в фотосинтезе. Так, в загрязненных почвах в клетках таких травянистых растений, как гравилат городской, купырь лесной, будра плющевидная, одуванчик лекарственный, ежа сборная, тысячелистник обыкновенный, аскорбиновая кислота накапливается. Это повышает эффективность антиоксидантной системы защиты и способствует повышению устойчивости этих растений к воздействию загрязнителей.

«Ответ» растений городу

Городская среда меняет репродуктивную систему некоторых растений. Примером тому может служить скерда вида Crepis sancta — сорняк, который можно встретить у дорог или вокруг деревьев. К такому выводу пришли ученые из Национального центра научных исследований Франции (Centre National de la Recherche Scientifique, CNRS), которые проанализировали особенности размножения популяции сорняка в городе Монпелье на юге Франции. Скерда размножается с помощью двух видов семян: более мелких и легких (похожи на парашютики), которые распространяются по воздуху, и более крупных и тяжелых — они падают на землю неподалеку. Когда легкие семена разлетаются на большие расстояния в городе, они часто оказываются на бетонном или асфальтовом покрытии. Крупные же семена попадают в трещины тротуаров, благодаря чему увеличиваются их шансы на прорастание. Ученые выяснили, что со временем растения, растущие в городе, начинают производить больше крупных семян по сравнению со своими сородичами из сельской местности. Таким образом, борясь за выживание в агрессивной среде, сорняки постепенно эволюционируют, причем для этого им требуется совсем немного времени — от 5 до 12 лет.

Исследователи из Университета Торонто Миссиссауга напоминают, как адаптировался к жизни в городской среде клевер: растение имеет здесь большие размеры и производит меньше синильной кислоты (HCN). Это ядовитое вещество с резким запахом, с помощью которого растения защищаются от насекомых и мелких млекопитающих. Ученые предполагают, что в условиях плотной застройки растения реже страдают от животных, поэтому у них нет необходимости синтезировать синильную кислоту в больших объемах. Кроме того, на урбанизированных территориях обычно устанавливаются более высокие температуры, что приводит к быстрому таянию снега. При отсутствии снега растения больше подвержены негативному воздействию низких температур, в результате чего и снижается выработка HCN. Специалисты добавляют, что трансформации в организме городских растений влияют на всех участников пищевой цепи, поэтому их необходимо постоянно отслеживать.

Сотрудник Калифорнийского университета в Беркли Макс Ламберт объясняет, что у растений есть четыре основные стратегии выживания в городе. Некоторые виды могут быстро приспосабливаться к новой среде и чувствовать себя там не хуже, чем в естественных условиях. Другие, чтобы «вписаться в городской пейзаж», начинают менять привычную модель поведения. Третьи, например скерда, могут начать эволюционировать и становиться более приспособленными к городу из поколения в поколение. Некоторые растения совсем не приживаются и либо покидают город, либо вымирают. Эксперт уверен, что заниматься сохранением видов нужно не только на особо охраняемых природных территориях, но и в городе — уникальном пространстве, в котором вынуждены сосуществовать совершенно разные представители флоры и фауны. Тот же тезис развивают и ученые из УдГУ, по словам которых для городов характерен «стихийный процесс заноса не свойственных данной местности видов растений».

Зачем городам нужны зеленые насаждения

Зеленые насаждения органично вписываются в городскую инфраструктуру и формируют ландшафты жилых районов. Они способствуют снижению уровня шума, улучшают микроклимат и создают более комфортные условия для проживания. «Насаждения обладают повышенной отражательной способностью листьев по сравнению с грунтовыми и асфальтовыми покрытиями, что способствует понижению температуры воздуха в районе древесных насаждений и созданию комфортной среды для человека», — признают удмуртские исследователи.

Деревья и кустарники также помогают снизить концентрацию транспортных и промышленных выбросов, в том числе благодаря своей способности накапливать вредные вещества в органах и тканях. Так, хорошими газо- и пылепоглощающими свойствами обладают распространенные на территории Москвы липы и клены, на долю которых приходится больше половины от общего количества зеленых насаждений в городе. Среди других распространенных в столице деревьев — тополь, ясень, береза, вяз, лиственница. Самыми часто встречающимися плодово-ягодными деревьями считаются рябина, яблоня и вишня. Все эти деревья быстро адаптируются к условиям городской среды и обладают высокой жизнеспособностью, подчеркивается в докладе о состоянии окружающей среды в столице в 2019 году.

Скрытая опасность

Однако сотрудники Национального исследовательского совета Италии (Consiglio Nazionale delle Ricerche, CNR, государственная научно-исследовательская организация) Сильвия Финески и Франческо Лорето подчеркивают, что зеленые насаждения могут вредить людям. Так, для защиты от вредителей и взаимодействия друг с другом некоторые растения выделяют летучие органические соединения (Volatile Organic Compounds, VOCs). Например, изопрен (ненасыщенный углеводород, бесцветная жидкость с характерным запахом. — Прим. Plus-one.ru) активно вырабатывают такие лиственные деревья, как дуб, ива, осина, тополь, а терпены (производные изопрена) в больших количествах содержатся в хвойных породах. Эти вещества вступают в реакцию с соединениями, источником которых служит деятельность человека, — например, с оксидами азота и озоном, что может негативно влиять на качество воздуха. Не стоит забывать и о том, что некоторые люди имеют аллергию на пыльцу и другие выделяемые растениями вещества. Это вызывает раздражение глаз и кожи, а иногда и тяжелые астматические реакции.

Кроме того, кое-где высокие деревья не пропускают достаточное количество солнечного света в здания или закрывают кронами дорожные знаки, увеличивая тем самым вероятность дорожно-транспортных происшествий. Большое количество листьев иногда становится причиной засорения дренажных труб, а большие сухие ветки могут упасть на землю и повредить имущество или кого-то травмировать. К тому же парки и скверы часто становятся убежищем для бездомных людей, а также диких и полудиких животных: крыс, летучих мышей, собак.

Для решения проблем, связанных с озеленением городских территорий, ученые из УдГУ призывают использовать данные исследований о жизни растений на урбанизированных территориях. На основе этой информации они предлагают оптимизировать систему городских зеленых насаждений за счет правильного подбора видов, учитывая их декоративные качества, устойчивость к условиям окружающей среды и способность на нее воздействовать.

«Интенсивный рост городов, развитие транспортных сетей, повышающийся с каждым годом тонус городской жизни актуализируют проблемы сохранения и оздоровления урбанизированной среды, формирования условий, благотворно влияющих на психофизиологическое состояние человека. С помощью зеленых растений можно в значительной мере регулировать эти параметры, чтобы приблизить их к оптимальным», — напоминают авторы исследования.