Диссертация - Сибирский государственный технологический

БРАТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
На правах рукописи
ЧЖАН СВЕТЛАНА АНАТОЛЬЕВНА
ЛЕСОВОДСТВЕННАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ СОСНОВЫХ
НАСАЖДЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ДЛИТЕЛЬНОГО ТЕХНОГЕННОГО
ЗАГРЯЗНЕНИЯ
Специальность 06.03.02 – Лесоведение, лесоводство, лесоустройство и
лесная таксация
Диссертация
на соискание ученой степени
доктора сельскохозяйственных наук
Научный консультант:
Доктор сельскохозяйственных наук,
профессор Рунова Елена Михайловна
2
СОДЕРЖАНИЕ
1.
ВВЕДЕНИЕ
4
СОСТОЯНИЕ ИЗУЧАЕМОГО ВОПРОСА
9
1.1. Лесные экосистемы в условиях техногенеза
16
1.2. Естественные и антропогенные источники тяжелых металлов в
22
биосфере
1.3. Особенности аккумуляции тяжелых металлов растениями
30
1.4. Реакция растений на действие загрязняющих веществ
41
1.5. Картографическое отображение качественной и
46
количественной оценки состояния лесов
1.5.1 Анализ существующих схем зонирования г. Братска
2.
46
1.6. Выводы
53
ПРОГРАММА, МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБЪЁМ
57
ВЫПОЛНЕННЫХ РАБОТ
3.
4.
2.1. Программа исследований
57
2.2. Методика исследований
59
2.3. Объем исследований
66
ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ
67
3.1 Лесорастительное районирование
67
3.2 Климатические и метеорологические характеристики
79
3.3 Характеристика промышленности и выбросов
83
3.4 Почвенные условия
101
3.5. Выводы
110
КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ СОСНОВЫХ
112
НАСАЖДЕНИЙ
4.1. Анализ экологической структуры древостоев
112
4.2.Моделирование процессов развития и деградации лесных
116
3
экосистем
4.3. Исследование состояния сосновых древостоев 2-ой
118
генерации
4.4 Исследование состояния хвои древесных пород
138
4.5 Изменение средних таксационных показателей
146
4.6 Математические зависимости между таксационными
152
показателями
4.7 Устойчивость древостоев различного возраста к
166
токсикантам
4.8 Взаимосвязь баллов категории состояния и классов Крафта
168
4.9 Влияние длительного действия промышленного загрязнения
170
на радиальный прирост деревьев
4.10 Особенности распределения влаги в стволах деревьев, в
177
зонах длительного техногенного воздействия
4.11 Мощность лесной подстилки сосновых насаждений, в
182
условиях длительного техногенного пресса
4.12. Особенности естественного возобновления в зонах
186
антропогенного загрязнения
5.
4.13. Состояние подлеска по зонам загрязнения
203
4.13 Выводы
204
ЗОНИРОВАНИЕ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ ПОДВЕРЖЕННЫХ
208
ВОЗДЕЙСТВИЮ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЫБРОСОВ
5.1 Предлагаемая схема зонирования лесов поврежденных
211
промвыбросами
6.
5.2 Выводы
217
МЕРОПРИЯТИЯ ПО ВЕДЕНИЮ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА В
218
НАРУШЕННЫХ ЛЕСНЫХ ФИТОЦЕНОЗАХ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
227
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
230
4
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследований. Проблема охраны окружающей среды в
связи с изменением объема техногенных выбросов в атмосферу с каждым годом
становится все более актуальной. Несмотря на существенную научную проработку
проблемы взаимодействия лесных экосистем и атмосферных загрязнителей,
остались
не
до
конца
выясненными
закономерности
пространственного
распределения выбрасываемых химических компонентов в различных элементах
лесных
экосистем,
вопросы
оценки
степени
загрязнения
лесов
многокомпонентными выбросами и связи состояния насаждений с уровнем
снижения содержания техногенных веществ. В конце 90-х годов в связи со
значительным
спадом
производственных
предприятиях
появляются
мощностей
научно-исследовательские
на
промышленных
работы
о
динамике
растительных сообществ после прекращения или частичного и значимого
снижения техногенного давления [Черненькова, 2002; Залесов и др., 2002;
Ганичева и др., 2004]. Однако очень мало исследований по влиянию длительного
воздействия техногенного пресса на динамику состояния лесов.
В сложившейся ситуации требуется
определение состояния лесов,
выявление критериев и индикаторов диагностики жизнестойкости деревьев и
древостоев, система комплексного мониторинга лесов, включающая не только
наблюдения за биологической составляющей, но и факторами техногенного
воздействия. В связи с этим проблема комплексной оценки состояния лесных
экосистем вокруг города Братска, подверженных длительному техногенному
воздействию является актуальной.
Степень разработанности темы исследования. Проблема промышленных
эмиссий и повышения устойчивости лесов к техногенному загрязнению
рассматривалась многими отечественными учеными, среди них В.А. Алексеев,
В.А. Аникеева,
Л.Г. Бабушкина,
Л.И. Бельчинская, А.А Боабатунов, М.В.
Волкова, Н.В. Выводцев, В.Н. Габеев, С.Н. Ганичева, М.Л. Гитарский, Ю.С.
5
Григорьев,
Н.Д.Давыдова, А.М. Данченко,
Н.И. Данилов, А.В.Дончева, С.В.
Залесов, О.Н.Зубарева, Г.М. Илькун, О.А. Катаев, А.Ю. Кулагин, Н.В. Лукина,
И.В.Лянгузова, А.А. Мартынюк, Т.А. Михайлова, Б.Н. Норин, Е.Г. Парамонов,
И.Н. Павлов, А.А. Рожков, А.С. Рожков, Е.М. Рунова, С.А. Сергейчик, В.А.
Соколов, В.А. Усольцев, В.Ф. Цветков, Т.В.Черненькова, В.Т. Ярмишко и др.
Однако, несмотря на существенную научную проработку проблемы
взаимодействия лесных экосистем и атмосферных загрязнителей, остались не до
конца
выясненными
закономерности
пространственного
распределения
выбрасываемых химических компонентов в различных элементах лесных
экосистем, вопросы оценки степени загрязнения лесов многокомпонентными
выбросами и связи состояния насаждений с уровнем содержания техногенных
веществ.
Цель и задачи исследований. Цель исследований - установление
закономерностей
лесоводственного
изменения
сосновых
насаждений
под
влиянием длительного воздействия техногенных выбросов; разработка критериев
оценки зонирования лесов по степени их ослабления;
оценка сукцессионной
динамики второй генерации сосняков и изменения их восстановительного
потенциала под действием промышленного загрязнения.
Достижение поставленной цели осуществлялось решением следующих
задач:
- оценить состояние древостоев и предложить схему зонирования лесов с
учетом комплекса воздействия техногенных факторов;
- выявить особенности изменения таксационных показателей и строения
древостоев в зависимости от степени их угнетения;
- установить закономерности накопления основных токсикантов в хвое
растений;
- установить взаимосвязь между состоянием хвойных фитоценозов и
степенью техногенного загрязнения;
- проанализировать особенности естественного возобновления в лесах при
техногенном загрязнении;
6
- разработать комплекс мероприятий по ведению лесного хозяйства в
нарушенных лесных фитоценозах.
Научная новизна:
- выявлена реакция сосновых древостоев при длительном воздействии
промышленного загрязнения, особенно для древостоев 2-ой генерации;
- предложен комплексный подход к зонированию лесов в районе города
Братска, с учетом изменений, произошедших в состоянии древостоев, разработана
современная схема зонирования лесов вокруг города Братска;
- выявлены особенности накопления основных токсикантов в лесах
подверженных техногенному загрязнению, в динамике;
-выявлены особенности естественного возобновления и
вторичных
сукцессионных процессов в зонах техногенного загрязнения.
Теоретическая
и
практическая
значимость
работы:
разработано
зонирование лесов, подверженных длительному воздействию промышленных
поллютантов. Предложенный комплекс мероприятий по ведению лесного
хозяйства в нарушенных лесных фитоценозах используется в Городском,
Братском,
Падунском
промышленных
выбросов.
лесничествах,
находящихся
в
зонах
действия
Результаты
исследований
использованы
при
обследовании и оценке ослабленных промышленными выбросами насаждений и
комплексном мониторинге лесов в городе Братске по заказ-наряду Министерства
науки и образования РФ по научному направлению «Экология и рациональное
лесопользование северных территорий», тема НИР «Обоснование принципов и
критериев устойчивого лесопользования в бореальных лесах Приангарья».
Работа проведена в соответствии с планом научно-исследовательских работ
Рособразования по приоритетному направлению науки и техники «Экология и
рациональное
Переработка
биологических
природопользование.
и
и
воспроизводство
минеральных
Мониторинг
лесных
ресурсов.
окружающей
ресурсов.
Сохранение
среды.
Прогнозирование
и
восстановление
нарушенных земель, ландшафтов и биоразнообразия», а также в рамках
экологической программы «Муниципальный контракт на оказание услуг, по
7
мониторингу лесов, подвергающихся антропогенному воздействию выбросов
промышленных предприятий»(2007-2011)».
Результаты работы внедрены в учебный процесс по дисциплинам
«Воздействие антропогенных факторов на жизнеспособность лесных экосистем»,
«Современные аспекты лесоведения и лесоводства», а также при выполнении
курсового
и
дипломного
проектирования
студентами
и
магистрантами
специальности «Лесоинженерное дело» направления «Лесное дело».
Методология и методы исследования. Теоретической и методологической
основой исследования явились работы ведущих отечественных и зарубежных
ученых в области изучения состояния лесных экосистем, подверженных действию
промышленных поллютантов. В работе использованы базовые методы научнотехнического
познания,
математического
моделирования
и
обработки
экспериментальных данных. Методика работ предусматривает комплекс полевых
и лабораторных методов лесоводственно-таксационных исследований.
Положения, выносимые на защиту:
- выявлены особенности трансформации древостоев на изменение техногенной
нагрузки;
- комплексная оценка состояния сосновых насаждений 2-ой генерации;
- особенности процессов естественного возобновления в лесах подверженных
аэротехногенному стрессу;
- комплекс мероприятий по ведению лесного хозяйства в нарушенных лесных
фитоценозах.
Степень достоверности и апробация результатов подтверждается
анализом
многолетних
обоснованных
математических
данных,
методик
методов,
полученных
исследований;
компьютерных
с
использованием
применением
технологий
научно-
современных
обработки
экспериментального материала.
Основные теоретические положения работы и результаты исследований
докладывались на научно-технических конференциях: г. Братск (2000-2013 гг.); г.
Йошкар-Ола (2001 г.), г. Воронеж (2001 г.), г. Томск (2001, 2005), г. Брянск (2002-
8
2010), г. Минск (2002-2004, 2008), г. Екатеринбург (2002-2005, 2009-2012), г.
Иркутск (2004) и др.
Личный вклад автора. В основу диссертационной работы положены
результаты многолетних исследований, выполненных лично автором.
Благодарности. Выражаю искреннюю благодарность моему научному
консультанту д.с-х.н., профессору Е.М.Руновой за ценные советы, а также
всестороннюю поддержку на всех этапах работы. Я очень признательна д.т.н.,
профессору Ю.Н. Алпатову за конструктивные замечания и ценные советы в
процессе многолетних исследований.
Публикации. По материалам исследований опубликовано 125 научных
работ, в том числе 2 монографии, 20 статей в изданиях, рекомендуемых ВАК для
опубликования результатов диссертаций.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав,
заключения и списка литературы, включающего 308 наименования, в том числе
32 иностранных. Работа изложена на 262 стр., иллюстрирована 49 таблицами и
139 рисунками.
9
1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧАЕМОГО ВОПРОСА
Проблема охраны окружающей среды в связи с возрастанием объема
техногенных выбросов в атмосферу с каждым годом становится все более актуальной.
Среди
многочисленных
стационарные
источников
(предприятия
атмосферного
энергетики,
загрязнения
металлургии,
выделяют
химической
и
нефтеперерабатывающей промышленности и др.) и мобильные.
Лесные
экосистемы,
обладая
значительными
поглотительными
возможностями, во многих случаях могут противостоять высоким уровням
антропогенной нагрузки.
индикацию
состояния
При отсутствии
экосистемы
можно
внешних признаков
проводить
по
угнетения
содержанию
микроэлементов в тканях растений, прежде всего в фотосинтезирующих органах,
которые являются их активными накопителями [Мэннинг, Федер, 1985].
Растительность – органическая материя на земле, но также с ее
значительным участием формируются почва, климат и погода, круговорот
материи и энергии, создаются экологические условия, необходимые для
существования всех других живых организмов, включая человека. Поэтому
охрану природы на современном этапе следует рассматривать не столько как
сохранение отдельных организмов и сообществ, а преимущественно как
сохранение естественных процессов поддержания и регуляции круговорота
веществ и энергии в биосфере, обеспечивающих продолжение жизни на земле
[Николаевский, 1995]. Так как растительность (продуценты) стоит у истоков всех
биогеохимических, экологических и энергетических процессов в биосфере, то она
является одним из наиболее важных компонентов, определяющих благополучие
биосферы и жизни на земле.
Уменьшение загрязнения среды следует добиваться преимущественно
технологическими способами. Однако даже самые совершенные очистные
сооружения не в состоянии избавить нас от выбросов вредных веществ. Среди
10
вспомогательных способов регуляции чистоты воздуха большое значение,
несомненно, имеет биологический способ (поглощение и переработка вредных
веществ и газов растениями), так как автотрофный характер метоболизма
позволяет им ежедневно перерабатывать огромные массы воздуха.
Лес служит тем уникальным “насосом“, который перерабатывает и
перекачивает
“огрехи“
человеческой
деятельности
[Николаевский,
1995].
Известно, что в солнечный день, например, 1 га леса поглощает 220-280 кг
диоксида углерода и выделяет 180-220 кислорода, а все леса планеты за год
“пропускают“ через себя более 550 млрд. т диоксида углерода и возвращают
человеку около 400 млрд. т кислорода. Кроме того, леса поглощают большое
количество пыли (1 га леса за год - от 32 до 63 кг пыли в зависимости от своего
состава), выделяют очень ценные для человека вещества - фитонциды, способные
убивать болезнетворные микробы (1 га леса в сутки дает 2-4 кг фитонцидов, а
30кг их достаточно для уничтожения вредных микроорганизмов в большом
городе).
Вредное влияние загрязненного воздуха на растения происходит, как путем
прямого действия газов на ассимиляционный аппарат, так и путем косвенного
воздействия через почву [Николаевский, 1995]. Причем прямое действие кислых
газов приводит к отмиранию отдельных органов растений, ухудшению роста и
урожайности, а также качества сельскохозяйственной продукции. Накопление же
вредных веществ в почве способствует уменьшению почвенного плодородия,
своеобразному засолению почв, гибели полезной микрофлоры, нарушению роста,
отравлению корневых систем и нарушению минерального питания. Аккумуляция
газа в экосистеме идет с участием трех компонент: растительности, почвы и
влаги. В зависимости от погодно-климатических условий, солнечной радиации и
влажности почв может изменяться поглотительная способность и удельный вес
этих компонент.
Загрязнение
атмосферы
приводит
к
значительному
повреждению
растительности. Во многих городах и вблизи них исчезают сосна и другие породы
11
деревьев. Например, в Центральной Европе повреждено почти 1 млн. га хвойных
лесов, или 10% общей площади леса [Николаевский, 1995].
Лишь благодаря поглотительной деятельности растений, почвенной и
водной среды происходит очищение атмосферного воздуха. Однако возможности
этих систем не безграничны. Более того, они не справляются с поглощением и
обезвреживанием суммарного годового выброса. Этим можно объяснить “отказ”
растительности регулировать содержание СО2 в воздухе [Николаевский, 1995].
Так, в Англии интенсивность фотосинтеза древесных насаждений снизилась
более чем в 5 раз. Загрязнение воздуха из локального (до конца ХХ века)
превратилось в глобальное. Доказано, что загрязненный воздух из Германии
достигает Норвегии, Швеции, а из Японии США.
Физические исследования позволили высказать гипотезу о причинах роста
концентрации углекислого газа в атмосфере Земли [Николаевский, Николаевская,
1995]. С одной стороны, это вызвано ростом потребления, сжигания и
переработки топлива и углеродосодержащих материалов, а с другой уменьшением годичной продуктивности автотрофных организмов в наземных и
водных экосистемах. Последнее вызвано:
1) заменой более продуктивных
естественных лесных фитоценозов на искусственные и менее продуктивные
(сельхоз. угодья занимают уже более 10% суши); 2) подавлением фотосинтеза у
растений под влиянием повышения фона загрязнения воздуха, воды и почвы.
Подавление фотосинтеза у наземных растений на значительных площадях
промышленных стран стало непреложным фактом, так как оно уже ощутимо при
концентрации SO2 0,03-0,05 мг/м3. Следовательно, годовой выброс всех вредных
эксгалатов на Земле приближается к предельному или допустимому уровню,
который может утилизироваться и обезвреживаться в биосфере с участием (в
первую очередь) продуцентов. Вместе с тем это заставляет искать и
разрабатывать методы контроля качества среды и добиваться международного
решения вопроса ограничения загрязнения биосферы.
12
Известны чувствительные растения - индикаторы, не выносящие даже очень
слабого загрязнения воздуха. Под влиянием очень слабых концентраций
сернистого газа мхи и лишайники первыми исчезают из состава фитоценозов.
Кислые газы, нарушая рост и развитие растений (неоднократная смена
листьев, вторичный рост побегов, а иногда и вторичное цветение), могут снижать
устойчивость их к другим неблагоприятным факторам; засухе, заморозкам,
засолению почв.
Повреждения (ожоги) делят по характеру их проявления и изменению
физиолого-биохимических процессов у растений - острые (катастрофические),
хронические и невидимые.
Различают пять степеней повреждения растений сернистым газом в
зависимости от концентрации его и продолжительности поглощения листьями:
отсутствие повреждений, скрытые, хронические, острые и катастрофические.
Активации
температура,
повреждаемости
влажность
растений
воздуха
и
газами
способствует
солнечная
радиация,
повышенная
т.е.
факторы
повышающих газообмен и поглощение токсичных газов. При пониженной
освещенности и ночью повреждаемость растений уменьшается. Прекращение
газообмена зимой у хвойных пород также предохраняет их от повреждений.
Исследования [Николаевский, 1995] показали, что зеленые растения более
чувствительны к различным газам, чем животные и человек. Допустимая
максимально- разовая концентрация SO2 для растений оказалось равной 0,02
мг/м3 (для животных и человека 0,05 мг/м3). Большая чувствительность растений
связана с большей скоростью проникновения газа и автотрофным характером их
метаболизма.
Из всех примесей, оказывающих вредное воздействие на растительность,
самым изученным является двуокись серы [Баркер и др , 1979, Берлянд, 1982,
Илькун, 1971, Николаевский, 1995, Sucss , Crastford, 1976].
Нередко отмечаются случаи повреждения деревьев, особенно хвойных,
при весьма малых концентрациях SO2. Под влиянием SO2 может происходить
сильное
подкисление
почв
[Гудариан,
1979].
Вследствие
зависимости
13
растительности от реакции почвы при подкислении могут происходить изменения
видового разнообразия естественных экосистем.
Косвенно об экологическом состоянии можно судить по наличию мхов и
лишайников, чутко реагирующих на увеличение SO2 в атмосфере. Для
уменьшения воздействия загрязнения атмосферы на растения необходимо вносить
в почву такие удобрения, как азотные, калийные и кальциевые.
До определенного предела двуокись серы может аккумулироваться
растениями и не вызывать нарушения обменных процессов. Установлено, что в
хвое сосны, произрастающей в восточной части зеленой зоны города,
накапливается в 1,5-2 раза серы больше, чем в фоновых насаждениях [Зубарева,
1993].
Концентрация поллютантов в атмосфере и их распространение зависит от
метеорологических условий, количества поступающей солнечной энергии и
турбулентности воздушных масс. В результате окисления, восстановления,
конденсации, реакции токсических веществ между собой под воздействием
солнечного света, в атмосфере образуются новые соединения.
Эксгалаты,
выбрасываемые
в
атмосферу,
по
величине
частиц,
электромагнитному спектру и скорости оседания в воздухе под влиянием силы
тяжести можно условно разделить на пыль (диаметр частиц от 0,5 до 2000 мкм);
пары и туманы (диаметр частиц от 0,03 до 100 мкм); дым (размер частиц от 0,01
до 1 мкм).
В состав пыли могут входить литейный песок, удобрения, пылевидный
уголь, цемент, летучая зола, пигменты, пыльца и споры растений, бактерии,
частицы почвы. В составе паров и туманов возможны различные соединения,
кислоты, пары окислов цинка, хлористого аммония, туман SOз и т.д. В состав
дыма - нефтяной, смоляной, табачный и углеродный дымы и газы.
По химическому составу (с учетом токсического действия на растения)
эксгалаты можно разделить на: 1) кислые газы, обладающие наибольшей
токсичностью для растений (фтор, хлор, сернистый и серный газы, окислы азота,
окись углерода, окислы фосфора, сероводород); 2) пары кислот (соляной, азотной,
14
хлорной, фосфорной, серной и органических, туман серной и соляной кислот); 3)
окислы металлов (свинца, мышьяка, селена, цинка, магния и др.); 4) щелочные
газы (аммиак); 5) пары металлов (ртуть); 6) различные органические газы и
канцерогенные вещества [Николаевский, 1995].
Загрязнение воздуха промышленными выбросами приводит к уменьшению
флористического богатства и сукцессионному смещению ярусов растительности,
начиная с полога древостоя [МакКленахен, 1982]. В экстремальных ситуациях
лесные сообщества, прежде всего, теряют чувствительные виды растений, а затем
лишаются древесного полога, сохраняя лишь покров из кустарников и трав [Смит,
1985]. Качество состояния окружающей среды можно оценивать прямо - через
непосредственное наблюдение или косвенно через биоиндикаторы. В качестве
индикационного признака для определения стрессовой нагрузки может быть
использовано накопление загрязнителя, постепенно превышающее нормальный
уровень [Биоиндикация …, 1988]. Существуют различные формы биоиндикации:
неспецифическая и специфическая.
Многие исследователи отмечают увеличение содержания серы в листьях
растений, произрастающих в условиях промышленной среды [Подзоров, 1972;
Чуваев и др., 1973; Сидорович, Гетко, 1985]. Однако при высоких концентрациях
двуокиси серы в воздухе, адсорбируемые растением окислы серы, накапливаются
в нем до порогового уровня, превышение которого вызывает развитие видимых
признаков повреждения [Linzon, 1976; Rennenberg, 1984]. Следовательно, по
накоплению серы в хвое и листьях растений, растущих в загрязненной атмосфере
в, сравнении с ее количеством у этих видов из чистой атмосферы, можно
определить уровень загрязнения воздуха.
Для оценки воздействия загрязнителей на лесные экосистемы необходимо
сопоставлять
морфометрические
и
таксационные
показатели
древостоев,
изменение их производительности с данными накопления поллютантов в хвое и
годичных кольцах деревьев, а также содержанием их в воздухе. Оценка
жизненного
состояния
растительности,
как
правило,
проводится
по
характеристике кроны и отражает кумулятивный ответ дерева на условия
15
внешней среды, в том числе и на воздействие загрязнителей. Шкала имеет пять
оценочных категорий: условно здоровые, слабо-, средне-, сильно пораженные и
деградированные древостои [Шяпятене, 1987; Алексеев, 1990; Крючков, 1991].
Анализ литературных данных показал, что вопрос микроэлементного
состава растительности в естественных и техногенных экосистемах изучается
достаточно активно. Неизменный интерес вызывает вопрос о взаимодействии и
взаимовлиянии микроэлементов в растительных организмах [Алексеева-Попова,
1991; Беляева, 2003; Улахович, 1997; Godzik, 1993; Stronski, 1999] и их
функциональном значении для растений [Алексеев, 1987; Серегин, 2001;
Юдинцева, 1985 и др.].
Техногенное внесение микроэлементов в окружающую среду является
самостоятельной
экологической
проблемой.
Микроэлементный
состав
фотосинтезирующих органов определяется преимущественно экологическим
фактором (Ильин, 1985). В связи с этим неуклонно возрастает внимание к
вопросам
количественного
содержания
микроэлементов
в
различных
компонентах экосистем, определения фоновых и токсических концентраций
техногенных поллютантов, экологического нормирования [Биогеохимические
основы..., 1993; Второва 1992, 1993, 1994, 1999, 2003, 2004; Роль растений еловопихтовых…, 2002; Черненькова, 2004].
С экологических позиций лес следует оценивать как основной компонент
природных комплексов, способствующий сохранению других жизненно важных
компонентов биосферы – воды, воздуха и почвы. Количественные возможности
трансформации лесом основных абиотических факторов среды и масштабы его
средообразующего
влияния
связаны
с
размерами
занимаемой
площади
(процентом лесистости территории) и концентрацией в лесных фитоценозах
живого органического вещества (продуктивностью лесонасаждений).
Оказывая
средопреобразующее
влияние
на
экологические
условия
территории, леса в тоже время находятся под воздействием техногенных
факторов: атмосферного загрязнения промышленными выбросами, нарушения
почвенного покрова.
16
Рассматриваемая в контексте экологической безопасности необходимость
оценки продуктивности и устойчивости лесонасаждений в условиях интенсивного
техногенного воздействия определила настоящую тему исследований.
1.1. Лесные экосистемы в условиях техногенеза
Проблема экологического влияния лесов расширилась и углубилась: были
установлены новые формы воздействия леса на формирование химического и
бактериального стока, термического режима рек, газового баланса атмосферы,
пылеулавливающие,
фитонцидные
и
другие
свойства
лесных
экосистем
[Молчанов, 1973; Протопопов, 1975; Поздняков, 1983 и др.].
Экологический эффект лесонасаждений связан с их устойчивостью,
стабильностью. Наиболее полное проявление средообразующих функций леса
происходит в здоровых насаждениях, с нормальным ростом и развитием
[Протопопов,
1982].
Однако
леса,
произрастающие
на
техногенных
и
урбанизированных территориях, испытывают угнетающее влияние техногенных
факторов,
приводящее
к
снижению
продуктивности
и
устойчивости.
Следовательно, проблема «лес в техногенных условиях» двуедина: лес
оптимизирует экологические условия, ухудшенные техногенными факторами, и в
тоже время подвергается негативному воздействию техногенеза. Такой подход
соответствует высказыванию И.С. Мелехова [1969], что в экологии леса
необходимо рассматривать две стороны: влияние условий внешней среды на
жизнь леса и формирование лесом особой, присущей ему лесной среды. В общем
плане это созвучно экологическому принципу обратной связи – влияние
биосферы на экологические условия среды обитания человека и воздействие
техногенных факторов, порождаемых жизнедеятельностью человека, на элементы
биосферы [Реймерс, 1990].
Проблемные вопросы о влиянии лесов на окружающую среду и о влиянии
внешней
среды
(в
том
числе
и
трансформированной
антропогенной
17
деятельностью) на леса являются по существу основным предметом рассмотрения
лесоводства. Они детально освещены в работах В.Ф. Морозова [1970],
Г.Н.
Высоцкого [1952], В.Н. Сукачева [1997], М.Е. Ткаченко [1955], В.Г. Нестерова
[1954], С.В. Белова [1983] и других исследователей.
Комплексные исследования функций лесных экосистем в ландшафтах юга
Средней Сибири проведены А.И. Грибовым [1996]. Устойчивости сосновых
лесонасаждений посвящены исследования Л.А. Барахтеновой [1992]. Важным
выводом является то, что несмотря на отрицательное влияние промышленных
выбросов на ферменты фотосинтетического цикла и дыхания, продуктивность
насаждений существенно не снижается.
Наиболее исследованным и значимым техногенным фактором воздействия
на растительность является атмосферное загрязнение промвыбросами. Большой
вклад в разработку теории газоустойчивости внесли Н.П. Красинский [1950], Ю.З.
Кулагин [1980], Г.М. Илькун [1978], В.С. Николаевский [1995] и др. Оценивая
устойчивость растений к техногенному загрязнению, исследователи отмечают,
что у растений нет специфических механизмов или физиологических процессов,
определяющих газоустойчивость, поэтому защитные функции этого фактора
выполняют
другие
свойства
и
качества
растений
(так
называемая
преадаптационная теория газоустойчивости).
Относительно газоустойчивости хвойных пород в научной литературе
высказаны многочисленные и весьма разноречивые мнения, включающие как
полное
отрицание
целесообразности
их
использования
на
задымленных
территориях, так и признание определенной газоустойчивости.
В обобщенном виде сочетание деструктивных факторов техногенного
воздействия на природную среду и противопоставленных им средообразующих
конструктивных проявлений лесонасаждений представлено в таблице 1.
18
Таблица 1 - Схема взаимосвязей деструктивных техногенных факторов
и фитомелиорации их проявлений
Техногенное воздействие на
окружающую среду
Сжигание
связывание
органическо атмосферного О2
го топлива
выбросы СО2
Атмосферно - эмиссии токсичных
е
газов SО2, NОх и др.;
загрязнение - запыление воздуха
промвыброс
ами
Горнодобыв
ающие
работы
разрушение
и
загрязнение почвенного
покрова;
образование
техногенных
«пустырей»;
- иссушение грунтовой
толщи, развитие эрозии
Суммарно:
деградация
естественны
х
ландшафтов
- потеря санитарногигиенических
и
рекреационных качеств
ландшафта:
ухудшение
микроклиматических
условий
(температурного
режима, влажности)
На
формирование
лесных
Фитомелиорация техногенных
последствий
- продуцирование О2
Фотосинтез
- ассимиляция СО2
органики
поглощение
и
нейтрализация
токсичных газов;
фильтрация
воздушных потоков от
пыли;
фитонцидность,
ионизация воздуха
инициирование
почвообразования:
восстановление
биопродуктивности
территории;
проявление
водоохранных
и
противоэрозионных
свойств растительности
восстановление
санитарногигиенических
и
рекреационных
функций территории;
оптимизация
микроклиматических
условий
экосистем
влияют
Физиологиче
ские
процессы,
образование
биомассы
Биологическ
ая
рекультиваци
я
нарушенных
земель
Восстановле
ние
растительног
о покрова на
техногенных
территориях
природные
(пожары
природного происхождения, изменение климата, повреждение лесных культур
дикими животными и др.) и антропогенные факторы (рубка леса, корчевка,
возделывание земель, сенокошение, пожары, возникшие по вине человека, и пр.).
Они вносят в природные экосистемы существенные изменения, вплоть до их
19
необратимого преобразования [А.Данченко, М. Данченко, 2001]. Современный
этап развития характеризуется усилением антропогенного пресса на лесные
экосистемы. Площадь лесов за последние 200 лет сократилась в 2 раза. В России в
конце прошлого века заготавливалось более 400 млн.м3 древесины [Марков,
2001].
Послепожарное лесовозобновление в сосновых лесах отдельных регионов
Западной Сибири изучали [С. Н. Санников , 1958, 1960, 1964, 1966, 1972, 1973,
2003, 2005; B.В. Фуряев ,1967, 1996, 2004; Б. П. Колесников и др.,1973; Н. С.
Санникова,1977, 1978, 1984, 1992; Н. П. Гордина, 1985; Ю.Н. Ильичев и др.
2003]. Механизмам пирогенных сукцессий посвящено значительное количество
работ [Clements, 1928; Крашенинников, 1939; Работнов, 1978; Фуряев, Киреев,
1979; Комарова, 1980, 1993, 1996; Санников, 1983; Ипатов и др., 1991, 1996;
Миронычева-Токарева, 1998; Куприянов и др., 2003]. Разработаны общие схемы
первичных и вторичных сукцессий для разного типа фитоценозов, в том числе и
лесных.
В
Западной
Сибири
выполнено
множество
работ
по
изучению
естественного лесовозобновления на сплошных вырубках [Шиманюк, 1949,
1962; Крылов, 1954; Санников, 1958, 1960, 1966, 1970, 1972; Хлонов, 1962;
Маслаков, 1964, 1981, 1984; Колесников и др., 1975; и др.].
Промышленное загрязнение приземных слоёв тропосферы занимает особое
место по масштабам и опасности в комплексе антропогенных факторов,
отрицательно влияющих на природную среду. Леса санитарно-защитных зон
наиболее подвержены влиянию промышленных выбросов, так как являются
основным биологическим барьером. Поллютанты оказывают многообразное
воздействие на лесные экосистемы. К ним относят изменения в естественных
биогеохимических циклах, повреждение ассимиляционного аппарата растений,
опосредованное влияние на растительность через изменения условий обитания
растений. Однако в литературе недостаточно отражены сведения о динамике
лесной растительности в условиях длительного техногенеза, а также о
20
восстановительных процессах при снижении техногенной нагрузки на лесные
экосистем.
Длительный период исследований влияния загрязнителей на леса позволил
получить важнейшие теоретические и прикладные результаты:
1) установленные механизмы воздействия поллютантов на древесные
растения позволили разработать биологические аспекты теории газоустойчивости
растений [Антипов, 1975, 1979; Гетко, 1989; Кулагин, 1974, 1980; Мартынюк,
1992, 2004; Николаевский, 1979, 1989; Смит, 1985; и др.];
2) созданы теоретические основы методов контроля за загрязнением
атмосферного воздуха, а также методы прогноза состояния лесных экосистем и
трансграничного переноса техногенных веществ [Алексеев А.С., 1997; Алексеев
В.А., 1989; Горшков, Ярмишко, 1990; Израэль, 1987, 1989; Степанов, 1992; и др.];
3)
разработаны
методологические
основы,
методы
и
технологии
экологического нормирования [Алексеев А.С. и др., 1986; Мартынюк, 1998;
Николаевский, 1979, 1993; и др.];
4)
проведены
исследования
влияния
техногенного
загрязнения
на
фитоценозы [Цветков, 2003; Никонов, 2003; Орлова, 2006; Борисова, 2006; и др.];
5) подготовлены научно-методические основы эколого-экономической
оценки воздействия промышленных эмиссий на фитоценозы [Капелькина,
Гаврилов, 1989; Орлова, 2006; и др.].
В конце 90х годов в связи со значительным спадом производственных
мощностей
на
промышленных
исследовательские
работы
о
предприятиях
динамике
появляются
растительных
научно-
сообществ
после
прекращения или частичного и значимого снижения техногенного давления
[Черненькова, 2002; Залесов и др., 2002; Ганичева и др., 2004].
По анализу научно-исследовательских работ, проведённых в районе
исследований, можно отметить, что практически нет данных по вопросам
восстановительной динамики в лесном растительном покрове для санитарнозащитных зон
предприятий
данного
типа
при
значительном
снижении
техногенного давления. Дополнительному изучению подлежат также вопросы
21
влияния на фитоценозы ухудшения гидрологического режима почвы на объектах
техногенного воздействия, состояния популяций стволовых насекомых и
фитопатогенных грибов. Перечисленное в значительной степени определило цель
исследований, их актуальность и теоретическую значимость.
Воздействие атмосферных промышленных выбросов как одного из
наиболее значимых факторов, определяющих состояние лесов в индустриально
развитых регионах, характеризуется длительной временной протяженностью и
значительными
географическими
масштабами.
До
настоящего
времени
ощущается явный недостаток обобщенной информации об ответной реакции
лесных экосистем на определенные уровни промышленного загрязнения. Отчасти
это объясняется недостаточной изученностью воздействия техногенных эмиссий,
как эволюционно относительно нового фактора, на изменение структуры,
функций и биогеохимических циклов элементов в экосистемах. Анализ научной
литературы свидетельствует, что чаще рассматриваются изменения состояния
лесных экосистем при возрастании объема эмиссий. Основной тренд этого
процесса, как известно, заключается в нарастании признаков деградации
экосистем. Предполагается, что общая направленность техногенной сукцессии
противоположна ходу естественных сукцессий и имеет необратимый характер.
Несмотря на ряд внешних сходных черт с естественными сменами экосистем
механизмы, лежащие в основе техногенных и естественных сукцессий,
различаются [Кулагин, 1980; Воробейчик и др., 1994]. Значительно меньше
сведений о трансформации лесов при снижении уровня техногенного загрязнения.
При
определенном
сокращении
нагрузки
был
зафиксирован
ряд
положительных тенденций, заключающихся в постепенном восстановлении
структуры и функций сильно нарушенных лесных экосистем [Черненькова, 2002].
Вместе с тем, крайне редки длительные режимные наблюдения динамики
состояния лесов с момента появления техногенного пресса. Такие материалы
имеют высокую научно - практическую ценность, так как с наибольшей
информативностью отражают специфику процесса трансформации лесных
22
экосистем и могут служить базисом для разработки моделей их «поведения» при
разноуровневой техногенной нагрузке.
1.2. Естественные и антропогенные источники тяжелых металлов в биосфере
Промышленные предприятия определяют уровень загрязнения атмосферного
воздуха. В нашей стране среди промышленных предприятий черная и цветная
металлургия являются самыми загрязняющими природную среду отраслями (второе
место занимает энергетика). На долю металлургии приходится около 40%
общероссийских валовых выбросов вредных веществ, в том числе по твердым
веществам около 26% и по газообразным около 34%. Среди этих видов химических
загрязнений тяжелые металлы обладают особой значимостью благодаря своим
свойствам оказывать острое токсическое воздействие, а также в связи с их плохой
выводимостью из биогеохимического цикла.
Тяжелые металлы составляют группу техногенных металлов, в которую
условно включают элементы с атомной массой свыше 50, обладающие свойствами
металлов или металлоидов. Они отличаются от других металлов высоким
содержанием в промышленных отходах и высокой токсичностью. Эти металлы
относятся к категории неспецифических загрязняющих веществ, так как присутствуют
практически во всех почвах в том или ином количестве. Большая часть их относится
к микроэлементам, содержание их в почве находится в пределах микроконцентраций,
измеряемых в миллиграммах на килограмм почвы.
Источники и пути техногенного рассеивания тяжелых металлов разнообразны.
В таблице 2, 3
дается представление о размерах глобального поступления от
антропогенных источников наиболее токсичных для живых организмов металлов.
Заметно многократное превышение, за исключением ртути, выбросов от
антропогенных источников над природными [Ровинский и др., 1988].
23
Таблица 2 - Глобальное поступление загрязняющих веществ в атмосферу
(в тыс.т/год) (по Ровинскому и др., 1988)
Источник
Pb
Cd
As
Hg
Газообразные
соединения
серы
Антропогенный
420
9,5
40
6,4
90000
Природный
35
6,8
19
10-100
70000
В тропосфере в процессе физико-химических реакций части металлов
становятся ядрами конденсации воды с растворенными ней сульфат-, нитрат- и
хлорид-ионами. При этом возможно продолжение химических реакций по
растворению частиц металла воздухе. В осадках над континентами находится
примерно равное
количество растворимых и нерастворимых форм. Имеется
специфика по отдельным металлам: медь выпадает почти целиком в растворимом
состоянии (80%), свинец же большей частью в нерастворимой форме (60%)
[Добровольский, 1988].
Поступление тяжелых металлов из атмосферы на растительный почвенный
покровы осуществляется в виде сухих и влажных выпадений. Разумеется, различные
металлы имеют неодинаковые пределы обнаружения в почве. В таблице 2
приводятся средние концентраты металлов, характерные для незагрязненных почв.
Известно, что содержание металлов зависит также от типа почвы. Миграция
большинства элементов происходит тем интенсивнее, чем ниже содержание в ней
гумуса и чем легче гранулометрический состав. В таблице 4 даны величины
фонового содержания валовых форм металлов в различных типах почвы.
24
Таблица 3 - Глобальные миграционные потоки тяжелых металлов в
биосфере (в млн т/год) [Добровольский, 1988]
Биологический
Метал
л
Континентальный
сток
круговорот
Пылевой вынос
с континентов
на суше
в океане
раствори
мые
Fe
34,0
32,0
0,25
в составе
твердых
взвесей
705
Mn
41,0
6,0
0,37
43,0
4
V
2,6
0,4
0,083
2,7
0,25
Cr
0,31
0,28
0,037
2,7
0,25
Ni
0,35
2,9
0,074
1,9
0,18
Co
0,17
0,4
0,011
0,41
0,38
Zn
8,6
10,0
0,74
1,6
0,15
Cu
1,7
16,0
0,26
1,2
0,11
Pb
0,43
0,4
0,037
0,41
0,038
Mo
0,1
0,08
0,037
0,041
0,0038
Ag
0,0069
0,022
0,011
0,002
0,00019
Hg
0,0021
0,0024
0,0026
0,008
0,00076
Cd
0,00086
0,032
0,0074
0,0061
0,00057
65
Скорость оседания частиц разных размеров существенно различается. В
спокойном воздухе частицы диаметром 0,5 мкм, принадлежащие к тонкой
фракции, оседают со скоростью 0,0007 см/с; частицы средних размеров – 1, 5, 10
мкм – со скоростью 0,003, 0,07 и 0,3 см/с соответственно, а частицы крупных
размеров – 50, 100 и 200 мкм – со скоростью 7, 30 и 120 см/c [Илькун, 1978].
25
Таблица 4 - Фоновые (нормальные) концентрации микроэлементов в
незасоленных и незагрязненных почвах [Смит, 1985]
Концентрация в почве, мг/кг (ppm)
Элемент
средняя
пределы
Fe
38000
7000-550000
Mn
550
100-4000
V
80
15-100
Cr
100
<5-700
Ni
14
1-40
Co
8
25-65
Zn
50
2-100
Cu
20
0,2-5
Mo
2
0,001-0,5
Hg
0,05
0,01-0,7
Cd
0,3-0,6
Таблица 5 - Фоновое содержание валовых форм тяжелых металлов в
почве (в мг/кг)
Почва
Zn
Cd
Pb
Hg
28
0,05
6
45
0,12
Серые лесные
60
Черноземы
Каштановые
Дерново-
Cu
Co
Ni
As
0,05 8
3
6
1,5
15
0,10 15
10
30
2,2
0,20
16
0,15 18
12
35
2,6
68
0,24
20
0,20 25
15
45
5,6
54
0,16
16
0,15 20
12
35
5,2
подзолистые,
песчаные
и
супесчаные
Дерновоподзолистые,
суглинистые
и
глинистые
26
Скорость выведения и подвижности металла сильно зависят от кислотности
почвенного раствора. Синергизм действия частичек металлов и растворов кислот,
как в атмосфер, так и в почве приводит к повышению токсического воздействия.
Расчет процентного содержания подвижных форм тяжелых металлов от их
валового количества показал, что наибольшей мобильностью отличаются свинец
и кадмий, для которых более 50% от валового содержания приходится на
подвижные формы [Фирсова и др., 1997]. Доля подвижных форм для меди и
хрома составляет около 1-2%, цинк занимает промежуточное положение.
Суммарные валовые запасы этих металлов в светло-серых и серых лесных почвах,
в выщелоченных и оподзоленных черноземах пашни, в дерново-луговых почвах
пастбищ и лугов достигают 0,5 т/га, из них подвижных форм – до 37 кг/га.
Продолжительность пребывания загрязняющих веществ в почвах гораздо
больше, чем в других частях биосферы, и, по мнению Кобата и Пендиаса [1989],
практически вечно. Металлы, накапливающиеся в почвах, медленно удаляются в
процессах выщелачивания, потребления растениями, эрозии и дефляции.
В таблице 6 дано распределение основных металлов по степени
токсичности (ГОСТ 17.4.1.02-83, 1983).
Таблица 6 - Отнесение химических веществ, попадающих в почву из
выбросов, сбросов, отходов, к классам опасности
Класс
Химическое вещество
опасности
1
Мышьяк, кадмий, ртуть, свинец, селен, цинк, фтор,
бенз(а)пирен
2
Бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром
3
Барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций,
ацетофенон
По содержанию валовых и водорастворимых форм металлов в почве
имеются различия по степени токсичности, в соответствии с этим ПДК
27
различается.
Таким
образом,
загрязняющих веществ
металлосодержащих
среди
множества
газо-
и
пылеобразных
рассмотрели основные закономерности распределения
соединений,
поступающих
в
окружающую
среду
в
результате действия металлургических производств. Приоритет их выбора
объясняется: - угрожающей тенденцией роста промышленного производства,
сопровождающегося большим ареалом рассеивания металлсодержащей пыли в
окрестностях источников выбросов (десятки и сони километров); - высокой
токсичностью ряда тяжелых металлов (PB, Cd, Hg, Cu, Sb, V, Cr, Mo, Mn, Co, Ni),
неоднократно обозначенной в официальных документах программ ООН по
окружающей среде [Состояние окружающей среды, 1980; Munn, 1973]; - малой
выводимостью
тяжелых
металлов
из
органоминеральными комплексами почвы;
экосистемы,
закрепленных
- способностью накапливаться
согласно закону трофической пирамиды в пищевых цепях с увеличением
концентрации.
В работе В.В. Добровольского [1983] по оценке техногенного рассеивания
металлов, дающей базовое представление о закономерностях глобального их
распределения в биосфере, делается вывод о крайней неравномерности этого
процесса, разном состоянии и формах нахождения металлов, определяющих
различную растворимость в воде, доступность их соединений для живых
организмов и соответственно включенность
биохимические миграционные
циклы.
Следует
добавить,
что,
несмотря
на
высокую
поглощающую
и
перераспределяющую способность живого вещества биосферы (в годовом
приросте растительности содержание рассеянного цинка в два раза превышает его
мировую промышленную добычу в год [Добровольский, 1983]), нормализующую
их средний уровень содержаний на планете, несоизмеримый с локальным
уровнем
загрязнения
металлами,
нельзя
не
учитывать
способность
трансграничного распространения их высоколетучих форм, а также синергетику
воздействия малых доз на живые организмы, область, пока еще изученную
недостаточно.
28
Степень воздействия тяжелых металлов на растительные организмы
зависит, с одной стороны, от чувствительности вида, с другой – от химического
состава
соединений,
продолжительности
дозы
воздействия
и
условий
седиментации загрязняющих веществ.
Известно, что воздействие может быть оказано прямым и косвенным путем
[Черненькова, 1987; Соловьев и др. 1989]. Прямой способ реализуется через
механический (механическая закупорка устьичных щелей, ведущая к нарушению
газообмена и транспирации); физический (изменение оптических свойств света,
ведущее
к
повышению
температуры
запыленных
листьев
из-за
преимущественного поглощения инфракрасного спектра излучения) и химический
пути
воздействия
(непосредственное
воздействие
фитотоксичных
частиц,
поглощенных корневой системой или листовой поверхностью). Косвенный
способ – посредством изменения физико-химических и биологических свойств
почв и преобразование ценотических и консортивных взаимоотношений в
экосистеме.
Значительную роль в специфике ответной реакции лесной среды на
промышленное загрязнение играют физико-географические условия региона
[Менщиков, 2004]. Природные экосистемы Крайнего Севера в наибольшей
степени подвержены разрушительному влиянию токсикантов, поскольку многие
виды находятся здесь на пределе ареалов и особенно чувствительны к стрессовым
факторам [Власенко, Василюк, 1992; Бойченко, Исаев, 1992].
Известно, что растительное сообщество является жизнестойким, если оно
способно восстановить численность популяций, заменяя погибшие экземпляры
новыми [Чертовской и др., 1987]. Процесс естественного возобновления и роста
древостоев
является
главным
фактором
нормального
функционирования
насаждений, а его нарушение влечет за собой преобразование всего фитоценоза,
типологическую смену сообществ [Черненькова, 2004].
Главным,
лимитирующим естественное возобновление фактором под
пологом леса, является корневая конкуренция за влагу и элементы минерального
питания со всеми ярусами растительности, что обусловлено маломощным
29
деятельным горизонтом почвы из-за близкого залегания многолетней мерзлоты.
Под пологом обычно формируется разновозрастное молодое поколение.
Существует и ряд особенностей в формировании молодого поколения леса в
сообществах разной степени нарушенности. Отмечены некоторые различия в
процентном соотношении живых и сухих особей подроста, а также в их
качественном состоянии. Так, для участков не подверженных или слабо
подверженных аэротехногенным выбросам характерно 0-7 % сухих особей, что в
основном связано с естественным изреживанием. Однако при длительном
отсутствии пожаров в этих условиях количество сухостойного подроста может
достигать 60% за счет усыхания порослевой березы, не выдерживающей жесткой
конкуренции с хорошо развитыми нижними ярусами растительности. В лесных
сообществах умеренной нарушенности количество сухостойного подроста
значительно увеличивается, и изменяется в разных случаях от 9 до 54 %,
преимущественно
усыхают
лиственница
и
ель.
Следует
отметить,
что
наибольший процент сухостойного подроста лиственницы был отмечен у верхней
границы
леса,
что,
вероятно,
обусловлено
экстремальными
условиями
произрастания и, в связи с этим, наименьшей устойчивостью лесных экосистем к
влиянию внешних факторов.
В настоящее время инструментальные методы определения химического
состава среды достаточно развиты и применяются особенно успешно при работе с
такими компонентами биосферы, как атмосферный воздух, воды, снег. Однако при
анализе изменения биологических объектов использования лишь аналитических
методов недостаточно, так как состояние живых организмов и целых сообществ не
всегда адекватно уровню загрязнения среды, к тому же оно варьирует у различных
таксонов. Поэтому только средствами биологического мониторинга может быть
получена ответная реакция живых организмов на изменение среды обитания, в
данном случае на изменение ее химического состава. Разделяем мнение Х.Х. Трасса
[1983],
выделяющего
среди
преимуществ
экологического
(биологического)
мониторинга по сравнению с физико-химическими методами исследования три его
следующих преимущества: 1) не требуется дорогостоящее оборудование; 2)
30
позволяет получить интегральные оценки; 3) дает возможность характеризовать
большие территории.
Информация об изменениях в окружающей среде может быть получена
путем проведения химического анализа или с помощью работы с биологическими
показателями живого объекта, т.е. методами биоиндикации. Биоиндикация — это
обнаружение и определение биологически значимых антропогенных нагрузок на
основе реакций на них живых организмов и их сообществ [Криволуцкий, 1987].
Под биоиндикаторами понимаем группу особей одного вида или сообщество, по
наличию и состоянию которых судят об изменениях в среде, в том числе о величине
концентраций токсических примесей. Есть мнение, что биоиндикаторами следует
считать те виды,
которые способны накапливать токсиканты без изменения
внешних признаков, а виды, изменяющие свои параметры под
антропогенного воздействия, считать биомониторами. По мнению
влиянием
Х.Х. Трасса
[1988], видами индикаторами целесообразно считать: а) доминирующие; б) широко
распространенные; в) чувствительные к фактору воздействия и г) легко и быстро
определяемые виды. Биоиндикатором может служить любой без исключения вид
или биологический объект — от микроскопической клетки до экосистемы любого
масштаба.
1.3. Особенности аккумуляции тяжелых металлов сосудистыми
растениями
Голосеменные являются наиболее древним отделом семенных растений.
Насчитывается около 600 видов голосеменных растений, большая часть из них
относится к хвойным. У большинства голосеменных водопроводящие элементы
древесины (ксилема) представлены исключительно специальными клетками –
трахеидами. Древесные волокна и сосуды отсутствуют, что, помимо способа
размножения, является другой их отличительной чертой от покрытосеменных
растений. Наличие поверхностной защитной ткани – кутикулы – предотвращает
31
потерю воды листвой пластинкой (хвоей) и служит первым барьером,
препятствующим проникновению в растение веществ из атмосферы. Средняя
толщина кутикулы колеблется в пределах от 2 до 10 мкм и может достаточно
хорошо пропускать газ, органические и неорганические вещества. Площадь
устьиц составляет 0,3-2% поверхности листа [Garrec, Kerfourn, 1987]. Устьица
являются органом, роль которого заключается в осуществлении газообмена
между атмосферой и клеточным пространством листа. Интенсивность газообмена
может
меняться
в
зависимости
от
внешних
факторов
(освещенности,
метеоусловий, концентрации СО2 и обеспеченности снабжения растений влагой).
Хвойные
–
наиболее
обширная
группа
голосеменных
растений,
формирующих лесной пояс растительности, и широко распространенных в
северном полушарии, на территориях России, Скандинавии, Канады и северной
части США, представленная в первую очередь такими представителями сем.
Pinacea, как сосна, ель, лиственница, пихта, кедр. Около 90% биомассы биосферы
(1700·109 т сухого вещества) сосредоточено в лесах. Человек использует
древесину в количестве 2·109 т в год (в сухом виде).
Известно
несколько
путей
поступления
химических
элементов
и
соединений в растение, основными из которых являются корневое питание,
газообмен, обменная адсорбция на поверхности листовой пластинки. Развитие
таких эволюционно обусловленных систем, как проводящие ткани, защитный
кутикулярный
слой,
приспособления
физиолого-морфологического
и
консортивного плана, определяют сложную и опосредованную зависимость
химического состава тканей сосудистых растений от изменения химического
качества окружающей среды.
При
этом
сосна
обыкновенная
обладала
наивысшей
степенью
пылезадерживающей способности, превышающей в 10-15 раз другие древесные
породы (осину, березу, черемуху, вяз, клен и др.). В другой работе [Khan et al.,
1989] было показано, что на участках с густой растительностью перемещение
взвешенных в воздухе частиц пыли уменьшилось на 75 % по сравнению с
открытыми участками.
32
Г.М. Илькун [1978] описывает три основные фазы поступления токсических
газов в клетку: сорбция кутикулярным слоем и клетками эпидермиса → диффузия
через устьичные щели внутрь листа и растворение в воде, насыщающей оболочки
листа, → передвижение от места поглощения к соединительным тканям и
накопление внутри клеток. Это, по-видимому, является основным путем
поступления токсичных газов в лист.
Проникновение токсических веществ из почвы через корневую систему
зависит от защитных свойств растений. Первым препятствием для отдельных
микроэлементов является избирательная способность корневого поглощения
[Тарабин, 1982]; вторым фактором регулирования аккумуляции микроэлементов
служит физиологический барьер поглощения [Mayer, Heinrichs, 1981].
Говоря о закономерностях накопления тяжелых металлов растениями,
следует упомянуть о работах Р.Р. Ковальского и Н.С. Петруниной, посвященных
теоретической
разработке
фитоиндикационных
исследований
в
связи
с
неоднородностью геохимической обстановки подстилающей поверхности и
почвенного покрова [Ковальский, Петрунина, 1964; Петунина, 1971]. Ими были
выделены две группы растений: адаптированные к изменению концентраций
химических элементов и неадаптированные к нему. В пределах первой группы
выделена подгруппа растений, сильно концентрирующих химические элементы
даже при нормальном содержании микроэлементов в окружающей среде
(привычные концентраторы), и подгруппа растений, уровень содержания
элементов в которых соответствует концентрации их в окружающей среде
(непривычные
концентраторы).
В
практике
других
исследований
также
распространено деление растений на аналогичные группы. Так, среди растений,
произрастающих в Чехии на двух участках, характеризовавшихся содержанием
свинца в почве 85,22 и 40,13 мкг/кг соответственно, были выделены 3 группы
видов, различающиеся уровнем загрязнения [Bednarova, 1988]. В первую группу
входили Polygonum aviculare, Taraxacum officinale, Ranunculus repens, Plantago
major, Calamagrostis epigeios, в которых накопление свинца не зависело от его
содержания в почве (перечислены в порядке уменьшения концентраций свинца) и
33
колебалось от 19,20 до 8,21 мкг/г. Во вторую группу были объединены Alchemilla
monticola,
Potentilla
anserina,
Angelica
sylvestris,
накапливающие
свинец
пропорционально его содержанию в почве в концентрациях 8,46-19,5 мкг/г. В
третью группу входили Achillea millefolium, Jacea ponnonica, Arctium lappa,
Tussilago farfara, Heracleum sphondylium, концентрация свинца в которых
достигала максимальной величины на участках с его минимальным содержанием
в почве (до 14,95-29,70 мкг/г).
Кора древесных растений отличается хорошими аккумуляционными
свойствами, что часто используется в практике биомониторинга, но не всегда
придается значение существующим послойным различиям в накоплении
загрязняющих
веществ.
Именно
о
специфике
распределения
свинца
в
последовательных слоях в коре сосны (Pinus halepensis) говорится в работе
[Karandinas et al., 1985] (таблица 7). Было отмечено, что концентрация свинца
самого дальнего от центра участка коры (наиболее старой) была более высокой (в
20 раз), чем ближних, более молодых. Кроме того, древесина содержала свинца
много меньше, чем кора (1,2 и 172 ppm соответственно).
Никаких заметных изменений в составе «старой» коры (до 1912г.) Pinus
sylvestris при анализе на содержание 10 металлов обнаружено не было, в то время
как в «новой» коре (до 1980 г.) было отмечено увеличение кальция и железа
[Raunemanaa et al., 1987].
Распределение S, F, Mg, K, Ca в коре сосны на разных расстояниях от
алюминиевого завода «Скавина» в Польше дано в работе Swicboda и Kalemda
[1979]. Размах варьирования общей серы в отобранных образцах коры составляет
от 1 до 3,83; магния от 0,007 до 0,468; натрия от 0,93 до 2,23; фосфора от 0,12 до
0,445; калия от 0,615 до 1,368 и кальция от 2,63 до 15,40 мг/г. Наибольшая
корреляция между растением до источника выбросов и содержанием элементов
была установлена для фтора, кальция и рH коры; содержание же серы зависело от
концентрации натрия, калия и кальция.
34
Таблица 7 - Содержание свинца в коре сосны (Pinus halepensis)
(в ppm) [Karandinas et al., 1985]
Номер
соответствующий
от дороги, м
образца,
Последовательные слои коры, идущие к
удалению центру
G
A
B
C
D
E
F
Загрязненный участок
1
0-1 (а)
2-0
3
3-0
Незагрязненный
участок
4
22
25
Средневзвешенные
значения
(б)
185
780
57
77
159
15
155
100
15
5,4
2,4
6,4
8,6
9,5
2,1
1,1
4,4
3,5
3,0
1,9
3,3
2,5
2,4
1,0
2,3
2,5
1,6
-
0,9
0,8
1,6
5,82
1,7
0,5
2,3
3,36
2,6
0
1,3
2,17
1,7
4,22
1,2
1,45
0,7
Примечание: а – номер образца коры, отобранного с противоположной стороны ствола того же дерева, не
обращенной к дороге; б – преобразованные в % концентрации свинца, соотнесенные со значением концентрации
в слое А.
Изменение
кислотности
коры
сосны
в
окрестностях
завода
близ
Орнсколдсвика было измерено шведским ученым [Westman, 1974]: pH на
контроле имело значения 3,4-3,8; при низких условиях загрязнения – 2,9-3,4; при
высоких 2,6-2,8 и менее 2,5 при очень высоких уровнях загрязнения.
Исследованиями Гродзинской
[Grodzinska,
1979] были
установлены
зависимости pH коры разных видов древесных пород от расстояния до источника
выбросов. Для Tilia cordata корреляционная зависимость выглядела следующим
образом – y = 0,17x-0,11 (r=0,84), для Quercus robur – y = 0,04x+240 (r=0,41), для
Pinus sylvestris – y=0,09x+0,41 (r=0,91), где х – расстояние от источника
загрязнения (в км).
Интересная
закономерность
по
распределению
кальция,
алюминия,
экстрактивов и лигнина в рациональном направлении от сердцевины ствола
(Н1+Н2+Н3+Н4) до слоя ранней (s1) и поздней коры (s2) изложена в работе
[Pathak et al., 1986]. Как и в случае деревьев, произрастающих в загрязненных и
35
незагрязненных
местообитаниях,
было
отмечено
увеличение
содержания
экстрактов лигнина по направлению к сердцевине. Содержание кальция резко
увеличивалось в этом же направлении; а алюминия – в противоположном, что
говорит об антагонистическом характере поглощения этих элементов из почвы.
Собственную версию, объясняющую распределение металлов в стволовой
части деревьев [Kosmus, Crilf, 1985]. Они связывают распределение металлов с
физиологической
активностью
деятельности
микроскопических
грибов,
обитающих в древесине деревьев. Факторный анализ не показал корреляции
между возрастом древесины деревьев исследованных видов (Picea abies,
hippocastanum и Sophora japonica) и содержанием тяжелых металлов [Kosmus,
Crilf, 1985]. Самые высокие концентрации были обнаружены в коре; в
камбиальной зоне содержание металлов было ниже в связи с низким содержанием
танинов, образующих с металлами комплексные соединения. В древесине ели
концентрация меди и свинца коррелировали с возрастанием их содержания в
окружающей среде.
В другой работе [Hagemeyer, Breckle, 1986] также не исключается
возможность перемещения металлов по стволу в радиальном направлении. На
примере кадмия, содержание которого было оценено в древесине дуба
(окрестности г. Оснабрюк), было показано, что минимальное его содержание
наблюдалось в наиболее молодых кольцах (за камбием), затем концентрация его
возрастала до максимальной в переходной зоне от заболони к сердцевине дерева;
в средней части сердцевины концентрация была невелика и увеличивалась к
центру ствола.
В древесине Pinus halepensis содержание свинца было сравнительно меньше
по сравнению с пробами коры (1,5 и 172 ppm), а содержание свинца в годичных
кольцах уменьшалось с возрастом при отрицательной корреляции между
содержанием металла и шириной годичного кольца. Содержание металла в
старых слоях коры было в 20 раз выше, чем в молодых, внутренних.
36
В целом остается много вопросов по поглощению, передвижению и
аккумуляции металлов в древесине, что тормозит использование методик анализа
годичных колец для оценки загрязнения окружающей среды.
Хвоя деревьев является часто используемым объектом химического
мониторинга качества среды. Отбирая хвою деревьев для анализа, необходимо
знать о возможных различиях в концентрации элементов в ней в зависимости от
возраста хвоинок, экологических особенностей произрастания деревьев и ряда
других факторов. Именно для ответа на эти вопросы воспользуемся данными ряда
исследований.
В работе [Molski et al., 1980] было измерено содержание общей серы в хвое
сосны обыкновенной 20-летнего возраста из загрязненных (р-н Паневников,
Польша) и контрольного (Беловежская пуща) местообитаний. Выяснено, что
содержание общей серы в хвое в среднем было вполне адекватным содержанию
двуокиси серы в воздухе. В однолетней хвое разница в количестве элемента
между загрязненными и контрольными местообитаниями составила 2-4 раза,
тогда как в воздухе различия по содержанию двуокиси серы были значительно
выше (в 5-10 раз) с пиком концентраций, превышающих фоновый уровень на 11,5 прядка в период с октября по январь. Различий в концентрации серы между
хвоей 1-,2- и 3-го годов в чистых местообитаниях обнаружено не было, тогда, как
в загрязненных районах хвоя 1-го и 3-го годов отличалась по содержанию серы в
среднем на 25%, а хвоя 2-го года занимала промежуточное положение.
Характерно, что указанные выше закономерности сохранялись в равной силе для
сосновых лесов, принадлежащих к разным типам, сухим и влажным.
Не было обнаружено разницы в накоплении серы в хвое сосны, отобранной
в верхней, средней и нижней частях кроны в сосняках лишайниковых, сложных и
брусничных [Пярн, 1984; Мартынюк, Ромашкевич, 1984]. В непосредственной
близости от промышленного источника иногда наблюдалось повышенное
количество серы в нижних частях коны.
Автор
предполагает,
что,
это
может
быть
вызвано
переносом
поверхностно-адсорбционной жидкими осадками из верхних частей кроны, в
37
целом отмечена высокая величина варьирования содержания серы в хвое (V=1640%) [Мартынюк, Ромашкевич, 1984].
Варьирование содержания серы в зависимости от времени года было
прослежено в работе Х.Я. Пярна [1984]. Максимальные концентрации – в мартеапреле (0,63 и 0,40 мг/г в загрязненных и контрольных местообитаниях
соответственно). В начале вегетационного периода содержание серы начинало
снижаться и достигало минимальных значений в июле-августе (0,22 и 0,16 мг/г).
Отмечена высокая степень корреляции между концентрациями серы в хвое и в
воздухе.
Исследованиями
В.П.
Тарабрина
с
соавторстве
[1970]
содержание
микроэлементов в листьях древесных растений в контрольных промышленных
местообитаниях, отобранных в течение вегетационного сезона (июнь, июль и
сентябрь), а также была обнаружена определенная динамика в накоплении
микроэлементов в течение этого срока. Так, в июне в условиях загрязнения
содержание в листьях Si, Mn, Pb, Al, Fe, Ti, Cu по сравнению с контролем
колебалось в зависимости от вида растений. В конце вегетационного срока
содержание микроэлементов у всех видов растений в условиях загрязнения было
более высоким. В сентябре и в условиях загрязнения, и в контроле количество Si,
Mn, Pb, Fe по сравнению с июнем увеличилось в листьях всех видов растений
(робиния, дуба, конский каштан, клен, липа, тополь), а Cu и Al – только у дуба
обыкновенного, липы, клена и тополя.
При анализе хвои ели было зафиксировано увеличении с возрастом
концентрации одних элементов (Ca, Al, Pb, Mn, Cd, Ni, Sr, S) и уменьшение
других (P, K, Mg, N) [Mankovska et al., 1989; Pfirrmann et al., 1989].
Критический предел, после которого происходит гибель хвойных, наступает
при превышении концентрации серы в хвое по сравнению с контролем в 2 раза, а
по цветным металлам – в 50-100 раз. При этом концентрация сернистого газа в
воздухе была зафиксирована в пределах 0,05-0,61 мг/м3 [Сыроид, 1988].
В работе И.В. Лянгузовой [1990], посвященной аккумуляции химических
элементов в экосистемах сосновых лесов Кольского полуострова, приводятся
38
данные содержаний металлов в различных частях сосны, пробы которой отобраны
в зоне воздействия промышленного объекта (таблица 8).
Таблица 8 - Среднее содержание химических элементов в различных частях
Pinus sylvestris L. в фоновом районе и в условиях атмосферного
загрязнения (в ppm) [Лянгузова, 1990]
Часть дерева
Ni
Cu
Co
Fe
Mn
Cs
Mg
K
Ненарушенные лесные экосистемы (65 км)*
Хвоя
9
7,6
0,5
190
630
3040
630
140
ветки
10
16
0,7
645
120
3450
430
1430
Сухие витки
18
25
1,3
1755
185
4770
390
505
Древесина
0,5
2,1
0,5
13
50
515
200
385
Корни
1,9
2,9
0,5
300
90
590
720
2170
Неохвоенные
Зона повреждения лесных экосистем (35 км)*
Хвоя
40
30
Н.о
195
570
2900
600
3420
ветки
90
90
2,7
115
140
2020
470
2180
Сухие витки
135
180
3,6
210
70
1470
125
185
Древесина
1,2
2,1
0,5
8,7
60
550
150
300
Корни
12
5,0
1,0
950
130
1020
970
1360
Неохвоенные
Зона разрушения лесных экосистем (15 км)*
Хвоя
260
120
7,1
240
290
2720
790
4690
ветки
250
270
7,7
180
90
2600
430
2270
Сухие витки
400
880
10
390
16
2010
70
115
Древесина
3,2
4,2
0,5
12
44
630
160
485
Корни
94
38
Н.о
790
80
970
2560
Неохвоенные
39
Продолжение таблицы 8
Зона полной деградации лесных экосистем (2,5км)**
Хвоя
470
85
16
430
80
2800
Н.о
Н.о
ветки
210
120
8,7
235
25
2690
600
1800
Сухие витки
310
300
15
400
20
2510
385
380
Древесина
5
4
0,5
30
15
700
225
605
Корни
205
120
5
410
25
450
675
1890
Неохвоенные
Примечание: * Данные 1988г., ** данные 1981 г.
Автором было установлено, что допустимыми концентрациями никеля и
меди в хвое сосны, не вызывающими визуально наблюдаемых признаков ее
повреждения, являются концентрации в пределах 2-10 pmm. Критические
значения индексов нагрузки (отношение концентрации токсиканта к его
фоновому содержанию), связанные с повреждением растений, для сосны
составляют – b(Ni)=30-35, b(Cu)=10-15. Повышенные уровни аккумуляции
металлов в ассимилирующих органах сосны (никеля – более 100, меди – более 50
ppm) вызывают усыхание деревьев и полную гибель лесных экосистем
[Лянгузова, 1990].
Сопоставление содержаний ряда тяжелых металлов в хвое Pinus sylvestris
(Zn, Sn, Cu, Ag, Bi, Ni, Co, V, Tl, Pb, Cd) в фоновых (Ойцовский национальный
парк) и загрязненных местообитаниях (свинцово-цинковый комбинат «Болеслав»)
было осуществлено в работе польских авторов [Swicboda, Kalemba, 1985]. В
целом чистый и грязный массивы леса имеют хвою, различающуюся по
концентрациям указанных металлов в среднем в 2-6 раза, причем наиболее сильно
по Zn, Sn, Co, Pb, Cd. В Ойцовском парке различия между хвоей 1-го и 2-го годов
не были выражены, однако в загрязненных местообитаниях, вблизи комбината,
максимальные содержания были отмечены в хвое 2-го года в древостоях
старшего возраста.
40
О возрастных различиях в аккумуляции металлов не только хвоей, но также
и самих древесных культур идет речь в другой работе [Simmleit et al., 1989], в
которой анализировалось содержание твердых частиц в смывах с поверхности 5и 30-месячной хвои Pinus abies из лесного массива в окрестностях г. Гессен
(ФРГ). Концентрация твердых частиц линейно увеличивалась в среднем с 0,10 до
0,15 мкг/мм2
у 12-летних деревьев и с 0,15 до 0,58 мкг/мм2 – у 90-летних
экземпляров,
при
этом
последние
характеризовались
высокой
частотой
повреждений, чего у молодых деревьев не наблюдалось.
В работе Тэйлера [Tyler, 1972] дан сравнительный анализ содержания
тяжелых металлов в различных видах растений елового леса северотаежной зоны
и в слое подстилки, а также распределение токсикантов по различным органам
ели.
Таким образом, по особенностям содержания загрязняющих веществ в
сосудистых растениях можно сделать ряд выводов.
Имеется высокая вариабельность содержаний токсических веществ в
различных видах растений, что объясняется различиями в процессе поглощения
токсикантов и их соединений из воздушной среды или из почвы, особенностями
перераспределения их между тканями и органами. Так, различная поглотительная
способность
загрязняющих
веществ
растениями
из
воздуха
зависит
от
сорбционных свойств поверхностных тканей листовых пластинок, коры деревьев,
а из почвы – от глубины залегания корневой системы, микоризоемкости,
фракционного соотношения корней и т.д.
Величина аккумуляции загрязняющих веществ сильно различается между
органами растений. Кора, например, сильно накапливает токсические соединения,
древесина – очень слабо.
Имеются более тонкие различия в концентрации химических веществ
растениями в зависимости от возраста частей растений (листва, хвоя, кора), а
также возраста самой особи.
Достоверность химических данных о содержаниях металлов в растительных
объектах (т.е. воспроизводимость аналитических данных, а также способность их
41
объективно отражать изменение химической обстановки в окружающей среде)
сильно зависит от пространственно-временных условий самой внешней среды,
так как доказано влияние экологических условий (кислотность, скорость ветра,
температура и т.д.), а также сезонных флюктуаций этих параметров на
интенсивность поглощения и аккумуляцию токсикантов растениями.
Вариабельность субъективных различий в аккумуляционных свойствах
отдельных видов возрастает по градиенту загрязнения. Различия между
содержанием металлов в хвое разного возраста, недостоверные на фоновом
уровне загрязнения, становятся вполне существенными при сильном загрязнении.
Необходимость стандартизации методов отбора проб растительности
очевидна. Тонкие методы диагностики изменения химических параметров
растений невозможны без учета таких данных, как видовая принадлежность,
возраст особи, продолжительность жизни ее отдельных частей, места их
расположения, условий экологической и техногенной обстановки мест обитания.
Для ориентировочных, «грубых» оценок техногенных аномалий допустимо
формирование смешанных образцов, например из хвои разных возрастов, проб
травяного или кустарничкового яруса методом взятия укосов.
1.4. Реакция сосудистых растений на действие загрязняющих веществ
При отравляющем воздействии двуокиси серы на растительность выделяют
три фазы воздействия [Paucke, Lux, 1982]: 1) стимулирование транспирации в
начальной стадии поражения растения, 2) резкое повышение выделения воды
после летального повреждения клеток, 3) резкое снижение выделения воды после
нарушения осмотического давления. При этом отмечена прямая связь между
интенсивностью поражающего воздействия токсичных газов и условиями роста
растений, способствующими максимальному раскрытию устьиц (наличие света,
оптимальная температура и влажность воздуха и т.д.).
42
Пример сокращения числа хвоинок в пучке и их длины у сосны [Негруцкая
и др., 1981; Давыдова 1982; Выркина, 1984], уменьшение количества побегов 2-го
порядка у тополя и ивы – все это наглядно иллюстрирует разнообразие реакций
вегетативных надземных органов деревьев и кустарников на загрязнение.
Наблюдение за состоянием ассимиляционного аппарата древесных растений
в условиях загрязнения атмосферы в окрестностях промышленного объекта
осуществлялось многими исследователями [Антипов, 1975; Сыроид, 1988;
Кулагин, 1974; Поповичев, 1980; Ставрова, Лянгузова, 1980; Лянгузова, 1990а, в;
Черненькова, Сизов, 1986; Ярмишко, 1990; Черненькова, Макаров, 1997; Huttenen
et al., 1983; Kirkwood et al., 1989; Huttenen, Laine, 1981; Linzon, 1971; Schumacher,
1985]. Сосна обыкновенная является удобным объектом для токсикологических
исследований
из-за
наличия
широкой
экологической
амплитуды
своего
распространения, а также вследствие разнообразных биологических реакций в
ответ на химическое воздействие на всех этапах онтогенетического развития.
Выявление особенностей изменения роста ветвей и хвои сосны в зависимости от
степени техногенной нагрузки дает ряд диагностических признаков разной
степени надежности в неблагоприятных условиях роста древостоев.
Хвоя пятилетнего возраста отсутствовала у деревьев на расстоянии до 10 км
от завода, биомасса хвои других возрастов также уменьшалась в направлении
нарастания уровня загрязнения как за счет сокращения массы отдельных хвоинок,
так и из-за уменьшения их числа в силу ранней дефолиации. Соответственно
степень охвоенности побегов, определяемая как отношение суммарной массы
неохвоенных побегов к суммарной массе хвои, изменяется по направлению к
источнику
загрязнения
следующим
образом:
0,32;
0,57;
0,63;
1,09,
а
«коэффициент охвоенности» (отношение годичной продукции хвои к ее общей
массе) – 0,17; 0,29; 0,39; 0,35.
Существенно дополняют картину повреждения сосновых древостоев,
данные В.Т. Ярмишко [1990; 1997]. Наблюдения за ростом хвои и формированием
фитомассы выявили закономерности, которые показали достоверные различия в
густоте размещения хвоинок сосны на побегах, размерах и фитомассе побегов,
43
занимающих с одной стороны, различное положение в кроне разного порядка
ветвления, а с другой – в зависимости от степени воздействия металлургического
комбината. В работах [Токарева, 1992; Лукина, Никонов, 1993] изложены
исходные результаты исследования для ели восточной в районе действия того же
комбината.
По результатам данной работы можно выявить ряд параметров состояния
сосновых древостоев, с разной степенью надежности диагностирующих уровень
химического загрязнения. Так, на химический состав хвои влияют сложные
химико-биологические процессы, выполняющие роль защитных механизмов
выведения и интоксикации, поэтому содержание металлов в хвое лишь
опосредованно указывает на дозу токсической нагрузки, в то время как
содержание металлов в органогенных горизонтах почвы отражает ее более
адекватно. Среди показателей роста вегетативной части деревьев состояние
ассимиляционного аппарата является более надежным тест-объектом, тогда как
рост неохвоенных участков побегов сосны коррелирует с уровнем загрязнения,
что свидетельствует о возможном включении компенсаторных механизмов
существования растений в экстремальных условиях. Показатели степени
охвоенности ветвей в различных условиях техногенной нагрузки можно
рекомендовать как наиболее индикационные значимые и доступные при
проведении работ по биомониторингу. В работе Т.Г. Токаревой [1992] даны
результаты измерения веса хвои ели европейской в различных зонах дигрессии.
Заметно существенное снижение веса хвои разного возраста при увеличении
техногенной нагрузки.
В наших экспериментальных исследованиях по проращиванию семян сосны
и
ели
на
почве
раной
загрязненности
обнаружено
наличие
эффекта
стимулирования малыми дозами тяжелых металлов некоторых параметров роста
растений,
что отмечено
также
и
по другим
многочисленным
данным
[Черненькова, Сизов, 1986; Черненькова, 1988].
Механизм
токсического
действия
алюминия
(раствор
AlCl3
при
концентрации 800-1200 мкм/см3) изучался при поливе указанным раствором
44
проростков ели Picea abies [Golbold et al., 1988]. В течение первых 24 ч
эксперимента
наблюдалось
уменьшение
(63-73%)
удлинения
корней
по
сравнению с контролем. Далее рост корней продолжался с постоянной скоростью
0,2 мм/день. Происходило вытеснение Ca и Mg алюминием из коркового слоя
корней, где его концентрация была в 8 раз выше, чем в хвое. При этом
концентрация Ca и Mg снижалась и в хвое. Распределение в корнях Al, Ca, K и
Mg было аналогичным распределению данных элементов в сеянцах ели из
угнетенных насаждений в районе Золингена (ФРГ). Al концентрировался
преимущественно в корневом слое и наружных стенках эпидермальных клеток и
практически полностью отсутствовал в радиальных и внутренних стенках или
паренхимных клетках цилиндров. Различная токсичность металлов была
исследована на примере воздействия их на рост проростков ели в лабораторных
условиях на питательном
растворе
[Goldbold
et al., 1988]. Результаты
эксперимента показали, что удлинение корней задерживалось при воздействии
всех металлов, степень угнетения зависела от концентрации.
Майером [Mayer, Heinriches, 1981] описаны явления деградации корневой
системы ели норвежской в Германии. Наиболее распространенными являются
следующие симптомы: увеличение смертности тонких корней, возникновение
патологической микоризы, повреждение эндодермы, изменение химического
состава.
Представляется возможным выделить ряд причин отмирания деревьев под
воздействием продолжительного химического загрязнения: сокращение жизни
хвои, массовый некроз ассимилирующей поверхности, уменьшение размеров
хвои, что ведет к увеличению общей ажурности кроны и уменьшению
фотосинтезирующей
площади,
отмиранию
корневой
системы,
усилению
деятельности насекомых-паразитов и других фитопатогенных агентов, а также
повышение чувствительности деревьев к климатическим стрессам (заморозки,
засухи). Влияние внешних факторов среды, таких как резкие перепады
температур, иссушение или переувлажнение верхних почвенных горизонтов,
воздействие фитофагов и патогенных микроорганизмов, часто определяет
45
практически полную гибель семян или проростков, существенно большую
повреждаемость генетических и морфологических структур у взрослых растений.
Так, известно, что многие показатели состояния организма, в частности качества
семян растений, варьируют от места нахождения исследуемых образцов.
Реакция травянистых растений на действие техногенных загрязнений в
районе Иркутского алюминиевого завода изучалась Е.Р. Вайцеховской [1995]. В
работе было показано, что общее число видов сокращалось в сильно загрязненных
местообитаниях (3 км от завода) с 61 до 45, при этом доля участия лесных видов
сокращается более резко (с 58 до 16 видов), а синантропных видов –
увеличивается. Структура травяного яруса меняется за счет увеличения доли
мелкотравья, что проявляется в увеличении числа побегов трав и их фитомассы в
3 раза при приближении к источнику выбросов. Изменение морфоструктуры
толерантных синантропных видов в условиях снижения конкуренции за свет и
питательные
вещества
способствовало
интенсификации
метаболических
процессов, что привело к увеличению ассимилирующей поверхности и общей
биомассы растений. Видимо, терминологическая неточность в определении
местообитаний по степени загрязнений, такая как «высокая» и «низкая»
концентрация промышленных выбросов, дала возможность автору сделать
подобную закономерность общей.
Этот вывод подтверждается исследованиями Т.В. Черненьковой [1986] и
Е.В. Хантемировой [1995], продолжившими наблюдения при более острой
токсической нагрузке. Так, ими было показано, что транформация травостоя
происходит по ярусам – вначале уменьшается обилие лесного крупнотравья,
затем при более сильной нагрузке уменьшается обилие мелкотравья. Из четырех
десятков видов травянистых растений контрольных местообитаний в импактной
зоне остается несколько видов трав, в их составе преобладают рудеральные злаки
и хвощи.
46
1.5. Картографическое отображение качественной и количественной оценки
состояния лесов
1.5.1 Анализ существующих схем зонирования г. Братска
Кроме зон, которые выделены по уровню содержания вредных веществ, для
района г. Братска предложены два варианта зонирования лесов. Первая схема
зонирования предложена сотрудниками института географии СО АН СССР.
Ознакомление с результатами исследований института географии СО АН СССР
показывает,
что
ареал
загрязнения
твердым
нерастворимым
веществом
промышленных выбросов БЛПК и БрАЗа, растворимым веществом, фтором,
сульфатами представляет собой эллипсовидное "пятно", вытянутое в северовосточном направлении на 70 км и в юго-западном на 40 км. В конечных точках
"эллипсовидного пятна" загрязненность техногенными выбросами незначительна
и близка к фоновым значениям. Техногенное воздействие на природную среду
может быть оценено не столько содержанием тех или иных веществ в снеге,
почве, воздухе, сколько их негативным влиянием на растения. Из результатов
многочисленных исследований известно, что основное негативное влияние на
растения обусловлено наличием в газообразных выбросах фтористого водорода.
Изучение сотрудниками института географии СО АН СССР техногенного
воздействия выбросов БрАЗа и БЛПК на растительность, и в частности, на сосну,
позволило увязать данные о содержании фтора и сульфат-иона в снеге на разном
удалении от промышленных источников, о состоянии сосны и содержании в хвое
фтора и серы. По этим данным выделены зоны экстремального, очень сильного,
среднего, слабого и скрытого воздействия в сравнении с фоновыми показателями.
Краткая характеристика зон воздействия и состояния сосновых древостоев
представлена в таблице 9.
47
Таблица 9 - Краткая характеристика зон воздействия
Название
1
Зона
экстремального
воздействия
Зона очень
сильного
воздействия
Зона сильного
воздействия
Протяжен Содержание
ность на
веществ, мг/л
северовосток от
БрАЗа, км
фтор
сульфат
(в снеге)
2
3
4
0-3
30 - 68
19 - 20
3-6
10 - 30
6 - 10
5 - 10
Зона среднего
воздействия
10 - 25
2-5
Зона слабого
воздействия
25 - 35
1-2
Зона скрытого
воздействия
30 - 70
0,1 - 1,0
100 - 200
0,03 0,04
Зона фона
Характеристика
5
Отсутствие хвойных пород
вследствие их отмирания
из-за воздействия
токсичных веществ
20 - 30 Верхний древесный ярус
отсутствует. Подрост сосны
угнетен
30 - 500 Верхний ярус хвойных
пород поражен. Подрост
сосны в угнетенном
состоянии
20 - 30 Верхний ярус частично
поражен. Наблюдается
изреженность крон сосен,
усыхание верхней части
крон отдельных деревьев
5 - 20 Верхний древесный ярус с
некоторыми признаками
угнетения (хлороз,
незначительная
изреженность крон).
Подрост сосны в
удовлетворительном
состоянии
1,5 - 5,0 Отсутствие явных
признаков угнетения
древесных пород
0,5 - 1,0 Хвойные породы - сосна и
лиственница в нормальном
состоянии
В результате совмещения картосхем по баллу категории состояния
древостоев, по содержанию фтора и сульфата серы в снежном покрове выявлено
48
3 зоны и установлены характеристики зон (рис. 1.1), разработана профессором
Руновой Е.М.
Рисунок 1.1 - Схема зонирования поврежденных лесов
Зона I, или зона необратимых повреждений древостоя. В нее вошли
древостои, имеющие средний балл категории состояния III, 5 и выше. Древостои
характеризуются большим количеством усыхающих и сухостойных деревьев,
многие деревья имеют суховершинность или многовершинность. В летнее время
у лиственных пород наблюдаются массовые ожоги и некрозы листьев. Подрост
ослаблен. Прирост по высоте и диаметру сильно ослаблен. Протяженность зоны
на север от алюминиевого завода примерно 12 км, на юг - 10 км, на запад - 22 км,
на восток - 22 км. Зона характеризуется высоким и устойчивым уровнем загрязнения окружающей среды. Концентрация растворимых веществ в этой зоне
49
достигает до 50 мг/л. В составе растворимого вещества ионы фтора, натрия.
Практически все эти вещества оказывают губительное влияние на растительность.
Концентрация фтора в этой зоне - от 0,5 г/л до 50 г/л (концентрация установлена
по содержанию в снежном покрове). Максимальные разовые концентрации
загрязняющих веществ составляют от 2 до 10 (12) ПДК.
Зона II - зона видимых повреждений древостоев. В эту зону входят
ослабленные и сильно ослабленные древостои со средним баллом категории
состояния от II, 5 до III, 5. Древостой находятся в расстроенном состоянии,
имеется
значительное
количество
суховершинных
деревьев,
встречаются
сухостойные деревья. Лиственные деревья видимых повреждений не имеют.
Подрост находится в удовлетворительном состоянии. Прирост деревьев ослаблен.
Внешняя граница зоны находится на расстоянии от БрАЗа на север до 20 км, на
юг до 18 км, на запад - 28 км, на восток - 30 км. Зона характеризуется
относительно высоким уровнем загрязнения среды. Концентрация растворимого
вещества от 20 до 50 мг/л (установлено по содержанию в снежном покрове).
Концентрация фтора от 0,5 до 2,0 г/л. Максимально разовые концентрации загрязняющих веществ до 5 - 6 ПДК.
Зона III - зона скрытых повреждений. В состав зоны входят древостои,
относящиеся к категории ослабленных, со средним баллом категории состояния
от I, 5 до II, 5. В насаждениях встречается небольшой процент ослабленных,
суховершинных или усыхающих деревьев, не снижающих общее санитарное
состояние древостоя. Большинство насаждений не имеют внешних признаков
поражения, однако имеется скрытое физическое воздействие загрязняющих
веществ (в частности фтора, как самого активного) на отдельные экземпляры
деревьев, что является причиной их медленной деградации. Эта зона находится в
основном за пределами воздействия твердых и растворимых загрязняющих
веществ, концентрация фтора от 0,1 до 0,5 г/л. Максимально разовые
концентрации загрязняющих веществ не превышают 1,5 - 2,0 ПДК. Точные
границы зоны не устанавливаются. Внешняя граница зоны от источника
загрязнения находится в радиусе до 50 - 60 км.
50
В
степени
поражения
хвойных
пород
в
вышеназванных
зонах
просматривается закономерная взаимосвязь с концентрацией промвыбросов в
снежном покрове и содержанием фтора в атмосферном воздухе (рис.1.2).
Рисунок 1.2 - Суммарное загрязнение снежного покрова твердым
нерастворимым веществом
Как правило, нерастворимые вещества выбросов вызывают угнетение и
некоторое
ослабление
растений,
длительное
время
подвергающихся
их
воздействию, но не вызывают необратимых процессов в древостоях. Об этом
свидетельствует и то, что граница зон необратимых изменений не совпадает с
ареалом загрязнения нерастворимыми веществами. Поэтому нет необходимости
давать в характеристике зон поврежденных лесов сведения о нерастворимых
загрязняющих
веществах.
Суммарное
растворимым веществом показано на рис. 1.3.
загрязнение
снежного
покрова
51
Рисунок 1.3 - Суммарное загрязнение снежного покрова растворимым
веществом
Растворимое
вещество
по
своей
специфике
значительно
активнее
воздействует на природную среду, в частности, на растительность. Основные
источники загрязнения растворимыми веществами те же - алюминиевый завод и
лесопромышленный комплекс. Из рисунка 1.3
растворимого
техногенного
вещества
хорошо видно, что перенос
осуществляется
и
по
Братскому
водохранилищу в направлении пос. Падун и Энергетик. Здесь концентрация
вещества достигает 50 мг/л.
Как видно, изолиния 20 мг/л растворимого вещества практически совпадает
с
изолинией
категории
состояния
древостоев
II,5.
Вследствие
этого
характеристика концентрации растворимого вещества является достоверным
показателем его влияния на насаждения, хотя нет четкой зависимости между
концентрацией растворимого вещества в зоне необратимых изменений и в зоне
видимых повреждений.
52
Особенно четкая зависимость прослеживается между границей зоны
необратимых изменений и концентрацией фтора (рис.1.4).
Рисунок 1.4 - Суммарное загрязнение снежного покрова фтором
Как видно из рисунка 1.4 даже относительно небольшая концентрация
фтора (до 0,5 мг/л) вызывает гибель и сильное ослабление древостоев. Это еще
раз подтверждает высочайшую активность фтора и его губительное действие на
растительность. Несомненным является также тот факт, что действие фтора
усугубляется влиянием и других загрязняющих веществ. Явление синергизма
различных загрязняющих веществ и привело к возникновению такой большой
площади поврежденных насаждений.
Вторая схема зонирования предложена Московским специализированным
лесоустроительным предприятием. Согласно этой схеме выделены 3 условные
зоны: первая - зона сильного влияния промвыбросов, в которую вошли, в
основном, усыхающие и погибшие древостои, протяженностью от 8 до 22 км;
вторая - зона среднего влияния промвыбросов, в которую вошли сильно
ослабленные насаждения, удаленность внешней границы зоны от БрАЗа от 16 до
34 км; третья - зона слабого влияния промвыбросов, объединившая ослабленные,
а также здоровые с признаками влияния промвыбросов насаждения; удаленность
внешней границы от БрАЗа от 32 до 50 км.
53
К достоинствам этой схемы зонирования следует отнести простоту
выделения границ зон, единство лесохозяйственных мероприятий в каждой зоне,
однако нет связи зонирования с количеством выбросов, с розой ветров.
Схемы зонирования лесов, находящихся под влиянием промвыбросов, были
составлены в 1985-86 годы, когда еще не наступили процессы стабилизации
деградации.
Задачей является на основе существующих схем зонирования,
данных материалов пробных площадей, данных по количеству выбросов,
лесохозяйственных мероприятий предложить наиболее оптимальную схему
зонирования на основе комплекса различных факторов.
1.6. Выводы
Исходя, из проведенного анализа литературных источников по выбранной
тематике, можно сделать следующие выводы:
1. Проблема промышленных эмиссий и повышения устойчивости лесов к
техногенному загрязнению является чрезвычайно важной в контексте глобальной
и локальной экологической политики. Ослабление лесов вокруг промышленных
центров, возникшее в 80-90-х годах прошлого века, отмечается по настоящее
время, а среднемноголетняя ежегодная гибель лесов от промышленных выбросов в
России составляет около 20 тыс. га (5,7 % от общего усыхания насаждений). Общая
площадь лесов в нашей стране, подверженных воздействию промышленных
выбросов, достигает 1,3 млн. га, из них доля насаждений с необратимыми и
сильными повреждениями составляет 15-20 % [Гитарский, 2007]. При этом
площадь ареалов техногенно-загрязненных земель вокруг
промышленных
объектов отмечается на территории всех федеральных округов и составляет около
18 млн. га [Большаков, 2006, О состоянии…, 2006].
2. В настоящее время в лесном отечественном законодательстве обращено
внимание на проблемы загрязнения лесов (статья 51 Лесного кодекса Российской
Федерации предусматривает охрану лесов от загрязнения; статья 55 – проведение
54
санитарно-оздоровительных
мероприятий,
включая
«очистку
лесов
от
загрязнения»). Решение вопросов, связанных с предупреждением повреждения
лесов техногенными загрязнениями и их реабилитацией, включено в состав
подзаконных актов, регламентирующих разработку лесных планов субъекта
Российской Федерации, инвентаризации и мониторинга лесов. В связи с этим,
актуальны исследования по выявлению закономерностей влияния химических
веществ на лесные экосистемы, развитию методов диагностики и комплексного
мониторинга лесов при различных видах техногенного воздействия, научному
обоснованию системы комплексных мероприятий по повышению устойчивости
лесов в условиях техногенеза, взаимоувязанной с формирующимися новыми
отношениями в лесном хозяйстве.
3.
лесные
Многочисленные работы по изучению воздействия загрязнителей на
экосистемы
и
ландшафты,
включая
накопление,
миграцию
и
трансформацию токсикантов различными компонентами экосистем, изменение
лесорастительных условий, видового состава, строения, роста, продуктивности и
состояния лесных сообществ под влиянием загрязнения [Глазовская, 1964, 1988;
Дончева, 1978; Добровольский, 1978; Кулагин, 1980; Алексеев, Дочинжер, 1981;
Смит, 1985; Влияние промышленного.., 1990; Лукина, Никонов, 1991, 1993,1998;
Соколова, Дронова, 1993; Ворон, Стельмахова, Коваль, 2000; Цветков, Цветков,
2003 и др.] позволили сформировать научные подходы к оценке динамики
состояния
лесов
при
аэротехногенном
загрязнении,
их
естественного
восстановительного потенциала, прогнозу возможной смены пород и последствий
техногенной деградации лесных сообществ.
4. При изучении разносторонних эффектов влияния загрязняющих веществ
техногенного происхождения на растительные организмы и сообщества были
установлены механизмы их воздействия на растения, разработаны многие
аспекты теории газоустойчивости растений и научно обоснованные ассортименты
древесных и кустарниковых пород, устойчивых к фитотоксикантам [Красинский,
1950; Негруцкая, 1970; Илькун, 1971, 1978; Кулагин, 1974, 1980; Тарабрин, 1974;
Добровольский, 1978; Николаевский, 1979; Антипов, 1979; Барахтенова, 1988;
55
Рожков, Михайлова, 1989; Гетко, 1989; Бабушкина и др., 1993; Кравкина, 1993;
Тарбаева, Ладанова, 1994; Рунова Е.М., 1996; Сергейчик, 2001; Чернышенко,
2001; Kozlovski, Constantinidou, 1986 и др.].
5.
Создана
теоретическая
база
практических
рекомендации
по
биодиагностике уровней загрязнения среды, оценки состояния лесных экосистем
в условиях техногенеза, комплексного мониторинга лесов и картирования
загрязненных территорий [Дончева, 1978; Гудериан, 1979; Григорьева, Новикова,
1980; Кулагин, 1980; Алексеев, 1982, 1989; Протопопов и др., 1990; Горшков,
1991; Цветков, 1991; Черненькова, 1992; Бязров, 1993, 1994; Ковалев, 1994;
Мозолевская,
1995;
Жидков,
1995;
Николаевский,
Николаевская,
1995;
Николаевский, 1998; Голубева, 1999; Knabe, 1981; Manual.., 1987 и др.].
Значительная часть работ выполнена в сосновых экосистемах.
6.
Несмотря
на
существенную
научную
проработку
проблемы
взаимодействия лесных экосистем и атмосферных загрязнителей, остались не до
конца
выясненными
закономерности
пространственного
распределения
выбрасываемых химических компонентов в различных элементах лесных
экосистем, вопросы оценки степени загрязнения лесов многокомпонентными
выбросами и связи состояния насаждений с уровнем содержания техногенных
веществ.
В условиях промышленного воздействия
требуют определения
состояния лесов, критерии и индикаторы диагностики жизнестойкости деревьев и
древостоев, система комплексного мониторинга лесов, включающая не только
наблюдения за биологической составляющей, но и факторами техногенного
воздействия.
В связи с этим выбранная тема является актуальной на сегодняшний день.
Цель исследования - установить закономерности пространственного
временного изменения сосновых насаждений под длительным
и
влиянием
выбросов; разработать методику зонирования лесов по степени их ослабления;
дать
оценку
сукцессионной
динамике
сосняков
и
изменению
их
восстановительного потенциала под действием промышленного загрязнения;
провести анализ
и обобщить полученные
результаты
исследований для
56
совершенствования лесохозяйственных мероприятий, направленных на повышение
устойчивости
и
реабилитацию
промышленными выбросами.
насаждений
в
очагах
поражения
лесов
57
2. ПРОГРАММА, МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБЪЁМ
ВЫПОЛНЕННЫХ РАБОТ
2.1. Программа исследований
Программа исследований направлена на достижение цели диссертационной
работы и в неё включены следующие задачи:
1. Оценить современное состояние древостоев и предложить схему
зонирования лесов с учетом комплекса воздействия экологических факторов;
2. Выявить особенности изменения таксационных показателей и строения
древостоев в зависимости от степени их угнетения; зависимости между разными
экологическими факторами;
3. Установить закономерности накопления основными токсикантами в хвое
растений;
4. Установить взаимосвязь между экологическими факторами и состоянием
хвойных фитоценозов в условиях хронического загрязнения;
5. Проследить особенности процессов естественного возобновления в лесах
подверженных воздействию промвыбросов;
6. Разработать комплекс мероприятий по ведению лесного хозяйства в
нарушенных лесных фитоценозах.
На
рисунке
2.1
представлен
алгоритм
исследования.
58
Выбор объектов
исследования
(изучение литературы,
рекогносцировочные
исследования, закладка
пробных площадей)
Оценка состояния
древесного яруса.
Исследования уровней
жизнеустойчивости
древостоев
Состояние проблемы лесных экосистем,
подверженных длительному воздействию
промышленных эмиссий
Методология и методы
исследований
устойчивости лесных
экосистем
Научные основы исследования влияния уровней
загрязнения на состояние лесных экосистем
Оценка уровня
деградации лесов от
таксационных и
экологических факторов
Химический анализ
состояния хвои
поврежденных
древостоев
Исследования влияния
техногенной нагрузки на
естественное возобновление
Разработка и корректировка принципов зонирования лесов
подверженных длительному воздействию промышленных
эмиссий
Характеристика
лесов по зонам
Определение границ
зон
Математические зависимости состояния лесных экосистем, подверженных длительному воздействию
промышленных эмиссий
Разработка комплекса мероприятий по организации лесопользования в лесах подверженных длительному
воздействию промышленных эмиссий
Рисунок 2.1 – Алгоритм исследования
59
2.2. Методика исследований
По первому вопросу программы на основе архивных, лесоустроительных и
литературных данных проведена оценка загрязнённости воздушного бассейна,
связанная с деятельностью предприятия. Проведены
учёты на постоянных
пробных площадях (ПП), заложенных с учётом требований ОСТ 56-69-83
«Площади лесоустроительные. Методы закладки».
На постоянных пробных
площадях выполнялась таксация древостоев по общеизвестным методикам
(Анучин, 1982) и осуществлён учёт деревьев по категориям состояния на основе
шкалы, приведённой в Санитарных правилах Российской Федерации (2007): 1 здоровые деревья без признаков ослабления; 2- ослабленные, со слабой ажурной
кроной с потерей до 1/3 хвои; 3- сильно ослабленные, с ажурной кроной,
укороченным приростом, усыханием до 1/3 ветвей и потерей 2/3 хвои; 4усыхающие, с сильно ажурной кроной, усыхание до 2/3 ветвей, потерей более 2/3
хвои; 5 - свежий сухостой, усохшие деревья в текущем или прошлом
вегетационном периоде, с темной или бурой хвоей; 6 - старый сухостой, хвои нет,
кора и мелкие веточки частично или полностью опали.
Пробные площади были заложены в средневозрастных, приспевающих и
спелых древостоях.
Визуальный метод определения состояния учетных деревьев - основан на
определении, в соответствии с санитарными правилами в лесах РФ, классами
Крафта, категорий состояния деревьев на пробных площадях. Определение
санитарного состояния насаждений на пробных площадях проводилось один раз в
течение вегетационного сезона, в момент закладки пробных площадей.
По
данным учёта рассчитывались индексы состояния по А.С. Алексееву (1997).
Динамика состояния древостоев во времени изучалась методом временного
тренда с использованием результатов исследований состояния древостоев на тех
же ПП в прошлые годы, а также с помощью регрессионного анализа с
определением математического вида зависимости и точности аппроксимации.
60
Экологическая структура насаждений определялась через численность деревьев
на изучаемой территории по классам повреждения (А.С. Алексеев, 1989, 1997).
Химический метод основан на анализе образцов хвои на содержание фтор
ионов, серы общей, бенз(а)пирена в лаборатории, имеющей аккредитацию на
проведение анализов растительности. Сбор хвои
половине августа
или
производился во второй
в первой половине сентября. Сбор проводился с 10
модельных деревьев на каждой пробной площади. Подбирались 60-80-летние
деревья из верхнего яруса, 1-3 классов развития по Крафту.
Для
анализа
использовалась хвоя разных возрастов. Вес образца - 250-300 г. Анализировали
сухую массу хвои.
Еженедельно, начиная с начала вегетационного сезона и
заканчивая первой декадой августа, проводили осмотр состояния хвойных пород.
При обнаружении первых признаков сильного поражения хвои сосны и
лиственницы, оконтуривание зоны поражения и отбор образцов для химических
анализов согласовывалось с управлением охраны окружающей среды и
природопользования администрации города. После сбора образцов определяли
средний возраст хвои, длину хвои по возрасту и повреждения
Исследования
метода
состояния хвои
хвои.
проводится после визуально-измерительного
в лаборатории, имеющей аккредитацию на проведение анализов
растительности (Филиал «Центр лабораторного анализа и технических измерений
по Восточно-Сибирскому региону»).
Химический анализ включал в себя:
-
потенциометрический метод, который необходим
для определения
водорастворимой формы фтора в почве, растительности, выпадениях в воздухе и
природных водах;
- гравиметрический метод, для определения сульфатов (ГОСТ 26426-85);
- хроматографический метод, для определения бенз(а)пирена (ПНДФ
16.1:2:2.2:3.39-03)
- хроматографический метод, для определения
(ПНДФ 16.1:2:2.2:3.39-03).
алюминия и кремния
61
Для определения радиального прироста были взяты образцы древесины с
помощью возрастных буравов на высоте груди (1,3 м). Учетные деревья выбирали
по возможности со стволами цилиндрической формы с относительно одинаковым
со всех сторон годичным приростом. Чтобы избежать систематических ошибок в
связи с неравномерностью роста деревьев по радиусу, брались образцы древесины
поочередно с разных сторон дерева. Были исследованы деревья сосны и
лиственницы трех групп состояния: здоровые деревья без признаков поражения и
угнетения; угнетенные деревья – с редкой ажурной кроной и сухой вершиной;
свежий сухостой. Керны наклеены на специально подготовленные бруски с пазом,
срезаны и отшлифованы. После этого с помощью микроскопа МБС-10 измерялась
ширина годичных слоев с точностью до сотых долей миллиметра.
Пробные площади по изучению влажности прикамбиального слоя в стволах
деревьев закладывались по зонам загрязнения промышленных выбросов. На
каждой пробной площади измерения проводились по 50-100 модельных деревьев.
Определялась влажность прикамбиального слоя в стволах деревьев различной
степени жизнеспособности на высоте 1,3 м при температуре воздуха 25С 0и
относительной влажности воздуха 65 %, с помощью влагомера.
По второму вопросу программы выполнены детальные учёты подроста и
подлеска на учётных площадках. На постоянных пробных площадях были
заложены по 30 учетных площадок размером 2х2 м для учета подроста. В
пределах этих площадок учитывался весь подрост с обязательным указанием
породы, возраста и высоты, а также указывались замеченные повреждения. Учет
естественного возобновления проводился с использованием методов лесной
таксации [10]. Оценка проводилась по шкале ВНИИЛМ [2].
Оценка жизненного состояния подроста и подлеска:
Подрост I категории: высота кроны растений — больше ширины; профиль
кроны ровный; годичный прирост по высоте — больше 10 см: хорошая
жизненность.
62
Подрост II категории: высота кроны растений примерно равна ширине,
профиль ее — зазубренный из-за ненормального укорочения отдельных мутовок;
годичный прирост по высоте — 5—10 см: удовлетворительная жизненность.
Подрост III категории: ширина кроны явно превышает ее высоту; профиль
кроны глубоко зазубренный, она высоко закреплена, по форме зонтиковидная;
годичный прирост по высоте — менее 5 см: подрост нежизнеспособный.
Кустарниковый ярус.
Густота кустарникового яруса оценивали в баллах
(табл.10).
Таблица 10 - Густота кустарникового яруса и подроста
Баллы
Показатели густоты кустарников и подроста
I
Одиночные кустарники и редкий подрост деревьев
II
Кустарники располагаются группами, но сплошного яруса не
образуют.
III
Плотная, труднопроходимая стена кустарников и подроста
деревьев
Травяно-кустарничковый ярус. При описании травяного яруса определяли
степень его выраженности (наличие или отсутствие), какими видами он образован и
его проективное покрытие (в баллах, 1-5).
Таблица 11 - Проективное покрытие травяно-кустарничкового яруса в лесу
Баллы
Степень
покрытия
почвы (в %)
Показатели покрытия
1
5—10
Несомкнутый травяной покров, единичные растения
2
20-25
Между растениями довольно значительные
3
30-50
4
60—70
расстояния
Растения близко находятся
друг от друга, образуя
сомкнутый покров, но видны «дыры»
Растения образуют «ажурный» сомкнутый покров
5
100
Растения образуют плотный многоярусный покров
63
В описании состояния кустарничкового яруса были отмечены все известные
виды, определены их высоты, обилие и фенологическое состояние (табл. 12).
Таблица 12 - Обилие травяно-кустарничкового яруса растений в лесу
(О. Друде)
Баллы
Степень
Показатели обилия (на пробную
1
Единично
Очень мало, 1 — 5 экземпляров
2
Редко
Особей мало, 5 — 10 экземпляров
3
Изредка
4
Довольно редко
Особи разбросаны по участку в небольшом
количестве
Особи составляют до 20% от общего числа
5
Много
6
Очень много
Особей много ( > 30% ), но вид не преобладает
над другими
Число особей явно преобладает над другими
видами
Критериями и показателями стабильности лесных экосистем выбраны
следующие:
1. Флористический состав лесов: общее число видов; количество видов по
ярусам (ед.) и тенденции в его изменении (стабильное, увеличивается, сокращается).
2. Оценка возобновления лесного яруса по состоянию всходов: общее
количество, на 1га; соотношение благонадежных и неблагонадежных всходов, в %.
3. Жизненное состояние подроста: количество экземпляров, на 1 га;
соотношение категорий подроста, в %.
Численность и жизненное состояние подроста является индикатором
экологических и фитоценотических условий экотопа. Численность подроста
характеризует репродуктивный потенциал насаждения, а жизненное состояние – его
качественную оценку.
В основу методик учета естественного возобновления и определения
жизненного
состояния
популяций
положены
методические
указания
А.В
Побединского (1966) и В.Л. Алексеева (1984). На каждой учетной площадке
производится перечет естественного возобновления, выделяя
в отдельную
64
категорию всходы текущего года и самосев в возрасте 2-3 лет. Затем определялись
основные показатели численности популяций: встречаемость подроста, общую и по
породам, данный показатель тесно коррелирует с густотой и
характеризует
размещение подроста по площади; доминирование по породам - определяется как
процентное отношение числа особей данной породы к общему числу особей всех
пород и характеризует преобладание данной породы над остальными; процент
жизнеспособного подроста; коэффициент качества подроста. Следующим этапом
работы является определение качественной характеристики подроста. Качественная
характеристика выражается в оценке его жизненного состояния. При этом следует
помнить, что оценивается жизненное состояние не отдельных экземпляров подроста,
а всей его совокупности - ценопопуляции.
Выделение категорий жизненного состояния всей совокупности подроста
(ценопопуляции) проводится в два этапа. Первоначально дается характеристика
жизнеспособности каждого экземпляра подроста на пробной площади, такая оценка
производится по внешнему виду, который определяется совокупностью нескольких
основных признаков, каждый из которых достаточен для отнесения данного
экземпляра подроста к той или иной категории жизненного состояния.
1. Здоровые экземпляры. Деревца не имеют внешних признаков повреждения
кроны
или
ствола.
Кроны
остроконусовидные,
симметричные,
густые,
протяженностью 60-80 % длины стволика, средний прирост основного побега за
последние годы больше, чем за предыдущие. Хвоя зеленого или темно-зеленого
цвета.
2. Ослабленные экземпляры. Обязателен
хотя бы один из следующих
признаков: снижение густоты кроны на 30 %; наличие 30 % мертвых и (или)
усыхающих веток; повреждение и (или) пожелтение 30 % всей площади хвои, цвет
остальной хвои более светлый, длина ее несколько меньше; протяженность кроны
51-60 % длины стволика; форма кроны асимметрична, тупоконусовидная либо
зонтичная, прирост главного побега за последние годы снижается и примерно равен
среднему приросту за предыдущие; повреждение или искривление главного побега.
65
3. Усыхающие экземпляры. Основные признаки отмирания: густота кроны не
более 20-30 % по сравнению со здоровой; наличие более 70 % сухих или усыхающих
веток и (или) хвои, цвет оставшейся хвои светло-зеленый, сами хвоя заменю короче;
прирост главного стволика сильно замедлен и меньше среднего прироста за
предыдущие годы; суховершинность.
4. Сухие экземпляры. Молодые деревца полностью погибли, хотя сухая хвоя
некоторое время может еще сохраняться.
При
этом
жизненное
состояние
здоровых
экземпляров
подроста
приравнивается к 100 %, ослабленных - к 70, усыхающих к 10 и сухих - к 0%. Для
расчета индекса жизненного состояния ценопопуляции используется формула В.Л.
Алексеева (1989):
L = 100 n 1 + 70 n 2 + 10 n 3/ N
где : L - индекс жизненного состояния ценопопуляции; п1 - число здоровых
особей; n 2- число ослабленных особей; n
3
- число усыхающих особей; N - общее
число особей, включая сухие на пробной площади или на 1 га.
При показателе L равном: 100-80 %. — жизненное состояние оценивается как
здоровое; 79-50- популяция считается ослабленной; 49-20 - сильно ослабленной; 20
% и ниже - ценопопуляция полностью разрушена.
На основе анализа всех полученных данных, а также литературных
сведений, обосновывались меры по сохранению и повышению устойчивости
насаждений.
Сведения о климатических показателях, а также данные о химическом
анализе проб атмосферного воздуха на содержание сернистого газа, окислов
азота, аммиака, хлора, фтора брались по данным метеостанции г. Братска.
Изучаемые насаждения в районе г. Братска Иркутской области (молодняки,
спелые, перестойные сосняки и производные насаждения в разнотравных типах
леса) подвергались выбросам предприятий по производству алюминия и
лесопромышленного комплекса (твердые и газообразные фтористые соединения,
диоксид серы, оксиды азота и сероводород) с годовым объемом более 200 тыс. т.
66
Обработка полученных данных проводилась методами дисперсионного,
корреляционного и регрессионного анализов [Свалов, 1977; Никитин, Швиденко,
1978 и др.] с использованием современных компьютерных средств.
2.3. Объем исследований
Для обоснования результатов исследований и выводов в диссертации
использованы данные обследования состояния лесов на площади около 100 тыс.
га, 277 постоянных и временных пробных площадей, на которых были
установлены таксационные параметры и состояние у 20 тыс. деревьев, проведено
около 10680 измерений длины хвои и побегов, определений влажности 380
древесных стволов. Закономерности взаимодействия загрязнителей и лесных
экосистем установлены на основе изучения химического состава образцов хвои.
Заложено 1075 учётных площадок по учёту подроста, 500 учётных площадок по
учёту подлеска.
67
3. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ
Объектом исследования явились леса Братского района и городские леса
г. Братска.
3.1 Лесорастительное районирование
В зоне действия ОАО «БРАЗ» находятся большие площади лесов,
относящихся к светлохвойным таежным лесам, в которых преобладают
малоустойчивые к токсикантам хвойные породы.
Лесистость территории - 88%; на одного жителя района приходится 7,6 га
леса, что в 1,5 раза выше, чем в среднем по России.
Лесной фонд отличается достаточно высокой производительностью.
Средний запас стволовой древесины составляет 152 м3/га, причем в спелых лесах
- 240 м3/га. Прирост древесины также высок (2 м3/га). Общие запасы древесины
составляют 382 млн. м3, в том числе в лесах, достигших возраста спелости - 240
млн. м3, из них на долю хвойных пород приходится 188,5 млн. м3.
Главными преобладающими породами являются сосна (Pinus sylvestris L.) и
лиственница (Larix sibirica Ldb.).
Почвенно-типологические
обследования
территории
и
почвенное
картирование лесов не проводилось. Поэтому, основными признаками для
разделения типов лесорастительных условий послужили древесно-кустарниковая
и травянистая растительность, почвенно-грунтовые условия и элементы рельефа.
Для выделения типов леса в пределах лесорастительных условий за основу
принимались преобладающая порода, характерный травяной и напочвенный
покров и другие основные признаки типов леса.
В
лесах
Братского
района
наибольшее
распространение
получили
насаждения, произрастающие в разнотравной группе типов леса, включающей в
себя следующие типы леса: разнотравный (54 % лесопокрытой площади);
68
бруснично-разнотравный (12,2 %); разнотравно-осочковый (1,8 %). На долю
зеленомошниковой группы типов леса приходится 21,5% лесопокрытой площади.
На долю остальных типов леса приходится 10% площади покрытой лесом.
В городских лесах значительно преобладают насаждения разнотравной
группы типов леса, занимающие 89,5 % лесопокрытой площади лесов.
Зеленомошная группа типов леса представлена на 8,3 % площади.
Породный состав лесных насаждений санитарно-защитной зоны ОАО
«БРАЗ» в настоящий момент характеризуется преобладанием лиственных пород,
на долю которых приходится 62,7% покрытой лесом площади.
Отсутствие
оптимальных
условий
для
произрастания
лиственных
насаждений отражается на их состоянии. В то же время ослабленные
лесонасаждения, находясь в зоне техногенного влияния, подвергаясь воздействию
токсикантов, не могут активно выполнять важнейшую роль биологических
фильтров,
очищая
от
загрязнения
атмосферный
воздух
и
препятствуя
дальнейшему распространению загрязняющих веществ. Возрастная структура
лиственных
пород
средневозрастных
характеризуется
насаждений,
преобладанием
обладающих
большей
молодняков
и
устойчивостью
к
воздействию алюминиевого производства, чем хвойные породы.
Леса района выполняют важную средообразующую и средозащитную роль.
Они используются также для сбора живицы, ценных дикорастущих растений, как
места обитания промысловых животных (соболя, белки, косули и др.).
Кроме загрязнения воздуха в зоне влияния г. Братска, на лесные ресурсы
сильное негативное воздействие оказывают интенсивные лесозаготовки, лесные
пожары, нашествия вредителей, и другие антропогенные факторы.
Растительные
сообщества
Братского
района
представлены
многочисленными семействами и видами растений. В окрестностях г. Братска
насчитывается 51 семейство, 266 видов растений. Ниже приведен список видов
растений, характерных для территории Братского района:
69
Семейство
кочедыжник женский
кочедыжниковые:
Семейство
щитовник гребенчатый, голокунчик
щитовниковые:
трехраздельный
Семейство хвощевые:
хвощ полевой, хвощ речной, хвощ зимующий,
хвощ болотный, хвощ луговой, хвощ камышковый,
хвощ лесной
Семейство плауновые:
плаун годичный
Семейство сосновые:
пихта сибирская, ель сибирская, лиственница
сибирская, сосна сибирская (кедр), сосна
обыкновенная
Семейство злаки:
ковыль перистый, тимофеевка степная, лисохвост
луговой, полевица булавовидная, полевица
гигантская, вейник тростниковый, вейник
тупочешуйный, вейник ложнотростниковый,
метлица обыкновенная, трищетинник сибирский,
бекмания восточная, мятлик однолетний, мятлик
оттянутый, мятлик болотный, мятлик луговой,
манник литовский, овсяница овечья, овсяница
луговая, кострец безостый, коротконожка
перистая, пырей ползучий, пырейник гмелина
Семейство осоковые:
осока двухтычинковая, осока безжилковая, осока
носатая, осока болыпехвостая, осока острая
Семейство ситниковые:
ситник сплющенный, ситник введенского, ожика
волосистая, ожика рыжеватая
Семейство лилейные:
чемерица, лобеля, красноднев малый, лук
тончайший, лук победный (черемша), лилия
кудреватая, шоо, майник двулистный, купена
душистая, вороний глаз мутовчатый
70
Семейство ирисовые:
ирис русский
Семейство орхидные:
башмачок настоящий (желтый), башмачок
пятнистый, башмачок крупноцветковый, каллипсо
луковичная, дремлик зимовниковый, дремлик
болотный, пальчатокоренник, фукса, кокушник
длинношпорцевый
Семейство ивовые:
осина, ива, бебба, ива козья, ива крушинолистная,
ива размаринолистная, ива таранкийская
Семейство березовые:
береза повислая, береза пушистая, ольха пушистая
Семейство коноплевые:
конопля сорная
Семейство крапивные:
крапива коноплевая, крапива двудомная, крапива
жгучая
Семейство санталовые:
ленец ползучий
Семейство гречишные:
щавель воробьиный, горец птичий, горец змеиный,
горец альпийский, горец живородящий
Семейство маревые:
марь белая, лебеда сибирская
Семейство гвоздичные:
звездчатка толстолистная, звездчатка средняя,
ясколка, мерингия бокоцветковая обыкновенная,
торица полевая, хлопушка обыкновенная, зорька
сибирская, качим высокий, гвоздика пышная,
гвоздика разноцветная
Семейство лютиковые:
купальница азиатская (жарок), лептопирум
дымянковый, клокогон, водосбор сибирский
вонючий, борец бородатый, живокость
толстолистная, борец северный, борец вьющийся,
ветренница длинноволосая, ветренница вильчатая,
ветренница отогнутая, ветренница лесная,
прострел раскрытый (сонтрава), княжик
71
сибирский, ползунок солончаковый, лютик
многоцветный, лютик близкий, лютик ползучий,
лютик ядовитый, василистник малый, василистник
простой, адонис сибирский
Семейство маковые:
чистотел большой, семейство крестоцветные,
дескурения, софии сурепица прижатая, жерушник
болотный, свербига восточная, бурачок
яйцевидный, крупка перелесковая, клоповник
мусорный, ярутка полевая, рыжик мелкоплодный,
пастушья сумка обыкновенная
Семейство
камнеломка гребенчато реснитчатая, смородина
камнеломковые:
черная
Семейство розоцветные:
таволга средняя, таволга иволистная, кизильник
черноплодный, яблоня, палласова, рябина
сибирская, боярышник кроваво-красный, малина
обыкновенная, костяника каменистая, земляника
лесная, земляника зеленая (клубника),
пятилистник кустарниковый, лапчатка гусиная,
лапчатка вильчатая, лапчатка двуцветковая,
лапчатка многонадрезанная, лапчатка норвежская,
лапчатка низкая, гравилат аллепский, лабазник
вязолистный, манжетка обыкновенная,
кровохлебка аптечная, роза иглистая, черемуха
уединенная
Семейство бобовые:
донник белый, донник зубчатый, клевер
люпиновый, клевер луговой, клевер ползучий,
астрагал датский, остролодочник волосистый,
горошек приятный, горошек мышиный, горошек
однопарный, горошек заборный, горошек лесной,
72
чина гмелина, чина низкая, чина гороховидная,
чина луговая
Семейство гераниевые:
герань волосистотычинковая, герань луговая,
герань лежносибирская, герань сибирская, герань
лесная, аистник цикутовый
Семейство кисличные:
кислица обыкновенная, семейство истодовые,
истод гибридный
Семейство молочайные:
молочай альпийский, молочай двуцветковый,
молочай енисейский
Семейство фиалковые:
фиалка двуцветковая, фиалка собачья
Семейство волчниковые: волчье лыко обыкновенное
Семейство кипрейные:
иван-чай (кипрей болотный)
Семейство зонтичные:
реброплодник уральский, вех ядовитый, тмин
обыкновенный, сныть горная, поручейник
широколистный, борщевик рассеченолистный
Семейство кизиловые:
свида белая
Семейство
грушанка средняя
грушанковые:
Семейство вересковые:
багульник болотный, рододендрон даурский,
толокнянка обыкновенная
Семейство черничные:
черника голубика, родококкум брусника, клюква
болотная
Семейство
проломник северный, седмичник европейский
первоцветные:
Семейство
горечавка бородатая, анагаллидиум вильчатый
горечавковые:
Семейство вахтовые:
вахта трехлистная
Семейство синюховые:
синюха голубая
73
Семейство
медуница мягчайшая, незабудка полевая,
бурачниковые:
незабудка дернистая, липучка незабудковая
Семейство
шлемник обыкновенный, шизонепета много
губоцветковые:
надрезанная, будра плющелистная, змееголовник
поникший, змееголовник руйша, зонник
клубненосный, яснотка белая, пустырник сизый,
чистец болотный
Семейство пасленовые:
паслен сладко горький
Семейство
льнянка обыкновенная, вероника седая, вероника
норичниковые:
длиннолистная, погремок узколистный, мытник
лабрадорский, мытник каро, мытник
перевернутый, мытник сибирский
Семейство
подорожник большой, подорожник средний
подорожниковые:
Семейство мареновые:
подмаренник бореальный, подмаренник топяной,
подмаренник настоящий
Семейство
бузина сибирская, линея северная, жимолость
жимолостные:
палласа
Семейство
валериана очереднолистная, валериана
валериановые:
заенисейская
Семейство
колокольчик сборный, колокольчик
колокольчиковые:
круглолистный
Семейство
золотарник даурский, мелколепестник
сложноцветные:
ланцетолистный, девясил британский, кошачья
лапка двудомная, тысячелистник недотрога,
тысячелистник обыкновенный, нивянник
обыкновенный, ромашка дисковидная,
трехреберник непахучий, пижма обыкновенная,
дендратема завадского, полынь эстрагон, полынь
74
низколистная, полынь
обыкновенная(чернобыльник), какалия
копьевидная, крестовник обыкновенный, лопух
войлочный, соссюрея мелкоцветковая, бодяк
щетинистый, козелец лучистый, козлобородник
сибирский, осот огородный, осот полевой,
одуванчик рогатый, скерда сибирская, ястребинка
зонтичная
На общее состояние зелёных насаждений городов большое влияние
оказывают факторы абиотической и биотической природы. Причиной снижения
эстетических качеств и усыхания деревьев являются представители многих видов
фитопатогенов и энтомовредителей. В комплексе с ними неблагоприятное
длительное воздействие на зелёные насаждения оказывают различные токсичные
газообразные вещества промышленных выбросов.
Зелёные насаждения города Братска представлены узким кругом древесных
растений: тополь бальзамический, вяз приземистый, яблоня сибирская, сосна
обыкновенная, спирея иволистная, карагана древовидная.
К настоящему времени очевидна масштабность и глубина деградации
лесных экосистем под влиянием техногенного загрязнения. Древесные породы и
вся лесная растительность вынуждены приспосабливаться к воздействию новых
экологических факторов.
Основной предпосылкой длительного существования лесных биогеоценозов
является стабильность биогеохимических циклов элементов. Продолжительное
систематическое изменение действия любого средообразующего фактора и
появление новых факторов неизбежно приведет к изменению параметров
динамики
органического
вещества
и
круговорота
элементов,
смене
доминирующих видов - продуцентов органического вещества, и значит, к новому
состоянию биогеоценоза. В таких условиях важной проблемой является
идентификация и характеристика типов состояний лесных биогеоценозов.
Функционирование лесов индустриально развитых регионов
определяется
75
экстремальными природными условиями и продолжительным и интенсивным
воздушным промышленным загрязнением.
Леса Братского района формируются в условиях продолжительного и
интенсивного действия воздушного загрязнения. При этом лесные экосистемы
находятся в различных стадиях деградации и различаются по типам состояния.
Полностью деградированные лесные экосистемы - “техногенные пустоши” сконцентрированы
вокруг
главного
источника
загрязнения
(Братского
алюминиевого завода). На удалении 10 км от источника загрязнения техногенные
редколесья постепенно переходят в дефолиирующие леса, которые по площади
значительно превышают техногенные пустоши и техногенные редколесья. В
лесных экосистемах, подверженных воздушному загрязнению, на стадии
дефолиирующих лесов происходят серьезные нарушения питательного режима
почв.
В
последние
функционирования
воздействию.
десятилетия
хвойных
отмечаются
лесов,
серьезные
подверженных
нарушения
аэротехногенному
Большинство исследователей связывает это с
нарушением
естественных биогеохимических циклов элементов, в частности, с дисбалансом
элементов питания за счет увеличения кислотности почв и повышения
доступности тяжелых металлов и алюминия.
На протяжении последних десятилетий под влиянием атмосферного
загрязнения в состоянии лесных экосистем происходят серьезные изменения, что
выражается в проявлении вторичных сукцессионных процессов.
Основным источником загрязнения является Братский алюминиевый завод,
который считается одним из крупнейших в Европе. Технологический процесс
алюминиевого производства далек от совершенства, в результате чего происходит
превышение ПДК по многим химическим загрязнителям.
На рисунке 3.1 представлена схема миграции загрязняющих веществ,
поступающих с промплощадки завода, в ландшафтном комплексе. Негативные
эффекты влияния промышленных выбросов на растительность возникают в
результате прямого воздействия загрязняющих веществ и косвенным путем, при
76
накоплении загрязняющих веществ в почве. Основным типом воздействия на
окружающую
среду
в
районе
расположения
завода
являются
выбросы
загрязняющих веществ.
Наиболее токсичным компонентом выбросов алюминиевых заводов для
растений являются газообразные фторсодержащие соединения и, в частности,
фтористый
водород.
Его
токсичность
превосходит
другие
газообразные
кислотные соединения, например, хлор и диоксид серы [1].
ОАО «РУСАЛ Братск» аэровыбросы
загрязняющих веществ
Биоценоз
Атмосферный воздух
Почвенный
покров
Растительность
Живот
ные
Продукты
питания
Агроценоз
Поверхностные и
грунтовые воды
Человек
Водоемы, реки
Рисунок 3.1 - Миграция загрязняющих веществ, поступающих с
промплощадки завода, в ландшафтном комплексе
Из таблицы 13 видно как меняются количественные показатели высших
сосудистых растений по основным экологическим группам. По мере удаления от
БрАЗа
увеличивается
количество
лесных
и
таежных
видов
в
составе
растительного покрова, и уменьшается количество сорных и луговых видов.
77
Таблица 13 - Биоразнообразие по экологическим группам высших
сосудистых растений в зоне БрАЗа
Экологические группы
растений
1
Лесные
Таежные
Опушечные (луговые)
Пойменные
Рекреационные
Сорные
Искусственно
посаженные
0,5 км
1 км
3 км
4 км
2
13
0
6
3
6
9
3
14
0
11
1
4
4
4
18
7
2
2
6
1
5
23
9
1
1
5
1
3
нет
нет
нет
В таблице 14 приведены данные о степени участия основных элементов
живого напочвенного покрова леса в проективном покрытии почвы.
Таблица 14 - Проективное покрытие почвы растительностью, %
0,5 км
0-60
5-60
10-90
10-90
0
нет
Злаки
Разнотравье
Мхи
Осока дернистая
Кустарнички
Лишайники
В
районе
переходной
зоны
между
1 км
0-10
10-15
35-40
35-40
0-5
нет
3 км
30
10
30-40
20-30
10-15
нет
техногенной
лесостепью
и
пространством с лесной средой (4 км от БрАЗа), растительный покров можно
подразделить на 3 группы:
1 – растительный покров
представленный
полынью, злаками и
разнотравьем. Степень проективного покрытия до 60%;
2 – в фитоценозе появляются деревья, кустарники. Мхи покрывают почву
до 90% и более;
3 – в фитоценозе преобладают деревья и кустарники. В живом напочвенном
покрове преобладает разнотравье до 90%.
78
Наибольшего видового разнообразия насаждения достигают в радиусе
более 10 км от источника загрязнения. Древостой в основном состоит из двух
ярусов. Первый ярус состоит из сосны и лиственницы в значительной степени
ослабленных и сухостойных. Второй ярус состоит из типичных представителей
лесообразующих пород, характерных для данных лесорастительных условий. Их
состояние вполне удовлетворительное. Ель, высотой до 3 метров, имеет хорошо
сформированные кроны, без признаков угнетения. Сосна
во втором ярусе
сохраняет даже на центральном побеге хвою в возрасте четырех лет, чего не
наблюдается ни на одной пробной площади, расположенной в санитарнозащитной зоне завода.
На основании проведенных исследований можно сделать следующие
выводы: вблизи завода, в радиусе 1 км от источника загрязнения образовалась
техногенная лесостепь. Характерным ее признаком является отсутствие древесной
растительности и низкое проективное покрытие живого напочвенного покрова.
Признаком техногенной лесостепной зоны является наличие кустистых форм
древесных растений, высота которых не превышает одного метра.
Внешние признаки повреждения хвои сильно варьируют. Это зависит как
от удаленности насаждений от источника выбросов, так и от рельефа местности,
а также от высоты деревьев и их возраста.
Молодая хвоя в весенней фенофазе при определенных концентрациях
выбросов может не получить полного развития и остается укороченной. Хвоя
текущего года поражается сильнее в начальном периоде развития, когда
биохимические процессы в ней являются наиболее интенсивно, что в некоторых
случаях приводит к гибели хвои, в этих случаях погибает и весь верхушечный
побег. Возраст сохраняемой хвои также зависит от ее местоположения в кроне
дерева: на центральном побеге он не превышает 2-3 лет, на боковых ветвях
сохраняется 3-4 года [2].
Сильная степень поражения лесов в районе г. Братска вызвана явлением
синергизма, т.е. действием комплекса предприятий
79
Помимо промышленных комплексов на леса оказывают отрицательное
влияние следующие антропогенные факторы:
- наличие внелесосечной захламленности;
- наличие расстроенных недорубов от рубок главного пользования;
- большая горимость лесов;
- загрязнение лесов, расположенных вблизи г. Братска и других
населенных пунктов бытовыми отходами;
- излишняя рекреационная нагрузка на лесные массивы в местах
массового; отдыха населения, вблизи городов и населенных пунктов.
Кроме интенсивных лесозаготовок, на лесные ресурсы сильное негативное
воздействие оказывают лесные пожары, нашествия вредителей, загрязнение
воздуха в зоне влияния г. Братска и другие антропогенные факторы.
3.2 Климатические и метеорологические характеристики
Климатические и метеорологические характеристики района представлены
по данным Иркутского гидрометеорологического центра (Иркутский ГМЦ).
Рассматриваемый район расположен в зоне резко континентального климата с
продолжительной
холодной
зимой
и
коротким
жарким
летом,
характеризующегося большими колебаниями годовой и суточных температур,
высокой солнечной радиацией и неравномерным внутригодовым распределением
осадков.
Континентальность климата обуславливается географическим положением
территории.
Важным климатообразующим фактором является общая циркуляция
атмосферы, которая определяет перенос воздушных масс, следовательно, и
загрязняющих веществ, содержащихся в атмосферном воздухе.
Циркуляция
атмосферы
в
г.
Братске
имеет
отличающийся интенсивностью атмосферных процессов.
сезонный
характер,
80
Наиболее
продолжительным
сезоном
является
зима,
(зимний
тип
циркуляции сохраняется с ноября до конца марта). Характерным для этого
периода является меридиальное направление переноса воздушных масс и
образование азиатского антициклона, обуславливающего основной тип погоды
Восточной Сибири.
Азиатский антициклон достигает своего максимального развития в январе.
Устанавливается ясная, безветренная морозная погода, с инверсиями температур
и наибольшей влажностью воздуха. Однако в течение зимы могут быть периоды
потепления. В отдельные дни температура воздуха в Братске может повышаться
до положительных значений.
Летом воздушные потоки с широтного направления, характерного для
весны, перестраиваются на юго-западные и северо-западные. Циклоны приносят
обильные дожди и грозы. Как правило, этот процесс наблюдается во второй
половине лета. Первая половина лета обычно бывает засушливой, с большим
количеством солнечных дней и высокими температурами воздуха.
Осенний сезон самый короткий в году. Развитие синоптических процессов
протекает аналогично весенним. Основное направление смещения барических
образований – с запада на восток. Увеличивается вероятность циклонов, которые
сопровождаются ультраполярными вторжениями и резким похолоданием.
Температура воздуха. Средняя минимальная температура января составляет
минус
19,4°С,
а
средняя
максимальная
Продолжительность
периода
с
температура
положительными
июля
+23,7°С.
температурами
воздуха
температуры
воздуха
лесопокрытая
площадь
составляет 181 день.
Абсолютные
минимальная
и
максимальная
соответственно равны минус 44 0С и плюс 33 0С.
Натурными
исследованиями
была
охвачена
северной части Иркутской области в районе Приангарья. Иркутская область
расположена на юге Восточной Сибири, в бассейне верхнего течения рек Ангары,
Лены и Нижней Тунгуски и занимает площадь 775 тыс. кв. км, что составляет
4,6% территории Российской Федерации. Протяженность области с запада на
81
восток 1500 км, с юга на север - 1400 км.
Климат
Иркутской
области
резко
континентальный,
с
суровой
продолжительной малоснежной зимой и теплым с обильными осадками летом.
Определяется он физико-географическими условиями территории и атмосферной
циркуляцией, характер которой в теплом и холодном полугодиях различен. В
холодный период года над большей частью Восточной Сибири устанавливается
область высокого давления - сибирский антициклон, благодаря которому во
второй половине зимы преобладает малооблачная погода со слабыми ветрами и
малым
количеством
осадков.
Широкое
развитие
получают
процессы
выхолаживания, которые в сочетании с особенностями рельефа обуславливают
весьма низкие зимние температуры воздуха и почвы. По мере разрушения
антициклона постепенно меняется и характер погоды. В результате оживления
циклонической деятельности в теплом полугодии заметно возрастает степень
покрытия неба облаками, выпадает большая часть годовых осадков, усиливаются
ветры. Значительная протяженность Иркутской области и сложность ее рельефа
определяют большое разнообразие в распределении климатических элементов. На
большей части территории области самым холодным месяцем является январь,
самым теплым - июль. Разности между средними температурами самого теплого и
самого холодного месяцев на большей части территории достигают 30-45 0С, на
севере области превышают 50 0С.
Наиболее высокие дневные температуры воздуха на основной территории области
достигают 35-40
0
С. Наиболее низкие температуры воздуха колеблются на
основной территории области от -50 0С на юге, до -61 0С на крайнем севере; на
юге до -51 0С на северо-востоке.
Среднемесячные температуры поверхности почвы в зимние месяцы
колеблются от -11 0С до -25 0С; в северных, в северо-восточных и крайних
северных районах от -17 0С до -37 0С. Наиболее низкие температуры в отдельные
дни опускаются до -50 0С в южных и в юго-восточных и - 68 0С в северных
районах области. Наиболее высокие дневные температуры поверхности почвы
повсеместно превышают 50 0С, достигая в отдельных районах 60-66 0С. Вместе с
82
тем летом в отдельные дни температура поверхности почвы в ночные часы может
понижаться до -1, -3 0С.
Вследствие скудности зимних осадков снежный покров
в области
незначителен. Максимальной высоты он достигает в марте и в среднем не
превышает на основной территории 30-50 см, на севере области - 50-60, в горах 180-190 см. Продолжительность залегания снежного покрова в северных районах
около 200 дней, в горах - около 230 дней. Незначительный снежный покров и
низкие зимние температуры способствуют глубокому промерзанию почвы местами до 2 м под естественной поверхностью и до 3 м под оголенной.
Характерной особенностью климата г. Братска также являются часто
наблюдаемые температурные инверсии, особенно в холодное время года (6090%), играющие важную роль в формировании застойных явлений. В таблицах
(15-16) приведены средние многолетние данные по количеству осадков и глубине
снежного покрова Братского района.
Таблица 15 - Среднее многолетнее количество осадков
Общее количество
осадков за год
мм
475
Количество осадков за
теплый период
мм
%
350
83,7
Количество осадков за
холодный период
мм
%
125
26,3
Таблица 16 - Высота снежного покрова по данным метеостанции
г. Братска, см
М
ноябрь
12
Е
декабрь
19
С
Я
Ц
Ы
январь
февраль
март
27
33
30
Для г.Братска характерны слабые ветра, среднегодовая скорость ветра
обычно составляет 1,5 - 2,5 м/с при относительно малой изменчивости в году (см.
табл. 17).
83
Таблица 17 - Повторяемость () скорости ветра (м/с) по градациям
Сезон
Зима
Весна
Лето
Осень
Год
В
зимние
1-5
69,9
76,9
78,9
81,3
76,6
месяцы
Скорость ветра , м/с
6-10
11-15
16-20
4,2
0,1
5,2
0,2
0,09
1,3
0,06
9
0,2
0,03
5
0,4
0,02
преобладают
Штиль
25,8
17,6
20,4
9,3
18,2
ветры
восточного
направления
(26,7%).Весной увеличивается повторяемость южных и юго-западных ветров при
сохранении преобладающего западного ветра.
Летом при преобладающем
(15,3%) западном направлении повторяемость остальных направлений
ветра
почти равномерна и только восточный ветер отмечается редко. Осенью вновь
увеличивается повторяемость западных ветров, но усиление ветра до 20 м/с и
более
отмечается
лишь
при
юго-западном
направлении.
На
основании
результатов метеорологических наблюдений, выполненных на метеостанциях
Братска, можно заметить и явные различия в некоторых метеорологических
характеристиках, свидетельствующих о некотором смягчении климатических
параметров. Так, средняя месячная температура зимнего сезона на 0,5-2,5 0С, а
минимальная - на 10 -120 С в настоящее время выше. Некоторое смягчающее
влияние оказывают и Братское и Усть-Илимское водохранилища, на берегах
которых раскинулся город. Существенно изменился и ветровой режим. В целом
метеорологические условия стали более благоприятными для хозяйственной
деятельности, т.к. наряду с некоторым смягчением климатических параметров
отмечается усиление рассеивающей способности приземного слоя атмосферы.
3.3 Характеристика промышленности и выбросов
В структуре промышленного производства области по объему выпуска всей
продукции более 25% занимает топливная промышленность, около 16% - цветная
84
металлургия,
около
13%
-
электроэнергетика,
около
18%
-
лесная,
деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность.
Основными загрязнителями атмосферного воздуха города Братска являются
выбросы загрязняющих веществ от стационарных источников и автотранспорт.
Наибольший вклад в выбросы от стационарных источников вносят
предприятия теплоэнергетики, химической и нефтехимической, целлюлознобумажной промышленности, цветной металлургии.
Приоритетными
загрязнителями,
содержание
которых
превышает
установленные предельно допустимые нормы, являются продукты сгорания
топлива: пыль,
диоксид
и оксид
азота,
оксид
углерода,
бенз(а)пирен,
формальдегид, а также ряд специфических примесей - сероуглерод, сероводород,
фтористый водород, метилмеркаптан, растворимые твердые фториды.
Братский алюминиевый завод – самое крупное в России предприятие по
производству первичного алюминия. ОАО «РУСАЛ Братск» построен и введен в
эксплуатацию
с
1966
г.
по
1976г.
с
оснащением
электролизерами
с
самообжигающимися непрерывными анодами и верхним подводом тока.
(Soderberg).
Основной продукцией завода является первичный алюминий и
сплавы в виде чушки, слитков и катанки. Предприятие было акционировано в
1992 г. В настоящее время ОАО «РУСАЛ Братск» входит в состав компании
РУСАЛ, обеспечивающей около 75% выпуска алюминия в РФ. На долю ОАО
«РУСАЛ Братск» приходится 30% российского производства алюминия и 4%
мирового производства. В 2001 году ОАО «РУСАЛ Братск » перешел на
технологию «полусухого» анода в качестве промежуточного этапа. С 2005 года
все 25 корпусов электролиза ОАО «РУСАЛ Братск» работают на более
эффективной и экологически чистой технологии «сухого» анода.
На рисунке 3.2 представлена карта – схема города Братска. Город Братск
относится к крупным промышленным узлам Восточной Сибири. Уровень
загрязнения атмосферы в г. Братске очень высокий, что относит его к числу
наиболее загрязненных городов в России.
85
Рисунок 3.2- Карта окрестностей г. Братск
86
На рисунке 3.3 приведена схема города и роза ветров.
Рисунок 3.3 - Схема города и роза ветров
87
На рисунке 3.4 приведена динамика промышленных выбросов от стационарных источников, за
период с
1986 - 2012 год. Таким
образом,
за
девятнадцатилетний период выбросы газообразных соединений в атмосферу
сократились в 2,1 раза. Особенно объемы заметно снизились после 1993 года, то
есть после объявления г. Братска зоной экологического бедствия.
Высокое загрязнение воздуха на значительной территории связано с
климатическими условиями, неблагоприятными для рассеивания выбросов. Известно, что рассеивающая способность атмосферы резко снижается при слабых
ветрах (0-1 м/с), застоях воздуха, мощных приземных температурных инверсиях и
туманах. В районе Братска со сложными условиями рельефа местности повторяемость слабых ветров у земли в разные месяцы года составляет 41%.
200
180
Выбросы,тыс.т
160
140
120
100
80
60
40
20
0
86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12
19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20
Рисунок 3.4 - Динамика промышленных выбросов от стационарных
источников (1986-2012 г.г.)
Наличие вредных веществ в воздухе оказывает негативное антропогенное
воздействие на природную среду и, прежде всего на лесные массивы в районе
Братска. Поступающее в природную среду через атмосферу техногенное
вещество в виде пыли, обогащенной рядом химических элементов, оседает, в
88
основном, в подстилке и верхнем дерновом горизонте почв (0,5-5-10 см). В
результате вокруг алюминиевого завода (БрАЗа) образуется ареал с повышенным
содержанием в почвах фтора и алюминия. Особенно насыщен этими элементами
слой подстилки мощностью 6-8 см. Содержание здесь алюминия достигает 3035%, а фтора - 1,5-2%. Так как фтор токсичен и отрицательно влияет на
жизнедеятельность микрофлоры, процесс разложения подстилки заторможен, ее
мощность значительно и в 2-3 раза выше фоновой. По сравнению с подстилкой в
верхнем дерновом горизонте концентрация алюминия и фтора значительно
снижена, но заметно превышает фоновую (в частности, фтора - в 15-20 раз).
Степень загрязнения природной среды промышленными выбросами принято
оценивать по количеству нерастворимого и растворимого вещества, накапливаемого в снежном покрове за зимний период, а также путем определения
химических элементов в твердых аэрозолях лесной подстилки и верхнем дерновом горизонте почв.
Из-за близкого расположения промышленных источников относительно
друг друга происходит перемешивание пылегазовых выбросов, что затрудняет
определение доли участия каждого предприятия в загрязнении природной среды .
Твердое вещество выбросов алюминиевого завода на 60-70% состоит из
окиси алюминия и на 15-20% из так называемой "анодной массы". В
значительной степени твердое вещество обогащено фтором, количество которого
достигает 1,5-2%. По расчетам только в ближайшую зону (до 5 км по факелу
выбросов) за зимний период в составе твердого нерастворимого вещества
поступает в природную среду около 1300 тонн алюминия и 60-70 тонн фтора.
Твердое вещество выбросов, обогащенное алюминием, фтором, натрием
после таяния снега в основной своей массе оседает на подстилке, забивает лесной
войлок, постепенно проникает в дерновый горизонт почвы в зону корневого
питания растений. При увлажнении некоторая часть химических элементов
переходит в подвижное состояние, обогащая почвенные растворы. Вследствие
этого верхний гумусовый горизонт почв становится токсичным для растений,
89
особенно в период прорастания семян, что может препятствовать естественному
лесовозобновлению.
Твердые выбросы лесопромышленного комплекса (БЛПК) по своему
составу отличаются от выбросов алюминиевого завода. Для него индикаторными
элементами являются в основном кальций (10-15%) и сера (4,5-5%).
Сложная обстановка в лесах в районе г. Братска, высокая концентрация
промышленных предприятий, загрязняющих атмосферу токсичными для растений
фтористыми эмиссиями, а также серосодержащими соединениями, окисями азота
и хлором привела к усыханию лесов на площади свыше 100 тыс.га. В первые годы
после пуска предприятий усыхание насаждений было связано с острым и
быстрым отравлением деревьев. В настоящее время идет плавное увеличение
зоны усыхания лесов, что обусловлено кумулятивным действием загрязнителей и
постепенной потерей устойчивости лесов в условиях хронического отравления.
Радиус зоны действия отходов предприятия на состояние насаждений
составляет 20-30 километров от промышленных центров. Выбросы в атмосферу
обычно поступают через дымоотводящие трубы и вентиляционные каналы,
поднимающиеся на высоту 50-100 метров и более. Этим достигается рассеивание
газов и аэрозолей в относительно большом объеме воздуха. Дальнейшее
распространение атмосферных загрязнителей определяется горизонтальным и
вертикальным направлением движения воздушных течений и воздушных
потоков. Концентрация атмосферных токсикантов в значительной мере зависит
от температурной стратификации воздуха, наличия облачности, тумана, осадков и
других факторов. Дальность распространения вредных соединений зависит от
времени нахождения того или другого загрязнителя в воздухе и метеоусловий:
скорости и направления потоков в атмосфере, турбулентности и др.
Основными загрязнителями атмосферного воздуха являются: предприятия
теплоэнергетики (ИТЭЦ-6, "Северные тепловые сети" участки № 1 и № 2), ОАО
"РУСАЛ Братск", ОАО «Целлюлозно-картонный комбинат». Их вклад в
суммарные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных
источников составил 64,87; 16,67 и 6,29 % соответственно.
90
Наибольшие количество специфических загрязняющих веществ поступают
в атмосферу от источников предприятий цветной металлургии (смолистые
вещества,
твердые
промышленности
фториды,
фтористый
(метилмеркаптан,
водород),
целлюлозно-бумажной
сероводород,
диметилсульфид,
диметилдисульфид, скипидар, формальдегид).
Анализ выбросов загрязняющих веществ показал, что из 54 ингредиентов,
выбрасываемых предприятием, 7 ингредиентов дают 98,8% вклада в массу
выбросов:
фториды газообразные – 1,6%;
фториды плохо растворимые – 2,3%;
оксид углерода – 83,8%;
серы диоксид – 2,9%;
бенз(а)пирен – 0,003%;
смолистые вещества (исключая бенз/а/пирен) – 2,3%;
пыль неорганическая до 20% SiО2 – 5,8%.
Среднегодовые
концентрации
превышали
допустимые
нормы
по
формальдегиду в 12,3 раза, бенз(а)пирену в 2,9 раза, диоксиду азота в 1,8 раза,
фториду водорода в 1,4 раза.
Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников
города Братска составили всего 92,754 тыс. т/год, из них твердых – 19,371 тыс.
т/год и газообразных и жидких – 73,383 тыс. т/год, в том числе прочих
газообразных жидких – 1,262 тыс. т/год, летучих органических соединений (ЛОС)
– 1,125 тыс.т/год, азота диоксида – 8,519 тыс. т/год, выбросы ангидрида
сернистого (серы диоксид) – 7,177 тыс.т/год, углерода оксида – 55,236 тыс. т/год,
углеводородов (без ЛОС) – 0,064 тыс. т/год.
Из специфических загрязняющих веществ - 1278 т смолистых веществ, 44 т
сероводорода, 1346 т твердых фторидов, 1037 т фтористого водорода, 5,5 т хлора,
21 т метилмеркаптана, 180 т диметилсульфида, 126 т диметилдисульфида, 100 т
формальдегида, 124 т скипидара.
91
На предприятиях города уловлено 251,152 тыс. т/год загрязняющих
веществ, из них утилизировано 114,831 тыс. т/год. В целом по городу процент
улавливания загрязняющих веществ составил 73,03%.
При рассмотрении процессов, приводящих к формированию высоких
уровней загрязнения воздуха в г. Братске, следует иметь в виду, что основные
промышленные предприятия, загрязняющие атмосферу города, располагаются в
его южной части. На долю предприятий этого района приходится более 80%
выбросов.
Таким образом, наибольшее количество случаев высокого загрязнения
воздуха наблюдается при формировании юго-западного потока в приземном слое
атмосферы, когда происходит постоянный вынос примесей от этих источников на
город.
Динамика
изменения
уровня
загрязнения
атмосферы
г.
Братска
контролируемыми веществами за период 1997-2012 гг. приведены на рисунках.
Фтористый водород. В настоящее время имеет место превышение
максимально-разовых и среднегодовых концентраций фтористого водорода. На
рис.3.5 и 3.6 представлена динамика изменения уровня загрязнения фтористым
водородом.
0,14
0,12
0,1
0,08
0,06
0,04
0,02
0
Братск
Чекановский
Падун
ПДК
Линейный (ПДК)
Рисунок 3.5. - Динамика максимально-разовых концентраций фтористого
водорода
92
0,009
0,008
0,007
0,006
0,005
0,004
0,003
0,002
0,001
0
Братск
Чекановский
Падун
ПДК
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
2000
1999
1998
1997
Линейный
Рисунок 3.6. - Динамика среднегодовых концентраций фтористого
водорода
Диоксид серы. Уровень загрязнения района расположения Братского
алюминиевого завода диоксидом серы за период 2001-2012 гг. практически не
изменился и находится значительно ниже ПДК. На рисунке 3.7 представлена
динамика изменения уровня загрязнения диоксидом серы на стационарных
постах.
Среднегодовые концентрации диоксида серы изменялись от 0,001 до 0,002
мг/м
3
или 0,001-0,1 ПДКс.с.. Максимальные значения концентраций изменялись
от 0,15 до 0,1 мг/м3 или 0,03-0,2 ПДКм.р..
0,6
0,5
Братск
Чекановский
Падун
Гидростроитель
ПДК
Линейный (ПДК)
0,4
0,3
0,2
0,1
20
02
20
03
20
04
20
05
20
06
20
07
20
08
20
09
20
10
20
11
20
12
20
01
0
Рисунок 3.7. - Динамика максимально-разовых концентраций диоксида серы
93
Сероводород. Максимальные концентрации сероводорода превышали
санитарные нормативы ПДКм.р. Максимальные значения были зафиксированы в
2005 г. в пос. Падун и Гидростроитель до 0,049 мг/м3 или 6,1 ПДКм.р.
Среднегодовые концентрации не превышали санитарных нормативов ПДКм.р. На
рисунке
3.8
представлена
динамика
изменения
уровня
загрязнения
сероводородом.
0,06
0,05
Падун
Гидростроитель
Энергетик
Братск
ПДК
Линейный (ПДК)
0,04
0,03
0,02
0,01
20
01
20
02
20
03
20
04
20
05
20
06
20
07
20
08
20
09
20
10
20
11
20
12
0
Рисунок 3.8 - Динамика среднегодовых концентраций сероводорода
Бенз(а)пирен. Наблюдения Братским ЦГМС за загрязнением атмосферного
воздуха бенз(а)пиреном проводятся на стационарных постах, расположенных в
пос. Падун, г.Братске, пос. Гидростроитель. Динамика изменения уровня
загрязнения атмосферы бенз(а)пиреном за период с 2003-2006 гг. показала, что
имеет место повышенный уровень загрязнения атмосферного воздуха в г. Братске,
пос. Падун и Гидростроитель. Среднемесячные концентрации без(а)пирена
изменялись от 1,2 ПДКс.с. до 10,2 ПДКс.с.
Город Братск является одним из наиболее неблагополучных городов по
состоянию загрязнения атмосферного воздуха выбросами вредных веществ.
Братск с 1995 г. включен в список городов России с наиболее высоким уровнем
загрязнения
атмосферного
воздуха.
Город
расположен
в
зоне
резко
континентального, северного климата, а естественный гидрологический режим
94
нарушен сооружением плотины ГЭС. К тому же Братск был построен без учета
розы ветров, географии местности. Большую часть дней в году город проводит в
условиях неблагоприятных метеоусловий для рассеивания вредных выбросов. [48,
49, 50]
Угрозе техногенных катастроф сопутствует постоянное интенсивное
загрязнение атмосферы города, воды и почвы выбросами и сбросами
промышленных предприятий.
Научно-исследовательскими
организациями
проводились
снегогеохимические съемки территории г. Братска. Этими работами полностью
подтверждены данные Росгидромета и определен весь спектр технического
загрязнения
атмосферы
неорганическими
компонентами.
Исследованиями
установлено, что основной ареал загрязнения шириной до 5-14 км направлен от
промышленной зоны и охватывает основную жилую часть Центрального округа.
Концентрация загрязнения по нерастворимому остатку составляет 100-150 мг/кг,
достигая в пределах промышленной зоны и западной части города 700-2000 мг/кг.
На остальной изученной площади содержание нерастворимого остатка в снегу
колеблется от 35 до 100 мг/кг (естественный уровень для Иркутской области 10
мг/кг). Главной составляющей нерастворимого остатка являются так называемые
макрокомпоненты – кремний, алюминий, кальций, магний, железо, калий и
натрий. Суммарная концентрация растворимого остатка составляет от 20 до 70
мг/кг, достигая в центральной части 115 мг/кг (естественный уровень 4.0 мг/кг).
Из микрокомпонентов в составе растворимого остатка отмечаются аномальные
концентрации бериллия (2.5-30 фонов), лития (1.5-40 фонов), стронция (3-40
фонов), бария (2-60 фонов), ванадия (4-60 фонов), марганца (2-20 фонов)
фосфора
(2-15
фонов).
В
снегу
также
зафиксированы
в
и
аномальных
концентрациях макрокомпоненты – кремний, натрий, калий, железо; кислотные
компоненты – сернистый ангидрит и гидрокарбонат и микрокомпоненты – литий,
марганец, барий, бор, цирконий, кобальт, никель, цинк, молибден, ванадий, медь.
Основным техногенным источником загрязнения атмосферы является ОАО
«Братский алюминиевый завод». Например, всем хорошо известные компоненты
95
выбросов алюминиевого завода превышают естественный фон в жилых
микрорайонах округа по алюминию до 133 раз, фтору – до 35 и бериллию – до 40
раз. Территорию города загрязняют и теплоэнергетические предприятия, о чем
свидетельствует содержание урана в снегу (опорный элемент при сжигании угля).
Ареал загрязнения отмечаются вокруг ТЭЦ-6, Галачинской котельной ОАО
«Иркутск-энерго» и других теплоисточников.
Интенсивность
и
состав
техногенного
загрязнения
атмосферы
«Братсккомплексхолдингом» на фоне мощного и широкого загрязнения БрАЗом
проявляется не очень отчетливо. Общий уровень загрязнения атмосферы в целом
снизился по сравнению с 1991 годом, хотя имеет место заметное увеличение
содержания алюминия, кремния, хлора, железа и его спутников – хрома, ванадия,
титана и кобальта.
Сопоставляя выбросы предприятий 1991 и 2003 годов с результатами
проведенных
в
эти
годы
снегогеохимических
исследований,
отмечается
несоответствие снижения выбросов, декларируемых предприятиями, с данными
последних исследований. В снежных пробах уровень снижения концентрации по
ряду компонентов меньше, чем по отчету предприятий. Например, суммарные
выбросы твердых фторидов и фтористого водорода сократились, по отчетам
предприятий за этот период, в 2.2 раза, а по данным снегогеохимической съемки,
снижение составило только 33.5%.
Концентрации
химических
веществ
в
западной
и
южной
частях
Центрального округа в десятки и сотни раз выше естественного уровня.
В таблицах
18-23 представлены данные по максимально разовым
концентрациям химических элементов по месяцам и декадам. Контроль за
состоянием
атмосферного
воздуха
проводил
Братский
центр
по
гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды с декабря 2006 года по
май 2007 года. Из таблицы 18 видно, что контроль за состоянием атмосферного
воздуха проводили по 12 специфическим
промышленных
предприятий
неблагоприятными
города.
В
метеорологическими
веществам,
декабре
характерным для
отмечалось
условиями
для
24
дня
с
рассеивания
96
промышленных выбросов, что составило 77% от количества дней в месяце. По
данным Братского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей
среды, в отдельные дни декабря концентрации оксида углерода, оксида азота,
диоксида азота, сероводорода, сероуглерода, фтористого водорода, твердых
фторидов,
формальдегида
превышали
максимально
разовые
ПДК
преимущественно на территории Центрального округа.
Таблица 18 – Максимально разовые концентрации химических веществ
в атмосфере города Братска (декабрь 2006 г.)
Вещества
Кратность превышения максимально разовых
ПДК
Центральный Падунский Правобережный
округ
округ
округ
1
2
3
4
<ПДК
<ПДК
<ПДК
Пыль
<ПДК
<ПДК
<ПДК
Диоксид
серы
(SO )
<ПДК
=ПДК
Диоксид
азота
1,6 ПДК
(NO
)
<ПДК
<ПДК
Оксид
углерода
1,2 ПДК
(CO) азота (NO)
н/опр
<ПДК
Оксид
н/опр
1,5 ПДК
Сероводород
2,6 ПДК
2,6 ПДК
Сероуглерод
3,2 ПДК
5,6 ПДК
н/опр
Фтористый
2 ПДК
1,85 ПДК
н/опр
водород фториды
н/опр
Твердые
1,7 ПДК
н/опр
1,8 ПДК
Формальдегид
4,1 ПДК
н/опр
н/опр
Сульфаты
0,02
н/опр
<ПДК
<ПДК
Метилмеркаптан
н/опр
Из таблицы видно, что во второй декаде января анализ проходил по 11
специфическим веществам, характерным для промышленных предприятий
города. В это время отмечалось 9 дней (или 90%) с неблагоприятными
метеорологическими условиями для рассеивания промышленных выбросов. В
отдельные дни января концентрации диоксида азота, сероводорода, фтористого
водорода,
формальдегида
превышали
максимально
преимущественно на территории Центрального округа.
разовые
ПДК
97
Таблица 19 – Максимально разовые концентрации химических веществ
в атмосфере города Братска (январь 2007 г.)
Вещества
1
Пыль
Диоксид серы (SO2)
Диоксид азота (NO2)
Оксид углерода
Оксид (CO)
азота (NO)
Сероводород
Фтористый водород
Твердые фториды
Формальдегид
Сульфаты
Метилмеркаптан
Кратность превышения максимально разовых
ПДК
Центральный
Падунский
Правобережный
округ
округ
округ
2
3
4
<ПДК
<ПДК
<ПДК
<ПДК
<ПДК
<ПДК
<ПДК
1,3 ПДК
1,05 ПДК
<ПДК
<ПДК
<ПДК
н/опр
<ПДК
н/опр
<ПДК
1,25 ПДК
<ПДК
1,95 ПДК
1,9 ПДК
н/опр
н/опр
=ПДК
н/опр
<ПДК
5,5 ПДК
н/опр
н/опр
0,01
н/опр
<ПДК
<ПДК
н/опр
Таблица 20– Максимально разовые концентрации химических веществ
в атмосфере города Братска (февраль 2007 г.)
Вещества
Кратность превышения максимально разовых
ПДК
Центральный
Падунский
Правобереж
округ
округ
ный
округ
1
2
3
4
1,2 ПДК
<ПДК
1,2 ПДК
Пыль
<ПДК
<ПДК
<ПДК
Диоксид
серы
(SO
)
<ПДК
1,8 ПДК
Диоксид
азота
1,2 ПДК
(NO ) углерода
<ПДК
<ПДК
Оксид
2,8 ПДК
(CO) азота (NO)
н/опр
<ПДК
Оксид
н/опр
<ПДК
Сероводород
1,75 ПДК
<ПДК
Фтористый
2,55 ПДК
2,4 ПДК
н/опр
водород
н/опр
Твердые
=ПДК
н/опр
фториды
<ПДК
Формальдегид
5,1 ПДК
н/опр
н/опр
Сульфаты
0,001
н/опр
<ПДК
<ПДК
Метилмеркаптан
н/опр
98
Из таблицы видно, что в первой декаде февраля отмечалось 9 дней (90%) с
неблагоприятными
метеорологическими
условиями
для
рассеивания
промышленных выбросов. По данным Братского центра по гидрометеорологии и
мониторингу окружающей среды, в отдельные дни концентрации пыли, оксида
углерода, диоксида азота, сероводорода, фтористого водорода, формальдегида
превышали максимально разовые
ПДК преимущественно на территории
Центрального округа.
По данным таблицы видно, что в марте отмечалось 24 дня с
неблагоприятными
метеорологическими
условиями
для
рассеивания
промышленных выбросов. По данным Братского центра по гидрометеорологии и
мониторингу окружающей среды, в отдельные дни концентрации пыли, оксида
углерода, диоксида азота, фтористого водорода, формальдегида превышали
максимально разовые ПДК преимущественно на территории Центрального
округа; концентрации фтористого водорода и метилмеркаптана – Падунского
округа; оксида углерода и диоксида азота – Правобережный округ.
Таблица 21 – Максимально разовые концентрации химических веществ
в атмосфере города Братска (март 2007 г.)
Вещества
Кратность превышения максимально разовых ПДК
Центральный Падунский
Правобережный
округ
округ
округ
1,4 ПДК
<ПДК
=ПДК
Пыль
<ПДК
<ПДК
<ПДК
Диоксид
серы
(SO )
<ПДК
1,7 ПДК
Диоксид
азота
2,3 ПДК
(NO
)
=ПДК
1,2 ПДК
Оксид
углерода
2,8 ПДК
(CO)
н/опр
<ПДК
Оксид азота (NO)
н/опр
<ПДК
Сероводород
<ПДК
=ПДК
Фтористый
1,65 ПДК
2,1 ПДК
н/опр
водород фториды
н/опр
Твердые
=ПДК
н/опр
<ПДК
Формальдегид
5,6 ПДК
н/опр
н/опр
Сульфаты
0,01
н/опр
<ПДК
4,7 ПДК
Метилмеркаптан
н/опр
99
По данным Братского центра по гидрометеорологии и мониторингу
окружающей среды, в отдельные дни
диоксида
азота,
фтористого
концентрации пыли, оксида углерода,
водорода,
твердых фторидов,
сероводорода,
формальдегида превышали максимально разовые ПДК преимущественно на
территории Центрального; концентрации оксида углерода, диоксида азота,
фтористого водорода и метилмеркаптана – Падунского; оксида углерода,
диоксида азота, сероводорода – Правобережного округов.
Таблица 22 – Максимально разовые концентрации химических
веществ в атмосфере города Братска (апрель 2007 г.)
Вещества
Кратность превышения максимально
разовых ПДК
Центральный Падунский Правобережный
округ
округ
округ
1,2 ПДК
<ПДК
<ПДК
Пыль
<ПДК
<ПДК
<ПДК
Диоксид серы (SO2)
1,3 ПДК
2,1 ПДК
Диоксид азота (NO2)
2,25 ПДК
1,2 ПДК
1,8 ПДК
Оксид углерода (CO)
2,8 ПДК
н/опр
<ПДК
Оксид азота (NO)
н/опр
1,5 ПДК
Сероводород
2,0 ПДК
=ПДК
Фтористый водород
1,85 ПДК
2,2 ПДК
н/опр
н/опр
Твердые фториды
1,3 ПДК
н/опр
1,06 ПДК
Формальдегид
3,34 ПДК
н/опр
н/опр
Сульфаты
0,01
н/опр
<ПДК
<ПДК
Метилмеркаптан
н/опр
100
Таблица 23 – Максимально разовые концентрации химических веществ
в атмосфере города Братска (май 2007 г.)
Вещества
Пыль
Диоксид серы (SO2)
Диоксид азота (NO2)
Оксид
углерода
(CO) азота (NO)
Оксид
Сероводород
Фтористый водород
Твердые фториды
Формальдегид
Сульфаты
Метилмеркаптан
Кратность превышения максимально разовых
ПДК
Центральный
Падунский
Правобережный
округ
округ
округ
1,4 ПДК
<ПДК
<ПДК
<ПДК
<ПДК
<ПДК
1,65 ПДК
1,2 ПДК
2,45 ПДК
1,2 ПДК
1,8 ПДК
3,2 ПДК
н/опр
<ПДК
н/опр
1,6 ПДК
2,5 ПДК
2,25 ПДК
2,25 ПДК
2,8 ПДК
н/опр
н/опр
1,3 ПДК
н/опр
3,6 ПДК
3,6 ПДК
н/опр
н/опр
0,02
н/опр
<ПДК
<ПДК
н/опр
Из таблицы 23 видно, что в мае отмечалось 21 день с неблагоприятными
метеорологическими условиями для рассеивания промышленных выбросов. По
данным Братского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей
среды, в отдельные дни мая концентрации пыли, оксида углерода, диоксида азота,
фтористого
водорода,
твердых
превышали максимально разовые
фторидов,
сероводорода,
формальдегида
ПДК преимущественно на территории
Центрального округа.
После исследования максимально разовых концентраций химических
элементов, которые были взяты за период с декабря 2006 года по май 2007 года,
можно сделать вывод, что превышение ПДК химических элементов наблюдается
в основном в Центральном округе из-за близкого расположения промышленных
источников. По мере удаленности от промышленных предприятий уменьшается
превышение ПДК химических элементов, это наглядно видно по данным
Падунского и Правобережного округах. К приоритетным загрязнителям в
данный период, концентрации которых превышают максимально разовые ПДК,
101
относятся пыль, оксид углерода, диоксид азота, сероводород, фтористый водород
и формальдегид.
В связи со сложившейся ситуацией в г.Братске продолжается выполнение
"Федеральной
программы
неотложных
мер
по
улучшению
состояния
окружающей среды, санитарно-эпидемиологической обстановки и здоровья
населения г. Братска Иркутской области" (ФПЦ "Экология города Братска"),
являющейся первым этапом вывода территории из чрезвычайной экологической
ситуации и направленной на частичное решение проблемы, предусматривающей
стабилизацию и снижение нагрузки на территорию.
3.4 Почвенные условия
Согласно схеме
почвенного районирования
по
Иркутской области
прилегающие территории Братского района входят в среднесибирскую южнотаежную (Приангарскую) провинцию с дерновыми лесными и дерновоподзолистыми почвами.
По
гранулометрическому
составу
наиболее
распространены
среднесуглинистые почвы. На террасах холмов они обычно маломощные, с
включением щебня почти с поверхности.
Мерзлотно-луговые и мерзлотно-болотные почвы встречаются в долинах и
ложбинах. Оторфованные сырые почвы встречаются на пологих склонах
северных экспозиций. Торфянистые и торфяные сырые и мокрые почвы
расположены в долинах рек и ручьёв в нижних частях склонов.
В долине реки Вихоревка встречаются дерново-карбонатные почвы,
которые заняты самыми производительными насаждениями лиственницы и
сосны. Эрозия почв выражена слабо.
Исследуемая территория относится к району островного распространения
вечной мерзлоты. В целом, благодаря своим качествам по глубине развития,
механическому
составу,
степени
влажности,
слабому
развитию
102
подзолообразовательного процесса, содержанию гумуса и минеральных веществ,
почвы
рассматриваемого
района
позволяют
обеспечивать
выращивание
производительных лесов (средний бонитет 3, 1). Почвы маломощные, щебнистые,
со слабо развитыми генетическими горизонтами. Главным образом представлены
дерново-подзолистые
тяжелосуглинистые
остаточно-карбонатные
почвы.
Гумусовый горизонт имеет, светлую окраску, его мощность варьирует от 3 до 10
см, содержание гумуса колеблется от 3 до 6% и резко уменьшается с глубиной,
составляя в следующем горизонте только 0,2-0,5%.
Дерново-подзолистые почвы по степени проявления дернового процесса
подразделяют на: слабо дерновые - дерновый прокрашенный гумусом горизонт от
5 до 15 см; средне дерновые – от 15 до 25 см.
По
гранулометрическому
составу
дерново-подзолистые
почвы
среднесуглинистые (пылевато-песчаные, иловато-песчаные, пылевато-иловатые,
песчано-иловатые)
и
тяжелосуглинистые
(пылеватые,
песчано-пылеватые,
песчано-иловатые, иловато-песчаные). Дерново-подзолистые почвы представлены
на площади 1239,0 га. Они сохраняют все горизонты, присущие подзолистым
почвам, описанных выше, но в отличие от подзолистых под слоем подстилки или
дернины (Н0) залегает гумусовый (А1) горизонт мощностью более 5 см. В
верхних горизонтах в окраске варьирует много оттенков, благодаря которым цвет
их становится неясным и грязным.
Для данных почв характерно наличие гумусовых серых пятен по профилю
на довольно значительную глубину.
Луговые почвы представлены на площади 16 га, формируются они на
низком берегу реки Вихоревка и развиваются в условиях постоянного грунтового
и периодически возникающего переувлажнения. Эти участки используются под
сенокосы.
Луговые почвы формируются при участии очень хорошо развитой луговой
растительности, обеспечивающей активное развитие дернового процесса. Луговоболотные почвы представлены на площади 100 га. Лугово-болотные почвы, ввиду
слабой дренированности и незначительности уклонов пониженных элементов
103
рельефа, развиваются в условиях постоянного грунтового и периодически
возникающего поверхностного переувлажнения. Капиллярная пойма находится на
глубине 240 см, грунтовые воды – 135 см.
Почва
является
компонентом
лесных
экосистем,
обеспечивающим
непрерывность их функционирования благодаря наличию в почве влаги,
элементов минерального питания, благодаря круговороту веществ в почве. В
связи с этим изучение роли почв в решении проблемы влияния промышленных
выбросов на лесные экосистемы занимает большое значение.
Город Братск является крупным промышленным центром, на территории
которого
находятся
Братский
алюминиевый
завод
(БрАЗ),
Братский
лесопромышленный комплекс (БЛПК), ТЭЦ, в результате их работы в атмосферу
выбрасываются большие объемы пыли, содержащей тяжелые металлы и другие
загрязняющие вещества. Преобладающими компонентами пылегазовых выбросов
являются фтористый водород (HF), сероводород (H2S), сернистый газ, хлор (Cl),
сульфат натрия (Na2SO4), метилмеркаптан, техногенная пыль, тяжелые металлы,
смолистые вещества, кремний. Район расположен в пределах южной тайги
Среднесибирского плоскогорья. На исследуемой территории распространены
светлохвойные сосновые и сосново-лиственные брусничные леса на дерновоподзолистых
остаточно-карбонатных
почвах
и
дерново-карбонатных
оподзоленных на пестро-цветной карбонатной коре выветривания [1].
Из-за близкого расположения промышленных источников относительно
друг друга происходит перемешивание пылегазовых выбросов, что усложняет
установление доли участия каждого предприятия в загрязнении природной среды.
Тем не менее, с определенной достоверностью это удается выявить по ведущим
или характерным для каждого предприятия химическим элементам. Поступающее
в природную среду через атмосферу техногенное вещество в виде пыли,
обогащенной рядом химических элементов, оседает в основном в подстилке и
верхнем дерновом горизонте почв (0-5; 1-10 см). Под воздействием техногенного
загрязнения происходит подкисление почв, меняется состав гумуса и почвенной
микрофлоры, что приводит к снижению общей устойчивости и продуктивности
104
насаждений, произрастающих на этих почвах. При воздействии загрязненного
атмосферного воздуха, почва поглощает значительную часть поллютантов, при
этом изменяются ее химический состав, физико-механические свойства особенно
верхних,
корнеобитаемых
горизонтах
почвы,
изменение
активности
микробиологической трансформации веществ в почве. В результате почва сама
становится токсичной средой для роста и развития растений, а также источником
вторичного загрязнения биосферы. Вокруг каждого промышленного предприятия
химические элементы накапливаются в почвах в определенных ассоциациях,
отражающих специфику производства предприятия. Ввиду того, что твердое
вещество выбросов алюминиевого завода в атмосферу на 60-70 % состоит из
окиси алюминия и на 15-20% так называемой «анодной массы», вокруг завода
образуется ареал с повышением содержания в почвах фторидов и алюминия
(рис.3.9-3.10). Особенно насыщен этими элементами слой подстилки мощностью
6-8 см. Содержание здесь алюминия достигает 30-35%, а фтора 1,5-2% от
абсолютно-сухого вещества. Повышенное содержание фтора, который, как
известно, отрицательно влияет на жизнедеятельность микрофлоры, замедляет
процесс разложения подстилки. Поэтому, её мощность значительна 6-8 см, то есть
в 2-3 раза больше чем в фоновых лесах.
Был проведен анализ содержания
химических элементов в почве на глубинах 0-2 см, 2-7 см, 13-24 см, 24-45 см на
расстоянии 500 м от БЛПК и 1 км от БрАЗа [2]. Результаты анализа дают
представление об общем содержании поллютантов в почве и изменении их
концентрации с глубиной.
105
почвенный горизонт
1,6
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
на
от
на
от
А0
A1
А2
В
ВСк
расстоянии 1 км
БрАЗа
расстоянии 500 м
БЛПК
ВСк
Рисунок 3.9- Содержание фтора в лесной подстилке и дерново-подзолистой
остаточно-карбонатной почве (в % на воздушно-сухое вещество)
40
35
30
25
20
15
10
5
0
почвенный горизонт
на расстоянии 1 км от
БрАЗа
на расстоянии 500 м от
БЛПК
А0
А1
А2
В
ВСк ВСк
Рисунок 3.10 - Содержание алюминия в лесной подстилке и дерново-подзолистой
остаточно-карбонатной почве (в % на воздушно-сухое вещество)
Для зоны воздействия лесопромышленного комплекса характерно
накопление в почвах кальция и растворимых соединений (сульфатов, хлоридов)
(рис. 3.11-3.12).
почвенный горизонт
12
на расстоянии 1 км от
БрАЗа
на расстоянии 500 м от
БЛПК
10
8
6
4
2
0
А0
A1
А2
В
ВСк
ВСк
Рисунок 3.11- Содержание кальция в лесной подстилке и дерново-подзолистой
остаточно-карбонатной почве (в % на воздушно-сухое вещество)
106
35
30
25
20
15
Si
10
5
0
Si
А0
А1
А2
В
ВСк
ВСк
горизонт, глубина, см
Рисунок 3.12 - Содержание кремния в аэрозолях подстилки и дерновоподзолистой остаточно-карбонатной почве на расстоянии 500 м к северо-востоку
от ЛПК и 1 км к северо-востоку от алюминиевого завода
(в % на воздушно-сухое вещество)
Наиболее
характерным
показателем
является
кислотность
верхнего
горизонта почвы pH. По уровню pH почвы относится к нейтральным;
слабокислым; кислым. На отдельных участках в местах выпадения осадков
подкисляется верхний горизонт. Причем эта кислотность постепенно вымывается
в горизонт глубиной от 10 до 20 см, о чем свидетельствует несколько более
высокая кислотность, чем в верхнем горизонте А1. Затем с увеличением глубины
более 20 см в горизонтах В и ВСк кислотность снижается, реакция почвы здесь
становится нейтральной. Т.е. кислотность горизонтов почвы не отличается от
кислотности почв, находящихся вне зоны промвыбросов. В зоне технического
воздействия алюминиевого завода дождевая вода имеет слабокислую реакцию
(pH от 5,4 до 6,6), а снеговая – близкую к нейтральной (pH – 6,2 – 6,7). В зоне
воздействия лесопромышленного комплекса реакция атмосферных осадков
меняется на щелочную (pH до 9,0) вследствие взаимодействия газообразных
веществ с твердым веществом выбросов в присутствии влаги. В результате в
ландшафты поступают не кислотные растворы, а солевые, и имеющие меньшую
токсичность. Поэтому основное поражение растений связано, прежде всего, с
прямым токсичным действием газов, а не кислот. Дожди с pH 4,3-4,5 под
факелами предприятий выпадают редко.
107
Поскольку все загрязнители в любой форме в конце концов попадают в
почву, в ней можно обнаружить скапливающиеся там вредные вещества. С газами
это сделать значительно труднее, чем с пылью, поскольку газообразные вещества
вступают в соединение с составными частями почвы, а их зачастую не
определишь как вредные вещества.
Поступающее в природную среду через атмосферу техногенное вещество в
виде пыли, обогащенной рядом химических элементов, оседает в основном в
подстилке и верхнем дерновом горизонте почв (0-5; 1-10 см). Вокруг каждого
промышленного предприятия химические элементы накапливаются в почвах в
определенных ассоциациях, отражающих специфику производства предприятия.
Для
зоны
воздействия
лесопромышленного
комплекса
характерно
накопление в почвах кальция и растворимых соединений (сульфатов, хлоридов).
Твердые выбросы лесопромышленного комплекса и, находящейся на его
территории ТЭЦ-6, работающей на Канско-Ачинских углях, по своему составу
коренным образом отличаются от выбросов алюминиевого завода. Для них
индикаторными элементами являются в основном кальций (10-15%) и сера (4,55,0%).
Зола ТЭЦ-6 с повышенным количеством железа, марганца, стронция, бария
в атмосферном
воздухе
разбавляется
твердыми
выбросами предприятий
комплекса. В результате смешивания выбросов относительное участие указанных
элементов меняется и их ведущая роль в твердых выбросах не проявляется столь
контрастно, но для зоны воздействия лесопромышленного комплекса характерно
накопление в почвах кальция и растворимых соединений (сульфатов, хлоридов).
Изучение
химических
и
механических
свойств
почвы
в
районе
промвыбросов проводилось по стандартным методикам. В образцах объемов 100
см3 определяли pH, гумус (1 ум), общий азот (N,%), в 1-n NaCL вытяжке
обменные Ca, Mg, H и AL (мг-экв на 100 г. почвы), а также их сумму (СОК),
степень насыщенности почвенного поглощающего комплекса (3%), подвижный
калий и фосфор по Кирсанову (мг на 100 г. почвы K2O и P2O5), объемный вес
108
(ОВ, г/см3), удельный вес (УВ, г/см3), наименьшую полевую влагоемкость (НВП,
%), пористость аэрации при НВП (ПАнпв, %).
Начальной
стадией
этой
работы
явились
данные
анализов
почв,
проведенных в районах подсобных хозяйств (Братского алюминиевого завода и
БратскГЭСстроя).
Для морфологической характеристики приводим описание разреза 1
заложенного в 3 км от п. Стениха на верхней части пологого юго-восточного
склона. Вырубка, молодой березово-осиновый лес с примесью сосны.
А 0-2 см – лесной опад; 2-8 см – серый, сухой, тяжелый суглинок, мелко
комковатая структура, рыхлый, включение корней, переход резкий.
А2 8-15 см – свежий, белесо-бурый, тяжелый суглинок, мелко комковатость
зернистая, рыхлая, переход резкий, присыпка кремнезема.
В 15-35 см – красно-бурый, слабо увлажнен, ореховатая уплотненная глина,
пронизанная корнями, переход постепенный.
Вс 35-60 см – бурый с серо-зелеными пятнами, слабо увлажнен, единичные
корни, обломки плиток, мергеля, переход резкий по вскипанию.
Ск 60-110 см – белесо-розовый, слабо увлажненный, глина, слабо уплотнен.
Наиболее
характерным
показателем
является
кислотность
верхнего
горизонта почвы pH в KCL. По уровню pH почвы относится к нейтральным – 4
почвенных разреза; слабокислым – 3 разреза; кислые – 2 почвенных разреза.
Можно предположить, что на отдельных участках в местах выпадения
осадков подкисляется верхний горизонт. Причем эта кислотность постепенно
вымывается в горизонт глубиной от 10 до 20 см, о чем свидетельствует несколько
более высокая кислотность, чем в верхнем горизонте А1. Затем с увеличен6ием
глубины более 20 см в горизонтах В и С кислотность снижается, реакция почвы
здесь становится нейтральной. Т.е. кислотность горизонтов почвы не отличается
от кислотности почв, находящихся вне зоны промвыбросов.
В таблице 24 приведено содержание фтора в почве в разных направлениях
от БрАЗа.
109
Таблица 24 - Содержание фтора в почве вокруг БрАЗа мг/кг
Направление
от завода,
расстояние
Глубина
отбора
pH почвы
Валовое
содержание
1
СВ 1 км
СВ 4 км
СВ 6 км
СВ 8 км
СВ 10 км
СВ 14 км
СВ 17 км
СВ 30 км
С 0,5 км
С 2 км
С 4 км
Ю 0,5 км
Ю 4 км
ЮЗ 3 км
ЮЗ 7 км
ЮЗ 15 км
ЮВ 0,5 км
ЮВ 4 км
ЮВ 9 км
Фон
2
0-5 5-20
0-5 5-20
0-5 5-20
0-5 5-20
0-5 5-20
0-5 5-20
0-5 5-20
0-5 5-20
0-5 5-20
0-5 5-20
0-5 5-20
0-5 5-20
0-5 5-20
0-5 5-20
0-5 5-20
0-5 5-20
0-5 5-20
0-5
0-5
0-5
3
-7,9 7,8
7,5 7
8,2 8,1
7,5 7,4
6,2 6,6
6,6 6,3
6,8 6,3
7,7 7,1
7,2 6,5
7,9 8
7,1 7,8
6,1 6,1
--6 6,2
--
4
2400 1200
1320 940
630 460
650 710
500 400
500 200
450 480
300 220
700 400
680 300
500 500
1700 800
300 530
1900 1000
600 500
690 1200
970 620
400
500
200
Содержание
воднорастворимых
форм.
5
27,5 13,5
51 23
45 26
43 20
20 15
14 10
0,5 9,5
6,5 2
56 51
82 88
22 15 91
18,5 6,5
80 20
20 7
0,5 60 80
20
8
-
Самое большое содержание фтора в почве по данным таблицы наблюдается
в северо-восточном направлении на расстоянии 1 километра от БрАЗа.
Исследование влияния алюминиевого производства на лесные экосистемы
свидетельствует о том, что на поверхности почвы образуется корка из шламовой
пыли, резко увеличивается кислотность 20 см слоя почвы, увеличивается
содержание тяжелых металлов. Это приводит к нарушению функций корневых
систем растений, а также всех органов древесных растений вследствие изменения
гидрологического режима кислотности почв, повышенной концентрации и
токсичности тяжелых металлов.
110
3.5. Выводы
1.Растительные
сообщества
Братского
района
представлены
многочисленными семействами и видами растений. Главными преобладающими
породами являются сосна (Pinus sylvestris L.) и лиственница (Larix sibirica Ldb.).
2. Леса Братского района формируются в условиях продолжительного и
интенсивного действия воздушного загрязнения. При этом лесные экосистемы
находятся в различных стадиях деградации и различаются по типам состояния.
Полностью деградированные лесные экосистемы - “техногенные пустоши” сконцентрированы
вокруг
главного
источника
загрязнения
(Братского
алюминиевого завода). На удалении 10 км от источника загрязнения техногенные
редколесья постепенно переходят в дефолиирующие леса, которые по площади
значительно превышают техногенные пустоши и техногенные редколесья. В
лесных экосистемах, подверженных воздушному загрязнению, на стадии
дефолиирующих лесов происходят серьезные нарушения питательного режима
почв.
3. Климатические условия оказывают большое влияние на устойчивость
древостоев. Такие метеорологические
факторы как инверсии, большая
повторяемость штилей и слабых ветров, наличие туманов и преобладание
незначительного
количества
осадков
усиливают
негативное
воздействие
промышленных выбросов, т.к. препятствуют рассеиванию загрязняющих веществ.
4.
Основными
загрязнителями
атмосферного
воздуха
являются:
предприятия теплоэнергетики (ИТЭЦ-6, "Северные тепловые сети" участки № 1 и
№ 2), ОАО "РУСАЛ Братск", ОАО «Целлюлозно-картонный комбинат». Их вклад
в суммарные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных
источников составил 64,87; 16,67 и 6,29 % соответственно.
5. Приоритетными загрязнителями, содержание которых превышает
установленные предельно допустимые нормы, являются продукты сгорания
топлива: пыль,
диоксид
и оксид
азота,
оксид
углерода,
бенз(а)пирен,
формальдегид, а также ряд специфических примесей - сероуглерод, сероводород,
111
фтористый водород, метилмеркаптан, растворимые твердые фториды.
6.
По
гранометрическому
составу
наиболее
распространены
среднесуглинистые почвы, чаще глинистого механического состава с включением
обломочного материала. Исследуемая территория относится к району островного
распространения вечной мерзлоты. Почвы рассматриваемого района позволяют
обеспечивать выращивание производительных лесов (средний бонитет 3, 1).
Почвы
маломощные,
щебнистые,
со
слабо
развитыми
генетическими
горизонтами.
7. Почвы вблизи промышленных предприятий загрязнены специфическими
для данных производств выбросами. Наибольшее загрязнение имеет лесная
подстилка и верхний горизонт почвы до 20 см глубиной. Эта зона является
корнеобитаемой,
вследствие
чего
влияет
на
Загрязнение почвы имеет сравнительно небольшой
развитие
растительности.
радиус (не более 1 км).
Основной причиной деградации насаждений является не загрязненная почва, а
аэротехногенное загрязнение, распространяющееся на расстояние более 50 км.
8. На основании химического анализа верхних горизонтов почвы можно
говорить о том, что наибольшее накопление загрязняющих веществ характерно
для лесной подстилки и гумусово-аккумулятивного горизонта почвы; в гумусовоэлювиальном и элювиальном горизонте почвы в результате процессов выноса
органических и минеральных веществ количество загрязняющих компонентов
существенно снижается.
112
4. КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ СОСНОВЫХ
НАСАЖДЕНИЙ
4.1 Анализ экологической структуры древостоев
На основании многолетних наблюдений за состоянием сосновых древостоев
в зонах действия алюминиевого и целлюлозно-бумажного производства в районе
г. Братска прослеживается сукцессия древостоев, связанная с ослаблением и
гибелью сосняков.
Исследования проводились на постоянных пробных площадях,
1976 года, расположенных в трех
начиная с
зонах с различным уровнем загрязнения:
сильным, средним и слабым. В год закладки площадей средняя таксационная
характеристика была следующей: состав – 9С1Л, средний возраст – 80-120 лет,
класс бонитета - III, полнота – 0,6-0,7; группа типов леса – зм. К 2007 году
произошло существенное изменение состояния древостоев на пробных площадях,
что связано с воздействием поллютантов (фтор, хлор) и с процессами
естественного распада древостоев с возрастом.
Из 12 заложенных постоянных пробных площадей к 2007 году сохранились
только 4 площади. Причинами гибели лесов явились лесные пожары, сплошные
санитарные рубки, проводимые в ослабленных древостоях, а также самовольная
вырубка леса в последние годы. Тем не менее,
весьма ценным является
исследование изменения состояния сосняков на оставшихся пробных площадях за
31 летний период регулярных наблюдений. Наибольшая степень сукцессии
прослеживается в зонах с сильным и средним уровнем загрязнения в радиусе до
20 км от промышленных предприятий.
Анализ экологической структуры (виталитетного спектра) популяций видаэдификатора в динамике (на рис. 4.1
приведены данные за 1995 и 2007 по
113
четырём пробным площадям) позволил отметить следующие их реакции на
длительный техногенез.
Сосна остро реагировала на него и в последние годы (по сравнению с
1995г.) несколько ухудшила экологическую структуру (таблица 23).
50
процент
деревьев, %
ПП № 6
Процент
деревьев в
%(1995)
Процент
деревьев (2007)
40
30
20
10
балл категории
состояния
0
1
2
3
4
процент
деревьев,
%
70
60
50
40
30
20
10
0
5
6
пп №7
Процент
деревьев 1995
2007
балл категории
состояния
1
2
3
4
процент
деревьев,%
5
6
пп№10
Процент деревьев
1995
2007
40
30
20
10
балл категории
состояния
0
1
50
2
3
4
5
6
пп№11
процент
деревьев,%
Процент
деревьев 1995
2007
40
30
20
балл категории
состояния
10
0
1
2
3
4
5
6
Рисунок 4.1 – Экологическая структура древостоев сосны
114
Таблица 23 – Динамика ослабления сосновых древостоев
№ Расстояние
Год
Категория состояния
п/ от источнип
6
7
10
11
1
2
3
4
5
Средний
6
балл
ка
категории
выбросов
состояния
6 км
1995
2
8
21
24
6
39
4,4
Ю-В
2007
2
8
20
26
10
44
4,8
10 км
1995
10
5
4
4
16
61
4,7
Ю-В
2007
4
3
3
10
32
38
4,9
19 км
1995
10
17
31
30
4
8
3,25
Ю-В
2007
7
27
34
18
5
9
3,34
21 км
1995
4
20
47
25
1
2
3,0
С-З
2007
5
28
26
24
11
6
3,26
Анализ накопления крупных древесных остатков (КДО) свидетельствует о
том, что меньший запас КДО накапливается в сосновых синузиях (в среднем
10%),
что связано с
её
устойчивостью к ветру.
Выявлены
обратные
корреляционные зависимости между запасом КДО и относительной полнотой
древостоев (y = -0,8536x2 + 8,5979x - 0,48; R2 = 0,6272) и между запасом КДО и
запасом сырорастущего древостоя (y = -0,6286x2 + 6,7571x + 2,5; R2 = 0,7562).
Зависимостей между запасом КДО, удалением их от источника загрязнения и
индексом состояния выявлено не было.
На рисунке 4.2 представлена динамика состояния древостоев при изменении
техногенного загрязнения.
объем выбросов,
тыс.т/год
115
жизнеспособность деревьев,
%
100
250
200
80
150
60
100
40
50
20
0
Объем выбросов,
тыс.т/год
Жизнеспособность
деревьев, %
0
1976
1986
1996
2006
2012
годы
Рисунок 4.2 - Реакция сосновых древостоев на изменение техногенного
загрязнения
На рисунке 4.3
представлена зависимость среднего балла категории
средний балл категории состяния
состояния от длительности воздействия промвыбросов.
5
Средний
балл 1зона
4,5
4
Средний
балл 2 зона
3,5
3
2,5
Средний
балл 3 зона
2
1,5
1
0,5
0
1976
1980 1984 1988
1992 1996
2000 2004 2008
2012
годы
Рисунок 4.3 - Зависимость среднего балла категории состояния от
длительности воздействия промвыбросов
Снижение продуктивности лесов под влиянием промышленных выбросов
происходит вследствие изменения интенсивности роста и увеличения числа
погибших деревьев, отличающихся сниженной толерантностью к фитотоксичным
веществам. В целом средняя таксационная характеристика постоянных пробных
площадей претерпела следующие изменения: состав и тип леса остался прежним,
116
зато снизился класс бонитета до
IV, а в некоторых случаях и до V, и
уменьшилась полнота до 0,4-0,5.
4.2 Моделирование процессов развития и деградации лесных экосистем
Для прогнозирования развития лесных экосистем необходим анализ
полученных результатов и разработка математических моделей, отражающих
процессы их развития и деградации. Определены факторы, влияющие на
жизнеспособность лесных биогеоценозов. Качественная оценка лесных экосистем
основана на контроле и учете реакций древесной растительности на воздействие
экологических факторов. Прогноз реакций древесной растительности зависит от
характера продолжительности и интенсивности воздействия антропогенных
факторов окружающей среды.
Процессы
эти
весьма
специфичны,
на
них
оказывают
влияние
климатические, почвенные и экологические факторы, они зависимы от наличия и
характера промышленных загрязнителей, от концентрации промвыбросов в
воздухе и почве.
На основании многолетних наблюдений за древостоями в районе г.Братска
можно сказать о том, что процессы деградации сосновых насаждений имеют свою
специфику:
охват
больших
площадей
процессами
ослабления
деревьев;
усугубление воздействия вредных промышленных выбросов климатическими
условиями; преобладание в составе насаждений малоустойчивых хвойных пород.
По данным
постоянных пробных площадей очевидна
зависимость
категорий состояния древостоя от длительности экспозиции промвыбросов по
различным зонам (табл.24).
117
Таблица 24 - Зависимость среднего балла категорий состояния от
длительности воздействия промвыбросов
Годы
Средний балл категории состояния
2 зона
3 зона
1
2
3
4
1976
2,5
1,65
1,2
1980
3,6
2,57
1,3
1984
4,15
3,1
1,3
1988
4,57
3,2
1,3
1992
4,68
3,25
2
1996
4,4
3,4
2,4
2000
3,8
2,75
2,64
2004
3
2,24
2
2008
2,8
2
1,6
средний балл категории состояния
1 зона
5
4,5
2
y = -0,1246x + 1,2211x + 1,5612
1зона
2
R = 0,9321
2 зона
4
3,5
3 зона
3
2,5
2
1,5
1
2
y = -0,0954x + 0,9523x + 0,9433
2
R = 0,9267
3
2
y = -0,027x + 0,3576x - 1,1021x + 2,0656
2
R = 0,8284
0,5
0
1976 1980 1984 1988 1992 1996 2000 2004 2008 2012
годы
Рисунок 4.4 - Средний балл категории состояния в зависимости от
длительности воздействия промвыбросов
118
На рисунке видна высокая эффективность моделей при описании данного
процесса лесов. На основании многолетних наблюдений за древостоями по
материалам пробных площадей накоплен большой материал, позволяющий
говорить о возможности прогнозирования снижения продуктивности насаждений
региона.
4.3 Исследование состояния сосновых древостоев 2-ой генерации
Закладка постоянных пробных площадей преследовала цель - получения
достоверной информации изменения состояния древостоев с различным уровнем
загрязнения. Пробные площади заложены в наиболее распространенном типе леса
разнотравном; возраст древостоев колеблется от
50 до 80 лет; в основном
древостои чистые сосновые с небольшой примесью лиственницы и других пород;
класс бонитета –III. Таксационная характеристика древостоев на постоянных
пробных площадях представлена в таблицы 25.
Таблица 25 - Таксационные характеристики древостоев на постоянных
пробных площадях
№п/
п
Состав
Дср,
см
Н ср,
м
А,
лет
Балл
категории
состояния
Площадь,
га
тип леса
1
9.
Расстояние
от
источника
выбросов
2
СВ-10км
3
5С5Л
10С
6
62
58
53
7
2,7
2,8
2,6
9
рт
СВ-29 км
5
18,2
17,4
20
8
0,35
10.
4
27,6
44,3
21,8
0,68
рт.
3.
СВ-24,5 км
9С1Л
6С4Л+Е
84
82
48
51
2,2
2,4
2,0
1,6
рт
СВ-19км
20
23,7
10
10
0,4
1.
33,8
46,3
10
12
0,4
рт
2.
СВ-36 км
6С4Л
37
42
23,9
24,4
80
76
1,4
1,1
0,56
рт
119
Продолжение таблицы 25
1
4.
2
СВ-42 км
3
9С1Л
13.
5.
СВ-26 км
СВ-18 км
10С
7С3Л
14.
6
СВ-22 км
ЮВ-16км
(г.Моргудо
н)
ЮВ-18 км
(г.Моргудо
н)
7.
4
37,7
42
17,8
31,3
33
5
22
23,4
17,1
21,7
19,1
6
80
79
48
82
80
7
1,3
1,2
2,3
2,6
1,7
8
0,5
9
рт.
1,2
0,63
рт.
рт
10С
9С1Л
34,8
18,9
17,1
23,6
14,2
14,3
52
60
70
2,2
2,5
1,8
0,8
0,48
рт.
рт
10С+Л
24,3
16
13
10
72
66
1,9
1,6
0,7
16,2
15,4
15,4
14,9
77
65
56
45
2,7
2,2
2,5
2,8
0,56
Кроны
деревьев
имеет
необычну
ю форму
лш
рт.
1,05
0,52
рт.
рт.
8.
ЮВ-22км
6С4Л
34.
11.
СЗ-4 км
СЗ-11км
10С
10С
17,2
19,2
18,4
20,3
26.
27.
22.
25.
23.
28.
29.
32.
СЗ-21 км
СЗ-26 км
СЗ-17,5 км
СЗ-18 км
СЗ-18,5 км
СЗ-29 км
СЗ-20 км
СЗ-25 км
СЗ-22 км
10С
10С
10С
10С
10С
10С
10С
10С
10С
23,8
28,1
23,2
16,6
36
30
12,4
21,6
20,8
19,9
19,9
19,8
15,5
24,9
21
12,6
15,5
11,7
78
75
72
54
107
85
41
54
52
1,6
1,4
1,6
1,6
1,8
1,4
1,4
1,3
1,3
0,54
0,5
0,27
0,35
0,56
0,6
0,45
0,52
0,66
рт.
рт.
рт.
рт.
рт.
рт
бр-рт.
рт.
рт.
33.
30.
24.
12.
СЗ-23 км
СЗ-26,7 км
СЗ-28 км
10С
10С
10С
39
35,8
27,6
24,7
24,9
23,8
157
107
51
1,5
1,4
1,3
0,4
0,36
0,3
рт.
рт.
рт
41.
15.
СЗ-20 км
СЗ-16 км
10С
10С
12,7
37,9
11,6
25,5
55
130
1,5
2,7
0,64
0,6
рт.
бр
16.
С-13км
7С2Л1Е
35
35,3
33,7
23,4
22,1
24,4
90
80
85
2,0
1,9
1,1
0,64
рт.
31.
18.
17.
Ю-18 км
ЮЗ-100 м
ЮЗ-4 км
10С
10С
10С
20
18,5
19,2
19,5
12,2
12,2
44
43
49
2,1
2,8
1,6
0,36
0,48
0,5
бр-рт.
рт.
Частично
тронута
пожаром
120
Продолжение таблицы 25
1
19.
20.
21.
2
ЮЗ-500 м
ЮЗ-1,1 км
ЮЗ-2,5 км
3
10С
10С
10С
4
22,1
18,4
11,6
5
12,3
13
10,2
6
58
48
28
7
2,8
2,7
2,6
8
0,5
0,3
0,3
9
рт.
рт.
рт.
38.
39.
35.
36.
37.
40.
42.
43.
44.
47.
46.
45.
48.
49.
50.
ЮЗ-5 км
ЮЗ-9 км
ЮЗ-18 км
ЮЗ-22км
ЮЗ-24 км
ЮЗ-6 км
ЮЗ- 3 км
ЮЗ-40 км
В-12 км
В-24 км
В-40 км
В-46 км
В-48 км
В-50 км
В-52 км
10С
10С
10С
10С
10С
10С
10С
10С
10С
10С
10С
10С
10С
10С
10С
21,7
20,3
16,8
19,8
15,8
14,5
16
24,1
23,7
24,8
20
24,1
21,5
32
24,8
21,6
17
13,2
13,4
15,2
13,3
14,3
16
16,6
16,7
15,7
16
17,1
18,9
15,9
59
58
52
53
55
57
57
59
58
60
54
59
62
74
68
1,8
2,0
1,4
1,3
1,2
1,6
2,6
1,1
1,2
1,2
1,1
1,3
1,1
1,1
1,2
0.61
0.56
0,72
0,56
0,77
0,48
0,72
0,6
0,96
0,85
0,91
0,84
0,56
0,64
0,7
рт.
рт.
рт
бр.
рт.
рт.
рт.
рт.
рт.
рт.
рт.
рт.
рт.
рт.
рт.
Рассмотрим состояние каждой постоянной пробной площади.
Пробная площадь N 1. Сосновый древостой находится еще в здоровом
состоянии, т.к. средний балл категории состояния в момент закладки составил
1,4, отпад деревьев здесь еще не наблюдается.
Следует отметить, что на данной площади происходит ослабления деревьев
лиственницы (Larix sibirica).
При этом
средний
балл категории состояния
лиственницы составляет 1,6. На рисунке 4.5 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
Н, м
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
y = -0,0278x 2 + 1,0668x + 2,3066
R2 = 0,6846
Д, см
4
6
8
10
12
14
16
Рисунок 4.5 - Зависимость между диаметром и высотой
121
Пробная площадь N2. На этой пробной площади наблюдается ухудшение
состояния древостоя, так балл категории по сосне составил 2,5, а по лиственнице
2,1.
На рисунке 4.6 представлена зависимость между таксационными
показателями сосны.
30
25
Н, м
20
15
y = -0,0124x2 + 1,0805x + 1,5489
10
R2 = 0,6814
5
Д, см
0
12
16
20
24
28
32
36
40
44
48
52
56
60
Рисунок 4.6 - Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь № 3. На данной пробе, не столь сильно подверженной
промвыбросами,
происходит
ухудшение
состояния
деревьев
сосны
и
лиственницы. Балл категории составил по сосне – 2,2, по лиственнице – 2,4. На
рисунке 4.7 представлена зависимость между таксационными показателями
сосны.
28
Н,м
24
20
16
12
8
y = -0,0142x 2 + 1,2664x - 6,3291
R2 = 0,7499
4
Д, см
0
8
12
16
20
24
28
32
36
40
44
48
52
56
Рисунок 4.7 - Зависимость между диаметром и высотой
122
Пробная площадь
N4. Средний балл категории состояния по сосне и
лиственнице составил 2,6.
На рисунке 4.8 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
35
30
Н,м
25
20
15
y = -0,0041x2 + 0,4831x + 8,9744
R2 = 0,8265
10
5
Д,см
0
8
12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64
Рисунок 4.8 - Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь N5. Средний балл категории состояния по сосне составил
2,5 , а по лиственнице - 1,7. На рисунке 4.9 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
30
25
Н,м
20
15
y = -0,0104x 2 + 0,9679x + 2,6211
R2 = 0,6427
10
5
Д.см
0
12
16
20
24
28
32
36
40
44
48
52
56
Рисунок 4.9 - Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь N6. Следует отметить,
что
ухудшение состояния
соснового древостоя
наблюдается (средний балл категории состояния -2,5),
лиственницы – 1,6.
На рисунке 4.10 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
123
28
24
Н,м
20
16
12
8
Д, см
y = -0,0213x2 + 1,2842x - 1,9933
R2 = 0,6362
4
0
6
8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
Рисунок 4.10 - Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь N7. Средний балл категории состоянии сосны составил
1,9, а лиственницы – 1,6. На рисунке 4.11 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
Н,м
30
25
20
15
10
5
0
y = -0,0094x2 + 0,9226x - 1,0494
R2 = 0,682
Д, см
0
10
20
30
40
50
60
Рисунок 4.11 - Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь N8.
На рисунке 4.12 представлена зависимость между
Н,м
таксационными показателями сосны.
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
2
y = -0,0797x + 3,2161x - 16,66
2
R = 0,5878
Д,см
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
Рисунок 4.12 - Зависимость между диаметром и высотой
124
Площадь N9. Средний балл категории состоянии сосны составил 2,7, а
лиственницы – 2,8. На рисунке 4.13 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
30
Н, м
25
20
15
y = -0,0067x2 + 0,758x + 3,9763
10
R2 = 0,8954
5
Д,см
0
4
8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68
Рисунок 4.13 - Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь N 10. Средний балл категории состоянии сосны составил
2,6.
На рисунке 4.14 представлена зависимость между таксационными
Н,м
показателями сосны.
35
30
25
20
15
10
5
0
y = -0,0099x2 + 0,5221x + 13,212
R 2 = 0,5321
8
10
12
14 16
18
20
22
24
26
28 30
Д,см
32
34
36
Рисунок 4.14 - Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь N 11. Средний балл категории состоянии сосны составил
2,8.
На рисунке 4.15 представлена зависимость между таксационными
показателями сосны.
125
25
Н,м
20
15
2
y = -0,0089x + 0,6333x + 6,2599
2
R = 0,6115
10
5
0
4
8
12
16
20
24
28
32
36
Д, см
Рисунок 4.15 - Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь N 12. На рисунке 4.16 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
Н, м
30
25
20
15
10
5
0
y = -0,0111x2 + 0,6719x + 14,211
R2 = 0,7052
8
12
16
20
24
28
32
36
40
44
48
Д, см
Рисунок 4.16 - Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь №13. На рисунке 4.17 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
30
25
Н, м
20
15
y = 0,0042x 2 + 0,059x + 14,632
R2 = 0,3779
10
5
Д, см
0
6
10
14
18
22
26
30
34
38
42
46
Рисунок 4.17 - Зависимость между диаметром и высотой
126
Пробная площадь №14. На рисунке 4.18 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
32
28
Н, м
24
y = -0,006x 2 + 0,5711x + 11,714
R2 = 0,6147
20
16
12
8
8
12
16
20
24
28
32
36
40
44
48
52
56
60
64
Д, см
Рисунок 4.18 - Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь №15. На рисунке 4.19 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
50
Н,см
40
30
20
y = -0,0041x + 0,6003x + 9,9511
10
R = 0,8766
2
2
Д,см
0
10
14
18
22
26
30
34
38
42
46
50
54
58
62
Рисунок 4.19 - Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь №16. На рисунке 4.20 представлена зависимость между
Н,м
таксационными показателями сосны.
36
32
28
24
20
16
12
y = 0,0002x2 + 0,0132x + 23,09
R2 = 0,6082
12
16
20
24
28
32
36
40
44
48
52
Д,см
56
Рисунок 4.20 - Зависимость между диаметром и высотой
127
Пробная площадь №17. На рисунке 4.21 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
18
Н,м
16
14
12
10
y = -0,0104x2 + 0,6496x + 3,8638
8
Д,см
R 2 = 0,547
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
Рисунок 4.21 - Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь №18. На рисунке 4.22 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
20
Н,м
16
12
8
y = -0,0181x 2 + 0,8701x + 2,5952
R2 = 0,5904
4
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
Д,см
28
Рисунок 4.22 - Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь №19. На рисунке 4.23 представлена зависимость между
Н,м
таксационными показателями сосны.
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
y = -0,0004x2 + 0,1211x + 9,9791
R 2 = 0,5568
Д,см
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
Рисунок 4.23 - Зависимость между диаметром и высотой
128
Пробная площадь №20. На рисунке 4.24 представлена зависимость между
Н,м
таксационными показателями сосны.
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
8
10
12
14
16
18
y = 0,0084x2 - 0,2239x + 14,289
R 2 = 0,6224
Д,см
20
30
22
24
26
28
Рисунок 4.24 - Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь №21. На рисунке 4.25 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
20
Н,м
15
10
y = -0,0008x2 + 0,4315x + 5,5682
R2 = 0,5834
5
Д,см
0
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Рисунок 4.25 - Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь №22. На рисунке 4.26 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
30
25
Н,м
20
15
2
y = -0,0215x + 1,3351x + 1,5008
2
R = 0,671
10
5
0
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
Д,см
Рисунок 4.26 - Зависимость между диаметром и высотой
129
Пробная площадь №23. На рисунке 4.27 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
40
Н,м
30
20
2
y = 0,0028x + 0,223x + 14,544
2
R = 0,6585
10
0
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
Д,см
Рисунок 4.27- Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь №24. На рисунке 4.28 представлена зависимость между
Н,м
таксационными показателями сосны.
40
35
30
25
20
15
10
5
0
2
y = -0,0037x + 0,6154x + 8,4347
2
R = 0,539
Д,см
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
Рисунок 4.28 - Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь №25. На рисунке 4.29 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
20
18
Н,м
16
14
y = -0,0022x2 + 0,0587x + 15,123
R2 = 0,3015
12
10
Д,см
8
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
Рисунок 4.29 - Зависимость между диаметром и высотой
130
Пробная площадь №26. На рисунке 4.30 представлена зависимость между
Н,м
таксационными показателями сосны.
32
28
24
20
16
12
8
y = -0,0045x2 + 0,4757x + 11,501
R2 = 0,6266
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36Д,см
Рисунок 4.30 - Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь №27. На рисунке 4.31 представлена зависимость между
Н,м
таксационными показателями сосны.
28
24
20
16
12
8
4
y = -0,0083x2 + 0,8467x + 4,0231
R2 = 0,6077
Д,см
8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42
Рисунок 4.31 - Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь №28. На рисунке 4.32 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
Н,м
24
20
16
y = 0,0013x 2 + 0,429x + 7,2242
R2 = 0,5081
12
8
12
16
20
24
28
32
36
40
Д,см
44
Рисунок 4.32 - Зависимость между диаметром и высотой
131
Пробная площадь №29. На рисунке 4.33 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
18
Н,м
16
14
12
y = -0,0138x 2 + 0,5668x + 7,7926
R2 = 0,5755
10
Д,см
8
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Рисунок 4.33 - Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь №30. На рисунке 4.34 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
26
Н,м
22
y = 13,301x 0,1508
R2 = 0,318
18
14
Д,см
10
6
10 14 18 22 26 30 34 38 42 46 50 54 58 62
Рисунок 4.34 - Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь №31. На рисунке 4.35 представлена зависимость между
Н,м
таксационными показателями сосны.
28
24
20
16
12
8
4
y = -0,0179x 2 + 1,3725x - 0,2343
R2 = 0,7128
Д,см
8
12
16
20
24
28
32
36
Рисунок 4.35 - Зависимость между диаметром и высотой
132
Пробная площадь №32. На рисунке 4.36 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
18
16
Н,м
14
12
2
10
y = -0,0229x + 1,363x - 2,5891
R2 = 0,6451
8
Д,см
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
Рисунок 4.36 - Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь №33. На рисунке 4.37 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
12
Н,м
10
8
y = 0,0121x2 - 0,0884x + 9,9721
R2 = 0,5499
6
Д,см
4
6
8
10
12
14
16
18
Рисунок 4.37 - Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь №34. На рисунке 4.38 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
25
Н,м
20
15
10
y = 6,3663e0,0487x
R2 = 0,3855
5
0
10
12
14
16
18
20
22
24
26
Д.см
Рисунок 4.38 - Зависимость между диаметром и высотой
133
Пробная площадь №35. На рисунке 4.39 представлена зависимость между
Н,м
таксационными показателями сосны.
18
16
14
12
10
8
6
4
y = -0,0928x2 + 3,6802x - 21,996
R2 = 0,6212
12
14
16
18
20
Д,см
Рисунок 4.39 - Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь №36. На рисунке 4.40 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
20
Н,м
15
10
y = -0,0928x 2 + 3,6802x - 21,996
R2 = 0,3212
5
Д,см
0
12
14
16
18
20
Рисунок 4.40 - Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь №37. На рисунке 4.41 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
Н,м
20
15
y = 0,0272x 2 - 0,4805x + 16,078
R2 = 0,5419
10
5
8
10
12
14
16
18
Д,см
20
Рисунок 4.41- Зависимость между диаметром и высотой
134
Пробная площадь №38. На рисунке 4.42 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
26
24
Н,м
22
20
18
y = -0,1077x 2 + 4,9953x - 35,437
R2 = 0,5552
16
14
Д,см
12
16
18
20
22
24
26
Рисунок 4.42- Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь №39. На рисунке 4.43 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
20
Н,м
15
y = -0,058x 2 + 2,6024x - 11,505
R2 = 0,5586
10
5
Д,см
0
14
16
18
20
22
24
26
Рисунок 4.43 - Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь №40. На рисунке 4.44 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
22
Н,м
18
14
y = -0,0084x2 + 0,8931x + 2,1341
10
R2 = 0,6376
Д,см
6
10
12
14
16
18
20
Рисунок 4.44 - Зависимость между диаметром и высотой
135
Пробная площадь №41. На рисунке 4.45 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
20
Н,м
15
10
y = -0,1525x + 13,522
R2 = 0,3042
5
0
8
10
12
14
18 Д,см
16
Рисунок 4.45 - Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь №42. На рисунке 4.46 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
20
Н,м
15
10
5
y = 0,008x2 + 0,4319x + 4,8639
R2 = 0,5907
0
10
12
14
16
18
20
Д,см
Рисунок 4.46 - Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь №43. На рисунке 4.47 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
20
Н,м
15
10
y = -0,0178x 2 + 1,1368x + 0,0462
R2 = 0,7955
5
0
Д,см
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
Рисунок 4.47 - Зависимость между диаметром и высотой
136
Пробная площадь №44. На рисунке 4.48 представлена зависимость между
Н,м
таксационными показателями сосны.
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
y = -0,0105x 2 + 0,8516x + 2,7227
R2 = 0,6424
Д,см
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
Рисунок 4.48 - Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь №45. На рисунке 4.49 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
20
Н,м
15
10
y = -0,0148x 2 + 0,9668x + 2,1948
R2 = 0,5327
5
0
Д,см
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
Рисунок 4.49- Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь №46. На рисунке 4.50 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
20
Н,м
15
10
y = -0,0164x 2 + 0,9155x + 4,6514
R2 = 0,8073
5
0
Д,см
6
8
10 12 14
16 18 20 22
24 26 28
30 32
Рисунок 4.50 - Зависимость между диаметром и высотой
137
Пробная площадь №47. На рисунке 4.51 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
20
Н,м
15
y = -0,0187x2 + 1,2201x - 1,1645
R2 = 0,9248
10
5
0
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
Д,см
Рисунок 4.51 - Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь №48. На рисунке 4.52 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
20
Н,м
15
10
y = -0,0148x 2 + 0,9668x + 2,1948
R2 = 0,5327
5
0
Д,см
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
Рисунок 4.52 - Зависимость между диаметром и высотой
Пробная площадь №49. На рисунке 4.53 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
Н,м
20
15
10
y = -0,0164x2 + 0,9155x + 4,6514
R2 = 0,3073
Д,см
5
0
6
8
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Рисунок 4.53 - Зависимость между диаметром и высотой
138
Пробная площадь №50. На рисунке 4.54 представлена зависимость между
таксационными показателями сосны.
20
Н,м
15
10
y = -0,0178x 2 + 1,1368x + 0,0462
R2 = 0,7955
5
0
Д,см
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
Рисунок 4.54 - Зависимость между диаметром и высотой
Замедление интенсивности деградации можно
отнести
также за счет
снижения общего объема промышленных выбросов, улучшения работы очистных
сооружений на предприятиях, а также за счет того, что деревья перешли в разряд
ослабленных, усыхающих и сухостойных, когда интенсивность деградации уже
не носит явно выраженный характер.
Главным фактором,
промышленными
определяющим
выбросами,
является
степень повреждения древостоев
удаленность
их
от
источников
загрязнения.
На основании
данных наблюдения за
состоянием
древостоев
на
постоянных пробных площадях и оценки уровня загрязнения прослеживается
снижение
уровня
деградации
насаждений, т.е. увеличение среднего
балла
категории состояния в последнее время, идет не столь интенсивно, как прежде.
4.4 Исследование состояния хвои древесных пород
Исследование состояния хвои сосны проводилось химическим методом,
который основан на анализе образцов хвои на содержание фтор ионов, серы
общей, алюминия и кремния.
139
Исследования состояния хвои проводится после визуально-измерительного
метода
в лаборатории, имеющей аккредитацию (аттестат аккредитации
№РОСС.RU.0001.513048) на проведение анализов растительности (Филиал
«Центр лабораторного анализа и технических измерений по ВосточноСибирскому региону»). В общей сложности обработаны результаты 50 пробных
площадей.
При
исследование
состояния
хвои
использовалось
зонирование
предложенное профессором Руновой Е.М. (1999 год). Зона I, или зона
необратимых повреждений древостоя. Протяженность зоны на север от
алюминиевого завода примерно 12 км, на юг - 10 км, на запад - 22 км, на восток 22 км. Зона II - зона видимых повреждений древостоев. Внешняя граница зоны
находится на расстоянии от БрАЗа на север до 20 км, на юг до 18 км, на запад - 28
км, на восток - 30 км. Зона III - зона скрытых повреждений. Внешняя граница
зоны от источника загрязнения находится в радиусе до 50 - 60 км.
По результатам мониторинга лесов в 2006-2008 годах
можно сделать
следующие выводы: по средним значениям наибольший уровень фторидов
содержится
в хвое деревьев, расположенных в I и II зоне (в I зоне содержание
фторидов составляет 13,76 мг/кг, а во II зоне - 13,38 мг/кг). В III зоне содержание
фторидов в среднем составляет 11,41 мг/кг. Наибольшее содержание сульфатов
приходится на хвою деревьев, расположенных в I и II зоне (в I зоне содержание
сульфатов составляет 12,99 мг/кг, а во II зоне
- 11,46 мг/кг).
В III зоне
содержание сульфатов немного меньше (в среднем составляет 8,54 мг/кг) чем, в
фоновой зоне (9,23 мг/кг). По содержанию бенз(а)пирена в хвое деревьев можно
отметить следующее: наибольший уровень содержится в хвое деревьев,
находящихся во II зоне (в среднем составляет – 0,016 мг/кг); в зонах I и III
примерно содержание одинаковое ( в I зоне – 0,012 мг/кг, в III – 0,010 мг/кг).
Проанализировав результаты химических анализов постоянных пробных
площадей за период
исследований с 2006 по 2011 годы
следующие выводы: сравнивая значения химического анализа,
можно сделать
получили, что
содержание в хвое деревьев фторидов изменились в сторону увеличения в I зоне
140
с 13,76 мг/кг до 28,69 мг/кг; во II зоне, наоборот, в сторону снижения с 13,38
мг/кг до 3,59мг/кг и в III зоне с 11,46 мг/кг до 1,48 мг/кг. По содержанию
сульфатов серы в хвое деревьев получены следующие результаты: во всех зонах
загрязнения произошло увеличения значений (в I зоне с 12,99 мг/кг до 69,29
мг/кг; во II зоне с 11,46 мг/кг до 37,81 мг/кг; в III зоне с 8,45 мг/кг до 39,1
мг/кг). По содержанию алюминия в хвое деревьев можно отметить следующее: в I
и II зонах произошло незначительное увеличение значений (в I зоне с 266,98
мг/кг до 321,46 мг/кг; во II зоне с 246,77 мг/кг до 253,00 мг/кг), а в III зоне
произошло небольшое уменьшение значений с 328,45 мг/кг до 266,6 мг/кг. По
содержанию кремния в хвое деревьев можно отметить следующее: в I и II зонах
произошло уменьшения значений (в I зоне 11376,5 мг/кг до 10589,0 мг/кг; во II
зоне 12164,6 мг/кг до 12101,1 мг/кг), а в III зоне произошло незначительное
увеличение с 13230,4 мг/кг до 13371,3 мг/кг.
В таблице 26 приведено соотношение среднего балла категории состояния
на постоянных пробных площадях и усредненные данные по содержанию
фторидов и серы в хвое.
Таблица 26 – Соотношение среднего балла категории состояния и
усредненные данные по содержанию фторидов и серы
№п/п
1
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Балл категории
состояния
2
2
1
2
1
3
2
2
3
3
3
3
1
Фтор,
мг/кг
3
2,77
0,58
1,61
0,93
0,79
3,28
4,17
5,75
17,07
3,09
5,16
2,00
Подвижная сера,
мг/кг
4
20,24
29,14
57,73
30,81
38,12
47,52
61,75
58,40
37,50
27,12
64,27
17,65
141
Продолжение таблицы 26
1
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
2
2
2
3
2
2
3
3
3
3
2
2
1
2
2
1
1
1
1
2
1
1
3
1
1
1
2
2
2
2
3
1
1
1
1
1
1
1
1
3
0,80
0,69
3,43
1,69
12,06
93,53
44,78
51,31
12,26
1,86
1,69
2,89
3,79
4,33
3,29
2,29
1,40
2,76
1,99
1,89
2,45
8,56
2,10
1,47
1,49
19,67
12,53
8,87
6,26
34,94
1,07
2,48
2,00
1,11
1,87
1,84
1,68
1,54
4
63,91
52,66
40,54
63,90
96,34
175,70
79,45
87,90
49,03
17,08
63,90
19,98
18,61
94,18
15,30
22,56
18,08
9,02
23,84
59,31
41,78
45,00
11,36
12,18
28,42
28,01
87,13
48,62
32,76
27,51
41,16
39,48
39,96
43,08
25,74
48,42
43,24
40,86
142
На основании данных таблицы 26 выявлено, что наивысшую корреляцию
между баллом категории состояния и уровнем токсикантов в хвое имеют
фториды.
На
основании
этой
зависимости
предложено
деление
всех
исследованных лесов по уровню содержания фторидов: первая зона – свыше 8
мг/кг сухого веса хвои; вторая зона – от 2,1 до 8 мг/кг сухого веса хвои; третья
зона – от 0 до 2 мг/кг сухого веса хвои.
В связи с этим пробные площади были также разбиты на три зоны и
определены коэффициенты корреляции между состоянием древостоя на пробных
площадях по зонам и уровнем содержания фторидов.
В таблице 27 представлена характеристика состояния древостоев в I зоне.
Таблица 27 – Характеристика состояния древостоев в I зоне
№п/п
9.
17.
18.
19.
20.
21.
34.
38.
39.
40.
42.
Балл
категории
состояния
3
2
3
3
3
3
3
2
2
2
3
Фтор,
мг/кг
Подвижная
сера, мг/кг
17,07
12,06
93,53
44,78
51,31
12,26
8,56
19,67
12,53
8,87
34,94
37,50
96,34
175,7
79,45
87,90
49,03
45,00
28,01
87,13
48,62
27,51
Средний балл категории состояния 2,6. Это означает, что деревья хотя и
имеют средний возраст 52 года, но уже относятся к категории ослабленных и
сильно ослабленных древостоев.
В таблице 28 представлена характеристика состояния древостоев в II зоне.
143
Таблица 28 – Характеристика состояния древостоев во II зоне
№п/п
1
1.
6.
7.
8.
10.
11.
15.
25.
26.
27.
28.
30.
32.
33.
35.
41.
44.
Балл категории
состояния
2
2
2
2
3
3
3
3
2
2
1
1
1
1
1
1
2
1
Фтор,
мг/кг
3
2,77
3,28
4,17
5,75
3,09
5,16
3,43
3,79
4,33
3,29
2,29
2,76
1,89
2,45
2,10
6,26
2,48
Подвижная сера,
мг/кг
4
20,24
47,52
61,75
58,40
27,12
64,27
40,54
18,61
94,18
15,30
22,56
9,02
59,31
41,78
11,36
32,76
39,48
Средний балл категории состояния 1,8. Средний возраст деревьев – 65 лет.
Это означает, что деревья имеют лучшее санитарно-экологическое состояние,
чем древостои первой зоны и в основном относятся к категории здоровых и
ослабленных деревьев.
В таблице 29 представлена характеристика состояния древостоев в III зоне.
Таблица 29– Характеристика состояния древостоев в III зоне
№п/п
1
2.
3.
4.
5.
12.
13.
Балл категории
состояния
2
1
2
1
3
1
2
Фтор, мг/кг
3
0,58
1,61
0,93
0,79
2,00
0,80
Подвижная
сера, мг/кг
4
29,14
57,73
30,81
38,12
17,65
63,91
144
Продолжение таблицы 29
1
14.
16.
22.
23.
29.
31.
32.
36.
37.
43.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
2
2
2
2
2
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
3
0,69
1,69
1,86
1,69
1,40
1,99
1,89
1,47
1,49
1,07
2,00
1,11
1,87
1,84
1,68
1,54
4
52,66
63,90
17,08
63,90
18,08
23,84
59,31
12,18
28,42
41,16
39,96
43,08
25,74
48,42
43,24
40,86
Средний балл категории состояния 1,4. Существенной разницы между
состоянием древостоев второй и третьей зоной не наблюдается, хотя средний балл
категории состояния лучше, но в этой зоне содержится значительно меньшее
количество фторидов в хвое, что и послужило основой для выделения третьей
зоны.
Наибольший уровень содержания фторидов - в хвое деревьев, расположенных
в I зоне (содержание фторидов составляет 28,69 мг/кг). Во II и III зонах
содержание фторидов в среднем составляет 3,59 мг/кг и 1,48 мг/кг. Наглядно
результаты по содержанию фторидов и серы представлены на рисунке 4.55.
Наибольшее содержание серы приходится на хвою деревьев, расположенных в I
зоне (составляет 69,29 мг/кг). Во II зоне и III зонах содержание серы в среднем
составляет 39 и 36 мг/кг.
145
фтор,
мг/кг
сера, мг/кг
35
30
25
20
15
10
5
0
80
y = 82,917e-0,2861x
60
y = 103,55e-1,4823x
R2 = 0,9488
R2 = 0,7062
40
зоны
20
зоны
0
I
II
III
I
II
III
Рисунок 4.55 – Содержание фторидов и серы в хвое деревьев по зонам
загрязнения промвыбросами
По содержанию алюминия в хвое деревьев можно отметить следующее:
наибольший уровень содержится в хвое деревьев, находящихся I зоне – 321,46
мг/кг, а в зонах II и III примерно содержание одинаковое (в II зоне – 253,0 мг/кг,
в III – 266,6 мг/кг). Результаты представлены на рисунке 4.56.
y = 10554x0,2102
R2 = 0,9955
300
250
200
150
-0,0936 x
y = 336,23e
2
R = 0,8522
100
50
0
зоны
кремний, мг/кг
алюминий, мг/кг
350
16000
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
зоны
I
I
II
II
III
III
Рисунок 4.56-Содержание алюминия и кремния в хвое деревьев по зонам
загрязнения на пробных площадях
Особенность накопления кремния в хвое деревьев существенно отличается от
накопления других токсичных веществ. Наибольшее содержание кремния
приходится на III зону – 13371,3 мг/кг, во II зоне – 12101,1 мг/кг и в I зоне 10589,0 мг/кг. Это можно объяснить, большим расстоянием, на которое способны
переноситься частицы кремния в связи с повышенной летучестью. Основным
146
источником загрязнения является кремниевый завод, который расположен на
некотором расстоянии от алюминиевого завода.
Содержание фитотоксикантов в хвое деревьев по зонам не всегда отображает
истинный
характер
загрязнения
лесов,
так
как
предприятия
Братского
промышленного узла располагаются довольно близко друг к другу. Анализируя
данные контрольных образцов хвои, взятых на расстоянии более 30 км от
источников промвыбросов, можно сделать вывод о том, что они содержат
минимальное количество фторидов и серы, и максимальное - тяжелых металлов,
поэтому можно считать, что III зона, находящаяся на расстояние 35-50 км, не
относится к условно чистым, или фоновым зонам
Фтор и сера являются наиболее агрессивными для зеленых растений, в
частности, для хвойных пород, поэтому в качестве индикаторов при составлении
зонирования были взяты усредненные значения содержания этих веществ на
различных пробных площадях.
4.5 Изменение средних таксационных показателей
По результатам
исследований по каждой пробной площади были
определены средние таксационные показатели древостоев. В таблице 30
представлены средние таксационные показатели древостоев в I зоне.
Таблица 30 - Средние таксационные показатели древостоев в I зоне
№п/
п
Состав
Дср,
см
Н ср,
м
А,
лет
1
9.
2
5С5Л
17.
10С
3
27,6
44,3
19,2
4
18,2
17,4
12,2
5
62
58
49
Балл
категории
состояния
6
3
тип леса
2
Частично
тронута
пожаром
7
рт
147
Продолжение таблицы 30
1
18.
19.
20.
21.
34.
38.
39.
40.
42.
2
10С
10С
10С
10С
10С
10С
10С
10С
10С
3
18,5
22,1
18,4
11,6
18,4
21,7
20,3
14,5
16
4
12,2
12,3
13
10,2
15,4
21,6
17
13,3
14,3
5
43
58
48
28
56
59
58
57
57
6
3
3
3
3
3
2
2
2
3
7
рт.
бр.-рт.
рт.
рт.
рт.
бр-рт.
рт.
рт.
рт.
Средние таксационные показатели древостоев на пробных площадях в II
зоне сведены в таблицу 31.
Таблица 31 - Средние таксационные показатели древостоев в II зоне
№п/
п
Состав
Дср,
см
Н ср,
м
А,
лет
тип леса
5
48
51
Балл
категории
состояния
6
2
2
1
1.
2
6С4Л+Е
3
10
12
4
10
10
6.
9С1Л
7.
10С+Л
18,9
17,1
24,3
16
14,2
14,3
13
10
60
70
72
66
2
2
2
2
рт
8.
6С4Л
10.
11.
15.
25.
26.
27.
28.
10С
10С
10С
10С
10С
10С
10С
17,2
19,2
21,8
20,3
37,9
16,6
23,8
28,1
30
16,2
15,4
20
14,9
25,5
15,5
19,9
19,9
21
77
65
53
45
130
54
78
75
85
3
2
3
3
3
2
2
1
1
7
рт
Кроны деревьев
имеет
необычную
форму
лш
рт.
рт.
бр.
бр
рт.
бр-рт.
бр-рт.
бр-рт
148
Продолжение таблицы 31
1
30.
32.
33.
35.
41.
44.
2
10С
10С
10С
10С
10С
10С
3
39
21,6
20,8
16,8
12,7
23,7
4
24,7
15,5
11,7
13,2
11,6
16,6
5
157
54
52
52
55
58
6
1
1
1
1
2
1
7
бр-рт.
рт.
рт.
бр
рт.
бр.
Средние таксационные показатели древостоев на пробных площадях в III
зоне сведены в таблицу 32.
Таблица 32 - Средние таксационные показатели древостоев в III зоне
№п/
п
Состав
Дср,
см
3
37
42
33,8
46,3
37,7
42
31,3
33
27,6
Н
ср,
м
4
23,9
24,4
20
23,7
22
23,4
21,7
19,1
23,8
1
2.
2
6С4Л
3.
9С1Л
4.
9С1Л
5.
7С3Л
12.
10С
13.
14.
16.
10С
10С
7С2Л1
Е
17,8
34,8
35
35,3
33,7
23,2
36
12,4
20
21,6
19,8
15,8
17,1
23,6
23,4
22,1
24,4
19,8
24,9
12,6
19,5
15,5
13,4
15,2
22.
23.
29.
31.
32.
36.
37.
10С
10С
10С
10С
10С
10С
10С
А,
лет
Тип леса
5
100
96
94
119
106
79
92
80
51
Балл
категории
состояния
6
1
2
2
2
1
1
3
2
1
48
52
90
80
85
72
107
41
44
54
53
55
2
2
2
2
2
2
2
1
2
1
1
1
рт.
рт.
рт.
7
рт
Рт
бр
рт
рт
рт.
рт.
рт.
бр-рт.
рт.
бр.
бр
149
Продолжение таблицы 32
1
43.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
2
10С
10С
10С
10С
10С
10С
10С
3
24,1
24,1
20
24,8
21,5
32
24,8
4
16
16
15,7
16,7
17,1
18,9
15,9
5
59
59
54
60
62
74
68
6
1
1
1
1
1
1
1
7
рт.
рт.
рт.
рт.
рт.
рт.
рт.
По результатам исследований по каждой пробной площади были построены
зависимости высоты от диаметра, а также балла состояния древостоев и
рассчитаны уравнения параметров.
На
рисунке
4.57
представлена
зависимость
между таксационными
показателями в III зоне.
25
Н,м
20
15
y = -0,0582x2 + 1,6201x + 11,205
R2 = 0,6996
10
5
0
12
16
18
20
22
24
28
30
32
34
36
38
Д,см
Рисунок 4.57 - Зависимость между диаметром и высотой сосны
в III зоне
Сосновый древостой
в данной зоне еще в здоровом состоянии,
т.к.
средний балл категории состояния в момент закладки составил 1,4, отпад здесь
еще не наблюдается.
На
рисунке
4.58
показателями во II зоне.
представлена
зависимость
между таксационными
150
2
y = 0,0804x + 0,4441x + 10,909
2
R = 0,8542
24
Н,м
20
16
12
8
4
0
10
12
16
17
19
20
22
24
30
38
40
Д,см
Рисунок 4.58 - Зависимость между диаметром и высотой сосны
во II зоне
Сосновый древостой в данной зоне находится в ослабленном состоянии,
т.к. средний балл категории состояния в момент закладки составил 1,8.
На
рисунке
4.59
представлена
зависимость
между таксационными
показателями в I зоне воздействия антропогенных факторов.
2
y = -0,0768x + 1,5517x + 9,119
20
2
R = 0,6933
Н,м
16
12
8
4
0
12
14
16
18
19
20
21
22
28
Д,см
Рисунок 4.59- Зависимость между диаметром и высотой сосны
в I зоне
Сосновый древостой
в данной зоне
находится в сильно-ослабленном
состоянии, т.к. средний балл категории состояния в момент закладки составил
2,6.
Проанализировав результаты постоянных пробных площадей можно
сделать следующие выводы: под влиянием техногенного воздействия ускоряются
151
процессы
распада
приспевающих
и
спелых
древостоев,
что
является
свидетельством ярко выраженной техногенной сукцессии.
Средние
таксационные
показатели
сосновых
древостоев
по
зонам
загрязнения представлены в таблицы 33.
Таблица 33 - Средние таксационные показатели сосновых древостоев
по зонам загрязнения
Зона загрязнения
Диаметр,
см
Высота,
м
Возраст,
лет
Балл
Тип
леса
1-зона
20,4±0,62
15,2±0,32
57
категории
состояния
2,6
2- зона
22,2±0,81 17,4±0,52
71
1,8
С рт.
3 – зона
25,3±0,62 18,4±0,63
62
1,4
С рт.
Зависимость между средними диаметрами
и высотами
С рт.
по зонам
воздействия антропогенных факторов представлена на рисунке 4.60.
высота,м
диаметр,см
20
30
20
10
15
10
5
0
0
I
II
I
III
II
III
зоны
зоны
Рисунок 4.60 – Зависимость между средними таксационными показателями
возраст,лет
100
80
60
40
20
0
I
II
III
зоны
Рисунок 4.61 - Зависимость между возрастом древостоев по зонам
воздействия антропогенных факторов
152
Зависимость между средними баллами категории состояния древостоев по
балл категории состояния
зонам воздействия антропогенных факторов представлена на рисунке 4.62.
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
I
II
III
зоны
Рисунок 4.62 - Зависимость между баллами категории состояния
древостоев по зонам воздействия антропогенных факторов
Нарушается корреляция между основными таксационными показателями;
резко ухудшается состояние насаждений.
4.6 Математические зависимости между таксационными показателями
При изучении лесных сообществ как системы, имеющей внутреннюю
структуру и организацию, появляется феномен "целостности", когда становится
понятна логика формирования модели, ее многообразные внутренние связи между
структурными составляющими.
Распределение насаждений по группам и количественная оценка условий
местопроизрастания - это организация структурной основы математической
модели. Ее содержание - взаимосвязи между таксационными показателями.
Законченный вид модель приобретает после выявления всех необходимых
закономерностей.
При составлении
уравнений регрессии следует различать искомые
таксационные показатели и являющиеся аргументами (вход в математическую
153
модель).
Для
простых,
т.е.
функционально
независимых
таксационных
показателей входами в систему, выбраны:
-зоны загрязнения;
- средняя высота элемента леса.
Таким образом, в рамках математической модели, закономерности
изменения таксационных показателей, имеют общий вид:
Т = f (h, Cт.г.),
(4.6.1)
где: Т- таксационный показатель,
Ст.г. - количественный показатель условий местопроизрастания.
Для
практического
использования
эти
зависимости
также
следует
представить в табличной или графической (номографической) форме.
В наибольшей степени характеризуют условия местопроизрастания высота
древостоя h, диаметр на высоте груди d1.3, согласно вышесказанному, в качестве
линии отсчета будет использоваться уравнение регрессии вида
(4.6.2)
D1.3=f(h).
Приближенную
оценку
закона
распределения
показателя
условий
местопроизрастания по каждой зоне можно получить, используя коэффициенты
асимметрии и эксцесса. Расчеты этих показателей
деревьев
обработка и
статистический анализ проведены согласно методике, изложенной в работе Г. Ф.
Лакина [1973]. Величина классового интервала рассчитывалась по формуле
i = (xmax - xmin)/(1+3.32*lg n)
(4.6.3)
Результаты вычислений коэффициентов асимметрии и эксцесса сведены в
таблицу
34.
Расчет
производился
по
данным
показателя
условий
местопроизрастания, полученным на основе уравнения регрессии вида d1.3 = f(h).
154
Таблица 34 - Коэффициенты асимметрии и эксцесса рядов распределения
показателей условий местопроизрастания деревьев по
зонам загрязнения
Зоны загрязнения
I
0.49
II
0.10
III
0.11
0.27
0.58
1.17
полученных
корреляционных
Коэффициент
ассиметрии
Коэффициент
эксцесса
Оценка
отношений
производилась
сравнением со стандартным значением критерия Стьюдента t = η/mη для числа
степеней свободы k = п-2 и принятого уровня значимости Р. Выборочная ошибка
(тη) корреляционного отношения определялась по формуле:
тη = (1-η2)/ √n
(4.6.4)
Результаты этих расчетов сведены в таблицу 35.
Значение корреляционного отношения между высотой и возрастом
изменяется от 0.731 до 0.946.
Таблица 35 – Корреляционное отношение между таксационными показателями
по зонам влияния техногенного загрязнения
Зоны
загрязнения
1
1 зона
2 зона
Д
Н
Д
А
Д
Балл
категории
состояния
4
Д
% деловой
древесины
Н
А
Н
Балл
категори
и состояния
Н
%
деловой
древесины
2
3
5
6
7
8
0,621
0,638
0,235
0,381
0,731
0,062
0,226
2,377
2,485
0,724
1,536
3,213
0,186
0,697
0,886
0,865
0,386
0,415
0,805
0,092
0,806
7,391
6,684
1,332
1,768
5,254
0,359
5,282
155
Продолжение таблицы 35
1
3 зона
2
3
4
5
0,894
0,876
0,646
0,494
7,438
6,873
3,787
2,538
6
7
8
0,946
0,189
0,882
6,785
5,740
8,361
Примечание: Д- диаметр,см; Н- высота, м; А-возраст,лет
R2
- коэффициент корреляции Пирсона
N(xy)/tрасч.
8
6
Расчетное значение Стьюдента
отношение диаметра
к высоте
расчетный
коэффициент
Стьюдента
отношение диаметра
и возраста
4
отношение диаметра
и балла категории
состояния
2
0
I
II
отношение диаметра
к проценту деловой
древесины
III
зоны загрязнения
1
0,8
коэффициент
корреляции
Пирсона
отношение диаметра и
высоты
отношение диаметра и
возраста
0,6
0,4
отношение диаметра и
балла категории
состояния
отношение диаметра и
процента деловой
древесины
0,2
0
I
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
II
зоны загрязнения
отношение высоты и
возраста
коэффициент
корреляции
Пирсона
отношение высоты и балла
категории состояния
отношение высоты и
процента деловой
древесины
I
10
8
6
4
2
0
III
II
III
зоны загрязнения
расчетный
коэффициент
Стьюдента
отношение высоты и
возраста
отношение высоты и
балла категории
состояния
I
II
III
зоны загрязнения
отношение высоты и
процента деловой
древесины
Рисунок 4.63 - Корреляционное отношение между таксационными
показателями по зонам загрязнения
156
Это количественно больше, чем для высоты и диаметра, где этот показатель
колеблется от 0.621 до 0.894. Значит, оценка условий местопроизрастания по
критерию, сформулированному на основе h и А; предпочтительнее, чем на основе
h и d.
Численные величины выборочных ошибок корреляционных отношений в
целом меньше для показателей h и d, чем h и А. Их абсолютные колебания
составляют соответственно 0.005-0.057 и 0.240-0.212. Значения критерия t меньше
стандартных (при уровне значимости Р = 0.001) по обоим сравниваемым
корреляционным отношениям. Значит, произведенная оценка статистически
достоверна. Корреляционное отношение дает возможность оценить степень зависимости между двумя переменными, служит мерой сопряженной изменчивости,
однако его значение не свидетельствует о наличии причинной взаимосвязи между
коррелируемыми переменными [Самнер, 1981].
Преимущество использования того или иного таксационного показателя в
целях
формирования
критерия
условий
местопроизрастания
доказывается
сравнением остаточных дисперсий, характеризующих разброс точек вокруг
эмпирической линии регрессии:
σ2ост = (∑(yф- yв))/(n-2)
(4.6.5)
где: уф -фактическое значение искомого показателя,
yв - вычисленное значение искомого показателя по уравнению регрессии.
Для видов взаимосвязей h = ƒ(d1.3), h = f(A) были получены уравнения
регрессии (с аппроксимацией по типу показательной функции) и остаточные
дисперсии (табл. 36).
Оказалось, что абсолютные значения остаточных дисперсий вида связи h =
ƒ(d1.3) меньше, чем для h = f(A). Это говорит о преимуществе использования
диаметра против возраста для характеристики условий местопроизрастания.
Значит, при прочих равных условиях показатель Cт.г лучше отражает местные
157
особенности, чем бонитет насаждений, полученный на основе уравнений
взаимосвязи между высотой и возрастом.
Таблица 36 - Зависимости между h и A, h и d; по зонам загрязнения
Зоны
загрязнения
I
II
III
Вид
Сосна
связи
Уравнение регрессии
σ2ост
h = ƒ(A)
h=-0,0047А2+0,17А-9,215
2.14
h= ƒ(d1.3) h = -0,007d2+0,758d+21,73
0.62
h = 0,0061A2+0,16А+13,34
2.16
h= ƒ(d1.3) h = 0,0018d2+0,42d +16,28
0.88
h = ƒ(A)
h = ƒ(A)
h = -0,00712A2+0,63А+2,941
h= ƒ(d1.3) h = 0,0029d2+0,264d+19,67
3,61
1.2
Накопленные материалы позволяют смоделировать зависимость между
высотой и диаметром насаждений в зонах различных уровней загазованности
(табл.37).
Таблица 37 - Зависимость между высотой и диаметром насаждений
Диаметр,
см
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
В Ы С О Т А, м
табличные данные
модельные деревья
для сосны
по зонам
III разряда высот
15,8
13,1
14,6
15,2
16,4
14,3
15,5
16,0
17,6
15,4
16,2
16,9
18,8
16,2
17,3
18,6
19,9
17,2
18,4
19,2
20,7
18,9
19,8
20,2
21,5
19,4
20,2
21,0
22,0
20,5
21,4
22
22,6
21,2
21,7
22,5
23,1
21,7
22,6
23,0
23,5
22,3
23,0
23,4
23,9
22,8
23,4
23,7
158
На рисунках 4.64-4.66 зависимости высот деревьев от диаметров для зон
загрязнения и для табличных значений.
30
Н,м
25
20
Н,м
15
Нтабл.,м
10
5
Д,см
0
12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
Рисунок 4.64 - Зависимости высот деревьев от диаметров для I зоны и для
табличных значений
Н,м
30
25
20
Н,м
Нтабл.,м
15
10
5
0
Д,см
14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
Рисунок 4.65 - Зависимости высот деревьев от диаметров для II зоны и для
табличных значений
159
30
25
Н,м
Нтабл.,м
Н,м
20
15
10
5
Д,см
0
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
Рисунок 4.66 - Зависимости высот деревьев от диаметров для III зоны и
для табличных значений
Поскольку произведенная
оценка эффективности уравнений регрессии
позволяет использовать полученные уравнения для дальнейшего анализа,
рассмотрим внимательно графические зависимости H1 =f(D), H 2=f(D) и сравним
их с графиком Hтаб.=f(D). Очевидно уменьшение
высоты деревьев в зонах
загрязнения. Причем при больших значениях диаметров деревьев их высоты
отличаются несущественно и близки к табличным значениям.
Краткий
анализ
методов
факторного
анализа
показал,
что
при
исследовании объектов выбор и обоснование основных факторов является
субъективной оценкой исследователя, которому с помощью некоторых критериев
необходимо оценить адекватность модели.
По результатам изучения закономерностей загрязнения лесных экосистем и
динамики их состояния при различных режимах аэротехногенного воздействия,
предложена структурно-функциональная схема мониторинга лесов в условиях
длительного промышленного загрязнения среды (рис.4.65).
В факторном анализе использовали 5 основных признаков (Х1-содержание
фторидов; Х2-диаметр; Х3-высота, Х4 -возраст; Х5- балл категории состояния)
влияющих на результативный признак (процент периодического прироста по
высоте).
160
F
SO2
Уровень
загрязнения
Балл
категории
состояния
Al
Si
Бенз(а)пирен
Температура
воздуха
Среднегодовая
температура
от 0-10 км
Расстояние до
источника
загрязнения
Возрастные
группы:
Процент
периодического
прироста
Средневозрастные
Приспевающие
Химический
состав хвои
от 11-20 км
от 31-40 км
С-В
С-З
Ю-В
Ю-З
Рисунок 4.65
подроста
Молодняки
от 21-30 км
Направление
от источника
загрязнения
Состояние
хвойного
– Структурно- функциональная схема
161
По зонам загрязнения
по этим пяти признакам получены следующие
модели:
Зона I
В таблице 38 представлены исходные данные по первой зоне загрязнения.
Таблица 38 – Исходные данные
N
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Процент
Содержание
периодического фторидов
прироста по
(X1 )
высоте (Y)
40
17,07
40
12,06
50
95,53
30
44,78
40
51,31
20
12,26
30
8,56
40
19,67
10
12,53
20
8,87
40
34,94
Диаметр
(X2)
Высота
(X3)
Возраст
(X4)
27,60
19,20
18,50
22,10
18,40
11,60
18,40
21,70
20,30
14,50
16,00
18,20
12,20
12,20
12,30
13,00
10,20
15,40
21,60
17,00
13,30
14,30
62
49
43
53
48
28
56
59
58
57
57
Балл
категории
состояния
(X5)
2,60
3,40
3,30
2,40
3,20
1,90
3,60
2,40
3,60
2,50
2,20
Получена модель множественной регрессии:
Y = 11,72 + 0,28x1 + 0,75x2 + 0,45x3 - 0,04x4 – 1,89х5
(4.6.6)
Однако при использовании пяти факторов модель считается неадекватной.
Для придания
модели адекватности проведен анализ коэффициентов
корреляции факторов с результативным признаком, в результате, чего выявлено,
что информативными являются факторы Х1, Х2, а факторы Х3, X4, Х5 являются
второстепенными, так как их связь с результативным признаком самая слабая по
сравнению с остальными факторами. При анализе коэффициентов межфакторной
связи этих факторов, выявлено, что пара Х1 и Х2 имеет rух4 = 0,61; rух7 = 0,33; rх4х7
= 0,05. Эти факторы неколлинеарные, оставляем оба фактора, поскольку их связь
с Y сильнее межфакторной связи.
Таким образом, для включения в модель
можно рекомендовать факторы:
Х1(содержание фторидов), Х2(диаметр). После проведения отбора факторов с
162
помощью матрицы коэффициентов корреляции признаков была построена
линейная модель с двумя отобранными факторами и проведена проверка
адекватности уравнения (4.6.7).
Y = 9,24 + 0,27х1 + 0,84x2
(4.6.7)
Гипотеза проверялась по критерию Фишера. Расчетное и критическое значения
критерия составили: F расч. = 3,39 и Fкритич. = 4,46.
Так как F расч. < Fкритич. , то с вероятностью 95% была принята статистическая
гипотеза, что построенная модель статистически надежна.
Оценка надежности параметров модели проводилась расчетом доверительного
интервала параметра. Доверительный интервал const а = [-24,15; 42,62];
доверительный
интервал
коэффициента
регрессии
b1
=
[-0,003;
0,53];
доверительный интервал коэффициента регрессии b7 = [-0,86; 2,53].
Построенная модель (4.6.7) в целом надежна и адекватна исходным данным.
Надежными являются все ее параметры, отсюда можно сделать вывод о том, что
данную модель можно применять для решения практических задач анализа и
прогнозирования.
Зона II
В таблице 39 представлены исходные данные по второй зоне загрязнения.
Таблица 39 – Исходные данные
N
1
1
2
3
4
5
6
7
8
Процент
Содержание
периодического фторидов
прироста по
(X1 )
высоте (Y)
2
3
70
2,77
54
3,28
67
4,17
72
5,75
84
3,09
47
5,16
52
3,43
38
3,79
Диаметр
(X2)
Высота
(X3)
Возраст
(X4)
4
10,00
18,90
24,30
17,20
21,80
20,30
37,90
16,60
5
10,00
14,20
13,00
16,20
20,00
14,90
25,50
15,50
6
48
60
72
77
53
45
130
54
Балл
категории
состояния
(X5)
7
2,10
2,20
2,30
3,10
3,20
3,40
3,00
2,30
163
Продолжение таблицы 39
1
2
9
60
10
78
11
84
12
61
13
48
14
32
15
82
16
74
17
79
3
4,33
3,29
2,29
2,76
1,89
2,45
2,1
6,26
2,48
4
23,80
28,10
30,00
39,00
20,80
18,40
16,80
12,70
23,70
5
19,90
19,90
21,00
24,70
11,70
15,40
13,20
11,60
16,60
6
78
75
85
157
52
56
52
55
58
7
2,30
1,40
1,20
1,40
1,20
1,00
1,10
2,20
1,20
Модель множественной регрессии:
Y = 56,75 + 1,73x1 - 0,21x2 + 1,38x3 - 0,12x4 – 4,43х5
(4.6.8)
Для придания модели адекватности проведен анализ коэффициентов корреляции
факторов с результативным признаком, вследствие, чего выявлено, что
информативными являются факторы Х1, Х2, а факторы Х3, X4, Х5 являются
второстепенными, так как их связь с результативным признаком самая слабая по
сравнению с остальными факторами.
Таким образом, для включения в модель можно рекомендовать факторы:
Х1(содержание фторидов), Х2(диаметр). После проведения отбора факторов с
помощью матрицы коэффициентов корреляции признаков была построена
линейная модель с двумя отобранными факторами и проведена проверка
адекватности уравнения (4.6.9).
Y = 57,75 - 0,36х1 + 0,84x2
(4.6.9)
Гипотеза проверялась по критерию Фишера. Расчетное и критическое значения
критерия составили: F расч. = 0,09 и Fкритич. = 3,74.
Так как F расч. < Fкритич. , то с вероятностью 95% была принята статистическая
гипотеза, что построенная модель статистически надежна.
164
Зона III
В таблице 40 представлены исходные данные по третьей зоне загрязнения.
Таблица 40 – Исходные данные
N
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
Процент
Содержание
периодического фторидов
прироста по
(X1 )
высоте (Y)
59
0,58
76
1,61
79
0,94
81
0,79
64
2,00
67
0,81
78
0,69
83
1,69
87
1,86
84
1,69
89
1,40
83
1,99
86
1,89
82
1,47
84
1,49
85
1,07
92
2,00
90
1,11
78
1,87
67
1,84
74
1,68
82
1,54
Диаметр
(X2)
Высота
(X3)
Возраст
(X4)
37,00
33,80
37,70
31,30
27,60
17,80
34,80
35,00
23,20
36,00
12,40
20,00
21,60
19,80
15,80
24,10
24,10
20,00
24,80
21,50
32,00
24,80
23,90
20,00
22,00
21,70
23,80
17,10
23,60
23,40
19,80
24,90
12,60
19,50
15,50
13,40
15,20
16,00
16,00
15,70
16,70
17,10
18,90
15,90
100
94
106
92
51
48
52
90
72
107
41
44
54
53
55
59
59
54
60
62
74
68
Балл
категории
состояния
(X5)
3,10
2,40
3,20
3,10
3,00
2,10
2,30
3,10
2,10
2,00
1,20
2,10
1,20
1,30
1,10
1,00
1,00
2,10
2,20
1,40
1,30
1,20
Y = 89,93 + 2,91x1 - 0,08x2 - 0,79x3 + 0,1x4 - 2,36х5
(4.6.10)
Модель множественной регрессии:
Однако при использовании пяти факторов модель считается неадекватной. Для
придания
модели адекватности проведен анализ коэффициентов корреляции
факторов с результативным признаком.
165
Таким образом, для включения в модель мы можем рекомендовать факторы:
Х1(содержание фторидов), Х2(диаметр).
После проведения отбора факторов с
помощью матрицы коэффициентов корреляции признаков нами была построена
линейная модель с двумя отобранными факторами и проведена проверка
адекватности уравнения (4.6.11).
Y = 77,19 + 4,18х1 - 0,05x2
(4.6.11)
Для оценки надежности модели (4.6.11) в целом была проверена гипотеза, что
построенная модель статистически надежна. Гипотеза проверялась по критерию
Фишера. Расчетное и критическое значения критерия составили: F расч. = 0,83 и
Fкритич. = 3,52. Так как F расч. < Fкритич. , то с вероятностью 95% была принята
статистическая гипотеза, что построенная модель статистически надежна.
После проведения отбора факторов с помощью матрицы коэффициентов
корреляции признаков
были построены модели по зонам загрязнения
промышленными эмиссиями:
для 1 зоны – Y=9,24+0,27x1+0,84x2
для 2 зоны - Y=57,75-0,36x1+0,84x2
для 3 зоны– Y=77,19+4,18x1 -0,05x2
Из полученных данных можно сделать следующие выводы: содержание
твердых фторидов (Х1) оказывает сильное угнетающее воздействие на древостои,
причем при суммарном воздействии других факторов отрицательный эффект
сильно
усиливается;
зависимость
между
фторидами
и
таксационными
показателями подтверждает определяющее значение загрязнения фторидами на
жизнеспособность древостоев.
На основании полученных математических зависимостей можно сделать
следующие выводы:
1. На основании многолетних наблюдений за древостоями по материалам
пробных площадей накоплен большой материал, позволяющий говорить о
166
возможности прогнозирования снижения продуктивности насаждений в зоне
действия промышленных выбросов.
2. Под влиянием длительного воздействия промышленных выбросов
нарушается корреляция между высотой и диаметром сосновых насаждений.
Высота насаждений подверженных воздействию промвыбросов меньше, чем
высота неповрежденных насаждений (на 1,5-2 м). Исключение составляют
деревья диаметром 40 см и более. Здесь явно преимущество в высоте модельных
деревьев перед табличными данными.
3. В факторном анализе
использовали 5 основных признаков
(Х1-
содержание фторидов; Х2-диаметр; Х3-высота, Х4 -возраст; Х5- балл категории
состояния) влияющих на результативный признак (средний прирост). После
проведения отбора факторов с помощью матрицы коэффициентов корреляции
признаков
были построены модели по зонам загрязнения промышленными
эмиссиями:
для 1 зоны – Y=9,24+0,27x1+0,84x2
для 2 зоны - Y=57,75-0,36x1+0,84x2
для 3 зоны– Y=77,19+4,18x1 -0,05x2
Из полученных данных можно сделать следующие выводы: содержание
твердых фторидов (Х1) оказывает сильное угнетающее воздействие на древостои,
причем при суммарном воздействии других факторов отрицательный эффект
сильно
усиливается;
зависимость
между
фторидами
и
таксационными
показателями подтверждает определяющее значение загрязнения фторидами на
жизнеспособность древостоев.
4.7 Устойчивость древостоев различного возраста к токсикантам
Возрастная структура (или возрастной спектр) относится к числу
важнейших характеристик ценотических популяций. Она отражает адаптивную
стратегию вида в конкретной экологической и фитоценотической обстановке.
167
При изучении
устойчивости
лесных
экосистем,
находящихся под
влиянием антропогенных факторов, в частности, большее значение имеют
возрастные особенности реакции древостоев на загрязнение атмосферы воздуха.
По мнению многих авторов, прослеживается закономерность влияния возраста
на степень накопления токсикантов, в частности, фтора. Наша задача
заключалась в исследовании закономерности изменения среднего балла категории
состояния сосновых насаждений в зависимости от возраста.
Следует
отметить,
что
пробные
площади
были
заложены
в
средневозрастных, приспевающих насаждениях. В пределах этих возрастных
категорий по материалам постоянных
и
временных пробных площадей
определяли средний балл категории состояния древостоев. Поскольку степень
воздействия загрязняющих элементов на древостой зависит от расстояния и
направления от источников загрязнения (БрАЗ, БЛПК), то изучение проводилось
по зонам влияния промвыбросов.
Получены следующие результаты:
1 зона – в возрасте 50 лет средний балл категории состояния составил 3,0,
в возрасте 60 лет – 2,2.
2 зона - в возрасте 50 лет – 2,1, 60 лет – 1,5, 80 лет –1,8 , 100 лет- 2,0.
3 зона - в возрасте 50 лет средний балл категории состояния составил 1,5,
в возрасте 60 лет - 1,6, 80 лет – 1,6, 100 лет – 1,4.
Из полученных результатов можно сделать вывод: По мере удаления от
источника
загрязнения
средний
возраст
насаждений
увеличивается,
и
жизнеустойчивость древостоев возрастает.
Одна из
главных задач статистического анализа заключается в том,
чтобы на основании выборки сделать некоторые выводы.
Статистическая обработка данных позволяет сделать вывод о наличии
достоверной разницы средних величин категорий состояния насаждений по зонам
влияния промвыбросов.
На рисунке 4.67 представлена зависимость среднего балла категории
состояния древостоев от возраста.
Балл категории
состояния
168
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
50
60
80
100
Возраст,лет
Рисунок 4.67 - Зависимость среднего балла категории состояния от возраста
древостоев
4.8 Взаимосвязь баллов категории состояния и классов Крафта
При описании древостоя на постоянных пробных площадях кроме баллов
категории состояния учитывались классы деревьев по Крафту. При обработке
материалов перечета деревьев на пробных площадях в различных зонах
загазованности учитывалось,
какой балл категории состояния соответствует
классам Крафта. В результате получены следующие данные (табл.41)
Таблица 41 - Данные перечета деревьев по классам Крафта
Классы
Крафта
I
II
III
IV
V
Средний балл категории состояния по зонам
1
1,85
2,00
2,06
2,40
2,52
2
1,70
1,94
1,79
2,22
2,36
3
1,70
1,87
1,67
2,17
2,20
На основании данных таблицы 41 построены графики зависимости среднего
балла категории состояния и классов Крафта (рис.4.68)
169
3,00 Средний балл
2,50
Средний балл категории
состояния для 1 зоны
категории
состояния
Средний балл категории
состояния для 2 зоны
2,00
1,50
Средний балл категории
состояния для 3 зоны
1,00
0,50
0,00
I
II
III
IV
V
Классы Крафта
Рисунок 4.68 - График зависимости среднего балла категории состояния и
классов Крафта
Как видно из графиков прослеживается определенная закономерность
между этими двумя показателями. Для всех зон деревья высших классов Крафта
(I,II) обладают наибольшей жизнеустойчивостью. Деревья из основного полога
древостоя более защищены от воздействия пылегазовых выбросов, что
сказывается на среднем балле категории состояния. И, наконец, деревья IV и V
класса являются ослабленными, что отражается на среднем балле категории
состояния.
Получены следующие уравнения зависимости среднего балла категории
состояния и классов Крафта:
для 1 зоны: y = 0,0157x2 + 0,0797x + 1,754, R2 = 0,9608
где у - средний балл категории состояния;
х - класс Крафта.
для зоны 2: y = 0,0271x2 - 0,0029x + 1,712, R2 = 0,8436
для зоны 3: y = 0,03x2 - 0,05x + 1,742, R2 = 0,7142
По полученным зависимостям можно сделать вывод: прослеживается
корреляция между средним баллом категории состояния и классами Крафта.
170
4.9 Влияние длительного действия промышленного загрязнения на
радиальный прирост деревьев
Древесная
растительность
является
надежным
индикатором
оценки
состояния и изменений, происходящих в природной среде. Особенно широко в
дендроэкологических исследованиях используется метод древесно-кольцевого
анализа, который позволяет оценивать реакцию радиального прироста деревьев на
изменения основных климатических переменных - температуру воздуха и осадки.
Известно, что ширина годичных колец (радиальный прирост древесины) является
отражением равнодействующего вектора факторов внешней и внутренней среды,
определяющих состояние дерева — его биопродуктивность, репродукцию,
ценотический статус, устойчивость.
Применение дендроиндикационного метода для выявления антропогенного
воздействия
сопряжено
с
рядом
трудностей,
поскольку
отрицательное
воздействие техногенных факторов накладывается на проявление ритмов
развития растений и природных процессов. Изменчивость ширины годичного
кольца у отдельных деревьев зависит от целого ряда причин как внутреннего, так
и внешнего происхождения [Битвинскас, 1974]. Однако значение одного и того
же климатического показателя и его влияние на годичный прирост проявляются
неоднозначно не только в различных географических районах, но и эдафических
условиях. Естественно, что немаловажное влияние оказывает и загрязнение
выбросами промышленных предприятий.
При обработке результатов исследований применен метод индексов
радиального текущего прироста, разработанный В.Е. Рудаковым,
четко выражает
относительных
изменчивость
определенных природных
безразмерных величинах.
который
явлений в
В.Е. Рудаковым (1980) найден
коэффициент корреляции для годовых величин модульных коэффициентов
годичного прироста и осадков за гидрологические годы (0,51).
Индекс радиального прироста определяется по формуле:
171
I
i
iср
*100,%
(4.9.1)
где: i – ширина годичного слоя, мм;
iср – средняя ширина годичного слоя, мм.
Довольно надежно прослеживается связь между колебаниями условий
среды
и
изменениями
годичного
прироста
в
экстремальных
условиях
произрастания, где число лимитирующих факторов снижается до минимума
[Шиятов, 1986].
Объектом изучения выбраны насаждения, подверженные длительному
техногенному воздействию. Пробные площади были заложены по зонам влияния
промышленных выбросов: Зона I, или зона необратимых повреждений древостоя.
Протяженность зоны на север от алюминиевого завода примерно 12 км, на юг - 10
км, на запад - 22 км, на восток - 22 км. Зона II - зона видимых повреждений
древостоев. Внешняя граница зоны находится на расстоянии от алюминиевого
завода на север до 20 км, на юг до 18 км, на запад - 28 км, на восток - 30 км. Зона
III - зона скрытых повреждений. Внешняя граница зоны от источника загрязнения
находится в радиусе до 50 - 60 км.
У 250 деревьев возрастным буравом по апробированным методикам были
взяты
керны.
Измерения
проводились
с
использованием
лабораторного
оборудования по исследованию радиального прироста древесных растений.
На рисунке 4.70 представлено по 1 зоне
среднее изменение ширины слоя
ранней и поздней древесины.
ширина слоя
древесины,мм
2
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
y = -0,0021x + 0,0212x + 0,1895
2
R = 0,65971
Ширина слоя ранней
древесины
Ширина слоя поздней
древесины
2
y = -0,0006x + 0,0049x + 0,0983
2
R = 0,6311
годы
02 003 004 005 006 007 008 009 010 011 012
20
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Рисунок 4.70 – Среднее изменение ширины слоя древесины в I зоне
172
На рисунке 4.71 представлено по 1 зоне
среднее изменение индекса
радиального прироста ранней и поздней древесины.
индекс радиального
прироста древесины, %
Индекс радиального прироста
ранней древесины
140
y = 0,0155x2 - 1,5487x + 104,7
R2 = 0,6751
120
Индекс радиального прироста
поздней древесины
100
80
y = -0,8507x2 + 8,4132x + 86,846
R2 = 0,6582
60
40
20
0
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
годы
Рисунок 4.71 – Среднее изменение радиального прироста древесины в динамике
в I зоне
На рисунке 4.72 представлено по II зоне
среднее изменение ширины
слоя
ширина слоя древесины,мм
ранней и поздней древесины.
0,2
0,18
0,16
0,14
0,12
0,1
0,08
0,06
0,04
0,02
0
Ранней
древесины
2
y = -0,0008x + 0,0076x + 0,16
2
R = 0,6583
Поздней
древесины
2
y = -0,0002x + 0,0024x + 0,0782
2
R = 0,5911
02 003 004 005 006 007 008 009 010 011 012
20
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
годы
Рисунок 4.72 – Среднее изменение ширины слоя древесины во II зоне
На рисунке 4.73 представлено по II зоне
радиального прироста ранней и поздней древесины.
среднее изменение индекса
173
индекс ралдиального
прироста древесины, %
2
y = -0,3701x + 1,7799x + 103,47
2
R = 0,7563
120
Индекс радиального
прироста ранней
древесины
100
80
Индекс радиального
прироста поздней
древесины
2
y = -0,1034x - 0,7092x + 106,05
60
2
R = 0,6397
Полиномиальный
(Индекс радиального
40
20
0
02 003 004 005 006 007 008 009 010 011 012
20
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
годы
Рисунок 4.73 – Среднее изменение радиального прироста древесины в динамике
во II зоне
На рисунке 4.74 представлено по III
зоне
среднее изменение ширины слоя
ранней и поздней древесины.
ширина слоя
древесины,мм
2
0,18
0,16
0,14
0,12
0,1
0,08
0,06
0,04
0,02
0
Ранней древесины
y = -0,0006x + 0,0057x + 0,1229
2
R = 0,7202
Поздней древесины
Полиномиальный (Ранней
2
y = 0,0002x - 0,002x + 0,0617
2
R = 0,4985
годы
02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12
20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20
Рисунок 4.74 – Среднее изменение ширины слоя древесины в III зоне
На рисунке 4.75 представлено по III зоне среднее изменение индекса радиального
прироста ранней и поздней древесины.
индекс радильного
прироста древесины, %
174
140
2
y = -0,2938x + 3,4377x + 90,344
Индекс радиального
прироста ранней
древесины
2
R = 0,4826
120
100
Индекс радиального
прироста поздней
древесины
80
2
60
y = 0,5509x - 6,0685x + 108,64
2
R = 0,5152
40
20
0
02 003 004 005 006 007 008 009 010 011 012
20
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
годы
Рисунок 4.75 – Среднее изменение радиального прироста древесины в динамике в
III зоне слабого загрязнения
На рисунке 4.76-4.77 представлены зависимости изменения ширины слоя ранней
и поздней древесины по зонам загрязнения.
Ранней древесины 3
зоны
ширина слоя ранней
древесины,мм
0,7
0,6
Ранней древесины 2
зоны
0,5
Ранняя древесина 1
зоны
0,4
0,3
0,2
0,1
годы
0
02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12
20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20
Рисунок 4.76 – Зависимости изменения ширины слоя ранней древесины по
зонам загрязнения
175
Поздней
древ есины3
зоны
ширина слоя
древесины,мм
0,3
0,25
Поздней
древ есины
2 зоны
0,2
0,15
Поздняя
древ есина 1
зоны
0,1
0,05
0
годы
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
Рисунок 4.77 – Зависимости изменения ширины слоя поздней древесины по
зонам загрязнения
На рисунке 4.78 представлены зависимости изменения индекса радиального
индекс радиального
прироста ранней
древесины,%
прироста по зонам загрязнения.
3 зона
400
350
300
250
200
150
100
50
0
2 зона
1 зона
02 003 004 005 006 007 008 009 010 011 012
20
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
годы
Рисунок 4.79 - Зависимости изменения индекса радиального прироста
ранней древесины по зонам загрязнения
На рисунке 4.80 представлены зависимости изменения индекса радиального
прироста по зонам загрязнения.
176
индекс радиального прироста
поздней древесины, %
400
350
300
3 зона
250
2 зона
200
1 зона
150
100
50
годы
0
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
Рисунок 4.80 - Зависимости изменения индекса радиального прироста
поздней древесины по зонам загрязнения
На основании полученных результатов можно сделать следующие выводы:
1. У хвойных пород хорошо различима ранняя и поздняя древесина, сроки
образования которой неодинаковы. Соотношение ранней и поздней древесины,
как правило,
довольно
устойчиво,
и зависит от возраста
насаждения,
биоэкологических свойств породы.
2. Регрессионный анализ показал, что рассматриваемые
зависимости
наиболее точно описываются ветвью параболы второго порядка, ордината
основания которой близка к нулю — отсутствию сходства. Парабола
имеет
малую кривизну, и на рассматриваемом отрезке зависимость близка к линейной,
что
подтверждается
достоверными
на
высоком
уровне
(P
=
0,001)
коэффициентами линейной корреляции.
3.
В
зоне
техногенной
нагрузки
значительно
сокращается
продолжительность периода камбиальной активности и радиальный прирост
древесины уменьшается. Разрушается типичная структура годичных колец
древесины и теряются диагностические признаки, характерные для древесины
определенного вида.
4.
В I зоне загрязнения
составляет 0,223 мм, ширина
средняя ширина
слоя ранней древесины
слоя поздней древесины 0,101 мм; во II зоне
соответственно- 0,195 мм; 0,089 мм; в III зоне – 0,128 мм; 0,049 мм.
177
5. Общее ослабление лесных массивов под воздействием промышленных
предприятий
продолжается.
Процесс
снижения
прироста
обычно
сопровождается увеличением участия поздней древесины в годичном кольце. В
самом поврежденном сосновом древостое в 3 км от промышленной зоны доля
поздней древесины увеличилась с 17,4 до 26,8%, в то время как на контроле
наоборот - уменьшилась с 40,4 до 33,7%.
4.10 Особенности распределения влаги в стволах деревьев, в зонах
длительного техногенного воздействия
Наличие влаги в древесине обусловлено нормальной жизнедеятельностью
живого растущего организма. По этому вопросу многими учеными, получены
весьма разноречивые результаты относительно распределения влаги, как по длине
ствола, так и по временам года.
Пробные площади по изучению влажности в прикамбиальном слое стволов
закладывались по зонам загрязнения. На рисунках 4.81-4.82
зависимости влажности
представлены
в прикамбиальном слое деревьев от
средних
W,%
таксационных показателей в I зоне.
70
65
60
2
y = -0,0434x + 2,6495x + 24,434
2
R = 0,8294
55
Д,см
50
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
Рисунок 4.81 –Зависимость влажности в прикамбиальном слое деревьев в I
зоне от диаметра
178
2
y = -0,2926x + 10,68x - 30,99
2
R = 0,8607
70
W,%
65
60
55
H,м
50
10
12
14
16
18
20
22
24
Рисунок 4.82 - Зависимость влажности в прикамбиальном слое деревьев в I
зоне загрязнения от высоты
По полученным данным были построены зависимости содержания
влажности в стволах деревьев от балла категории состояния (рис. 4.83).
влажность, %
70
65
60
55
1
2
балл категории состояния
3
Рисунок 4.83 - Зависимость влажности в прикамбиальном слое в I зоне
загрязнения от состояния
Зависимость влажности от баллов состояния в I зоне загрязнения можно
2
описать следующим уравнением: y   0 , 03922 x  0 ,5433 x  69 ,125 ,
y - влажность в прикамбиальном слое на высоте 1,3 м при t=250C и
относительной влажности воздуха 65 %.; х - балл состояния
На рисунках 4.84 -4.85
представлены зависимости влажности деревьев от
средних таксационных показателей в зоне сильного загрязнения древостоев.
179
2
y = -0,0554x + 4,11x - 12,483
2
R = 0,7153
70
W,%
65
60
55
Д,см
50
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
Рисунок 4.84 –Зависимость влажности в прикамбиальном слое деревьев во
W,%
II зоне загрязнения от диаметра
2
y = -0,0372x + 1,8685x + 39,775
2
R = 0,6055
65
64
63
62
61
60
59
58
57
56
Н,м
12
14
16
18
20
22
24
26
28
Рисунок 4.85 - Зависимость влажности в прикамбиальном слое деревьев во
II зоне загрязнения от высоты
По полученным данным были построены зависимости содержания
влажность, %
влажности в стволах деревьев от балла категории состояния (рис. 4.86).
75
74
73
72
71
70
1
2
3
балл категории состояния
Рисунок 4.86 - Зависимость влажности во II зоне загрязнения от состояния
180
Зависимость влажности от баллов состояния во 2 зоне загрязнения можно
описать следующим уравнением: y   0 ,0066 x 2  0,5166 x  75 ,354 ,
где y - влажность в прикамбиальном слое на высоте 1,3 м при t=250C и
относительной влажности воздуха 65 %; х - балл состояния
На рисунках 4.87-4.88
представлены зависимости влажности деревьев от
средних таксационных показателей в зоне слабого загрязнения древостоев.
y = -0,0476x2 + 3,2381x + 11,25
68
R2 = 0,5644
67
W,%
66
65
64
63
Д,см
62
24
26
28
30
32
34
36
38
40
Рисунок 4.87 – Зависимость влажности в прикамбиальном слое деревьев в
III зоне загрязнения от диаметра
W,%
2
y = 0,0179x - 0,6393x + 68,6
64,2
64
63,8
63,6
63,4
63,2
63
62,8
62,6
2
R = 0,9148
12
14
16
18
20
22
24
26
Н,м
Рисунок 4.88 – Зависимость влажности в прикамбиальном слое деревьев в
III зоне загрязнения от высоты
181
На рисунке 4.89 представлена зависимость
влажности от категории
состояния древостоев в III зоне загрязнения.
Зависимость влажности от баллов состояния в 3 зоне загрязнения можно
описать следующим уравнением: y  0,2373x 2  0,1869x  76,589 , где y - влажность в
прикамбиальном слое на высоте 1,3 м при t=250C и относительной влажности
влажность,%
воздуха 65 %; х - балл состояния
77
76
75
74
73
72
71
70
балл категории
состояния
1
2
3
Рисунок 4.89 - Зависимость влажности в прикамбиальном слое в III зоне
загрязнения от состояния
На рисунках 4.90-4.91 представлено распределение влаги в растущих
деревьях по зонам и по удаленности от основного источника загрязнения.
3 зона
2 зона
1 зона
61
W,%
61,5
62
62,5
63
63,5
Рисунок 4.90 - Распределение влажности в прикамбиальном слое в
стволах деревьев по зонам загрязнений
W,%
182
64
63,5
63
62,5
62
61,5
61
5-6 км
15-30 км
свыше 60 км
расстояние от источника загрязнения,км
Рисунок 4.91 - Распределение влажности в прикамбиальном слое в стволах
деревьев от удаленности от источника загрязнения
Исходя, из приведенных выше зависимостей, можно сделать следующие
выводы:
1. Содержание влаги в стволах деревьев различных классов сильно
изменяется в зависимости от степени их развития. Максимальным количеством
влаги обладают деревья первого, второго балла состояния, а с другой стороны,
минимум влаги имеют деревья по состоянию имеющие третий балл состояния.
2. По зонам и по
удаленности от основного источника загрязнения
распределение влаги в растущих деревьях увеличивается, это связанно с их
состоянием развития.
4.11 Мощность лесной подстилки сосновых насаждений, в условиях
длительного техногенного пресса
Лес, ежегодно поглощая и освобождая огромное количество органических и
минеральных соединений, осуществляет сложный и многообразный процесс,
называемый малым биологическим круговоротом.
Оценка его параметров
невозможна без изучения лесной подстилки. Мортмасса представляет собой
также энергетический материал, способствующий почвообразованию и другим
183
биогеоценотическим процессам. Это один из основных источников возвращения
азота и зольных веществ.
Лесная подстилка – особый биогеоценотический горизонт, являющийся
важным связующим звеном системы растение – почва, представляет собой детрит
наземных экосистем, выполняющий системообразующую и биогеохимическую
функции [30]. Растительный опад – один из факторов, влияющих на
формирование подстилки лесных экосистем. Ее состав является производным
доминирующих компонентов.
Однако значение лесной подстилки в жизни леса не ограничивается только
функциями повышения плодородия лесных почв. Она является основным
фактором влияния леса на почву. Продукты ее разложения под влиянием лесного
микроклимата производят глубокие изменения в нижележащих слоях почвы и это
главным образом определяет характер почвообразовательных процессов под
лесом. Значение ее усиливается еще и тем, что она представляет собой
биологическую среду для жизни многих животных, растений и микроорганизмов.
Кроме того, подстилка непосредственно или косвенно через воздействие на почву
оказывает
влияние
на
живой
покров,
на
возобновление
леса,
на
производительность древостоев, то есть на всю жизнь леса от его возникновения
и до рубки [31].
Толщина лесной подстилки различна — от 0,5 до 15 см; в хвойных лесах
она больше, в лиственных — меньше. Запасы лесной подстилки на поверхности
почвы колеблются в пределах от 10 до 100 т/га — в зависимости от состава,
возраста и густоты насаждений.
Подстилки делят на три типа: муллевая хорошо разложившаяся темно-бурая
или темно-серая, перемешанная с минеральной частью почвы, сверху имеющая
небольшой рыхлый слой быстроразлагающегося опада; модер-муллевая —
имеющая все три слоя лесной подстилки; грубо-гумусная, или мор, состоящая
преимущественно
из
первых
двух
слоев.
Лесные
подстилки,
защищая
поверхность почв, способствуют поддержанию верхнего слоя почв в рыхлом
184
состоянии, свободному проникновению влаги вглубь почв и препятствуют ее
испарению.
Толщина подстилки в пределах одного типа леса подвержена сильным
колебаниям [Кошельков, 1961]. Она зависит от степени однородности участка, его
микрорельефа особенностей лесных насаждений и др. В литературе встречаются
довольно разноречивые мнения о варьировании мощности и запаса подстилки.
Очень мало в литературе данных о точности учета мощности и запаса подстилки.
На каждой пробной площади проводилось измерение толщины лесной
подстилки в 20 кратной повторности. Коэффициент вариации при этом составлял
15%, а точность в пределах 7-12%.
На рисунке 4.95 представлено среднее распределение мощности лесной
толщина лесной
подстилки,см
подстилки по зонам загрязнения.
8
6
4
2
0
I
II
III
зоны загрязнения
Рисунок 4.95 – Толщина лесной подстилки на пробных площадях по
зонам загрязнения
На рисунках 4.92-4.94 представлены срезы лесной подстилки.
185
Рисунок 4.92 – Срез лесной подстилки в I зоне загрязнения
Рисунок 4.93 – Срез лесной подстилки во II зоне загрязнения
Рисунок 4.94 – Срез лесной подстилки в III зоне загрязнения
186
По результатам исследования, мы можем сделать следующие выводы:
1. Изучаемые лесные подстилки относятся в зоне экстремального
загрязнения к грубогумусные или мор; в зоне сильного и слабого загрязнения
модер-муллевая.
2. Мощность лесной подстилки в зоне экстремального загрязнения
колеблется от 0,6 до 2,0 см; в зоне сильного загрязнения от 2,2 до 4,5 см; в зоне
слабого загрязнения от 4,6 до 7,0 см.
3. С удалением от основного источника загрязнения происходит накопление
лесной подстилки. Это можно объяснить и тем, что в зоне сильного и слабого
загрязнения насаждения находятся в более устойчивом и здоровом состоянии,
происходит
увеличение запаса древостоя, а, соответственно, увеличивается и
количество ежегодного опада. Это отражается на мощности лесной подстилки,
которая увеличивается, в среднем, в 2-3 раза.
4.12 Особенности естественного возобновления в зонах антропогенного
загрязнения
На основании данных перечета подроста
составлялись
перечетные
ведомости. Подрост всех пород подразделяли по высоте и его распределяли по
площади.
На всех постоянных пробных площадях встречается различный по составу
и возрасту подрост, в основном преобладают следующие породы: сосна,
лиственница, ель, пихта, осина и береза (табл.42).
187
Таблица 42 - Таксационные показатели подроста по породам
Порода
Сосна обыкновенная
Возраст, лет
12
Высота, м
1,5±0,05
Ель сибирская
9
1,0±0,03
Лиственница сибирская
13
1,6±0,07
Пихта сибирская
12
1,5±0,06
Тополь дрожащий
(Осина)
Береза повислая
9
1,6±0,09
9
1,7±0,09
В таблице 43 приведена характеристика подроста на постоянных пробных
площадях.
Таблица 43 – Характеристика подроста на пробных площадях
Зона
влияния
1
I – зона
п/п
Направление,
расстояние
3
СВ-10 км
ЮЗ-4 км
Состав
материнского
древостоя
4
5С5Л
10С
18
ЮЗ- 100
м
10С
19
ЮЗ- 500м
10С
20
ЮЗ- 1,1
км
ЮЗ- 2,5
км
СЗ-4 км
10С
2
9
17
21
34
10С
10С
Состав
подроста
5
Нср,
м
Аср, Количество Тип
лет
подроста, леса
тыс. шт./га
6
7
нет подроста
6С2Л2Б+Ос 0,7
4
0,2
2
1,2
11
3С3Б2Ос2Е
0,5
3
0,7
8
0,8
9
0,4
4
6Ос4Б+С
1,5
6
1,0
6
6Ос4Б
1,8
5
0,7
6
5Б5Ос
1,7
6
1,1
9
4С3Л3Ос
0,5
4
0,7
6
0,9
11
8
6
2
2
4
3,2
2,4
2
12
2,8
4,8
3,6
5,6
4,8
6,4
6
5,2
9
рт.
рт.
рт
рт
рт.
рт.
рт.
188
Продолжение таблицы 43
1
II зона -
III зона –
2
38
3
ЮЗ-5 км
4
10С
5
4С3Ос3Л+Б
6
7
0,6
6
0,9
7
1,2
7
6С3Б1Л+Е
0,4
4
1,0
8
0,35
3
нет подроста
нет подроста
8С2Л
1,1
8
1,2
9
9Ос1Б
1,5
7
1,8
9
7С3Ос+Л
0,7
7
0,6
7
6Л3С1Б
1,2
8
0,4
3
1,4
11
нет подроста
нет подроста
нет подроста
10С+Л
1,0
9
9С1Л
1,1
10
0,9
8
9С1Л
1,0
5
1,2
8
7С3Л
0,6
4
0,8
5
5Л5С+Ос
0,8
6
0,8
8
6Ос4Б
1,6
5
0,8
4
39
ЮЗ-9 км
10С
40
42
1
ЮЗ-6 км
ЮЗ-3 км
СВ-19 км
10С
10С
6С4Л+Е
6
ЮВ- 16 км
9С1Л
7
ЮВ-18 км
10С+Л
8
ЮВ-22 км
6С4Л
10
11
15
25
26
СВ-29км
СЗ-11 км
СЗ -16 км
СЗ- 18 км
СЗ-21 км
10С
10С
10С
10С
10С
27
СЗ-26 км
10С
30
СЗ-23 км
10С
33
СЗ-22км
10С
41
СЗ-20 км
10С
2
СВ-36 км
6С4Л
5С3Е2Л
3
СВ-24,5 км
9С1Л
9С1Л
4
СВ-42 км
9С1Л
6С4Л
5
СВ-18 км
7С3Л
6С4Л
12
16
СЗ-28км
С-13 км
10С
7С2Л1Е
10С+Л
5С3Е2Л
22
23
СЗ- 17,5 км
СЗ-18,5 км
10С
10С
9С1Л+Е
24
СЗ- 26,7 км
10С
9С1Л+Ос
1,0
8
0,7
15
1,1
11
1,0
9
1,4
13
0,7
7
1,3
10
0,7
5
1,0
9
1,0
5
0,9
6
1,0
8
1,3
10
нет подроста
0,8
8
1,7
7
0,4
3
0,3
2
8
4,8
1,6
1,6
7,6
3,6
1,2
24
6,4
7,5
1
13,5
2,5
10
5
2
17,2
14
1,6
13,2
2,4
5,2
2,4
8
8
8,4
5,6
24,8
11,2
8,4
34
6
15,2
14,4
22
15,6
15
9,2
6
3,6
10
1,2
11,6
1,6
9
рт
рт.
рт.
рт.
рт.
рт.
рт.
рт.
рт.
бр.
бр.
рт.
бр.рт
рт
бр.рт
рт.
рт.
рт.
бр.
рт.
рт.
рт.
рт.
рт.
рт.
рт.
189
Состояние подроста хвойных и лиственных пород на пробных площадях
приводится в таблицах 44-45.
Таблица 44 - Состояние подроста хвойных пород на постоянных
пробных площадях
Зона
влияния
п/п Преоб
-ладающая
порода
Н,
м
А,
ле
т
1
I – зона
2
9
17
18
34
38
39
40
42
1
3
С
С
С
С
С
С
4
0,7
0,5
0,5
0,6
0,4
1,1
5
4
3
4
6
4
8
6
6
4
6,4
4,8
7,6
20
7
92
83
93
83
89
88
8
0,48
0,56
0,72
0,6
0,52
1
Коэффи
-циент
качеств
а
подрост
а
9
0,5
0,2
0,3
0,6
0,4
1,2
7
С
0,7
7
9
93
0,8
1,02
8
Л
1,2
8
6
95
1
0,9
10
11
15
25
С
1,0
9
17,2
100
0,8
1,6
26
С
1,1
10
14
97
0,9
1,8
27
С
1,0
5
13,2
97
0,88
1,2
30
33
2
С
С
С
0,6
0,8
1,0
4
6
8
5,2
8
20
100
100
95
0,52
0,9
1
0,5
0,5
0,9
3
С
1,0
9
28,3
97
1
1,5
4
С
0,7
7
12
95
1
0,7
5
12
С
С
0,7
1,0
5
5
18
15
100
100
1
0,7
0,6
1,02
II зона -
III зона
Коли- Процент
чество жизнеспо
тыс. -собности
шт/га подроста
Коэффициент
встречаемости
подроста
Оценка
возобновления
10
нет подроста
хорошее
неудовлетв.
удовлетв.
хорошее
удовлетв.
нет подроста
нет подроста
очень
хорошее
очень
хорошее
очень
хорошее
нет подроста
нет подроста
нет подроста
очень
хорошее
очень
хорошее
очень
хорошее
хорошее
хорошее
очень
хорошее
очень
хорошее
очень
хорошее
хорошее
очень
хорошее
190
Продолжение таблицы 44
1
2
16
22
23
3
С
С
4
0,9
0,8
5
6
8
6
9,2
10
7
100
100
8
0,9
0,8
9
0,5
1,4
24
С
0,4
3
14,6
100
0,9
0,6
10
хорошее
нет подроста
очень
хорошее
хорошее
Таблица 45 - Состояние подроста лиственных пород на постоянных
пробных площадях
Зона
влияния
п/п
Преобладающая
порода
Нср,
м
Аср,
лет
Количество
тыс.
шт/га
I зона
19
20
21
6
41
Ос
Ос
Б
Ос
Ос
1,5
1,8
1,7
1,5
1,6
6
6
6
7
4
12,4
4,8
5,6
5
8,4
II зона
Процент
жизнеспособности
подроста
100
100
100
87
94
Коэффи- КоэффиОценка
циент
циент
возобновления
встреча- качестемости
ва
подроста подроста
0,72
0,8
очень хорошее
0,56
0,6
хорошее
0,4
0,5
хорошее
0,65
0,8
очень хорошее
0,8
0,4
удовлетв.
На рисунках 4.96 –4.105 представлена зависимость высоты подроста от
возраста по каждой породе в зонах промышленного загрязнения.
График зависимости высоты подроста от возраста позволяет выявить
закономерности роста молодого поколения под пологом леса и определить высоту
подроста каждой породы по его возрасту.
Высота подроста, м
2,5
2
0,9504
y = 0,1035x
1,5
2
R = 0,9223
1
0,5
0
0
2
4
6
8
10
12
Возраст подроста, лет
Рисунок 4.96 – График зависимости высоты подроста сосны от возраста в I
зоне загрязнения
191
Из данного рисунка видно, что высота подроста сосны в I зоне загрязнения
остается незначительной. Средняя высота подроста равна 0,5 м при среднем
возрасте 4 года. Это связано с довольно близким расположением подроста от
источника загрязнения (БрАЗа), таким образом, длительное воздействие вредных
промышленных выбросов вызывает необратимые изменения в состоянии лесных
насаждений, в том числе и снижении энергии роста. Также известно, что на
загрязнение среды наиболее сильно реагируют хвойные древесные растения, что
видно по коэффициенту корреляции, который равен 0,92.
Zср =
Hcp
,
Acp
(4.1)
где Zср- средний прирост подроста, м/год; Hср – средняя высота подроста, м;
Aср – средний возраст подроста, лет.
Zср =
0,6
= 0,1 м/год
5
Высота подроста, м
2,5
2
1,0212
y = 0,0789x
1,5
2
R = 0,8478
1
0,5
0
0
2
4
6
8
10
12
14
Возраст подроста, лет
Рисунок 4.97 – График зависимости высоты подроста лиственницы от
возраста в I зоне загрязнения
Из рисунка 4.98
видно, что высота подроста лиственницы в I зоне
загрязнения небольшая. Средняя высота равна 0,4 м при среднем возрасте 6 лет.
Zср =
0, 4
= 0,1 м/год
4
192
1,8
Высота подроста, м
1,6
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,5954
y = 0,2087x
0,4
2
R = 0,656
0,2
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Возраст подроста, лет
Рисунок 4.98 – График зависимости высоты подроста осины от
возраста в I зоне загрязнения
Из рисунка можно сделать вывод, что высота подроста осины значительно
выше, по сравнению с хвойными породами. Средняя высота подроста осины
составляет 0,7 м при среднем возрасте 8 лет. Листопадные породы в меньшей
степени реагируют на воздействие промышленных выбросов, поскольку ежегодно
обновляют листья и тем самым освобождаются от вредных соединений.
Zср =
0,8
= 0,1 м/год
6
Высота подроста, м
3
2,5
0,5377
y = 0,2558x
2
2
R = 0,5823
1,5
1
0,5
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Возраст подроста, лет
Рисунок 4.99 – График зависимости высоты подроста березы от
возраста в I зоне загрязнения
193
Из рисунка видно, что высота подроста березы достигает до 2,5 м. Средняя
высота равна 0,9м при среднем возрасте 9 лет. Это связано с тем, что
лиственные породы более устойчивы к воздействию выбросов вредных веществ в
атмосферу. Таким образом, интенсивность роста подроста лиственных пород
увеличивается по сравнению с хвойными породами.
Zср =
1
= 0,1 м/год
10
4,5
0,908
Высота подроста, м
4
y = 0,1952x
2
3,5
R = 0,7929
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
Возраст подроста, лет
Рисунок 4.100 – График зависимости высоты подроста сосны от возраста во
II зоне загрязнения
Из данного рисунка видно, что высота подроста сосны во II зоне
загрязнения
выше, чем в I зоне загрязнения. Средняя высота равна 1 м при
среднем возрасте 6 лет. По мере удаления от источников загрязнения
улучшается состояние подроста, интенсивность роста возрастает.
Zср =
1
= 0,2 м/год
5
194
Высотаподроста, м
4
3,5
3
2,5
0,95 74
y = 0,1325x
2
2
R = 0,7493
1,5
1
0,5
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Возраст подроста, ле т
Рисунок 4.101 – График зависимости высоты подроста лиственницы от
возраста во II зоне загрязнения
Из рисунка можно сделать вывод, что высота подроста лиственницы
возросла во II зоне по сравнению с высотой в I зоне
загрязнения. Это
свидетельствует улучшению общему состоянию подроста и увеличению энергии
роста.
Zср =
1
= 0,2 м/год
5
2,5
Высота подроста, м
0,4 796
y = 0,3747x
2
2
R = 0,4893
1,5
1
0,5
0
0
2
4
6
8
10
12
14
Возраст подроста, лет
Рисунок 4.102 – График зависимости высоты подроста осины от
возраста во II зоне загрязнения
Из данного рисунка видно, что средняя высота подроста осины во II зоне
загрязнения выше, чем в I зоне. Отсюда следует, что по мере удаления от
промышленных источников, улучшается состояние подроста, увеличивается его
линейный прирост.
195
1,2
= 0,2 м/год
6
Zср =
Высота подроста, м
4,5
4
3,5
3
0,8207
y = 0,2947x
2,5
2
R = 0,5046
2
1,5
1
0,5
0
0
2
4
6
8
10
12
Возраст подроста, лет
Рисунок 4.103 – График зависимости высоты подроста березы от
возраста во II зоне загрязнения
Из рисунка можно сделать вывод, что высота подроста березы во II зоне
увеличивается по сравнению с высотой в I зоне загрязнения.
Zср =
1
= 0,2 м/год
4
3
Высота подроста, м
0 ,8 255
y = 0,1725x
2,5
2
R = 0,7649
2
1,5
1
0,5
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
Возраст подроста, лет
Рисунок 4.104 – График зависимости высоты подроста сосны от возраста в
во III зоне загрязнения
Из данного рисунка видно, что высота подроста сосны в III зоне
значительно выше, чем в I зоне загрязнения. Это объясняется тем, что по мере
удаления от источника загрязнения общее состояние подроста улучшается,
увеличивается энергия роста.
196
Zср =
1,2
= 0,3 м/год
4
Высотаподроста, м
4
3,5
3
0 ,8 21 2
y = 0,1766x
2,5
2
R = 0,7286
2
1,5
1
0,5
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Возраст подроста, лет
Рисунок 4.105 – График зависимости высоты подроста лиственницы от
возраста в III зоне загрязнения
На рисунке 4.106 представлен средний линейный прирост подроста по
0,3
0,2
м/год
Среднийприростподроста,
каждой породе по зонам воздействия антропогенных факторов.
0,1
0
I
Сосна
II
Лиственница
Ель
III
Осина
Береза
Рисунок 4.106- Средний линейный прирост подроста по зонам
промышленного загрязнения
Из данного рисунка можно сделать вывод, что линейный прирост в III зоне
почти в два раза выше, чем в I и II зонах загрязнения. Это связано с тем, что по
мере удаления от источника загрязнения улучшается среда обитания подроста.
Улучшение среды обитания способствует созданию благоприятных условий для
нормального роста и развития подроста.
На рисунках 4.107 – 4.108 представлена зависимость количества подроста
от возрастной категории в зонах промышленного загрязнения.
197
2
тыс. шт/га
Количество подроста,
2,5
1,5
1
0,5
0
1
2
3
4
Возрастные категории подроста, лет
Сосна
Лиственница
Ель
Осина
Береза
Рисунок 4.107 – Зависимость количества подроста от возрастной
категории в I зоне загрязнения
Из данного рисунка можно сделать вывод, что подрост хвойных пород
менее жизнеспособный, чем подрост лиственных. Подрост хвойных пород при
длительном воздействии токсикантов теряет свою жизнеспособность, а затем и
совсем
погибает.
Подрост
лиственных
пород
является
достаточно
жизнеспособным, чтобы обеспечить дальнейшее развитие леса. Это связано с тем,
что хвойные менее устойчивы к воздействию промышленных выбросов по
сравнения с лиственными породами. При частых или постоянных воздействиях в
тканях растений постепенно накапливаются токсичные соединения. Вещества,
накапливающиеся в течение первых двух лет, приводят к отмиранию хвои.
Остающаяся на дереве одно- и двухлетняя хвоя не способна обеспечить
нормальный
рост
и
развитие
дерева,
т.к.
первая
начинает
нормально
функционировать лишь в середине лета, а вторая уже значительно ослаблена
накопленными токсическими веществами. Листопадные породы в этих условиях
не гибнут, поскольку ежегодно обновляют листья и тем самым освобождаются от
вредных соединений.
198
4
тыс. шт/га
Количество подроста,
5
3
2
1
0
1
2
3
4
Возрастные категории подроста, лет
Сосна
Лиственница
Осина
Береза
Рисунок 4.108 – Зависимость количества подроста от возрастной
категории во II зоне загрязнения
Из рисунка видно, что жизнеспособность подроста хвойных пород во II зоне
возросла по сравнению с подростом в I зоне загрязнения. По мере удаления
подроста
от
источника
увеличивается
загрязнения
жизнеспособность,
улучшается
создаются
его
общее
благоприятные
состояние,
условия
для
дальнейшего роста и развития древостоев.
7
тыс. шт/га
Количество подроста,
8
6
5
4
3
2
1
0
1
2
3
4
Возрастные категории подроста, лет
Сосна
Лиственница
Ель
Рисунок 4.109 – Зависимость количества подроста от возрастной
категории в III зоне загрязнения
Из данного рисунка можно сделать вывод, что подрост хвойных пород в III
зоне загрязнения является наиболее жизнеспособным по сравнению с подростом
199
в I зоне. Таким образом, подрост является более стойким к воздействию
промышленных выбросов. По мере удаления от источника загрязнения
улучшается
среда
обитания
подроста,
общее
состояние
подроста,
что
способствует дальнейшему росту и развитию здоровых насаждений.
На
рисунках
4.110-4.111
представлена
зависимость
процента
жизнеспособности подроста от возрастной категории в зонах промышленного
загрязнения.
ностиподроста, %
Процент жизнеспособ-
100
80
60
40
20
0
1
2
3
4
Возрастные кате гории подроста, ле т
Сосна
Листве нница
Ель
Осина
Бере за
Рисунок 4.110 – Зависимость процента жизнеспособности подроста от
возрастной категории в I зоне загрязнения
Из данного рисунка видно, что процент жизнеспособности лиственных
пород в I зоне загрязнения более высокий по сравнению с хвойными породами.
Это связано с тем, что лиственные породы более стойки к воздействию
промышленных выбросов. На загрязнение среды наиболее сильно реагируют
хвойные древесные растения. При постоянных или частых воздействиях
токсикантов, хвойные породы повреждаются различными болезнями (шютте,
некроз, ржавчина). Они проявляются только при летальных повреждениях клеток,
т.е. в результате высокой концентрации вредных веществ. Характер изменений
насаждений
характеризуется
изреженностью
крон
сосновых
древостоев,
суховершинностью в зонах повышенной загазованности. Все это и приводит к
уменьшению процента жизнеспособности.
200
ности подроста, %
Процент жизнеспособ-
100
80
60
40
20
0
1
2
3
4
Возрастные категории подроста, лет
Сосна
Лиственница
Осина
Береза
Рисунок 4.111 – Зависимость процента жизнеспособности подроста от
возрастной категории во II зоне загрязнения
Из рисунка 4.111 можно сделать вывод, что процент жизнеспособности
подроста хвойных и лиственных пород достаточно высокий во II зоне
загрязнения. Это связано с тем, что происходит удаление от источника
загрязнения, что приводит к улучшению общего состояния подроста и
существенно уменьшается процент сухостоя.
ности подроста, %
Процент жизнеспособ-
100
80
60
40
20
0
1
2
3
4
Возрастные категории подроста, лет
Сосна
Лиственница
Ель
Рисунок 4.112 – Зависимость процента жизнеспособности подроста от
возрастной категории в I зоне загрязнения
Из данного рисунка можно сделать вывод, что процент жизнеспособности
подроста хвойных в I зоне загрязнения очень высокий, практически достигает
201
100%. По мере удаленности от источника промышленных выбросов улучшается
среда
обитания
подроста,
интенсивность
роста
возрастает,
создаются
благоприятные условия для дальнейшего развития. Таким образом, подрост
становится более жизнеспособным, способен препятствовать различным болезням
и повреждениям.
10
подроста, лет
Среднийвозраст
12
8
6
4
2
0
I
Сосна
II
Лиственница
Ель
III
Осина
Береза
Рисунок 4.113 – Средний возраст подроста по зонам промышленного
загрязнения
Из рисунка 4.113 видно, что средний возраст подроста лиственных пород в I
и II зонах загрязнения составляет 8 лет. Это связано с тем, что листопадные
насаждения в меньшей степени реагируют на воздействие промышленных
выбросов, поскольку ежегодно обновляют листья и тем самым освобождаются от
вредных соединений. Показатели среднего возраста подроста хвойных пород
плавно увеличиваются по мере удаления от источника промышленных выбросов.
Средний возраст в I зоне загрязнения для подроста сосны составляет 7 лет, для
лиственницы – 9 лет, а для ели – 12 лет. Таким образом, можно сделать вывод, что
по мере удаления улучшается среда обитания, которая способствует дальнейшему
развитию подроста и выращиванию здорового древостоя.
По мере удаления от источника промышленных выбросов существенно
увеличивается количество подроста сосны. Это означает, что мере удаления
воздействие токсикантов на подрост значительно снижается, улучшается качество
среды, а, следовательно, улучшается общее состояние подроста, увеличивается
202
его жизнеспособность. Все это способствует к получению в дальнейшем
полноценного и здорового древостоя.
В таблицы 46-47 сведены данные по изменению прироста по высоте по
зонам загрязнения.
Таблица 46 – Средний прирост подроста по высоте хвойных пород
Зоны загрязнения
Средний прирост, м/год
сосна
лиственница
ель
1
2
3
4
1-зона
-
0,1
0,1
2-зона
0,1
0,2
-
3-зона
0,2
0,3
0,24
Таблица 47 – Средний прирост подроста по высоте лиственных пород
Зоны загрязнения
Средний прирост, м/год
береза
осина
1
2
3
1- зона
0,1
0,12
2-зона
0,2
0,2
3-зона
0,3
0,3
Средние показатели подроста сосны по зонам воздействия антропогенных
факторов представлены на рисунке 4.114 .
среднее количество
подроста
средняя высота,м
203
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
I
II
20
15
10
5
0
III
I
II
III
зоны
зоны
Рисунок 4.114– Средняя высота и среднее количество подроста сосны по
зонам промышленного загрязнения
Средняя высота подроста сосны увеличивается по мере удаления от
источника
промышленных выбросов.
наблюдается в III зоне
Самый высокий прирост
подроста
загрязнения и составляет 1 м. Следовательно, можно
сделать вывод, что наиболее существенным условием, влияющим на рост
подроста, является удаленность его от источника выбросов.
В результате проведенных исследований можно сделать вывод, что по мере
удаления от промышленных предприятий улучшается общее состояние подроста,
увеличивается
интенсивность
роста,
количество
подроста
и
его
жизнеспособность, что указывает на более благоприятные условия для
дальнейшего роста и развития подроста
4.13 Состояние подлеска по зонам загрязнения
В I зоне
строения
отсутствует цельный травяной покров. Травы измененного
(розетковидная
и
курчавая
формы)
-
полынь
обыкновенная,
пижмолистная, пырей ползучий.
Подлесок представлен
такими видами как ольха кустарниковая (D.
fruticosa, шиповник (R. acicularis). И представляют разреженные заросли.
Карликовые кустарниковые формы. Общее состояние угнетенное
204
Во II зоне
подлесок хорошо развит: шиповник (R. acicularis) (0,5-0,7 м);
ольха кустарниковая (D. fruticosa) (3-4 м).
На некоторых пробных площадях
подлесок отсутствует.
Травостой средний по высоте, не густой, не однородный (василистник
малый (Th. minus), ветреница отогнутая (Anemonoides reflexa (Steph.) Holub) ,
осока большехвостая (С. macroura), костяника (R. Saxatilis), подмаренник
северный (G. boreale), колокольчик сборный (С. glomerata)). Моховой покров не
выражен, поврежден. Лишайники встречаются на стволах деревьев. Общее
состояние угнетенное.
В III зоне подлесок очень хорошо развит: шиповник (R. acicularis) (0,8-1 м),
рябина сибирская (S. sibirica) (1 4 м).
Травостой средний по высоте, средний по густоте, неоднородный
(костяника (R. saxatilis), вейник тростниковидный (С. arundinacea), ветреница
отогнутая (A. reflexa), василистник малый (Th. minus), фиалка одноцветковая (V.
uniflora), вороний глаз мутовчатый (Paris verticillata.), орляк обыкновенный (Р
aquilinum). Лишайники присутствуют единично на стволах деревьев. Общее
состояние хорошее.
4.14 Выводы
Проанализировав результаты исследований можно сделать следующие
выводы:
1. Снижение продуктивности лесов под влиянием промышленных выбросов
происходит вследствие изменения интенсивности роста и увеличения числа
погибших деревьев, отличающихся сниженной толерантностью к фитотоксичным
веществам.
2. Замедление интенсивности деградации можно отнести также за счет
снижения общего объема промвыбросов,
улучшения работы очистных
сооружений на предприятиях, а также за счет того, что деревья перешли в разряд
205
ослабленных, усыхающих и сухостойных, когда интенсивность деградации уже
не носит бурно выраженный характер. Главным фактором,
определяющим
степень повреждения древостоев промвыбросами, является удаленность их от
источников загрязнения.
3. Проанализировав результаты химических анализов постоянных пробных
площадей за период
исследований с 2006 по 2011 годы
можно сделать
следующие выводы: сравнивая значения химического анализа,
получили, что
содержание в хвое деревьев фторидов изменились в сторону увеличения в I зоне
с 13,76 мг/кг до 28,69 мг/кг; во II зоне, наоборот, в сторону снижения с 13,38
мг/кг до 3,59мг/кг и в III зоне
с 11,46 мг/кг до 1,48 мг/кг. По содержанию
сульфатов серы в хвое деревьев получены следующие результаты: во всех зонах
загрязнения произошло увеличения значений (в I зоне с 12,99 мг/кг до 69,29 мг/кг;
во II зоне с 11,46 мг/кг до 37,81 мг/кг; в III зоне с 8,45 мг/кг до 39,1 мг/кг). По
содержанию алюминия в хвое деревьев можно отметить следующее: в I и II зонах
произошло незначительное увеличение значений (в I зоне
с 266,98 мг/кг до
321,46 мг/кг; во II зоне с 246,77 мг/кг до 253,00 мг/кг), а в III зоне произошло
небольшое уменьшение значений с 328,45 мг/кг до 266,6 мг/кг. По содержанию
кремния в хвое деревьев можно отметить следующее: в I и II зонах загрязнения
произошло уменьшения значений (в I зоне с 11376,5 мг/кг до 10589,0 мг/кг; во II
зоне с 12164,6 мг/кг до 12101,1 мг/кг), а в III зоне произошло незначительное
увеличение с 13230,4 мг/кг до 13371,3 мг/кг.
4. Нарушается корреляция между основными таксационными показателями.
5. По зонам загрязнения можно отметить: средний балл категории
состояния в I зоне равен – 2,6, что говорит о сильном ослаблении деревьев; во II
зоне он составил – 1,8; в III зоне – 1,4.
6. Отмечается связь степени ослабления и усыхания древостоев с их
возрастом.
7. Прослеживается корреляция между средним баллом категории состояния
и классами Крафта деревьев.
206
8. По данным исследованиям в насаждении содержание влаги в стволах
деревьев различных классов сильно изменяется в зависимости от степени их
развития. Максимальным количеством воды обладают деревья первого, второго
балла категории состояния, а с другой стороны, минимум влаги имеют деревья по
состоянию имеющие третий балл категории состояния, т.е. сухостойные деревья,
или несколько больше влаги содержится в угнетенных деревьях.
9. Изучаемые лесные подстилки относятся в зоне экстремального
загрязнения к грубогумусным или мор; в зоне сильного и слабого загрязнения
модер-муллевая. Мощность лесной подстилки в I зоне загрязнения колеблется от
0,6 до 2,0 см; во II зоне от 2,2 до 4,5 см; в III зоне от 4,6 до 7,0 см. С удалением
от основного источника загрязнения происходит накопление лесной подстилки.
Это можно объяснить и тем, что в II и III зоне загрязнения насаждения находятся
в более
устойчивом и здоровом состоянии,
происходит
увеличение запаса
древостоя, а, соответственно, увеличивается и количество ежегодного опада. Это
отражается на мощности лесной подстилки, которая увеличивается, в среднем, в
2-3 раза.
10. На основании многолетних наблюдений за древостоями по материалам
пробных площадей накоплен большой материал, позволяющий говорить о
возможности прогнозирования снижения продуктивности насаждений региона.
Под влиянием длительного воздействия промышленных выбросов нарушается
корреляция между высотой и диаметром сосновых насаждений. Высота
насаждений подверженных воздействию промвыбросов меньше, чем высота
неповрежденных насаждений (на 1,5-2 м). Исключение составляют деревья
диаметром 40 см и более. Здесь явно преимущество в высоте модельных деревьев
перед табличными данными.
11. Состояние подроста за пределами санитарных зон промышленных
предприятий менее подвержены влиянию промвыбросов и находятся в лучшем
состоянии. В I зоне загрязнения древостоев преобладает лиственный подрост. В
некоторых случаях подрост совсем отсутствует (на пробной площади №42). В
данной зоне процент жизнеспособного подроста достаточно велик от 80% до
207
100%, так же коэффициент встречаемости подроста – составляет 0,5 до 1,0. Во II
зоне преобладают хвойные породы, здесь состояние подроста как хвойных, так
и лиственных пород удовлетворительное и обеспечивает хорошее возобновление.
В
III зоне
преобладает хвойный подрост,
жизнеспособного подроста
в основном сосна,
процент
100%, коэффициент встречаемости 0,9,
поэтому
можно сказать, что возобновление хорошее.
13. По мере удаления от промышленных предприятий улучшается общее
состояние подроста, увеличивается интенсивность роста, количество подроста и
его жизнеспособность. Также по мере удаления от источника загрязнения
происходит улучшение среды обитания, которое способствует созданию
благоприятных условий для дальнейшего роста и развития подроста.
208
5. ЗОНИРОВАНИЕ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ ПОДВЕРЖЕННЫХ
ВОЗДЕЙСТВИЮ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЫБРОСОВ
Одним из наиболее сложных вопросов при мониторинге лесов является их
зонирование. В настоящее время нет установленных критериев, по которым
оценивается принадлежность древостоев к той или иной зоне повреждения.
В
некоторых
случаях
критерием
для
установления
зон
влияния
промышленных выбросов служат несколько факторов: предельно допустимые
концентрации вредных веществ в воздухе, уровень отпада, прирост, процент
поврежденных деревьев.
При этом подходе выделяются следующие зоны:
I - зона сильного влияния, до 2 км от источника загрязнения, ПДК (в
условных единицах) - 0,95 - 0,85; средний уровень текущего отпада (усыхающие
на корню) до 45%: отпад по числу стволов до 70%, в некоторых случаях очаговое усыхание: у всех деревьев основного полога достоверное падение
прироста.
II - зона среднего влияния, 2 - 4 км от источника загрязнения ПДК - 0,8 0,6; количество деревьев с видимыми признаками повреждения и уровень отпада
на 20% ниже, чем в 1 зоне, снижение темпов прироста у отдельных деревьев по
сравнению с контролем выявляются не всегда.
III - зона слабого влияния, 4 - 8 км от источника загрязнения, ПДК – 0,3 –
0,1; доля деревьев, имеющих видимые повреждения, около 30%, уровень отпада в
1,5 раза выше, чем в контрольной зоне, массовое усыхание деревьев не
наблюдается.
IV - фоновая зона, далее 8 км от источника загрязнения, ПДК менее 0,1; в
некоторых частях лесного массива можно встретить «очаги» ослабленных
деревьев, но причины их возникновения не очевидны.[69]
209
Другие авторы [70] предлагают при зонировании территории учитывать
факторы изменения текущего среднего прироста по запасу, индекс повреждения и
охвоенности древостоев, при этом выделяются следующие зоны:
- зона повреждения 1 – древостои без видимых признаков поражжения;
- зона 2 – древостои слабо- и среднеповрежденные;
- зона 3 – сильно поврежденные древостои;
- зона 4 – очень сильно поврежденные, усыхающие насаждения (табл. 48).
Таблица 48 - Динамические показатели состояния повреждаемости
средневозрастных сосновых насаждений
Степень
повреждения
Очень сильное
Сильное
Среднее
Слабое
Отсутствие
визуальных
повреждений
Уменьшение
текущего
среднего прироста
по запасу (% к
контролю)
66 – 100
36 – 65
21 – 35
6 – 20
0–5
Индекс
Повреждения
Охвоенности
3,6 – 6,0
2,6 – 3,5
2,1 – 2,5
1,6 – 2,0
1,0 – 3,5
3,6 – 4,5
4,6 – 6,0
6,1 – 7,5
1,0 – 1,5
7,6 – 9,0
Критерием зонирования является степень повреждения лесов. При этом
методе можно выделить 4 зоны: полного, сильного, среднего и слабого
повреждения. Зоны могут быть охарактеризованы следующим образом.
В зоне полного повреждения сохраняются только фрагменты растительных
группировок,
находящиеся
в
крайне
неудовлетворительном
состоянии.
Преобладают больные и отмирающие деревья с сильно изреженными кронами,
суховершинные. Хвоя сохраняется у живых деревьев только на концах ветвей,
имеет чаще желтоватый оттенок. Возобновление отсутствует. Летом листья берез
полностью поражены некрозом у 70 - 80% особей.
Зона сильного поражения характеризуется равномерным распределением
живых деревьев по всей площади. Однако деревья сильно деградированы, велика
210
доля усыхающих и суховершинных деревьев. Кроны изрежены, хвоя с
признаками хлороза. У деревьев главный побег сохраняется. Возобновление
единичное. Ясно выраженная некротическая часть листьев составляет 3/4 листа.
Леса в зоне среднего поражения заметно угнетены и изрежены, деревья
имеют сквозистую крону, суховершинных и сухостойных деревьев до 10 - 15%.
Закладка ростовых почек происходит нормально. Имеются
отдельные
пучки
поврежденной хвои. На листьях березы летом появляются отдельные пятна
некрозов. Подрост, подлесок, напочвенный покров развиты удовлетворительно.
В зоне слабого поражения древостой не имеют явно выраженных признаков
повреждения - ростовые процессы не нарушены, крона зеленая, отсутствуют
суховершинные деревья. Наблюдается хлоротичность отдельных хвоинок.
Степень поражения растений в каждой зоне обусловлена определенными
установленными уровнями загрязнения воздуха.
В Германии при характеристике сосновых насаждений, подверженных
воздействию промвыбросов, выделяют также 4 зоны вредного воздействия - I, II,
III, 0. При этом в зоне I - повреждение древостоев сильное, в зоне II - среднее, в
зоне III - слабое, в зоне 0 - повреждение деревьев отсутствует.
Зонирование может проводиться методом картирования по следующим
критериям:
1 - содержание токсичных веществ в растительной субстанции;
2 - изменение рН в почве;
3 - тенденция к отмиранию - образование сухостоя;
4 - степень полноты древостоя;
5 - прирост в высоту, прирост по сумме площадей сечения, по запасу;
6 - концентрация загрязняющих веществ в воздухе;
7 - степень повреждения деревьев.
Может быть проведена комплексная оценка повреждений дымами и газами
от промышленных предприятий, при которой среднее значение принятых
критериев
сравнивают
между
зонами
вредного
воздействия.
При
этом
интенсивность при приближении к источникам выбросов следует рассматривать
211
как свидетельство причинной связи между промышленностью и повреждением
лесов.
5.1 Предлагаемая схема зонирования лесов поврежденных промвыбросами
Все предыдущие результаты получены были по
существующим зонам
повреждения древостоев, разработанными профессором Руновой Е.М ( 1999 год).
В связи с полученными результатами действующее зонирование поврежденных
лесных экосистем города Братска является в настоящее время неприемлемым, и
возникла необходимость
изменения
проведение корректировки зон загрязнения. Кроме
таксационных
показателей
древостоев
произошли
изменения
техногенного пресса, связанного с реконструкцией производства алюминиевого
завода в 2006 году.
На план местности были нанесены постоянные пробные площади (рис.5.1)
и выделены три условные зоны по содержанию загрязняющих веществ и
состоянию древесной растительности (рис.5.2 -5.3). Такой комплексный подход
по-нашему мнению в настоящее время является наиболее приемлемым. При
проведении дальнейшего мониторинга лесов в районе города Братска возможна
корректировка границ зон с учетом тех изменений, которые произошли в
состоянии древостоев.
В результате по слойного совмещения картосхем по
содержанию фтора в хвое древостоев, выявлены 3 зоны и установлены
характеристики этих зон.
212
Рисунок 5.1 – Карта-схема пробных площадей лесных насаждений
213
Рисунок 5.2 – Карта-схема по содержанию фторидов
214
Рисунок 5.3 – Карта-схема по содержанию серы
215
На рисунке 5.4 представлена карта-схема по состоянию древостоев.
Рисунок 5.4 – Карта-схема по баллу категории состояния
216
При
совмещении
картосхем
было
установлено,
что
участки
с
максимальным содержанием фтора, серы, а также балл категории состояния
практически совпадают, что свидетельствует о высокой точности установления
границ зон загрязнения.
В результате совмещения картосхем по содержанию фтора в хвое
древостоев, выявлены 3 зоны и установлены характеристики этих зон
Зона I или зона экстремального загрязнения древостоев. Имеет вытянутую
конфигурацию
по направлению преобладающих ветров, с Ю-З на С-В.
Содержания фтора в хвое свыше 8 мг/кг, средний балл категории состояния 2,3. В
Ю-В направлении зона заканчивается и граничит с санитарной зоной
алюминиевого завода. Средний радиус зоны составляет 5-6 км.
Зона II - зона сильного загрязнения древостоев. В эту зону входят древостои
интенсивно накопившие твердые и растворимые загрязнители, содержания фтора
в хвое от 2-8 мг/кг, средний балл категории состояния 1,8. Эта зона имеет сильно
вытянутую конфигурацию и значительную площадь, т.е. можно отметить, что
почти вся обследованная территория может быть отнесена ко второй зоне.
Максимальная протяженность зоны с Ю-З на С-В составляет около 60-70 км.
Ширина зоны составляет около 30 км.
Зона III - зона слабого загрязнения древостоев. Содержания фтора в хвое
менее 2 мг/кг, средний балл категории состояния 1,4. Не имеет четко выраженной
конфигурации, т.к. не найдены пробные площади, которые можно было бы
отнести к условно чистым или фоновым зонам.
Выделение предложенных зон велось по содержанию фтора в хвое
древостоев и по данным исследований является абсолютным критерием для
определения радиусов зон загрязнения.
217
5.2 Выводы
1. Основными критериями зонирования являются не только состояние
древостоев, но и уровень накопления фторидов и серы в хвое растений.
2. В результате послойного совмещения картосхем по содержанию фтора в
хвое древостоев, выявлены 3 зоны и установлены характеристики этих зон.
Зона I или зона экстремального загрязнения древостоев. Содержания фтора
в хвое свыше 8 мг/кг. Средний радиус зоны составляет 5-6 км.
Зона II - зона сильного загрязнения древостоев. В эту зону входят древостои
интенсивно накопившие твердые и растворимые загрязнители, содержания фтора
в хвое от 2-8 мг/кг. Ширина зоны составляет около 30 км.
Зона III - зона слабого загрязнения древостоев. Содержания фтора в хвое
менее 2 мг/кг. Не имеет четко выраженной конфигурации.
3. По зонам загрязнения можно отметить: средний балл категории
состояния в I зоне – зоне экстремального загрязнения равен – 2,6, что говорит о
сильном ослаблении деревьев; во II зоне – зоне сильного загрязнения он составил
– 1,8; в III зоне – зоне слабого загрязнения – 1,4.
4. При совмещении картосхем было установлено, что участки с
максимальным содержанием фтора, серы, а также балл категории состояния
практически совпадают, что свидетельствует о высокой точности установления
границ зон загрязнения.
218
6. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ВЕДЕНИЮ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА В
НАРУШЕННЫХ ЛЕСНЫХ ФИТОЦЕНОЗАХ
В лесах, подверженных загрязнению, происходит аллогенная сукцессия,
относящаяся к категории ретрогрессий. Сукцессионный подход к типизации
лесов, подверженных загрязнению, позволяет учитывать не только аллогенные
факторы, но и аутогенные процессы, а также временную динамику экосистем.
Вокруг алюминиевых комбинатов - основных загрязнителей природной среды в
нашем регионе - идентифицируются четыре основных стадии дигрессионной
сукцессии лесных экосистем: фоновые леса → дефолиирующие леса (стадии
начальной, интенсивной и затухающей дефолиации) → техногенные редколесья
→ техногенные пустоши. Подходы к восстановлению должны учитывать стадию
дигрессии.
Лесные и городские зеленые насаждения можно рассматривать как
промышленный фитофильтр, призванный обезвредить промышленные выбросы.
Критерием эффективности его работы должна быть способность снижать уровень
загрязнения воздуха до предельно допустимых концентраций. Фильтр должен
обладать
долговечностью,
определенной
емкостью
газопоглощения
и
устойчивостью не только к газам, но и другим экстремальным условиям. Емкость
газопоглощения фитофильтра может регулироваться путем подбора
растительности,
оптимизации
ассимилирующей
поверхности
конструкции,
(листового
полноты,
индекса)
состава
увеличением
и продолжительности
вегетации.
Чтобы установить тот максимальный уровень загрязнений, который может
быть устранен самими растениями, необходимо знать газопоглотительные
возможности
лесонасаждений:
интенсивность
поглощения,
динамику
газопоглотительной способности, общую емкость поглощения. Исследования
Н.В. Гетко, Ю.З. Кулагина и др.[87] показали, что способность к накоплению
больших количеств серы листьями с минимальным повреждением их в условиях
219
задымления
атмосферного
воздуха
сернистыми
соединениями
обладают
устойчивые виды (тополя бальзамический, берлинский, дельтовидный, душистый;
ива белая, козья). Н.В. Гетко и др. авторы выделяют газоустойчивые виды с
высокой
газопоглотительной
способностью:
тополя,
ива
белая,
клен
ясенелистный, береза пушистая, туя западная, дерен белый.
По данным
Ю.З. Кулагина, С.А. Сергейчика [105], темпы накопления
атмосферной серы наиболее высоки в период активного роста и формирования
листьев и постепенно снижаются к концу вегетационного периода. В зоне
интенсивного
загрязнения
наиболее
контрастны
в
отношении
уровня
аккумулирующей серы 2 группы видов:
1 – жимолость татарская, клен ясенелистный, лох узколистный, тополя
дрожащий и канадский (6,68…8,96 г серы на 1 кг сухих листьев);
2 – груша обыкновенная, боярышник колючий, вяз перистоветвистый, роза
морщинистая (2,88…3,84 г серы).
Промежуточное положение заняли ива белая, карагана древовидная, орех
маньчжурский, пузыреплодник калинолистный, сирень обыкновенная, яблоня
лесная (4,16…5,97).
Исходя из вышеизложенного, можно сделать следующие выводы: при
некотором увеличении концентрации диоксида серы после модернизации
алюминиевого завода существенного ослабления жизнеспособности древесных
растений не произойдет. При недостатке серы в почве древесные растения
вовлекают в метаболизм соединения серы из атмосферного воздуха
и
распределяют их по различным частям растения, выступая тем самым в роли
растительного фильтра. Таким образом, древесные и кустарниковые растения
могут снизить негативное воздействие диоксида серы на население города
Братска.
Для
этого необходимо в
ассортименте
древесно-кустарниковой
растительности увеличить количество видов, активно поглощающих серу: тополя
бальзамический, берлинский, дельтовидный, душистый; ива белая, козья, клен
ясенелистный, береза пушистая, туя западная, дерен белый.
220
Рассматривая
предельно-допустимые
концентрации
(ПДК)
наиболее
опасных загрязняющих веществ, поступающих с промплощадки алюминиевого
завода, в атмосферном воздухе населенных мест, почве, растительности,
кормовых культурах и правах и данные экологического мониторинга видно, что
достичь на прилегающих к промплощадке завода территориях концентраций
фторсодержащих
загрязняющих
веществ
уровня
ПДК
для
хвойной
растительности, на современном этапе даже с учетом модернизации завода,
невозможно. Однако следует учесть, что согласно исследованиям многих авторов,
хотя газообразные фториды являются наиболее агрессивными загрязнителями, но
радиус их действия ограничивается 1-5 км. Поэтому, применяя функциональное
зонирование территории санитарно-защитной зоны, определяется следующий
режим
лесопользования:
выращивание
газо-пыле-
и
дымоустойчивых
насаждений, характеризующихся быстрым ростом, максимальным ветвлением и
облиствлением, обеспечивающих наибольшую санитарно-гигиеническую роль. За
пределами санитарно-защитной зоны отдается предпочтение естественному
возобновлению хвойных и лиственных пород, т.к. эти породы возобновляются в
данных условиях местопроизрастания весьма успешно (количество подроста
достигает 4-6 тысяч штук на гектаре).
Древесные растения поглощают и нейтрализуют часть атмосферных
поллютантов, задерживают пылевые частицы, сохраняя прилегающие территории
от пагубного воздействия экотоксикантов.
При
выборе
древесных
пород
для
создания
санитарно-защитных
насаждений и рекультивации нарушенных земель предпочтение отдается в
первую очередь тем породам, которые являются коренными обитателями мест
предполагаемой высадки, отличаются малотребовательностью к условиям
произрастания, высокой засухо- и морозоустойчивостью, характеризуются
быстрым
ростом,
декоративностью,
устойчивостью
к
промышленным
загрязнителям и способностью их аккумулировать в наибольшей степени.
Пути
миграции
загрязнителей
окружающей
среды
в
биосфере
многочисленны. Однако они всегда проходят через уровень продуцентов. Часть
221
поллютантов проникает в растения через листья, часть – через корневую систему.
Некоторая доля аккумулируется в многолетних органах растений, а какое-то
количество – в листьях. Известно, что благодаря явлению листопадности
древесные растения способны избавляться от части токсичных соединений,
накапливающихся в них. Этот способ, наряду с гуттацией и корневыми
выделениями, является защитным механизмом, предохраняющим растительный
организм от интоксикации и гибели. Следует отметить, что большая часть
опавших листьев оказывается в непосредственной близости от деревьев, особенно
в густых насаждениях, чем обеспечивается вторичное загрязнение верхнего слоя
почвы токсикантами, содержащимися в ассимиляционных органах. Таким
образом, основным путем поступления токсичных компонентов среды, в том
числе и металлов, является корневая система. Несмотря на негативные
последствия для растительных организмов, вызываемые первичным и вторичным
загрязнением окружающей среды, биогеохимический цикл миграции токсикантов
прерывается.
Проведенные исследования выявили видовые особенности аккумуляции
различных металлов некоторыми древесными растениями, произрастающими в
условиях техногенеза. Однако основы устойчивости и адаптивного потенциала
растений в условиях техногенеза во многом остаются неизученными.
Комплекс мероприятий по сохранению, повышению устойчивости и
реабилитации лесов в условиях промышленных выбросов предусматривает
комплекс
взаимосвязанных
совершенствование
ведения
фитоценозах (рис. 6.1).
мер,
лесного
включающих
мониторинг
лесов,
хозяйства
нарушенных
лесных
в
222
Мониторинг лесов в условиях
промышленного загрязнения
Комплексная
оценка состояния
насаждений
Повышение устойчивости
ослабленных насаждений
Восстановление
погибших насаждений
Оценка состояния
сукцессионных
процессов
Проведение мероприятий по
воспроизводству лесов с учетом
уровня загрязнения среды и
состояния насаждений
Использование
естественного
восстановительного
потенциала лесов
Оценка состояния
подроста
Формирование устойчивого
к загрязнению породного
состава насаждений при уходе
за лесами и лесовосстановлению
Выявление и
использование
устойчивых
к загрязнению видов
при лесовосстановлении
Рисунок 6.1 - Комплекс мероприятий по сохранению, повышению устойчивости
и реабилитации лесов в условиях промышленных выбросов
Ведение
лесного
хозяйства
на
территориях,
подверженных
аэротехногенному воздействию, должно ориентироваться, прежде всего, на
поддержание
средообразующих
свойств
лесов,
выполняющих
санитарно-
гигиенические и иные средообразующие функции, и базироваться на уровне
загрязнения насаждений, фактическом их состоянии и прогнозе его динамики под
влиянием интегрального взаимодействия комплекса экологических факторов.
Основой
мероприятий,
направленных
на
замену
погибших
и
восстановление поврежденных выбросами насаждений в минимально возможные
сроки, является лесовосстановление, проводимое, как и в обычных условиях,
путем
естественного,
искусственного
и
комбинированного
способов
восстановления лесов.
В целях содействия естественному возобновлению леса в условиях
загрязнения рекомендуется в зонах экстремального и сильного загрязнения
сохранять газоустойчивые древесные и кустарниковые виды лесных растений в
223
составе
естественного
возобновления,
осуществлять
частичную
подсадку
устойчивых видов на участках с недостаточным количеством подроста и самосева.
В зоне сильного загрязнения культуры создают из среднеустойчивых видов,
а в зоне слабого поражения допустимо выращивание малоустойчивых видов
лесных растений, размещая посадки рядами или кулисами перпендикулярно по
отношению к источнику загрязнения. Высокую эффективность в условиях
воздействия промышленных выбросов показало создание подпологовых культур.
При достаточном количестве благонадежного подроста газоустойчивых
древесных
видов
может
проводиться
прореживание
древостоя
слабой
интенсивности совместно с уходом за подростом для формирования смешанных
насаждений.
При
формировании
насаждений
в
зонах экстремального,
сильного
загрязнения целесообразно ориентироваться, прежде всего, на рубки ухода в
молодняках
(осветления
нецелесообразно
из-за
и
прочистки).
возможного
Проведение
снижения
проходных
сомкнутости
рубок
полога
до
критического уровня и интенсификации отпада деревьев под воздействием
выбросов.
Аэротехногенное
воздействие
санитарно-оздоровительных
обуславливает
мероприятий
и,
прежде
увеличение
всего,
объемов
сплошных
и
выборочных санитарных рубок, в очагах поражения насаждений. При этом
сплошные санитарные рубки могут назначаться независимо от возраста
древостоев после серии выборочных санрубок или как отдельное мероприятие в
насаждениях, полностью утративших биологическую устойчивость и санитарногигиенические функции.
В целях быстрой замены погибшего насаждения технология проведения
санитарных рубок должна
предусматривать формирование
древостоя
из
жизнеспособных деревьев второго яруса или подроста как хвойных, так и
лиственных видов, а при их отсутствии – создание лесных культур из
газоустойчивых лесных растений.
224
В насаждениях зоны слабого загрязнения, а также в лесах с повышенным
уровнем загрязнения, но без видимых признаков их поражения, использование,
охрана, защита и воспроизводство лесов осуществляются в соответствии с
рекомендациями для незагрязненных территорий.
Проведенные исследования показали, что при решении проблем озеленения
г.Братска в первую очередь необходим подбор газоустойчивых видов растений
как из представителей местной флоры, так и выведеных искусственным путем.
Представители
местной
интродуцированными
видами,
флоры
потому
имеют
что
в
преимущество
процессе
перед
филогенеза
они
адаптировались к местным условиям. С эстетической точки зрения также
оправдано применение в озеленении аборигенных видов в связи с тем, что они
вносят
элемент
местного
колорита.
К
таким
аборигенным
и
давно
интродуцированным видам относятся: клен ясенелистный (Acer negundo),
черемуха обыкновенная (Рadus avium), яблоня ягодная (Malus baccata), сирень
обыкновенная (Syringа vilgaris), вяз приземистый (Рumila ulmus), роза иглистая
(Rosa acicularis Lindl.), рябина сибирская (Sorbus sibirea Hedl.), ива козья (Salix
caprea L.), сосна сибирская кедровая (Pinus sibirica Du Tour), лиственница
сибирская (Larix sibirica Ldb.), пихта сибирская (Abies sibirica Ldb.), сосна
обыкновенная (Pinus silvestris L.), смородина черная (Ribes nigrum L.), береза
пушистая (Betula pubescens Ehrh), боярышник обыкновенный (Crataegus
laevigata), бузина красная (Sambucus racemosa L.), кизильник (Cotoneaster lucidus
Schlecht), ольха кустарниковая (Alnus fruticosa Rupr), тополь бальзамический
(Populus Balsamitera.), тополь душистый (Populus suaveolecns Fisch),
осина
(Populus tremula L.) и другие.
Многие из приведенных выше видов древесной растительности, такие как осина, береза повислая, ива козья, рябина сибирская, сирень обыкновенная,
кизильник, в большей или меньшей степени угнетены, а листья их повреждены
или деформированы под воздействием промышленных выбросов. Наиболее
устойчивой и перспективной из испытанных древесно-кустарниковых видов
оказалась желтая акация, а полную непригодность выявили осина, береза
225
повислая, шиповник иглистый. Проведенные исследования показали, что
наиболее морозоустойчивым и устойчивым к загрязнению из рассмотренных
пород являются гибриды тополей и ив. Из них заслуживает внимания тополь
душистый, который хотя и уступает по продуктивности и декоративности тополю
бальзамическому, но является устойчивым и высокорослым.
Однако следует предпринимать шаги, направленные на поиск спонтанно
возникших форм растений, и выведение искусственным путем из местной флоры
форм, пригодных для озеленения городских территорий и в непосредственной
близости от источника задымления.
На основе результатов работы предлагаются следующие рекомендации по
ведению лесного хозяйства на территориях, подверженных длительному
техногенезу (табл.49).
Необходимо формировать более устойчивые насаждения посредством
комплекса лесохозяйственных мер. К ним относятся:
1)
Лесохозяйственные
мероприятия
в
зоне
слабого
техногенного
воздействия должны преследовать профилактические цели. Здесь следует
проводить своевременные рубки ухода с целью повышения устойчивости
насаждений.
2) При условии дальнейшего снижения техногенной нагрузки, необходимо
проводить меры содействия
естественному возобновлению путём ухода за
подростом и деревьями второго яруса.
3) В сильно повреждённых насаждениях, утративших биологическую
устойчивость, назначаются санитарные рубки выборочные или сплошные (если
после уборки деревьев полнота снизится ниже 0,3) и в первую очередь
назначаются в рубку участки, где существует опасность массового размножения
насекомых-вредителей и распространения грибных болезней леса.
4) После проведения сплошных или выборочных санитарных рубок
рекомендуется подсадка устойчивых к загрязнению древесных пород на вырубке
или в окнах. Очень важно тщательно, узкими полосами с осени готовить почву изза сильно развития живого напочвенного покрова.
226
5)
При назначении хозяйственных мероприятий следует учитывать
мозаичность повреждения насаждений, связанную с залповыми выбросами
поллютантов в атмосферу, отдавая предпочтение куртинным рубкам и групповым
посадкам.
Таблица 49 – Мероприятия по повышению устойчивости фитоценозов в
условиях техногенного пресса
Особен-
Зона 1-
Зона 2-
Зона 3-
ности
экстремального
сильного
слабого
фитоце-
загрязнения
загрязнения
загрязнения
С наличием сухостоя
-
нозов
1.
С наличием сухостоя
2.
Выборочные
сплошные
санитарные рубки
2.
С наличием
подроста
2.
и Выборочные
санитарные рубки с
удалением
ослабленных,
поврежденных
деревьев
хвойного С наличием
подроста
Проведение рубок
ухода
3.
Без подроста
2.
создание
лесных
культур
из
газоустойчивых
лесных растений.
-
хвойного С наличием хвойного
подроста
Проведение рубок
ухода
создание смешанных
хвойно-лиственных
культур как наиболее
биологически
устойчивых
Примечание: 1- характеристика древостоев; 2 - мероприятия
Проведение рубок
ухода
-
227
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Исследования, которые базировались на экосистемном подходе с учетом
особенностей реакции сосновых насаждений на техногенное загрязнение,
позволили сделать следующие выводы и рекомендации:
1. На основании многолетних наблюдений за развитием сосновых
древостоев
в
зонах
действия
алюминиевого
и
целлюлозно-бумажного
производства в районе г. Братска прослеживается сукцессия древостоев,
связанная
с
ослаблением
и
гибелью
сосняков,
выраженная
в
распаде
материнского полога и формировании основного яруса из средневозрастных
древостоев 2-ой генерации.
2. Под влиянием техногенного воздействия ускоряются процессы распада
перестойных, спелых и приспевающих древостоев, что является свидетельством
ярко выраженной техногенной сукцессии.
3. Нарушается корреляция между средней высотой и средним диаметром
(R2= 0,345), резко ухудшается жизненное состояние древостоев (спелые деревья в
первой зоне имеют меньшую высоту, чем деревья, расположенные вне зоны
воздействия поллютантов в среднем на 2-5 м и соответствуют IV-V классам
бонитета). По среднему баллу категории состояния (от 2,5 до 3) видно, что в
целом
средневозрастные
и
приспевающие
древостои
находятся
в
удовлетворительном состоянии.
4. В результате совмещения картосхем с показателем уровня содержания
фтора в хвое древостоев со средним баллом категории состояния, выделены три
зоны и установлены характеристики этих зон.
Зона I - зона экстремального загрязнения древостоев (содержания фтора в
хвое свыше 8 мг/кг, средний балл категории состояния 2,6).
Зона II - зона сильного загрязнения древостоев (содержание фтора в хвое от
2-8 мг/кг, средний балл категории состояния 1,8).
228
Зона III - зона слабого загрязнения древостоев (содержание фтора в хвое
менее 2 мг/кг, средний балл категории состояния 1,4).
5. На основании полученных данных можно моделировать некоторые
процессы, происходящие в насаждениях региона: динамику изменения среднего
балла категории состояния древостоев в зависимости от продолжительности
воздействия промышленных эмиссий; зависимость между высотой и диаметром
ствола в пораженных древостоях и на основании полученных данных определить
уровень снижения продуктивности насаждений. Использование полученных
математических
моделей
позволяет
насаждений. По результатам прогноза
прогнозировать
уровень
деградации
разработан комплекс мероприятий по
ведению хозяйства в районе г. Братска.
6.С увеличением уровня загрязнения в число погибших и усыхающих
категорий состояния включается все больше деревьев верхней части полога,
возрастает интенсивность отпада за счет сокращения продолжительности
процесса перехода деревьев из более высокой категории состояния в низкую.
Первоочередное нарушение роста по высоте деревьев высших классов Крафта
приводит к изменению хода естественной дифференциации деревьев и
повышению лесоводственно-экологической значимости подчиненных деревьев в
ослабленных выбросами насаждениях.
7. В зоне экстремального загрязнения древостоев преобладает подрост
лиственных пород, в некоторых случаях подрост совсем отсутствует;
зоне
сильного загрязнения преобладают хвойные породы, здесь состояние подроста
как хвойных, так и лиственных пород удовлетворительное и обеспечивает
хорошее возобновление; в
зоне слабого загрязнения древостоев преобладает
хвойный подрост, в основном сосна обыкновенная, процент жизнеспособного
подроста 100 %, коэффициент встречаемости 0,9, возобновление хорошее.
8. Под длительным влиянием промышленного загрязнения происходит
ускорение вторичных сукцессионных процессов в хвойных фитоценозах. В
радиусе до 1 км от алюминиевого завода сформировалась типичная техногенная
лесостепь, которая характеризуется отсутствием древесной растительности, а
229
также сильной деградацией живого напочвенного покрова. В радиусе от 1 до 4 км
появляется древесная растительность в виде кустарниковых форм с наличием
множества боковых побегов, появляются первые признаки лесной травянистой
растительности (мхи – проективное покрытие до 60 %). В радиусе свыше 10 км
фитоценозы отличаются типичными признаками таежных лесов. Форма древостоя
сложная: в первом ярусе располагаются ослабленные и сухостойные деревья
сосны и лиственницы
в возрасте более
100-120 лет; во втором ярусе
представлены все лесообразующие породы в относительно удовлетворительном
состоянии; живой напочвенный покров представлен многочисленными лесными
видами.
9. На основании выявленных закономерностей воздействия техногенного
загрязнения на лесные экосистемы разработан комплекс мероприятий по
сохранению и реабилитации лесов в условиях промышленных выбросов,
включающий комплекс мер по повышению устойчивости поврежденных
насаждений.
230
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алексеев, В.А. Лесные экосистемы и атмосферные загрязнения / В.А.
Алексеев - Л.: Наука. Ленинградское отделение, 1990. - 200 с.
2. Алексеев,
В.А. Особенности описания древостоев в условиях
атмосферного загрязнения / В.А. Алексеев // Взаимодействие лесных экосистем и
атмосферных загрязнителей. – Таллин: АН ЭССР, 1982.- Ч.2 - С.12-20.
3.
Алексеев, В.А. Влияние загрязнения на изменение морфо-структуры
деревьев / В.А. Алексеев, И.В. Лянгузова // Лесные экосистемы и атмосферное
загрязнение. Л.: Наука, 1990.- С. 87-93.
4. Алексеев, В.А. Лесные экосистемы и атмосферные загрязнения / В.А.
Алексеев.- Л.: Наука, 1990. - 198 с.
5. Алексеев,
А.С.
Закономерности
пространственного
размещения
поврежденной растительности при региональном и локальном загрязнении
атмосферы / А.С. Алексеев // Всероссийская НТК Охрана лесных экосистем и
рациональное использование лесных ресурсов. – М., 1994.- Т.2. – С.16-23.
6. Алексеев, И.А. Влияние газопылевых выбросов на состояние сосновых
биогеоценозов / И.А. Алексеев, А.Т. Сабиров,
А.В. Михеев А.В // Влияние
атмосферных загрязнений и других антропогенных и природных факторов на
дестабилизацию состояния лесов Центральной и Восточной Европы - М., 1996. Т. 1.- С. 41.
7. Алексеев,
В.А. Диагностика жизненного состояния деревьев и
древостоев / В.А. Алексеев // Лесоведение. - 1989. -№ 4. - С. 51-57.
8. Алпатов,
деградации
Ю.Н. Исследования влияний промвыбросов на динамику
лесов. Разработка топологической модели. / Ю.Н. Алпатов, С.А.
Чжан // Тезисы докладов XVI НТК.- Братск: БрИИ, 1995.- С.140-141.
9. Алпатов,
Ю.Н. Исследование влияния промышленных выбросов на
динамику деградации лесов / А.Ю. Алпатов,
Б.И. Угрюмов, Е.М. Рунова
//
231
Проблемы экспериментальной зоны чрезвычайной экологической ситуации, пути
и способы их решения - Братск: БрИИ,1996.- С. 23-25.
10. Аникеева, В.А. Лесоводственно-экологическая и экономическая оценка
антропогенных воздействий на лесные биогеоценозы и их регулирование на
Европейском Севере / В.А. Аникеева,
Г.А. Чибисов, М.И. Вялых
и др. //
Северные леса: состояние, динамика, антропогенное воздействие.- М., 1990.Ч.IV.- С. 49-61.
11. Анучин, Н.Н. Лесная таксация / Н.Н. Анучин. – М.: Лесн. пром-ть, 1977.386 с.
12. Аринушкина, Е.В. Руководство по химическому анализу почв / Е.В.
Аринушкина. - М., 1970. - 487 с.
13. Арсеньева,
Т.В.
Эколого-анатомические
аспекты
изменчивости
древесины сосновых из промышленных районов европейского севера / Т.В.
Арсеньева, Е.С. Чавчавадзе. - СПб.: Наука, 2001. - 109 с.
14. Бабушкина, Л.Г. Комплексная оценка состояния лесных биогеоценозов
в зоне промышленных загрязнений / Л.Г. Бабушкина, Н.А. Луганский
//
Проблемы лесоведения и лесной экологии. - М., 1990.- С. 566-568.
15. Бабушкина, Л.Г. Биоиндикаторы загрязнения и повреждения сосновых
насаждений промышленными поллютантами/ Л.Г. Бабушкина, Г.В. Зуева, Н.М.
Шебалова и др. // Охрана лесных экосистем и рациональное использование
лесных ресурсов. - М., 1994. - Т.4.- С. 41-42.
16. Бабушкина, Л.Г. Влияние
аэрогенного загрязнения на состояние
лесных экосистем Среднего Урала / Л.Г. Бабушкина // Влияние атмосферных
загрязнений и других антропогенных и природных факторов на дестабилизацию
состояния лесов Центральной и Восточной Европы. - М., 1996. - Т. 1- С. 32.
17. Баканов, А.В.
Экологическая оценка загрязнения среды и состояния
лесных экосистем Сергиево-Посадского района / А.В. Баканов // Всероссийская
НТК Охрана лесных экосистем и рационального использования лесных ресурсов.
- М.,1994. - Т. 2.- С. 81.
232
18. Барахтенова, Л.А. Ассимиляция двуокиси серы растениями / Л.А.
Барахтенова, А.А. Кузнецова // Физиология фотосинтеза. - Новосибирск: Изд-во
НГПУ, 1998.
19. Белотелов, Н.В. Принципы ландшафтного подхода к моделированию
динамики лесной
растительности / Н.В. Белотелов, Б.Г. Богатырев, А.П.
Кириленко // Проблемы мониторинга и моделирование динамики лесных
экосистем. – М.: Эколес, 1995. - С. 220-228.
20. Белотелов, Н.В. Моделирование динамики растительных зон при
неравновесных сценариях глобального изменения климата / Н.В. Белотелов,
Б.Г. Богатырев, А.П. Кириленко // Проблемы мониторинга и моделирование
динамики лесных экосистем. - М.: Эколес, 1995. – С. 252-278.
21. Бельчинская, Л.И. Древесные растения как индикаторы промышленных
загрязнений / Л.И. Бельчинская, В.Т. Мезенцева, Л.В. Краснобоярова // Охрана
лесных экосистем и рациональное использование лесных ресурсов. - М., 1994. Т.4. – С. 40-41.
22. Березовская, Ф.С. Моделирование динамики древостоев: экологофизиологический подход./ Ф.С. Березовская, Г.П. Карев, А.З. Швиденко. - М.:
Госкомлес, 1991. - 84 с.
23. Березовская, Ф.С. Некоторые современные подходы к экологофизиологическому моделированию лесных сообществ / Ф.С. Березовская, Г.П.
Карев // Проблемы мониторинга и моделирование динамики лесных экосистем.
- М.: Эколес, 1995. – С.34-42.
24. Боабатунов,
А.А.
Динамика
состояния
лесов под
воздействием
загрязнений окружающей среды / А.А. Боабатунов, М.А. Васькович, А.Н.
Понимок // Фундаментальные
и прикладные проблемы охраны окружающей
среды. - Томск, 1995. - Т. 4.- С.141.
25. Беднона, О.В. Интегральная оценка состояния городских лесов на примере
Филе-Кунцевского лесопарка / О.В. Беднона, Т.В. Шарапа // Экология, мониторинг и
рациональное природопользование.– М.: МГУЛ, 1998.- Вып. 294(1).
233
26. Бельчинская, Л.И. Древесные растения как индикаторы промышленных
загрязнений / Л.И. Бельчинская, В.Т. Мезенцева, Л.В. Краснобоярова // Охрана
лесных экосистем и рациональное использование лесных ресурсов. - М., 1994. Т.4.- С. 40-41.
27. Березовская, Ф.С. Моделирование динамики древостоев: экологофизиологический подход / Ф.С. Березовская, Г.П. Карев, А.З. Швиденко. - М.:
Госкомлес,1991. - 84 с.
28. Болтнева, Л.И. Прогноз поражения растительности промышленными
выбросами в атмосферу /Л.И. Болтнева, И.М.Назаров, Т.И. Сисигин //
Загрязнение атмосферы как экологический фактор. – М.: Гидрометеоиздат,1978. –
С. 34-57.
29. Болтнева, Л.И. Прогностическая модель поражения растительности
промышленными выбросами в атмосферу / Л.И. Болтнева, А.А.Игнатьева, Р.Т.
Карабань
[и др.] // Взаимодействие лесных экосистем и атмосферных
загрязнителей. - Таллин, 1982. - С. 163-173.
30. Богатырев, Л.Г. Образование подстилок – один из важнейших процессов
в лесных экосистемах / Л.Г. Богатырев // Почвоведение. - 1996. - № 4. - С. 501511.
31. Богатырев Л.Г. О классификации лесных подстилок / Л.Г. Богатырев //
Почвоведение. - 1990. - № 3. - С. 118-127.
32. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем.- М.: Мир, 1988.- С. 348.
33. Биоиндикация: теория, методы, приложения // Г.С. Розенберг, С.В.
Викторов, Р.Х. Гиниятуллин [и др.]. - Тольятти, 1994. - 266 с.
34. Битвинскас, Т.Т. Дендроклиматические исследования / Т.Т. Битвинскас.
- Л.: Гидрометеоиздат, 1974. - 170 c.
35. Ваганов Е.А. Анализ роста дерева по структуре годичных колец / Е.А.
Ваганов, И.А. Терсков. — Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1977. - 93 с.
36. Вайчис, М.В.
Контроль за повреждениями лесных биогеоценозов
токсическими эмиссиями / М.В. Вайчис, К.Э. Ариолайтис, В.М. Онюнас [и др.]. //
Лесоведение. - 1988.- № 4.- С. 3-10.
234
37. Вайнерт, Э. Биоиндикация загрязнения наземных экосистем / Э. Вайнерт,
Ф.Вальтер, Т. Ветцель [и др.]. – М.: Мир, 1988. – 348 с.
38. Василенко, В.Н. Атмосферные нагрузки загрязняющих веществ на
территории СНГ / В.Н. Василенко, И.И. Назаров, И.Д. Фридман, Т.В. Беликова,
И.Ф. Дликман. - М.: Московское отделение гидромеоиздата, 1991. - 187 с.
39. Взаимодействие лесных экосистем и атмосферных загрязнителей. –
Таллин: АН ЭССР, 1982.- Ч.1. - 178 с.
40. Взаимодействие
лесных
экосистем и атмосферных загрязнителей.-
Таллин: АН ЭССР, 1982.- Ч.2. - 195 с.
41. Власенко, В. Э. Аккумуляция серы в различных компонентах лесных
экосистем в условиях техногенного воздействия на юге Таймыра / В.Э. Власенко,
Л.В. Василюк // Техногенные воздействия на лесные сообщества и проблемы их
восстановления и сохранения. - Екатеринбург: Наука. Урал. отд-ие, 1992. – С. 4446.
42. Влияние антропогенных и природных факторов на хвойные деревья. Иркутск, 1975. - 250 с.
43. Влияние загрязнений воздуха на растительность / под. ред. проф. д-ра
естеств. наук Х.Г. Десслера: пер. с нем. / С. Бёртитц, Х.Эндерляйн, Ф.Энгманн и
др. – М.: Лесн. пром-ть, 1981. – 181с.
44. Волкова, М.В. Изменение состояния древесных растений в условиях
промышленного загрязнения / М.В. Волкова // Охрана и рациональное
использование лесных ресурсов. - М., 1990. – С. 11-12.
45. Воронин, В.И. Состояние лесовозобновления в сосновых лесах Верхнего
Приангарья / В.И.Воронин, В.А.Осколков // Оценка состояния водных и наземных
экологических систем. - Новосибирск, 1994. - С. 115.
46. Воробейчик,
Е.Л.
Экологическое
нормирование
техногенных
загрязнений наземных экосистем (локальный уровень) / Е.Л. Воробейчик,
О.Ф.Садыков, М.Г. Фарафонтов. – Екатеринбург: Наука, 1994. – 280 с.
47. Габеев, В.Н. Экология и продуктивность сосновых лесов / В.Н. Габеев //
Новосибирск: Наука, Сиб. отделение, 1990. - 229 с.
235
48. Ганичева, С.Н. Восстановительная сукцессия на лесных территориях в
условиях воздушного загрязнения: автореф. дис…. канд. биол. наук / С.Н.
Ганичева. - Петрозаводск, 2004. - 23 с.
49. Ганичева, С.Н. Техногенная дигрессионная и демутационная сукцессии
в хвойных лесах Мурманской области / С.Н. Ганичева, Н.В.Лукина, В.А. Костина,
В.В. Никонов // Лесоведение.- 2004. № 4.- С. 57-67.
50. Гитарский, М.Л. К вопросу оценки техногенного воздействия на леса/
М.Л. Гитарский, Р.Т. Карабань, И.М. Назаров, Т.И. Сисигина // Охрана лесных
экосистем и рациональное использование лесных ресурсов. – М., 1994.- Т.4.- С.
43-44.
51. Горожанская, С.М. Некоторые аспекты мониторинга экосистем таежной
зоны западной Сибири / С.М. Горожанская, В.Д. Константинов // Проблемы
региональной экологии.
Региональный мониторинг.- Томск:
Красное знамя,
1994.- Вып. 3.- С. 47-52.
52. ГОСТ 16128-70. Пробные площади лесоустроительные.- М.: Станд,
2005. – 12 с.
53. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды
Иркутской области в 1997 году». – Иркутск, 1999. – 300 с.
54. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды
Иркутской области в 2002 году». – Иркутск, 2004. – 328с.
55. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды
Иркутской области в 2007 году». – Иркутск, 2008. – 360 с.
56. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды
Иркутской области в 2011 году». – Иркутск, 2011. – 356 с.
57. Гришин, А.М. Математическая
модель
взаимодействия
лесной
растительности с атмосферой / А.М. Гришин // Проблемы мониторинга и
моделирование динамики лесных экосистем. - М.: Эколес, 1995.- С. 104-129.
58. Гудериан, Р. Загрязнение воздушной среды / Р. Гудериан. - М.: Мир,
1979. -200 с.
236
59. Григорьев, Ю.С. Способ определения содержания фитотоксических
веществ: Патент № 2069851 / Ю.С. Григорьев, Е.А. Фуряев, А.А. Андреев // Бюлл.
изобр., № 33 от 27.11. 1996.
60. Григорьев, Ю.С. Биоиндикация загрязнений воздушной среды на основе
замедленной флуоресценции хлорофилла листьев и феллодермы деревьев/ Ю.С.
Григорьев, М.А. Бучельников // Экология. - 1999. - № 4. -С. 273-275.
61. Григорьев, Ю.С. Влияние техногенного загрязнения воздушной среды
на состояние зимнего покоя сосны обыкновенной / Ю.С. Григорьев, Н.В.
Пахарькова // Экология. - 2001. - № 6. - С. 471- 473.
62. Давыдова, Н.Д. Ландшафтно-геохимический анализ состояния геосистем
территории промышленного воздействия / Н.Д. Давыдова, В.Г. Волкова //
География почв и геохимия ландшафтов Сибири. – Иркутск: Ин-т географии СО
АН СССР, 1988.- С. 56-75.
63. Дончева, А.В. Ландшафт в зоне воздействия промышленности / А.В.
Дончева. - М.: Лесная промышленность, 1978. - 28 с.
64. Дончева, А.В. Ландшафтная индикация загрязнения природной среды /
А.В. Дончева, Л.К. Казаков, В.Н. Калуцков. - М.: Экология, 1992. - 256 с.
65. Денисов, Б.С. Промышленные выбросы и леса Подмосковья/ Б.С.
Денисов, В.И.Смирнов // Лесное хоз-во. - 1989. -№ 8.- С. 35-37.
66. Десслер, Х.Г. Влияние загрязнений воздуха на растительность / Х.Г.
Десслер. - М.: Лесн. пром-сть, 1982.- 182 с.
67. Дуда, В.В.
О месте мониторинга
в
системе
информационного
обеспечения функций управления лесными ресурсами / В.В. Дуда // Охрана
лесных экосистем и рациональное использование лесных ресурсов. - М., 1994. Т. 2. - С. 12-14.
68. Думова,
И.И.
Социально-экономические
основы
управления
природопользованием в регионе / И.И. Думова.-Новосибирск: Наука, 1996.- 165 с.
69. Дыренков,
С.В.
Картографирование
растительных
сообществ
и
экосистем в зонах влияния промышленных выбросов в атмосферу в целях
237
мониторинга /С.В. Дыренков, С.И. Савицкая // Мониторинг лесных экосистем. Новосибирск: Наука, 1996. - 165 с.
70. Жирин, В.М. Основные направления исследований при разработке
экологического мониторинга лесов / В.М. Жирин // Охрана лесных экосистем и
рациональное использование лесных ресурсов. - М., 1994.- Т. 2. - С. 9-12.
71. Заиков, Г.Е. Влияние загрязнений на различные породы деревьев / Г.Е.
Заиков, С.А. Маслов, В.Л. Рубайло // Кислотные дожди и окружающая среда. - М.:
Химия, 1991.- С. 47-55.
72. Зайцев, Г.А. Сосна обыкновенная и нефтехимическое загрязнение:
дендроэкологическая характеристика, адаптивный потенциал и использование /
Г.А.Зайцев, А.Ю. Кулагин. - М.: Наука, 2006. - 124 с.
73. Захаров, В.М. Здоровье среды: методы оценки / В.М. Захаров,
А.С.Баранов, В.И. Борисов [и др.]. - М.: Центр экологической политики России,
2000. – 68 с.
74. Захаров, Е.М. Здоровье среды: практика оценки /Е.М. Захаров,
А.Т.
Чубинишвили, С.Г. Дмитриев [и др.].- М.: Центр экологической политики России,
2006. – 68 с.
75. Звонкова, Т.В. Потенциальная естественная устойчивость природной
среды
и
комплексов
/
Т.В.
Звонкова
//
Географическое
обоснование
экологических экспертиз. - М.: Изд-во МГУ, 1985. - С. 38-44.
76. Зубарева, О.Н. Влияние выбросов промышленных предприятий в
Средней Сибири на сосну обыкновенную (Pinus sylvestris L.): автореф. дис….
канд. биол. наук / О.Н. Зубарева. - Красноярск, 1993.- 21 с.
77. Израэль, Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды/ Ю.А.
Израэль. - М.: Гидрометеоиздат, 1984. - 560 с.
78. Илькун, Г.М. Газоустойчивость растений / Г.М. Илькун.- Киев, Наукова
думка, 1971. - 146 с.
79. Илькун, Г.М. Загрязнители атмосферы и растения / Г.М. Илькун. Киев, 1978. - 247 с.
238
80. Изюмский, П.П. Формирование устойчивых и высокопродуктивных
лесных культур сосны с применением новой технологии/ П.П. Изюминский //
Лесное хозяйство. - 1987.- № 5.- С. 49-52.
81. Исаченко, Г.А. Моделирование ландшафтно-динамических сценариев
для экологического мониторинга и рационального природопользования / Г.А.
Исаченко, А.И. Резников // Фундаментальные и прикладные проблемы охраны
окружающей среды. - Томск, 1995.- Т. 4.- С. 150.
82. Исаев,
А.С.
Мониторинг
биоразнообразия
лесов:
результаты
и
перспективы / А.С. Исаев, Т.В. Черненькова // Антропогенная трансформация
таежных экосистем Европы: экологические, ресурсные и хозяйственные аспекты.
- Петрозаводск, 2004. - С. 78-82.
83. Казаков, Л.К. Антропогенный фактор и проблемы
природных
устойчивости
комплексов / Л.К. Казаков //Современные проблемы и методы
географических исследований. - М.: Изд-во МГУ, 1977. - С. 21-26.
84. Кайрюкштис,
Л.А.
Гибель
лесов в странах Западной Европы и
возможные последствия / Л.А. Кайрюкштис // Лесное хозяйство. - 1989. - № 5. С.34-38.
85. Калинин, О.В.
Выбор показателей для мониторинга рекреационной
дигрессии в лесных сообществах / О.В. Калинин // Охрана лесных экосистем и
рациональное использование лесных ресурсов. - М., 1994.- Т.4.- С. 73-74.
86. Катаев, О.А. Необходимость рационализации оценки
состояния
древостоев / О.А. Катаев // Охрана лесных экосистем и рациональное
использование лесных ресурсов. - М., 1994.- Т.3.- С. 28-29.
87. Капелькина, Л.П. Методы повышения устойчивости лесных насаждений
при атмосферном загрязнении / Л.П. Капелькина / Охрана лесных экосистем и
рационального использования лесных ресурсов.- М., 1994.- Т.4.–С. 4.
88. Климат Братска / Под редакцией И.А. Швер.- Л., 1985. – 159 с.
89. Копцик, Г.Н. Трансформация элементного состава растений лесных
биогеоценозов северной тайги под воздействием атмосферного загрязнения
239
Текст./ Г.Н. Копцик, С.В. Копцик, Д. Омлид // Вестн. МГУ. Сер. 17,
Почвоведение. 1999. - № 3. - С. 37-48.
90. Корзун, Н.Л. Особенности атмосферных условий г. Братска и влияние их
на распределение загрязняющих веществ / Н.Л. Корзун, Н.А. Богуш, Т.И.
Горюнова, В.М.Ступина // Проблемы
экспериментальной зоны чрезвычайной
экологической ситуации, пути и способы их решения. - Братск: БрИИ, 1996.С.35-38.
91. Костромина, О.А. Исследование состояния Ивовых в зонах повышенного
антропогенного влияния / О.А. Костромина // Естественные и инженерные науки развитию регионов.- Братск: БрГТУ, 2004. -230 с.
92. Костромина, О.А. Динамика изменения лесообразующих пород в зоне
промышленного воздействия Братского алюминиевого завода / О.А. Костромина
// Естественные и инженерные науки - развитию регионов. - Братск: БрГУ, 2005. –
190 с.
93. Кулагин, А.Ю. Роль лесных насаждений в поглощении металлов в
условиях техногенного загрязнения окружающей среды / А.Ю. Кулагин, А.А.
Баталов, Р.Х. Гиниятуллин //
Влияние
атмосферного загрязнения и других
антропогенных и природных факторов на дестабилизацию состояния лесов
Центральной и Восточной Европы. – М. – 1996.- Т.1. - С. 61-62.
94. Кулагин, Ю.З. Древесные растения и промышленная среда / Ю.З.
Кулагин. - М.: Наука, 1974. – 124 с.
95.
Куликова, Е.Г. Методы определения ценности деревьев в городских
насаждениях /
Е.Г.
Куликова
//
Экология,
мониторинг
и
рациональное
природопользование / Науч. тр. Вып. 294. - М., 1998. - С. 33-40.
96.
Кивисте, А.К. Функции роста леса / А.К. Кивисте. -Тарту, Тартусск.
унив., 1988. - 108 с.
97. Киселева, В.В. Состояние лесных экосистем, подверженных серноазотными промышленными выбросами / В.В. Киселева // Влияние атмосферных
загрязнений и других антропогенных
и
природных
факторов
на
240
дестабилизацию состояния лесов Центральной и Восточной Европы. – М., 1996.–
Т.1.- С. 23.
98. Кислова, Т.А. Оценка продуктивности лесов / Т.А. Кислова. -М., 1986. 149 с.
99. Ковалев, Б.И.
насаждений,
Факторы среды,
определяющие состояние еловых
и организация лесного мониторинга / Б.И. Ковалев // Влияние
атмосферного загрязнения и других антропогенных и природных факторов на
дестабилизацию состояния лесов Центральной и Восточной Европы. – М., 1996. –
Т.1 - С. 142-144.
100. Кожова, О.М. Оценка состояния водных и наземных экологических
систем: Экологические проблемы Прибайкалья / О.М. Кожова, И.К. Бокова. Новосибирск: Наука, 1994. - 164 с.
101. Коломыцев,
В.А.
Международная
программа
интегрированного
мониторинга экосистем в Карелии / В.А. Коломыцев, Г.В. Шильцова, В.И.
Крутов [и др.] // Влияние атмосферных загрязнений и других антропогенных и
природных факторов на дестабилизацию состояния лесов Центральной и
Восточной Европы. - М., 1996.- Т.2. - С. 88.
102. Косицын, В.Н. Источники и масштабы антропогенного воздействия на
леса Рязанской области / В.Н. Косицын, Е.С. Булавин // Влияние атмосферных
загрязнений и других антропогенных и природных факторов на дестабилизацию
состояния лесов Центральной и Восточной Европы. - М., 1996. - Т. 1.- С. 25.
103. Костяев, С.А. Прогноз динамики древостоя крупных лесных массивов
/ С.А. Костяев // Охрана лесных экосистем и рациональное использование лесных
ресурсов. - М., 1994. - Т.4.- С. 27.
104. Коротков, С.А. Влияние неблагоприятных факторов на состояние и
устойчивость еловых и елово-сосновых насаждений Московской области / С.А.
Коротков // Охрана лесных экосистем и рационального использования лесных
ресурсов. - М., 1994. -Т. 3. - С. 81.
105.
Краснобаева, К.В. Ритмичность ростовых и возобновительных
процессов в сосновых насаждениях
как
фактор
повышения устойчивости
241
окружающей среды и проблемы их мониторинга / К.В. Краснобаева, Х.Г. Мусин
// Влияние атмосферных загрязнений и других антропогенных и природных
факторов на дестабилизацию состояния лесов Центральной и Восточной Европы.
- М., 1996.- Т. 2.- С. 76.
106. Крутов,
В.И. К оценке влияния атмосферного загрязнения
на
состояние хвойных лесов Карелии / В.И. Крутов // Влияние атмосферных
загрязнений и других антропогенных и природных факторов на дестабилизацию
состояния лесов Центральной и Восточной Европы. - М., 1996. - Т. 1.- С. 7.
107. Крючков, В.В. Деградация лесов в Кольском регионе / В.В. Крючков
// Влияние атмосферных загрязнений и других антропогенных и природных
факторов на дестабилизацию состояния лесов Центральной и Восточной Европы.
- М., 1996.- Т.1.- С.17.
108.
Крючков, В.В. Предельные антропогенные нагрузки и состояние
экосистем Севера / В.В. Крючков // Экология. – М., 1991.- № 3.- С. 28-40.
109. Кулагин,
А.А.. Древесные растения и биологическая консервация
промышленных загрязнителей / А.А. Кулагин, Ю.А. Шагиева. - М.: Наука, 2005. 190 с.
110.
Кулагин, Ю.З. О газоаккумулирующей функции древесных растений/
Ю.З. Кулагин, С.А. Сергейчик // Экология. - 1982. - №.6. - С.9-14.
111.
Лазарева, И.В. Состояние лесных экосистем - биоиндикатор качества
окружающей среды и основа трансформации функционально-планировочной
структуры городов / И.В. Лазарева // Охрана лесных экосистем и рациональное
использование лесных ресурсов. – М., 1994.- Т.4.- С. 36-38.
112.
Липаткин, В.А. Классификация состояния лесов по этапам потери их
устойчивости, окружающей среды и проблемы их мониторинга / В.А. Липаткин //
Влияние атмосферных
загрязнений и других антропогенных и природных
факторов на дестабилизацию состояния лесов Центральной и Восточной Европы.
- М., 1996.- Т. 1.- С. 14.
113.
Лукина, Н.В. Определение первичной продуктивности и состояния
техногенно поврежденных древостоев / Н.В. Лукина, В.В. Никонов // Охрана и
242
рациональное использование лесных ресурсов. - М.: Моск. лесотехн. ин-т, 1991.Ч. 3. - С. 42-44.
114.
Лукина, Н.В. Состояние еловых биогеоценозов Севера в условиях
техногенного загрязнения / Н.В. Лукина, В.В. Никонов. - Апатиты: КНЦ РАН,
1993.- 134 с.
115.
Лукина, Н.В. Питательный режим лесов северной тайги: Природные
и техногенные аспекты / Н.В. Лукина, В.В. Никонов. - Апатиты: КНЦ РАН, 1998.
- 316 с.
116. Луганский, Н.А. Рубки ухода в пораженных промышленными
выбросами искусственных молодняков сосны / Н.А. Луганский, В.А.Калинин //
Проблемы лесоведения и лесной экологии. - М., 1990. - Ч.II. - С. 376-378.
117.
Луганский, Н.А. Структура и динамика сосновых древостоев на
Среднем Урале / Н.А. Луганский, З.Я. Нагимов. - Екатеринбург, 1994.- 140 с.
118.
Луганский, Н.А.
Повышение продуктивности лесов / Н.А.
Луганский, С.В. Залесов, В.А. Щавровский. - Екатеринбург, 1995. - 288 с.
119. Лесные экосистемы и атмосферное загрязнение. - Л.: Наука, 200 с.
120. Лобанова, О.А. Аэротехногенное загрязнение окружающей среды
Архангельской агломерации: автореф. дис…. канд. географ. наук./ О.А. Лобанова
- М., 1999. - 23 с.
121. Мазепа,
В.П. Оценка последствий воздействия промышленных
эмиссий на сосновые древостои / В.П. Мазепа, Г.К. Приступа // Мониторинг
лесных экосистем. - Каунас, 1986.- С.180-181.
122.
Малков, Я.В.
Некоторые подходы к
минимизации параметрики
интегральных диагностических совокупностей экологического мониторинга / Я.В.
Малков,
Ю.А.
Сизов
//
Экология,
мониторинг
и
рациональное
природопользование. – М., 1996.- Вып. 283. - С. 117.
123.
Мартынюк, А.А. Влияние промышленных выбросов на рост и
производительность сосновых древостоев / А.А. Мартынюк, Н.И. Данилов //
Лесное хозяйство. – 1989. - № 4. – С. 17-19.
243
124.
Матвеев, С.М. Биоиндикация антропогенных изменений в сосновых
насаждениях ЦЧР: автореф. дис. … канд. с. -х. наук / С.М. Матвеев. - Воронеж,
1994 - 23 с.
125.
Маслаков, С.Е. Содержание терпеновых соединений в хвое сосны и
ели как индикатор состояния хвойных насаждений при мониторинге лесных
экосистем / С.Е. Маслаков, М.В. Андреева, С.О. Григорьева // Охрана лесных
экосистем и рациональное использование лесных ресурсов.– М., 1994. -Т.4.- С.
49-51.
126. Мерзленко, Н.Д.
Оценка степени хозяйственного воздействия на
хвойные насаждения К.Ф.Тюрмера,
окружающей
среды
и проблемы
их
мониторинга / Н.Д. Мерзленко, Ю.Г. Львов // Влияние атмосферных загрязнений
и других антропогенных и природных факторов на дестабилизацию состояния
лесов Центральной и Восточной Европы. -М., 1996. -Т. 2. - С. 48.
127.
Менинг, У.Дж. Биомониторинг загрязнения атмосферы с помощью
растений / У. Дж.Менинг, У.А.Федер. - Л.: Гидрометеоиздат. - 1985. – 143 с.
128. Методика организации и проведения работ по мониторингу лесов
СССР (в рамках Международной Совместной Программы по оценке и
мониторингу воздействий загрязнений воздуха на леса в регионе Европейской
Экономической комиссии ООН).- Пушкино: Госком СССР по лесному хозяйству,
1987. – 45 с.
129. Миркин, Б.М. Антропогенная динамика растительности / Б.М.
Миркин // Итоги науки и техники. Сер. Ботаника.- М.: ВИНИТИ, 1984. -Т. 5. - С.
139-235.
130. Миркин, Б.М. Современная наука о растительности / Б.М. Миркин,
Л.Г. Наумова, А.М. Соломещ.- М: Логос. - 2001.- 264 с.
131.
Михайлова, Т.А. О накоплении фтора в листьях древесных растений
вблизи алюминиевых заводов / Т.А. Михайлова // Оперативные информационные
материалы. – Иркутск: СИФИБР СО АН СССР, 1977. – С. 15.
244
132.
Михайлова, Т.А. Влияние фтористых соединений на хвойные
деревья: автореф. дис. …канд. биол. наук / Т. А. Михайлова. – Иркутск, 1985. – 22
с.
133. Михайлова, Т.А. Подбор древесных и кустарниковых растений,
пригодных для посадок в зонах действия фтористых эмиссий / Т.А. Михайлова,
И.И. Морозова // Лесопатологические исследования в Прибайкалье. – Иркутск:
Изд. СИФИБР СО АН СССР. - 1989. – С. 34-38.
134. Михайлова, Т.А. Воздействие промышленных эмиссий на хвойные
леса Приангарья / Т.А. Михайлова, Н.С. Кочмарская, Л.В. Анциферова, А.С.
Плешанов // Оценка состояния водных и наземных экологических систем:
Экологические проблемы Приангарья.- Новосибирск: Наука СО, 1994.- С. 127131.
135. Михайлова, Т.А. Эколого-физиологические исследования состояния
лесов, загрязняемых промышленными эмиссиями: автореф. дис…. д-ра биолог.
наук / Т.А. Михайлова. – Иркутск, 1997. – С. 36-43.
136.
Михайлова, Т.А. Диагностика жизненного состояния древостоев в
условиях техногенного загрязнения // Принципы и критерии выделения градаций
ослабленных древостоев / Т.А. Михайлова. - Иркутск. - 1998. - 15 с.
137.
Михайлова, Т.А. Оценка состояния сосновых лесов при длительном
действии алюминиевого завода / Т.А.Михайлова, Н.С. Бережная // География и
природ. ресурсы. – Иркутск, 2000.- № 1.- С. 43-50.
138.
Михайлова, Т.А. Состояние пригодных лесов Южного Прибайкалья/
Т.А. Михайлова, В.И. Воронин, А.С. Плешанов // Байкал - пригодная лаборатория
для исследования окружающей среды и климата. - Иркутск, 2008.- С.87-93.
139. Михайлова, Т.А. Динамика состояния сосновых лесов при изменениях
эмиссионной нагрузки / Т.А. Михайлова, Н.С. Бережная // Сибирский экол.
журнал. – 2002. – № 1. – С. 113–120.
140. Мозолевская, Е.Г. Оценка состояния лесов и лесных территорий при
лесопатологическом мониторинге / Е.Г. Мозолевская, Т.В. Шарапа // Охрана
245
лесных экосистем и рационального использования лесных ресурсов. – М., 1994.Т. 3. - С. 27.
141. Мозолевская,
Е.Г.
Показатели
состояния
антропогенной
трансформации лесных экосистем / Е.Г. Мозолевская, Т.В. Шарапа // Экология,
мониторинг и рациональное природопользование. -М.: МГУЛ, 1994. – Вып. 268. –
С. 16-33.
142.
Мозолевская, Е.Г. Оценка последствий техногенного воздействия на
леса. / Е.Г. Мозолевская // Влияние атмосферного загрязнения и других
антропогенных и природных факторов на дестабилизацию состояния лесов
Центральной и Восточной Европы. - М., 1996. –Т.1. - С. 10-12.
143. Мозолевская, Е.Г. Методы оценки и прогноза динамики состояния насаждений / Е.Г. Мозолевская // Лесное хозяйство. - 1998. - № 4- С. 43-45.
144. Мочалова, А.Д. Спектрометрический метод определения серы в
растениях / А.Д. Мочалова // Сельское хозяйство за рубежом. – 1975. - №4. – С.17.
145. Мерзленко, М.Д. Пути сохранения и повышения биологического
разнообразия лесных экосистем / М.Д. Мерзленко, П.Г. Мельник. – М.:
Моск.гос.ун-т леса.-1998.- Вып. 289.-С. 73-80.
146. Менщиков, С. Л. Закономерности трансформации предтундровых и
таежных лесов в условиях аэротехногенного загрязнения и пути снижения
наносимого ущерба: автореф. дис. … д-ра с.-х. наук / С.Л. Менщиков Екатеринбург, 2004. – 43 с.
147. Матюшкина, А.П. Характеристика древесины сосны обыкновенной в
зависимости от интенсивности роста / А.П. Матюшкина, З.А. Коржицкая, В.А.
Козлов [и др.] // Лесные растительные ресурсы Карелии. - Петрозаводск, 1974. - С.
120-132.
148.
Москалёва, С.А. Влияние экологических факторов на камбиальную
деятельность сосны в связи с рубками ухода / С.А. Москалева // Мат. годичной
сессии по итогам НИР АИЛ и ЛХ за 1976 год. - Архангельск, 1977. - С. 7-9.
149.
Никитин,
К.Е. Методы и техника обработки лесоводственной
информации / К.Е. Никитин, А.З. Швиденко. - М.: Лесн. пром-ть, 1978. - 272 с.
246
150.
Николаевский, В.С. Проблемы предельно допустимых концентраций
загрязнителей, воздействующих на растения / В.С. Николаевский, Н.А. Першина//
Проблемы фитогигиены и охрана окружающей среды.- М.: Изд. АН СССР. – 1979.
- С.117-121.
151. Николаевский, В.С. Биоиндикация загрязнения атмосферного воздуха и
состояния лесной растительности в составе ОВОС / В.С. Николаевский, Т.В.
Николаевская // Экология, мониторинг и рациональное природопользование. – М.:
МГУЛ, 1995.- Вып. 268.- 214с.
152. Влияние промышленного атмосферного загрязнения на сосновые леса
Кольского полуострова / под ред. Б.Н. Норина, В.Т. Ярмишко. - Л., 1990. - 195 с.
153.
Носова, Л.М. Моделирование структуры фитомассы древостоев
лесных экосистем / Л.М. Носова, А.В. Французов, С.И. Чумаченко // Проблемы
мониторинга и моделирования динамики лесных экосистем.– М.: Эколес, 1995. –
244 с.
154. Павлова, Е. Мониторинг лесных экосистем в республике Болгарии /
Е.Павлова, М.Дончева, Л. Маликова // Влияние атмосферных загрязнений и
других антропогенных и природных факторов на дестабилизацию состояния
лесов Центральной и Восточной Европы. - М., 1996. - Т. 2. - С. 92.
155. Павлов,
И.Н.
Создание
культур
в санитарно-защитной зоне
алюминиевых заводов Средней Сибири: автореф. дис. … канд. с.-х. наук / И. Н.
Павлов. – Л., 1989. - 20 с.
156. Павлов,
И.Н.
Древесные
растения
в
условиях
техногенного
загрязнения./ И.Н. Павлов - Улан-Удэ: БНЦ СО РАН, 2006. – 360с.
157.
Петров,
С.М.
Применение
удобрений
в
культурах
сосны,
подверженных воздействию промышленных выбросов / С.М. Петров //
Применение удобрений в лесном хозяйстве. - Архангельск, 1988. - С. 180-181.
158. Погодаева, М.В. Базовые методы статистического анализа: учебное
пособие / М.В. Погодаева, М.В. Сосунова, А.Я. Никитин. – Иркутск: Иркутск. гос.
лингвист. ун-т., 2007.- 30 с.
247
159. Подзоров, Н.В. Накопление соединений серы в хвое сосны под
влиянием дымовых выбросов / Н.В. Подзоров.- М.: Лесн. пром-сть, 1972.-С. 2931.
160.
Полозова, Л.Г. Влияние термического режима на радиальный
прирост деревьев в различных условиях местообитания / Л.Г. Полозова, С.Г.
Шиятов // Экология. - 1975. - № 6. - С. 30-35.
161. Полевой, В.В. Физиология растений / В.В. Павлов.- М., 1996.- Т. 2. С.92.
162. Поповичев, Б. Г. Влияние газов, выбрасываемых промышленными
предприятиями, на показатели качества семян сосны обыкновенной и березы
пушистой / Б.Г. Поповичев // Лесоводство, лесные культуры и почвоведение. –
М., 1980. - № 9. – С. 59-62.
163.
Потапова, Е.Ю. Некоторые аспекты устойчивости лесных экосистем/
Е.Ю. Потапова // Охрана лесных экосистем и рациональное использование
лесных ресурсов. - М., 1994. - Т.3. – С. 32-33.
164. Потапова, Е.Ю. Некоторые аспекты устойчивости лесных экосистем.
/ Е.Ю. Потапова // Охрана лесных экосистем и рациональное использование
лесных ресурсов. – М., 1994. - Т.3. – С. 32-33.
165. Приступа, Г.К. К вопросу оценки ущерба, причиняемого лесам
промышленными выбросами в атмосферу / Г.К. Приступа, В.Г. Мазепа //
Мониторинг лесных экосистем.- Каунас: Академия, 1986. – С. 360-361.
166.
Работнов, Т.А. Фитоценология / Т.А. Работнов. – М.: Наука, 1986. –
164 с.
167. Результаты долговременного мониторинга природных комплексов
Северо-Восточного Прибайкалья / А.А. Ананин, Т.А. Ананина, Е.М. Черникин [и
др.] // Труды государственного биосферного заповедника «Баргузинский». –УланУдэ: Изд-во Бурятского гос. ун-та, 2002. – Вып.8.- 204 с.
168. Ровинский, Ф.Н. Мониторинг загрязнений и его экологических
последствий / Ф.Н. Ровинский // Человек и стихия. – Л., 1983. - № 2. – С. 7-9.
248
169. Рожков, А.А. Устойчивость лесов / А.А. Рожков, В.Г. Козак. – М.:
Агропромиздат, 1989. – 239 с.
170. Рожков, А.С. Действие фторсодержащих эмиссий на хвойные деревья
/ А.С. Рожков, Т.А. Михайлова. – Новосибирск: Наука, 1989. – 160 с.
171. Реймерс, Н.Ф. Природопользование / Н.Ф. Реймерс // Словарьсправочник. - М.: Мысль, 1990.- 244с.
172.
Ровинский, Ф.Я. Мониторинг загрязнения и его экологических
последствий / Ф.Я. Ровинский // Человек и стихия. - Л., 1983. - С. 7-9.
173.
Рожков, А.С. Динамика накопления фтора
в тканях хвойных
деревьев, подвергающихся фторэмиссии алюминиевых заводов / А.С. Рожков,
Т.А. Михайлова // Экологическая роль горных лесов. - Бабушкин: ИЛиД СО АН
СССР, 1986. - С. 160-162.
174.
Предельно допустимые концентрации фтора для хвойных растений:
рекомендации / А.С. Рожков, Т.А. Михайлова. - Иркутск: СИФБР СО АН СССР. 1988. - 20 с.
175.
Рожнов,
Рожнов, В.А. База данных по экологическому состоянию лесов / В.А.
В.В.Киселева
//
Влияние
атмосферного
загрязнения
и
других
антропогенных и природных факторов на дестабилизацию состояния лесов
Центральной и Восточной Европы.- М., 1996. - Т. 2. – С. 109-110.
176.
Рудаков, В.Е. Модульные коэффициенты годичного прироста
деревьев - основа воссоздания хода колебаний атмосферных осадков / В.Е.
Рудаков // Известия Всесоюзн. географ. об-ва.– 1980. - Т. 112. - С. 237-243.
177. Рунова, Е.М. Состояние насаждений, подверженных воздействию
промышленных эмиссий, и определение их запасов / Е.М. Рунова, Г.П.Нежевец //
Охрана и рациональное использование лесных ресурсов. – М., 1990. – С.42.
178. Рунова,
Е.М.
Специфика
лесопользования
в
насаждениях,
подверженных влиянию промвыбросов / Е.М.Рунова, Т.А.Захаренко, С.А.Чжан. XV НТК, БрИИ, Братск, 1994 . – С.19-21.
179. Рунова, Е.М. Влияние выбросов промышленных предприятий Братска
на
лесные
экосистемы
/
Е.М.
Рунова,
Б.И.Угрюмов,
С.А.
Чжан
//
249
Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды. – Томск,
1995. –Т.4.- С.170.
180. Рунова, Е.М. Разработка системы лесопользования в древостоях,
подверженных техногенному загрязнению / Е.М. Рунова, Т.А. Захаренко, З.Х.
Мотыгулин // Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей
среды.- Томск, 1995. – Т.4. – С.169.
181. Рунова, Е.М. Особенности деградации лесов в районе Братска / Е.М.
Рунова, Б.И. Угрюмов, Г.П. Нежевец // Влияние атмосферного загрязнения и
других антропогенных и природных факторов на дестабилизацию состояния
лесов Центральной и Восточной Европы. – М., 1996. - Т.1. – С. 39-41.
182.
Рунова, Е.М. Возрастные особенности реакции древостоев на
загрязнение атмосферы / Е.М. Рунова, С.А.Чжан.- XVIII научно-техн. конф.Братск: БрИИ, 1996. – С. 17.
183. Рунова, Е.М. Влияние промышленных эмиссий на состояние
лиственницы / Е.М. Рунова, С.А.Чжан, А.Н.Пузанов. - XVII научно-техн. конф.Братск: БрИИ, 1996. – С. 19.
184. Рунова, Е.М. Организация лесопользования в зонах промышленного
загрязнения: рекомендации / Е.М. Рунова, Б.И. Угрюмов, Г.П. Нежевец, С.А.
Чжан. – Братск: БрИИ, 1998. - 44с.
185. Рунова, Е.М. Устойчивость сосновых древостоев различного возраста
к аэротехногенному загрязнению / Е.М. Рунова, С.А. Чжан // Рациональное
использование лесных ресурсов.- Йошкар-Ола: МарГТУ, 2001.- С.69-71.
186. Рунова, Е.М. Моделирование антропогенного воздействия на лесные
экосистемы / Е.М. Рунова, С.А.Чжан // Природные и интеллектуальные ресурсы
Сибири (СИБРЕСУРС-7-2001).– Томск: Из-во Томского ун-та, 2001. – С.87-90.
187. Рунова Е.М. Санитарное состояние техногенных древостоев второй
генерации в лесах Приангарья / Е.М. Рунова, С.А.Чжан, О.А. Пузанова //
Лесопользование, экология и охрана лесов: Фундаментальные и прикладные
аспекты. – Томск: STT, 2005. –С. 29-31.
250
188. Рунова, Е.М. Влияние промышленных выбросов на прирост хвойных
насаждений / Е.М. Рунова, С.А. Чжан, О.А. Пузанова // Актуальные проблемы
лесного комплекса. -Брянск: БГИТА, 2005. – Вып. 10. – С.129-131.
189. Рунова, Е.М. Моделирование процессов развития и деградации
лесных экосистем. / Е.М. Рунова, С.А.Чжан, О.А.Пузанова // Математическое
моделирование, численные методы и комплексы программ.– СПб.: СПбГАСУ,
2005. – С.46-52.
190. Рунова, Е.М.Воздействие загрязняющих веществ на почву в районе
города Братска / Е.М. Рунова, С.А.Чжан, О.А.Пузанова // Вестник МГУЛ. Лесной
вестник. – 2008. - № 1(58). – С.148-151.
191.
Рунова, Е.М. Влияние антропогенных факторов на биоразнообразие
лесных экосистем / Е.М. Рунова, С.А. Чжан, О.А. Пузанова // Восстановление
эколого-ресурсного
потенциала
агрлесобиоценозов,
лесоразведение
и
рациональное природопользование в Центральной лесостепи и юге России.Воронеж: ВГЛТА, 2007.- Т.2. – С.89-95.
192. Рунова, Е.М. Оценка состояния лиственных древостоев в зонах
техногенного воздействия / Е.М. Рунова, О.А. Костромина // Вестник КрасГАУ. –
2007. -№6 (21). – С. 121-127.
193. Рысин, Л.П. Методические предложения по созданию системы
постоянных пробных площадей на особо охраняемых лесных территориях / Л.П.
Рысин, Е.С. Комиссаров, А.А. Маслов [и др.]. - М., 1988. - 28 с.
194. Садыков, О.Ф. Некоторые экологические последствия техногенных
выбросов фтора / О.Ф. Садыков, Н.М. Любашевский, И.А. Богачева, Г.В.
Троценко, Б.В. Попов // Проблемы антропогенного воздействия на окружающую
среду. – М.: Наука, 1985. – С.43-53.
195. Санитарные правила в лесах Российской Федерации. – М., 1998.- 18с.
196. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1031-01. Санитарно-защитные зоны и санитарная
классификация предприятий, сооружений и иных объектов.- М.: Минздрав РФ,
2001.
197. Сердюкова,
А.В.
О
применении
удобрений
в
условиях
251
промышленного загрязнения / А.В. Сердюкова, В.Д. Касимов, Р.Д. Ларикова, В.А.
Мельчанов // Применение удобрений в лесном хозяйстве. – Архангельск, 1988. С. 181-182.
198. Смирнова, О.В. Диагностика сукцессионного состояния лесных
ценозов / О.В. Смирнова, Л.Б. Заугольникова, Р.В. Попадюк // Экол. исслед. в
Моск. обл.: состояние растительного покрова. Охрана природы. – М.: Отделение
общ. биол. РАН, 1992. – С. 200-207.
199. Смит, У.Х. Лес и атмосфера / У.Х. Смит. - М.: Прогресс, 1985. - 430
с.
200. Соколов, В.А. Структура и рост древостоев Сибири / В.А. Соколов,
А.С. Аткин, Р.А Зиганшин [и др.]. – Красноярск, 1993. -176 с.
201. Соколов, В.А. Структура и динамика таежных лесов / В.А. Соколов,
А.С. Аткин, С.К. Фарбер [и др.]. – Новосибирск: Наука, 1994. – 168 с.
202. Солдатенкова, Ю.П. Малый практикум по ботанике. Лишайники /
Ю.П. Солдатенкова. – М.: Изд-во Моск. ун-та. - 1977. – 128 с.
203. Степанцова, Н.В. Первые результаты апробации методики оценки
здоровья среды (на объекте Betula pendula Rjth. в Прибайкалье) / Н.В. Степанцова
// Дендрологические исследования в Байкальской Сибири. – Иркутск: СИФИБР
СО РАН, 2001. – С. 110-113.
204. Страхов, В.В. Лесной мониторинг в России / В.В. Страхов, А.Н.
Филипчук // ВНТК Охрана лесных экосистем и рационального использования
лесных ресурсов. - М., 1994.- Т. 2. – С. 6.
205. Свалов, С.Н. Анализ структуры моделей развития экосистем./ С.Н.
Свалов // Мониторинг лесных экосистем. - Каунас: Академия, 1986.- С. 344-345.
206. Соколов, С.В. Влияние антропогенных факторов на рост древостоев
Урала. / С.В. Соколов // Охрана
лесных экосистем и рационального
использования лесных ресурсов. - М., 1994. - Т. 4. - С. 80.
207. Соколов, Г.И. Усыхание лесов около города Сатки Челябинской
области от промвыбросов АО "Магнезит", окружающей среды и проблемы их
мониторинга / Г.И. Соколов // Влияние
атмосферных загрязнений и других
252
антропогенных и природных факторов на дестабилизацию состояния лесов
Центральной и Восточной Европы. - М., 1996. - Т. 1. – С. 35.
208.
Проблемы устойчивости лесопользования / В.А. Соколов [и др.] –
Красноярск: ИЛ СО РАН, 1998. - 225 с.
209. Ставрова,
Н.И.
Влияние
атмосферного
загрязнения
на
возобновление хвойных пород / Н.И. Ставрова // Лесные экосистемы и
атмосферное загрязнение. - Л., 1990. - С. 121-144.
210.
Степанчик, В.В. Сосновые насаждения в условиях загрязнения
окружающей среды и проблемы их мониторинга / В.В. Степанчик // Влияние
атмосферного загрязнения и других антропогенных и природных факторов на
дестабилизацию состояния лесов Центральной и Восточной Европы. - М., 1996.
– Т.1. -С. 28-30.
211. Сидорович,
Е.А.
Физиолого-биохимические
критерии
влияния
промышленных эмиссий на растения и биоиндикация загрязнения воздуха. / Е.А.
Сидорович, С.А. Сергейчик // Влияние промышленных предприятий на
окружающую среду. – Звенигород, 1984. - С. 177-179.
212. Степень,
Р.А.
Влияние
техногенных
выбросов
на
состояние
пригородных лесов Красноярска / Р.А. Степень, Р.А. Коловский, Г.С. Калачева //
Экология, 1996. - № 6. - С. 410-414.
213.
Сергейчик, С.А. Экологическая физиология хвойных пород Беларуси
в техногенной среде / С.А. Сергейчик, А.А. Сергейчик, Е.А. Сидорович. -Минск:
Беларус.навука, 1998.- 199 с.
214. Сидорович,
Е.А.
Физиолого-биохимические
критерии
влияния
промышленных эмиссий на растения и биоиндикация загрязнения воздуха / Е.А.
Сидорович, С.А. Сергейчик // Влияние промышленных предприятий на
окружающую среду. – Звенигород, 1984. - С. 177-179.
215. Таранков, В.И. Количественная оценка техногенного воздействия на
сосновые насаждения / В.И. Таранков, С.М. Матвеев // Охрана лесных экосистем
и рациональное использование лесных ресурсов. - М., 1994. - Т.4. - С.67-71.
253
216. Ткаченко,
М.Е.
Общее
лесоводство./
М.Е.
Ткаченко.-
М.-Л.:
Гослесбумиздат, 1952. – 600с.
217.
Третьякова,
И.Н. Влияние загрязнения среды окислами серы на
морфоструктуру крон, генеративную сферу и жизнеспособность пыльцы у пихты
сибирской в Байкальском регионе / И.Н Третьякова, О.Н. Зубарева, Е.В. Бажина //
Экология. – 1996.- № 1. - С. 17-24.
218.
Теоретические основы технологии
лесопользования
в
зонах
промышленных выбросов: отчет о НИР.- Братск: БрИИ., 1990. - 153 с.
219.
Тимофеев, А.В. К некоторой оценке роли влияния режима осадков на
радиальный прирост сосны в Жигулевском заповеднике, окружающей среды и
проблемы их мониторинга / А.В. Тимофеев // Влияние атмосферных загрязнений
и других антропогенных и природных факторов на дестабилизацию состояния
лесов Центральной и Восточной Европы. - М., 1996. - Т. 1. – С. 111.
220. Томилова, В.Н. Минирующие насекомые Восточной Сибири / В.Н.
Томилова // Фауна насекомых Восточной Сибири и Дальнего Востока. – Иркутск:
Изд-во ИГУ, 1974. – С. 3-31.
221. Угрюмов, Б.И. Аспекты лесопользования в лесах, подверженных
влиянию промышленных эмиссий / Б.И. Угрюмов, Е.М. Рунова, Г.П. Нежевец. Братск. БрИИ, 1996. - 100 с.
222. Угрюмов,
Б.И.
Зонирование
насаждений,
поврежденных
промвыбросами / Б.И. Угрюмов, Е.М. Рунова, Т.А. Захаренко // Охрана лесных
экосистем и рациональное использование лесных ресурсов.- М., 1994.-Т.2.- С.6162.
223. Угрюмов,
Б.И.
Влияние
экологических
факторов
на
лесные
биогеоценозы / Б.И. Угрюмов, Е.М. Рунова, С.А. Чжан, Г.П. Нежевец // Второе
Сибирское совещание по климато-экологическому мониторингу. – Томск, 1997.С.12.
224. Уткин,
А.И.
Первичная
продуктивность
и
вертикальная
биогеоценотическая структура 83-летнего березняка волосистоосокового / А.И.
254
Уткин, Н.В. Дылис, О.Н. Солнцева. - Бюл. МОИП. Отд. биол. - 1980. - Т. 85, вып.
3.- С. 100-117.
225. Уткин, А.И. Методика исследований первичной биологической
продуктивности лесов / А.И Уткин // Биологическая продуктивность лесов
Поволжья. - М.: Наука, 1987. - С. 59-72.
226. Уткин, А.И. О мониторинге функциональных показателей лесных
биогеоценозов по состоянию древостоев / А.И. Уткин, Т.А. Гульбе, Я.И. Гульбе,
С.Г. Рождественский // ВНТК Охрана лесных экосистем и рациональное
использование лесных ресурсов. – М., 1994. - Т.2. – С.37-39.
227. Уваров, Л.А. Влияние техногенного загрязнения на состояние
сосновых насаждений и селекционные аспекты повышения их устойчивости /
Л.А. Уваров // Влияние атмосферного загрязнения и других антропогенных и
природных факторов на дестабилизацию состояния лесов Центральной И
Восточной Европы. – М., 1996 .- Т.2. – С. 72-74.
228. Усольцев, В.А. Рост и структура фитомассы древостоев. / В.А.
Усольцев. – Новосибирск, 1988. - 262 с.
229. Усольцев,
В.А.
Продуктивность
хвои
сосняков
в
связи
с
атмосферным загрязнением на допороговых уровнях / В.А. Усольцев, А.В.
Усольцев
// Влияние атмосферных загрязнений и других антропогенных и
природных факторов на дестабилизацию состояния лесов Центральной и
Восточной Европы. - М., 1996. - Т.2. - С. 122.
230. Успенский, В.В. Количественная оценка экологических функций леса
/ В.В. Успенский // Охрана лесных экосистем и рациональное использование
лесных ресурсов. – М., 1994. - Т.1.- С.98-99.
231. Усманов,
И.Ю. Экологическая физиология растений: учебник для
ВУЗов / И.Ю. Усманов, З.Ф. Рахманкулова, А.Ю. Кулагин. -
М.: Логос, 2001.-
224 с.
232.
Фитотоксичность органических и неорганических загрязнителей /
В.П. Тарабрин [и др.].- Киев: Наук, думка, 1986.- 216 с.
255
233. Флора Центральной Сибири. В 2-х томах / под. ред. Л.И. Малышева,
Г.А. Пешковой. – Новосибирск: Наука СО, 1979. – 1048 с.
234. Федоров,
Р.Б. Зональная изменчивость плотности древесины
сосняков черничного типа леса в Карельской АССР. / Р.Б. Федоров //
Лесоводство, лесные культуры и почвоведение. - Л.: ЛТА. - 1981. - Выпуск 10. С. 129-135.
235. Хайретдинов,
А.Ф.
Повышение
продуктивности
лесов
и
непродуктивность лесопользования / А.Ф. Хайретдинов // Влияние атмосферного
загрязнения и других антропогенных и природных факторов на дестабилизацию
состояния лесов Центральной И Восточной Европы. – М., 1996. - Т.2. – С. 26-27.
236. Цветков, В.Ф. Повреждение лесов промышленными выбросами
медно-никелевого комбината в Мурманской области / В.Ф.Цветков // Проблемы
лесоведения и лесной экологии.- М., 1990. - С. 618-621.
237. Цветков, В.Ф. Состояние лесов, подверженных влиянию воздушных
выбросов Мурманской области и проблемы их сохранения / В.Ф. Цветков //
Экологические исследования в лесах Европейского Севера. – Архангельск, 1991.С. 125-136.
238. Цветков,
В.С.
К
организации
многоуровневого
мониторинга
состояния лесов на Европейском Севере / В.С. Цветков // Охрана лесных
экосистем и рационального использования лесных ресурсов. - М., 1994. - Т. 2. – С.
44.
239. Шиятов, С.Г. Дендрохронология верхней границы леса на Урале / С.Г.
Шиятов. - М.: Наука, 1986. - 136 с.
240. Шяпетене,
Я.А.
Закономерности
усыхания
сосняков
в
зоне
интенсивных промышленных выбросов / Я.А. Шяпетене // Лесное хозяйство. –
1988. - № 2. – С. 43-46.
241. Шяпетене, Я.А. О выборе показателей для мониторинга лесных
экосистем / Я.А. Шяпетене // Биомониторинг лесных экосистем.- Каунас, 1987. С. 108-111.
256
242. Черненькова,
Т.В.
Влияние
промышленных
выбросов
металлургических комбинатов на лесные фитоценозы: дис. … канд. биол. наук /
Т.В. Черненькова. - М., 1985. - 203 с.
243. Черненькова, Т.В. Изменение организации лесных фитоценозов в
условиях техногенеза / Т.В.Черненькова, А.М.Степанов, М.М. Гордеева. - ЖОБ.
- 1989. - Т.1. - № 3. - С. 388-395.
244. Черненъкова, Т.В. Реакция лесной растительности на промышленное
загрязнение / Т.В. Черненькова . - М.: Наука, 2002. - 191 с.
245. Черненькова, Т.В. Подходы к количественной оценке биологического
ущерба лесных сообществ в условиях техногенной нагрузки / Т.В. Черненькова //
Экология. – М., 2003. - № 3.- С.163-169.
246. Черненькова, Т.В. Комплексная оценка и организация данных в
системе биомониторинга лесных территорий./ Т.В. Черненькова, В.Н. Бочарников
// Лесоведение. – М., 2003. - № 1. - С.37-47.
247. Черненькова, Т. В. Закономерности аккумуляции тяжелых металлов
сосны обыкновенной в фоновых и техногенных местообитаниях / Т.В.
Черненькова // Лесоведение. – 2004. - № 2. – С. 25-35.
248. Черненькова, Т.В. Реакция лесной растительности на промышленное
загрязнение / Т.В. Черненькова – М.: Наука, 2005. – 228 с.
249. Чернышенко, О.В. Методы определения загрязнения атмосферного
воздуха с помощью растений / О.В. Чернышенко, М.В. Щепаченко, С.Д. Писарева
– М.: МГУЛ, 1998. – 34 с.
250. Чернышенко, О.В. Поглотительная способность и газоустойчивость
древесных растений в условиях города / О.В. Чернышенко. - М.: МГУЛ, 2002. –
120 с.
251. Чернов, Н.И. Структура базы натурных данных по древесной
растительности и задачи, решаемые на ее основе / Н.И. Чернов, А.Б. Булаев //
Охрана лесных экосистем и рациональное использование лесных ресурсов. – М.,
1994. - Т.4.- С. 112-114.
257
252. Чертов, О.Г. Влияние антропогенной трансформации почвенного
покрова на состояние лесов Русской равнины / О.Г. Чертов // Леса Русской
равнины.- М.,1993.- С. 235-238.
253. Чжан, С.А. Особенности влияния техногенного загрязнения на
хвойные древостои / С.А. Чжан – Братск: БрГУ, 2010 – 116 с.
254. Чжан, С.А. Состояние хвойных древостоев в зоне действия
алюминиевых производств. / С.А. Чжан, Е.М. Рунова, О.А.Пузанова // Хвойные
бореальной зоны. – 2008.- №3-4.- С.305-308.
255.
Чжан, С.А. Оценка устойчивости сосны обыкновенной в зонах
аэротехногенного загрязнения по данным экологического мониторинга./ С.А.
Чжан, Е.М. Рунова, О.А.Пузанова //Лесной вестник. – 2009. - № 1(64). – С. 180183.
256. Чжан, С.А. Устойчивость древостоев, подверженных длительному
аэротехногенезу./ С.А.Чжан, Е.М.Рунова, О.А.Пузанова // Вестник КрасГАУ. –
Красноярск. - 2010. - № 6. – С.74-76.
257. Чжан, С.А. Состояние лесных экосистем при снижении объема
промышленных эмиссий. / С.А. Чжан // Вестник КрасГАУ. – Красноярск. - 2010. № 6. – С.77-79.
258.
Чжан, С.А. Предлагаемая схема зонирования лесов поврежденных
промвыбросами / С.А. Чжан // Вестник КрасГАУ. – Красноярск. - 2011. - №-3 –
С.73-78.
259.
Чжан, С.А. Алгоритм выдачи управляющих воздействий на лесные
экосистемы./ С.А. Чжан, Е.М. Рунова// ВНТК Современные технологические
процессы получения
материалов и изделий из древесины. -
Воронеж,
Воронеж.гос. лесотех.акад.- 2001. - 320 с.
260.
Чжан, С.А.Воздействие экологических факторов на состояние
сосновых древостоев. / С.А. Чжан //Экология Наука, образование.
Вып. 2.-
Брянск. - 2001.- 120с.
261.
Чжан, С.А. Особенности лесных сукцессий в зонах антропогенного
загрязнения. / С.А. Чжан, Е.М. Рунова, О.А. Пузанова
/МНПК Природные и
258
интеллектуальные ресурсы Сибири (СИБРЕСУРС-15-2009). – Томск:САН ВШ; ВСпектр. -2009. – 304с.
262.
Чумаченко, С.И. Иерархическая система моделирования лесных
объектов FORUS / С.И. Чумаченко // Охрана лесных экосистем и рациональное
использование лесных ресурсов. – М., 1994. - Т. 4. – С. 26.
263. Чурий, И.Р. Оценка значимости факторов нарушения устойчивости
культур сосны в Воронежской области / И.Р. Чурий // Охрана лесных экосистем и
рационального использования лесных ресурсов. - М., 1994. - Т. 3. – С. 79.
264. Экологическая обстановка в Иркутской
области
в
1993
г.
Ежегодный доклад.- Иркутск, 1994. - 203 с.
265. Щавровский, В.А. Результаты применения минеральных удобрений в
зоне действия промышленных выбросов / В.А. Щавровский, А.В. Капралов, Г.А.
Годовалов // Применение удобрений в лесном хозяйстве. - Архангельск, 1988.С. 183-184.
266. Щербинина, А.А. Проявление аномального роста у древесных
растений в зоне влияния крупных автомагистралей: автореф. дисс…канд. биол.
наук / А.А. Щербинина.- М.: МГУЛ, 2004. – 20с.
267.
Щеглов, А.И. Распределение радионуклидов в древесине и корнях
сосны обыкновенной / А.И. Щеглов, О.Б. Цветнова // Лесн. хоз-во.- 1998.-№ 4.С.29-31.
268. Щекалёв,
Р.В. Плотность древесины сосны Северо-Двинского
бассейна в условиях аэротехногенного загрязнения / Р.В. Щекалев, С.Н. Тарханов
// Вестник МГУЛ. Лесной вестник. – 2004. - № 4. - С. 49-56.
269.
Щекалёв, Р.В. Изменчивость прироста и качества древесины сосны
обыкновенной в естественных насаждениях Северо-Двинского бассейна в
условиях аэротехногенного воздействия: автореф. дис. ... канд. биол. наук / Р.В.
Щекалев. -Сыктывкар, 2004. - 24 с.
270. Эколого-физиологические основы продуктивности сосновых лесов
европейского Северо-Востока / К.С. Бобкова [и др.]. – Сыктывкар, 1993. - 176 с.
259
271. Юкнис, Р. Моделирование динамики продуктивности древостоев в
условиях загрязненной природной среды / Р. Юкнис, М. Лексис// Мониторинг
лесных экосистем. - Каунас: Академия, 1986. - С. 354-355.
272. Юшков, Н.Н. Состояние окружающей среды и здоровья населения
г.Братска / Н.Н. Юшков, В.А. Ковалев, Н.Л. Корзун, В.А. Попов // Проблемы
экспериментальной зоны чрезвычайной экологической ситуации, пути и способы
их решения.- Братск: БрИИ, 1996. – С.….
273. Ярмишко, В.Т. Биологические основы индикации состояния лесных
экосистем в условиях техногенеза на Европейском севере / В.Т. Ярмишко //
Охрана лесных экосистем и рациональное использование лесных ресурсов. - М.,
1994. - Т. 2. – С. 46-47.
274. Ярмишко, В.Т. Особенности строения, распределения в почве и
состояние корневых систем сосны обыкновенной в условиях разных уровней
аэротехногенного загрязнения / В.Т. Ярмишко, М.А. Ярмишко // Охрана лесных
экосистем и рациональное использование лесных ресурсов.– М., 1994.- Т.4.- С. 6062.
275.
Ярмишко, В.Т. Влияние атмосферного загрязнения на состояние
лесных экосистем / В.Т. Ярмишко // Влияние атмосферных загрязнений и других
антропогенных и природных факторов на дестабилизацию состояния лесов
Центральной и Восточной Европы. - М., 1996. - Т. 1. – С. 65.
276.
Amundson, R.G. Effects of airborne F on forest ecosistems. - In : Proc.
Symposium on effects of airtpollutants mediterranean and temperate forest ecosystems /
R.G. Amundson, L.H. Weinstein // Ed. P.R. Miller Riverside, California, 1980. -Р.63 78.
277. Blaschke,
V.H.
Veranderrungen
der
Feinwurzelentwicklung
in
Weisstannenbestanden / V.H. Blaschke // Forstwiss. Cbl.1981. Bd.100, H. 3-4. S. 190195.
278. Bunce H.W.F. Fluoride enussions and forest qrowth / H.W.F. Bunce //
AirPollut. Control Assoc, 1979, 29.- P. 642-643.
260
279. Danilin, I. Criteria for forest Ecosystem stability in Mountains of southern
Siberia / I. Danilin, S. Farber, V. Sokolov, R. Ziganshin // IUFRO Inter-Divisional
seonk Conference “Forest Ecosystem and Lang Use In Monntain Areas”, 1998, Seoul
Korea /Proceedings. – Р. 51-57.
280. Gardon, A.G. Some effects of smeltek pollution northeast of Falconbridge,
Ontario / A.G. Gardon, E. Gorham // Can.J. Botany.- 1960.- № 3.- Р.47-53.
281. Gardon, A.G. Ecological aspects of atmospheric pollution from an iron sintering plant at Wawa, Ontario / A.G. Gardon, E. Gorham // Can.J. Botany.- 1963.- №
7.- Р.1063-1078.
282. Godbold, D.L. Effect of zinc, cadmium and mercury on root elongation of
Picea abies ( Karst) seedlings and the significance of these metals to forest die - back /
D.L. Godbold, A. Huttermann // Environ Pollut.- 1985.- Vol. A 38.- № 4.- P.375 - 381.
283. Grodziska, K. Mosses as bioindicators of heavy metal pollution in Polish
national parks / K. Grodziska // Water, Air and Soil Poll.- 1978.- Vol.9.- Р. 83-97.
284.
Groet, S.S. Regional and logal variations in heavy metal concentrations of
bryophytes in the northeastern United States / S.S. Groet // Oikos.-1976.- № 27.- P.445456.
285. Huttunen, S. Effects of air pollutants on wintertime water economy of the
Scots Pine (Pinus sylvestris L.) / S. Huttunen, P. Havas, K. Laine // Holarctic Ecology.1981. - № 4. - P. 94-101.
286. Keller, T. Aus wirkungen niedriger SO2 - Konzentratienen auf junge
Fishten / T. Keller // Schwien. Z. Forstses.-1980. -№ 127.- S.- 237-251.
287. Keller, T. Effect of SO2 on the germination of conifer pollen / T. Keller, H.
Beda // Environ. Pollut.-1984.- Vol. 33, № 3.- P. 237-243.
288. Kimmins, J.P. Forest Ecology / J.P. Kimmins.- N.Y.: Macmillan, 1987. –
531 p.
289. Kozlov, M. V. Fluctuating asymmetry of birch leaves increases under
pollution impact / M. V. Kozlov, B. J. Wilsey, J. Koricheva, E. Haukioja // Journal of
Applied Ecology.-1996c.- 33.-Р. 1489-1495.
261
290.
Kozlov, M.V. Microclimate changes along a strong pollution gradient
in northern boreal forest zone./М.V. Kozlov, Е.Haukioja.// Ecosystems and Sustainable
Development. Advances in Ecological Sciences, Volume 1 (eds J.L. Uso, C.A. Brebbia,
H. Power), pp. 603–614. Computation Mechanics, Southampton, 1997.
291. Kozlov, M. V. Root is canopy uptake of heavy metals by birch in an
industrially polluted area: contrasting behaviour of nickel and copper / M. V. Kozlov,
E. Haukioja, A. V. Bakhtiarov, D. N. Stroganov,
S. N. Zimina // Environmental
Pollution.- 2000b.-107.- Р. 413-420.
292. Kozlov, M. V. Snowpack changes around the nickel-copper smelter at
Monchegorsk, Northwestern Russia / M. V. Kozlov // Canadian Journal of Forest
Research.-2001.- 31.-Р. 1684-1690.
293. Kozlov, M. V. Natural selection of pollution-resistant genotypes of Betula
pubescens subsp. czerepanovii / M. V. Kozlov // Submitted manuscript, 2002.
294. Kozlov, M. V/
Reproduction of mountain birch in habitats severely
disturbed by pollution / M. V. Kozlov. E. L. Zvereva // Submitted manuscript, 2002.
295. Linzon, S.N. Effects of airborne sulfur pollutants on рlants / S.N. Linzon //
Sulfur in the environment.- 1996.- P. 110-157.
296.
Markham, J.H. Measuring of plant neighbour effects./ J.H Markham, С.Р.
Chanway// Functional Ecology - 1996 - 10, 548–549.
297. Michelsen, A. Shoot biomass, delta-13C, nitrogen and chlorophyll
responses of two arctic dwarf shrubs to in situ shading, nutrient application and
warming simulating climate change. /А.Michelsen, S.Jonasson, D. Sleep, М. Havstrom,
Т.Callahan. // V. Oecologia. – 1996 - 105, 1–12.
298. Monni, S. The tolerance of Empetrum nigrum to copper and nickel./
S.Monni, М. Salemaa, N. Millar//Environmental Pollution. – 2000 - 109, 221–229.
299. Rennenberg, H. The Fate of excess sulfur in higher plants / H. Rennenberg
// Ann. Rev. Plant Physiol.- 1994.- 35.- P. 445-453.
300. Tolvanen, A. Effects of reproduction and artificial herbivory on vegetative
growth and resource levels in deciduous and evergreen dwarf shrubs./ А.Tolvanen, К.
Laine. // Canadian Journal of Botany- 1997- 75, 656–666.
262
301.
Valkama, J. Variation in fluctuating asymmetry of mountain birch: is cold
spring more stressful than pollution? / J. Valkama,
M. V. Kozlov // J. Appl. Ecol.-
2001.- 38.- Р. 665-673.
302. Zvereva, E. L. Stress responses of Salix borealis to pollution and
defoliation / E. L. Zvereva, M. V. Kozlov, E. Haukioja // Journal of Applied Ecology.1997a.- 34.-Р. 1387-1396.
303. Zvereva, E. L. Effects of pollution induced habitat disturbance on willow
response to simulated herbivory / E. L. Zvereva, , M. V. Kozlov // Journal of Ecology.2001.-89.- Р. 21-30.
304. Zvereva, E. L. Facilitative effects of woody plants on four dwarf shrub
species in habitats severely disturbed by pollution / E. L. Zvereva, M. V. Kozlov
(submitted) 2002b. Journal of Ecology, 89, 21–30.
305. Smith, W.H. Air polution and forests: Interaction between air contaminants
and forest ecosystems / W.H. Smith etc.- New Jork, 1981.- 379 p.
306. Sucss M.J. Manual on urban air quality management / M.J. Sucss, J.R.
Crastford // Copenhagen, 1976.- 200 p.
307. Vogl, M. Physiologischt und biochemishe Beitrage zur Rauchaden
fochung. G. Mitt. Definitionen von Shadigungsstufen und resistenzformen gegenuber
der shadgaskompontnte SO2 / M. Vogl, S. Bцrtisz, H. Poster // Biol. Zbl., 1970. -84.-Р.
763-777.
308. Weinstein, L.H. Effects of fluoride on agriculture / L.H. Weinstein, D.C.
McCune // Japca, 1990.-21. -P.410-413.