Συγκριτική μελέτη ανάπτυξης φυτών σε αστικό και περιαστικό περιβάλλον

Ο τίτλος της παρούσης εργασίας είναι «Συγκριτική ανάπτυξη φυτών σε αστικό και περιαστικό περιβάλλον». Σκοπός της είναι: α) η διερεύνηση βιβλιογραφίας σχετιζόμενης με την επίδραση των αέριων ρύπων στην αύξηση φυτικών ειδών εντός αστικού και περιαστικού περιβάλλοντος, με επικέντρωση στην επίδραση του όζοντος στις χλωροφύλλες, β) η ανεύρεση πιθανών διαφορών στο χλωροφυλλικό περιεχόμενο δύο φυτικών ειδών που είναι εγκατεστημένα εντός και εκτός αστικού ιστού. Τα φυτικά είδη που χρησιμοποιήθηκαν για το πειραματικό μέρος είναι το Laurus nobilis (κοιν. δάφνη, δάφνη Απόλλωνος, δάφνη η ευγενής), και το Ceratonia siliqua (κοιν. χαρουπιά, ξυλοκερατιά, Ιωαννίτικο δέντρο). Και τα δύο είδη είναι χαρακτηριστικά της Μεσογειακής χλωρίδας και ανήκουν στα αείφυλλα σκληρόφυλλα είδη. Σε διάρκεια δέκα μηνών, από τον Δεκέμβριο του 2005 έως και τον Σεπτέμβριο του 2006, πραγματοποιήθηκαν τρεις σειρές δειγματοληψιών. Σε κάθε δειγματοληψία ελήφθησαν πλήρως ανεπτυγμένα και αμιγή φύλλα, χωρίς ιστολογικές αλλοιώσεις και οποιουδήποτε είδους προσβολή και εμφανή σημάδια περιβαλλοντικών καταπονήσεων, μεταφέρθηκαν στο εργαστήριο και καταψύχθηκαν στους – 18 oC μέχρι να αναλυθούν. Η εργαστηριακή διαδικασία περιελάμβανε την λήψη ελάσματος από τα φύλλα, καθαρισμό με απορροφητικό χαρτί, ζύγιση ποσότητας βάρους 0,2 – 0,21 g, τεμαχισμό του δείγματος σε πολύ μικρά κομμάτια, πολτοποίηση και εκχύλιση των χλωροφυλλών με χρήση υδατικού διαλύματος ακετόνης 80%. Στο εκχύλισμα, μετρήθηκε η απορρόφηση στα 440 nm και 660 nm που αντιστοιχεί στo φάσμα της P.A.R. . Η διαδικασία έγινε για κάθε είδος ξεχωριστά. Συνολικά χρησιμοποιήθηκαν 20 σημεία δειγματοληψίας και διενεργήθηκαν 160 εκχυλίσεις. Για κάθε εκχύλιση έγιναν τρεις διαδοχικές φωτομετρήσεις με φασματοφωτόμετρο Pharmacia Biotech Novaspec II ορατού φάσματος. Κάθε δείγμα μετρήθηκε τρεις φορές και λήφθηκε ο μέσος όρος των τιμών. Τα αποτελέσματα των φωτομετρήσεων, μεταφράσθηκαν σε mg Chl*/g νωπού βάρους ιστού, σύμφωνα με την μέθοδο STEUBING (Steubing L., 1965). Από τα φασματοφωτομετρικά αποτελέσματα και με την βοήθεια μαθηματικών τύπων υπολογίστηκαν οι ποσότητες Chla, Chlb, Chltotal και ο λόγος Chla/b. Χρησιμοποιήθηκαν στοιχεία μέτρησης περιβαλλοντικών ρύπων που λαμβάνονται σε ημερήσια βάση από τους επιτόπιους σταθμούς του ΠΕΡΠΑ (υπηρεσία του πρώην ΥΠΕΧΩΔΕ), στοιχεία βροχόπτωσης και θερμοκρασίας που ελήφθησαν από το Ινστιτούτο Περιβάλλοντος του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών (ΕΑΑ - ΙΕΠΒΑ) και τον Μετεωρολογικό Σταθμό που διατηρεί το Εργαστήριο Γεωργικής Μετεωρολογίας του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών. Ειδικά από το ΙΕΠΒΑ, ελήφθησαν ωριαίες τιμές θερμοκρασίας και μέσες μηνιαίες τιμές βροχόπτωσης. Από τo ΠΕΡΠΑ ελήφθησαν οι μετρήσεις των αερίων ρύπων για την περίοδο των δειγματοληψιών. Οι τιμές αρχικά δόθηκαν σε μορφή ωριαίων μετρήσεων (βάση 24ωρής λειτουργίας των επιτόπιων αυτόματων σταθμών δειγματοληψίας αέριων ατμοσφαιρικών ρύπων). Επειδή όμως οι τιμές θερμοκρασίας των αυτόματων σταθμών δεν θεωρούνται ασφαλείς από το ΠΕΡΠΑ, χρησιμοποιήθηκαν ως δεδομένα οι θερμοκρασιακές τιμές που ελήφθησαν από το ΙΕΠΒΑ και προέρχονται από τον μετεωρολογικό σταθμό του ΕΑΑ που βρίσκεται στο Θησείο. Οι συγκεκριμένες τιμές θερμοκρασίας μπορούν να θεωρηθούν αντιπροσωπευτικές και ασφαλείς καθώς δεν είναι πολύ μεγάλη η απόσταση από την περιοχή των δειγματοληψιών, με την έννοια ότι και η υπό μελέτη περιοχή και το κέντρο της Αθήνας όπου βρίσκεται το ΕΑΑ είναι περιοχές πυκνοδομημένες, αλλά και η διαμόρφωση του αστικού τοπίου είναι παρόμοια (κτήρια, πλακόστρωτα, μακριά από χώρους πυκνού και ψηλού πρασίνου κ.λ.π.). Παρ' αυτά, επειδή σαφώς οι τιμές θερμοκρασίας, βροχόπτωσης και αέριων ρύπων δεν αφορούν επιτόπιες μετρήσεις για κάθε σταθμό δειγματοληψίας, δεν μπορεί παρά να είναι μόνο ενδεικτικές και τα συμπεράσματα που προέκυψαν μπορούν να είναι μόνο γενικά και δεν μπορούν να εξειδικευθούν. Από τα αποτελέσματα φάνηκε ότι υπάρχουν γενικά αξιοσημείωτες διαφοροποιήσεις στο χλωροφυλλικό περιεχόμενο μεταξύ των δύο ειδών, με το είδος Laurus nobilis να εμφανίζεται πιο ευαίσθητο στην αέρια ρύπανση έναντι του είδους Ceratonia siliqua. Βρέθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές μεταξύ σημείων που βρίσκονταν εντός και εκτός των πιο επιβαρημένων με ρύπους περιοχών, που εμφανίζουν το είδος Ceratonia siliqua περισσότερο ανθεκτικό στην αέρια ρύπανση συγκριτικά με το Laurus nobilis. Επίσης, και για τα δύο είδη, εντοπίστηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές μεταξύ των δειγμάτων που προέρχονταν από τις περισσότερο και λιγότερο επιβαρημένες με αέρια ρύπανση περιοχές του Περιστερίου. Για το είδος Laurus nobilis, η μεγαλύτερη τιμή για την Chl-a μετρήθηκε στον σταθμό L8, την εαρινή περίοδο 2006 (τιμή 2,8926 mg.g-1 νωπού βάρους φύλλου) στις 5/5/2006) και η μικρότερη μετρήθηκε στον L7 την χειμερινή περίοδο (τιμή 0,6244 mg.g-1 νωπού βάρους φύλλου στις 9/12/2005), ενώ για το είδος Ceratonia siliqua, η μεγαλύτερη τιμή μετρήθηκε στον σταθμό C6 (τιμή 2,3711 mg.g-1 νωπού βάρους στις 5/5/2006) και η μικρότερη μετρήθηκε στο C9 (τιμή 1,0428 mg.g-1 νωπού βάρους στις 5/5/2006). Ο μέσος όρος των τιμών Chl-a για όλες τις μετρήσεις για το είδος Laurus nobilis, μετρήθηκε σε 1,6569 mg.g-1 νωπού βάρους φύλλου, και για τo είδος Ceratonia siliqua μετρήθηκε σε 1,6266 mg.g-1 νωπού βάρους. Η μεγαλύτερη τιμή για την Chla συγκριτικά για τα δύο είδη, βρέθηκε για το είδος Laurus nobilis στο σημείο L8 (τιμή 2,8926 mg.g-1 νωπού βάρους) και η μικρότερη τιμή, συγκριτικά για τα δύο είδη βρέθηκε για το είδος Laurus nobilis, στο σημείο L7 (τιμή 0,6244 mg.g-1 νωπού βάρους). Στατιστικά σημαντικές διαφορές, μεταξύ άλλων, βρέθηκαν στο χλωροφυλλικό περιεχόμενο φύλλων, για τις θέσεις L10 - C2 ( p = 0,038), L10 - C6(p = 0,013), L8 - C3 ( p = 0,025), αλλά και σε άλλα σημεία, που διευκολύνουν την διάκριση των σημείων σε δύο ομάδες με διαχωριστική νοητή γραμμή τον οδικό άξονα της οδού Θηβών, που αποτελεί και το φυσικό διαχωριστικό όρια μεταξύ του Ανατολικού (βιομηχανική ζώνη, σχεδόν σταθερού υψομέτρου) και Δυτικού τομέα (αυξανόμενου υψομέτρου από 55m έως τα 180 m) της πόλης του Περιστερίου. Το σημείο L10 ανήκει στην περιοχή των Θρακομακεδόνων και όπως φαίνεται πιο πάνω, βρέθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές με σημεία του Περιστερίου που βρίσκονται στην βιομηχανική ζώνη της Πόλης. Παρά το γεγονός ότι αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν μία πιθανή την επίδραση της αέριας ρύπανσης και της περιβαλλοντικής καταπόνησης (υψηλές θερμοκρασίες) στην αύξηση και την φωτοσυνθετική λειτουργία των δύο αυτών ειδών, δεν μπορούν να ληφθούν ως οριστικά. Στην παρούσα εργασία πολύ χρήσιμη θα ήταν η λήψη ηλεκτρονιοφωτογραφιών από φυτά που βρίσκονται σε σημεία με αυξημένη κυκλοφορία οχημάτων και από φυτά που βρίσκονται σε πιο απομονωμένα σημεία, ώστε να υπάρξουν ιστολογικές συγκρίσεις. Όμως αυτό δεν κατέστη δυνατόν. Γι’ αυτό αναζητήθηκε παρόμοιο υλικό από στην διεθνή βιβλιογραφία, το οποίο και παρατίθεται. Σαφώς, αυτό το ερευνητικό πεδίο, εμφανίζει τεράστιο ενδιαφέρον γιατί σχετίζεται με την ποιότητας ζωής στις σύγχρονες μεγαλουπόλεις. Επομένως, μία λεπτομερέστερη διερεύνηση του αρχικού ερωτήματος για τα δύο είδη που εξετάστηκαν, θα ήταν πολύ χρήσιμη. The title of this work is "Comparative growth of plants in urban and suburban environment." Its purpose is: a) research in scientific papers related to effects of air pollutants on plant growth, focusing on ozone and chlorophylls, b) finding potential differences in chlorophyll content of two plant species. The interest area was Peristeri Municipality, at the west sector of Attica basin. The plant species used are Laurus nobilis ( laurel, Apollo laurel, laurel noble) and Ceratonia siliqua (carob, xyloceratia, knights tree). Both species are typical of mediterranean flora and evergreen sclerophyllous species. Over a ten months period (December 2005 to September 2006), collected three sample series. Each sample, were fully developed leaves, without histological lesions and any kind of attack and obvious signs of environmental stress, andtransferred to the laboratory and frozen at - 18 oC. The in vitro procedure involved obtaining laminate the sheets, cleaning with paper, weighing amount of 0,2 - 0,21 g, cutting into small pieces, minced, and extraction of chlorophylls using aqueous 80% acetone solution. The extract measured for absorbance at 440 nm and 660 nm, for P.A.R. . Totally collected 20 sampling series and execute 160 extractions procedures. Each series measured three times with spectrophotometer (Pharmacia Biotech Novaspec II) visible spectrum. The average value was taken. The results transformed to mg Chl * / g per fresh weight tissue, according to the method STEUBING (Steubing L., 1965) and calculated quantities of Chla, Chlb, Chltotal and ratio Chla / b. Data of environmental pollutants used from the network of the former Ministry of Public Works (sub service PEPRA). Date for rainfall and temperature obtained from the Institute of the National Observatory of Athens (NOA - IERSD) and the permanent meteorological station of the Agricultural University of Athens. Data sampling period given in the form of measurements per hour (based on a 24-hour on-site automated sampling stations gaseous air pollutants) for 2005 and 2006. Because temperature data from PERPA are not fully accurate, we used analogous data from NOA (station Thissio). These data can be considered safe because Thissio located closed enough to Peristeri municipality and the cityscape is similar (buildings, paved areas away from dense and tall green etc.). Because all field data (temperature, rainfall, air pollutants values) coming from closely located field, the results, can only be accepted as indicative for general conclusions. The results showed significant differences in chlorophyll content between the two species. Laurus nobilis appear more sensitive to air pollution vs Ceratonia siliqua. Statistically significant differences, showing that Ceratonia siliqua is more resistant to air pollution. Also, for both species, found statistically significant differences between the samples coming from more and less burdened by air pollution Peristeri areas. For Laurus nobilis, highest value for the Chl-a, measured at station L8, the Spring of 2006 (2,8926 mg.g-1 per flw) on 5th/05/2006) and the lowest in L7 at the Winter ( 0,6244 mg.g-1 per flw on 12th/09/2005). For Ceratonia siliqua, the highest value measured at station C6 ( 2,3711 mg.g-1 per flw on 5th/5/2006) the lowest at C9 ( 1,0428 mg.g-1 per flw on 5th/5/2006). The average of the Chl-a values for all measurements for Laurus nobilis, measured to 1,6569 mg.g-1 per flw, and for Ceratonia siliqua up to 1,6266 mg.g-1 per flw . The highest value for Chla for both species, found for Laurus nobilis in point L8 ( 2,8926 mg.g-1 per flw) and the lowest value for both species also for Laurus nobilis in L7 ( 0,6244 mg.g-1 per flw). Statistically significant differences, also found in chlorophyll leaf content, at L10 - C2 (v = 0,038 mg.g-1 per flw ), L10 - C6 (v = 0,013 mg.g-1 per flw ), L8 - C3 (v = 0,025 mg.g-1 per flw), and elsewhere, that facilitate the distinction of points in two groups by separating the imaginary line of Thivon central avenue, which is the dividing line between the east sector (industrial zone, nearly low altitude) and western sector (increasing altitude from 55m up to 180 m) for the city of Peristeri. Point L10 at Thrakomakedon region used as comparative station and as shown above, found statistically significant differences for points of Peristeri located in the industrial zone. Although these results indicate a possible effect of air pollution and environmental stress (high temperatures) on the growth and photosynthetic function of these two species, totally can not be taken as definitive conclusions but as indicator values. In this work, very useful would be having pictures of tissue from scan electron microscope, for histological comparisons. However, that was not possible. So we searched for similar material from literature, which is listed. This research field has enormous interest because it relates to the quality of life in modern cities. Therefore, a detailed investigation of the initial query for the two species tested, it would be very useful.