Оценка качества среды на территории г. Новотроицка Оренбургской области по состоянию березы повислой

5. Структура фитомассы древостоев лиственницы Гмелина на разных этапах онтогенеза эдификатора / С.Г. Прокушкин, О.А. Зырянова, М.А. Корец, А.Е. Петренко // Лесные экосистемы бореальной зоны: биоразнообразие, биоэкономика, экологические риски: матер. Всерос. науч. конф. с междунар. участием. Красноярск: Институт леса СО РАН, 2019. С. 363-366.

6. Поздняков Л.К., Протопопов В.В., Горбатенко В.М. Биологическая продуктивность лесов Средней Сибири и Якутии. Красноярск: Кн. изд-во, 1969. 120 с.

Bibliography

1. Ni J., Zhang X.-S., Scurlock J.M.O. Synthesis and analysis of biomass and net primary productivity in Chinese forests // Annals of Forest Science. 2001. Vol. 58. P. 351-384. URL: http://www.edpsciences.org

2. Usoltsev V.A. Single-tree biomass of forest-forming species in Eurasia: database, climate-related geography, weight tables. Yekaterinburg: Ural state forest engineering university, 2016. 336 р. URL: http://elar.usfeu. ru/handle/123456789/5696

3. Liu Z., Ma Q., Pan X. A study on the biomass and productivity of the natural Larix gmelinii forests // Acta Phytoecologica Sinica. 1994. Vol. 18. No. 4. P. 328-337. (In Chinese with English abstracts).

4. Kudyba S. Big Data, Mining, and Analytics, Components of Strategic Decision Making, Boca Raton, CRC Press, 2014. 288 p.

5. Phytomass structure of Larix Gmelini (Rupr.) Rupr. stands at different stages of edificator's ontogenesis / S.G. Prokushkin, О.А. Zyryanova, М.А. Korets, А.Е. Petrenko // Forest ecosystems of boreal zone: Biodiversity, bioeconomy, ecological risks. Proceedings of the All-Russian conference with international participation. Krasnoyarsk: IF SB RAS, 2019. P. 363-366.

6. Pozdnyakov L.K., Protopopov V.V., Gorbatenko V.M. Biological productivity of forests of Central Siberia and Yakutia. Krasnoyarsk: Krasnoyarsk Book publishing house, 1969. 120 р.

УДК 630*1

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА СРЕДЫ НА ТЕРРИТОРИИ Г. НОВОТРОИЦКА ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ ПО СОСТОЯНИЮ БЕРЁЗЫ ПОВИСЛОЙ

А. В. БАЧУРИНА - кандидат сельскохозяйственных наук,

доцент кафедры лесоводства*, e-mail: 9502011169@mail.ru

Е. А. КУЛИКОВА - студент* * ФГБОУ ВО «Уральский государственныйлесотехнический университет», 620100, Россия, Екатеринбург, Сибирский тракт, 37,

тел.: 8 (343) 261-52-88

Ключевые слова: Betulapendula Roth., качество среды, флуктуирующая асимметрия, биоиндикация, листовая пластинка, промышленные поллютанты, г. Новотроицк, Оренбургская область, экология, окружающая среда.

Демографический и экономический рост городов одновременно привел и к увеличению техногенной нагрузки на экосистемы не только в самих городах, но и на большом удалении от них. Экологическое состояние городской среды в большинстве промышленных городов ухудшилось. Городская среда представляет собой целостность природных, природно-антропогенных и социально-экономических факторов, оказывающих различное воздействие на жителей городов.

С использованием метода флуктуирующей асимметрии (ФА) листовой пластинки проведена оценка экологического состояния и выявлено влияние антропогенных факторов на морфометрические параметры листьев березы повислой (Betula pendula Roth.) в г. Новотроицке Оренбургской области. На основании полученных данных по семи объектам исследований сделана оценка качества. Исследования показали, что уровень флуктуирующей асимметрии листовой пластинки берёзы повислой чувствителен к действию промышленного загрязнения и возрастает при увеличении антропогенной нагрузки. Повышение степени воздействия приводит к возрастанию изменчивости показателей и снижению стабильности. Основными источниками загрязнения района исследования являются ООО «Уральская сталь», ОАО «Новотроицкий завод хромовых соединений». Спектр загрязнения Новотроицкого промузла продуктами техногенеза достаточно разнообразен. Об этом свидетельствуют результаты исследований с «критическим» значением качества среды в выборках, территориально приближенных к данным предприятиям (№ 1 ул. Заводская, 1 (Управление ОАО «Уральская сталь») - 0,066). В целом состояние городской среды характеризуется относительно однородным уровнем с существенными (значительными) отклонениями от нормы показателей ФА березы повислой (B. pendula Roth.) - 0,053-0,054.

ASSESSMENT OF QUALITY OF THE ENVIRONMENT IN THE TERRITORY OF THE CITY OF NOVOTROITSK OF THE ORENBURG REGION AS THE CONDITION

OF THE BETULA PENDULA ROTH.

A. V. BACHURINA - candidate of agricultural sciences,

assistant professor*, e-mail: 9502011169@mail.ru

E. A. KULIKOVA - student*

*FSBEI HE «Ural State Forest Engineering University», 620100, Russia, Yekaterinburg, Sibirsky tract, 37;

phone: +7 (343) 261-52-88

Key words: Betula pendula Roth., environmental quality, fluctuating asymmetry, bioindication, leaf blade, industrial pollutants, Novotroitsk, Orenburg region, ecology, environment

The demographic and economic growth of cities at the same time led to an increase in the technogenic load on the ecosystems not only in the cities themselves, but also at a great distance from them. The ecological state of the urban environment in most industrial cities has worsened. The urban environment is an integrity of natural, natural-anthropogenic and socio-economic factors that have different effects on urban residents.

Using the method of fluctuating asymmetry (FA), an ecological state was assessed and the influence of anthropogenic factors on the morphometric parameters of the birch leaves (Betulapendula Roth.) In Novotroitsk, Orenburg Region, was revealed. Based on the data obtained for seven objects of research, an assessment of environmental quality was made. Studies have shown that the level of fluctuating asymmetry of the birch leaf blade is susceptible to the effects of industrial pollution and increases with an increase in anthropogenic load. Increasing the degree of impact leads to an increase in the variability of indicators and a decrease in stability. The main sources of pollution in the study area are Ural Steel LLC, Novotroitsk Plant of Chrome Compounds OJSC. The pollution spectrum of the Novotroitsky industrial site with technogenesis products is quite diverse. This is evidenced by the results of studies with a «critical» value of the quality of the environment in samples geographically close to these enterprises (No. 1 Zavodskaya St., 1 (Management of OJSC Ural Steel) - 0.066). In general, the state of the urban environment is characterized by a relatively uniform level with significant (significant) deviations from the norm of the indicators of FA of birch (B. pendula Roth.) - 0.053-0.054.

Введение

Проблемы экологии городской среды занимают одно из первых мест среди глобальных проблем современности, так как эта среда отличается своеобразием экологических факторов, специфичностью техногенных воздействий, приводящих к значительной трансформации окружающей среды. Во многих индустриальных регионах страны сформировалась сложная экологическая обстановка [1-3]. Не является исключением и Оренбургская область. На ее территории разведано более 2500 месторождений 75 видов ископаемых, в том числе нефть, газ, бурый уголь, медно-колчеданные и железные руды, в связи с чем активно развиты отрасли черной и цветной металлургии, химической, горнодобывающей и горно-перера-батывающей, нефтеперерабатывающей, нефтегазодобывающей и нефтегазоперерабатывающей промышленности. Высокое загрязнение атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, почвы, а также деградация флоры и фауны на востоке области обусловлены влиянием этих предприятий.

На правом берегу реки Урал расположен г. Новотроицк, в 276 км от г. Оренбурга. На его землях действует 20 крупных и средних предприятий: ОАО «Уральская сталь», ОАО «Новотроицкий завод хромовых соединений», ОАО «Новотроицкий цементный завод», ООО «ЮжноУральская ГПК», ЗАО «Сборный железобетон», ООО «Новотроицкий завод строительных мате-

риалов „Арго"», ОАО «Новотро-ицкметаллургжилстрой», ОАО «Южуралэлектромонтаж», ОАО «Новокиевский щебеночный завод», ООО «Деревообрабатывающий завод» и др. Большая антропогенная нагрузка на окружающую природную среду оказывает негативное воздействие и на состояние здоровья населения. Приоритетными поллютан-тами в структуре риска развития неканцерогенных эффектов являются оксид меди (HQ = 14,9), формальдегид (2,9), взвешенные вещества (2,6), марганец (1,8), диоксид азота (1,2) и бенз(а) пирен (1,1). Наибольший вклад в риск развития канцерогенных эффектов вносит содержание в атмосферном воздухе формальдегида (48,8 %) и хрома (44,5 %). К числу приоритетных тяжелых металлов, загрязняющих почву, относятся никель, медь, свинец, цинк, марганец, бенз(а)пирен, нефтепродукты [2].

Цель, методика и объекты исследований

Одним из важнейших методов оценки качества среды является биоиндикация как серия биологических оценок в природе. Одним из лучших биоиндикаторов в городе являются листья березы (Betula pendula Roth.) - дерева с высокими поглотительными качествами [4-9]. При воздействии антропогенных факторов в листьях происходят морфологические изменения (появление асимметрии, уменьшение площади листовой пластины). Чтобы оценить состояние объекта биоиндикации, был выбран

метод флуктуирующей асимметрии.

Флуктуирующая асимметрия представляет собой случайные незначи-тельные отклонения от симметричного состояния билатеральных морфо-логических структур, обусловленные стоха-стичностью молекулярных процессов, которые лежат в основе экспрессии генов (онтогенетическим шумом). Величина флуктуирующей асимметрии увеличивается под воздействием любых стрессовых факторов среды, которые приводят к усилению онтогенетического шума, нарушению стабильности морфогенеза листа, и как следствие, увеличению его асимметрии [10].

Целью наших исследований являлись оценка качества среды г. Новотроицка Оренбургской области методом флуктуирующей асимметрии по состоянию березы повислой (Betula pendula Roth.) и разработка рекомендаций по улучшению экологической обстановки в районе исследований.

В соответствии с методическими рекомендациями сбор материала проводился после остановки роста листьев [8, 10]. Методика основывается на выявлении, учете и сравнительном анализе асимметрии по определенным признакам. По каждой листовой пластине были произведены измерения левой и правой частей листа по 5 параметрам. Всего было проведено 7000 измерений у 700 листьев.

Сбор материала проводился на семи площадках, шесть из которых располагались в разных

районах г. Новотроицка на придорожных газонах оживленных улиц в непосредственной близости к промышленным градообразующим предприятиям, а седьмая площадка (фоновая) была

заложена в пос. Сара на расстоянии 40,6 км от г. Новотроицка, где отсутствуют источники загрязнения. На каждой площадке было собрано по 100 листьев березы повислой (B. pendula Roth.).

Расположение площадок сбора материала относительно промышленных предприятий и их краткая характеристика приведены в табл. 1.

Таблица 1 Table 1

Местоположение площадок сбора материала и их краткая характеристика Location of material collection sites and their brief description

Местоположение площадки Location of the site Расстояние до промышленного предприятия, км Distance to the industrial enterprise, km Краткая характеристика Brief description

ОАО «Уральская сталь» OJSC Ural Steel ООО «ЮжноУральская ГПК» LLC «South-Uralsky gas processing complex» АО «Новотроицкий завод хромовых соединений» JSC «Novotroitsk plant of chromium compounds»

1 2 3 4 5

Площадка № 1 (ул. Заводская, 1) Site No. 1 (Zavodskaya St., 1) 0 9,4 3,0 Расположена около управления ОАО «Ураль -ская сталь», в непосредственной близости с управлением находятся стоянка автомобилей работников ОАО, остановка общественного транспорта It is located near the management of OJSC Ural Steel, in the immediate vicinity of the management there is a parking lot of employees of the OJSC, a stop for public transport

Площадка № 2 (ул. Рудницкого, 56) Site No. 2 (Rudnitsky St., 56) 3,0 6,5 2,4 Находится в частном секторе города, расположена на перекрестке дорог с асфальтированным и грунтовым покрытием Located in the private sector of the city, located at the crossroads of roads with asphalt and unpaved

Площадка № 3 (перекресток ул. Зинина и ул. Советской) Site No. 3 (intersection of Zinin St. and Sovetskaya St.) 3,7 6,0 4,3 Расположена недалеко от дороги с асфальтированным покрытием, трамвайными линиями, остановкой общественного транспорта Located near the asphalt road, tram lines, public transport

Площадка № 4 (ул. Советская, 115А) Site No. 4 (Sovetskaya St., 115A) 6,5 3,9 6,1 Расположена недалеко от дороги с асфальтированным покрытием, трамвайными линиями, остановкой общественного транспорта, центральная улица города с наиболее оживленным движением Located not far from the asphalt road, tram lines, public transport, the main street of the city with the busiest traffic

Площадка № 5 (ул. Ломоносова, 5) Site No. 5 (Lomonosov St., 5) 4,0 5,5 3,4 Расположена недалеко от дороги с асфальтированным покрытием, трамвайными линиями, остановкой общественного транспорта, движение транспорта достаточно оживленное Located not far from the paved road, tram lines, public transport, the traffic is quite busy

Окончание табл. 1 End of table 1

1 2 3 4 5

Площадка № 6 (ул. Уральская, 2а) Site No. 6 (Uralskaya St., 2a) 5,7 4,3 5,9 Расположена недалеко от дороги с асфальтированным покрытием Located close to asphalt road

Площадка № 7 (пос. Сара) Site No. 7 (p. Sara) 40,б км до г Новотроицка 40.б km to Novotroitsk Березовое насаждение искусственного происхождения без видимых источников неблагоприятного воздействия антропогенных факторов Artificial birch plantation without apparent sources of adverse effects of anthropogenic factors

Результаты исследований и их обсуждение

После математической обработки данных по указанной

Материалы табл. 2 свидетельствуют, что состояние среды в черте города оценивается как критическое или наблюдаются существенные (значительные) отклонения от нормы. При визу-

методике и сравнения со шкалой качества среды [10] получены следующие интегральные показатели стабильности раз-

Стабильность качества среды Environmental stability

альном обследовании деревьев березы, произрастающих в черте города, заметны такие признаки поражения, как скручивание, некрозы, а также преждевременное пожелтение и опад листвы.

вития (величин флуктуирующей асимметрии), приведенные в табл. 2.

Таблица 2 Table 2

Безусловно, негативный фактор влияния промышленных пол-лютантов на состояние деревьев и окружающей среды в целом хоть и является определяющим, но не единственным. Немалое

Место сбора Gathering place Интегральный показатель асимметрии Integral Asymmetry Index Балл состояния Status score Качество среды Environmental quality

Площадка №1 (ул. Заводская, 1) Site No. 1 (Zavodskaya St., 1) 0,0бб 5 Критическое состояние Critical condition

Площадка №2 (ул. Рудницкого, 56) Site No. 2 (Rudnitsky St., 56) 0,0б0 5 Критическое состояние Critical condition

Площадка №3 (перекресток ул. Зинина и ул. Советской) Site No. 3 (intersection of Zinin St. and Sovetskaya St.) 0,053 4 Существенные (значительные) отклонения от нормы Significant (significant) deviations from the norm

Площадка №4 (ул. Советская, 115А) Site No. 4 (Sovetskaya St., 115A) 0,054 4 Существенные (значительные) отклонения от нормы Significant (significant) deviations from the norm

Площадка №5 (ул. Ломоносова, 5) Site No. 5 (Lomonosov St., 5) 0,055 5 Критическое состояние Critical condition

Площадка №6 (ул. Уральская, 2а) Site No. 6 (Uralskaya St., 2a) 0,054 4 Существенные (значительные) отклонения от нормы Significant (significant) deviations from the norm

Площадка №7 (пос. Сара) Site No. 7 (p. Sara) 0,039 1 Условно нормальное Conditionally normal

воздействие на состояние среды оказывают и выбросы автотранспорта, рекреационные нагрузки и другие антропогенные факторы.

При этом, как и предполагалось, полученные результаты свидетельствуют об условно-

нормальном состоянии среды в п. Сара. Видимых признаков поражения деревьев в этих условиях нами также не выявлено.

По полученным результатам была составлена карта-схема (рисунок) с изображенными на

ней точками сбора исследуемого материала, розой ветров, промышленными предприятиями, санитарно-защитными зонами и границей территорий с различной степенью стабильности качества среды.

с

От

-Ф

Масштаб 1.7(ю

Граница санитарно-защитной зоны

-------Граница территории с различной степенью стабильности

^^ Места сбора

^^^ Промышленные предприятия

Карта г Новотроицка с обозначенными промышленными предприятиями и их санитарно-защитными зонами Map of Novotroitsk with marked industrial enterprises and their sanitary protection zones

Выводы

Проведенные нами исследования показали, что метод флуктуирующей асимметрии листовой пластинки березы повислой является эффективным для изучения состояния древесной растительности в условиях длительного воздействия промышленных поллютантов. Расчет

интегральных показателей флуктуирующей асимметрии березы повислой

отклонениях от нормы, а в выборках № 1, 2, 5 качество среды согласно классификации оценивается как критическое. Подобное распределение интегральных показателей стабильности развития в разных районах города можно объяснить тем, что на показатель асимметрии листовой пластинки основное влияние оказывает

концентрация тяжелых металлов в почве и атмосферном воздухе в связи с близким расположением к промышленным предприятиям, относящимся к I классу опасности.

Для улучшения качества окружающей среды необходимы раз-

работка комплекса мероприятий, в том числе применение более детального и тщательного подхода при выборе видового состава пород, используемых в озеленении, с учетом условий произрастания, а также совершенствование ведения государственного эко-

Библиографический список

логического мониторинга, производственного экологического контроля и мер ответственности за нарушения законодательства в области охраны окружающей среды.

1. Залесов С.В., Бачурина А.В., Бачурина С.В. Состояние лесных насаждений, подверженных влиянию промышленных поллютантов ЗАО «Карабашмедь», и реакция их компонентов на проведение рубок обновления [Электронный ресурс]. Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2017. URL: http://www.elar. usfeu.ru/handll/123456789/6620

2. Жилищно-коммунальное хозяйство и качество жизни в XXI веке: экологические модели, новые технологии и практики управления: коллектив. моногр. / Я.П. Силин, Г.В. Астратова и др.: под. ред. Я.П. Силина, Г.В. Астратова. М.: Екатеринбург: Науковедение, 2017. 600 с.

3. Качество жизни: Проблемы и перспективы XXI века / Астратова Г. А., Мехренцев А.В., Хрущева М.И., Залесов С.В. и др. Екатеринбург: Стратегия позитива™, 2013. 532 с.

4. Об утверждении методических рекомендаций по выполнению оценки качества среды по состоянию живых существ: утв. распоряжением Мин-ва природ. ресурсов Российской Федерации (Росэкология), 16.10.2003 № 460-р. URL: http://www.docs.cntd.ru/document/901879474

5. Использование показателя флуктуирующей асимметрии березы повислой для оценки ее состояния / С.В. Залесов, Б.О. Азбаев, Л.А. Белов, Ж.О. Суюндиков, Е.С. Залесова, А.С. Оплетаев // Современ. проблемы науки и образования. 2014. № 5. URL: http://www.csience - education.ru / 119-14518

6. Надземная фитомасса и площадь поверхности ассимиляционного аппарата искусственных березовых древостоев в зеленой зоне г. Астаны / С.В. Залесов, Л.А. Белов, А.В. Данчева, Е.С. Залесова, А.С. Оплетаев, Ж.О. Суюндиков // Вестник Алтайского гос. аграрн. ун-та. 2015. № 3 (125). С. 55-62.

7. Залесов С.В., Бачурина А.В. Оценка качества окружающей среды на территории Карабашского городского округа по состоянию березы повислой // Использование и охрана природных ресурсов в России. 2019. № 2. С. 38-41.

8. Залесов С.В. Зарипов Ю.В., Фролова Е.А. Анализ состояния подроста березы повислой (Betula pendula Roth.) на отвалах месторождений хризотил-асбеста по показателю флуктуирующей асимметрии // Вестник Бурят. гос. с.-х. акад. им. В.Р. Филиппова. 2017. № 1 (46). С. 71-77.

9. Залесов С.В., Бачурина А.В., Шевелина А.О. Оценка стабильности состояния березы на различном удалении от ОАО «Уфалейникель» // Леса России и хоз-во в них. 2018. Вып. 1 (64). С. 21-27.

10. Захаров В.М, Яблоков А.В. Анализ морфологической изменчивости как метод оценки состояния природных популяций // Новые методы изучения почвенных животных в радиоэкологических исследованиях. М.: Наука, 1985. С. 176-185.

Bibliography

1. Zalesov S.V., Bachurina A.V., Bachurina S.V. The state of forest stands subject to the influence of industrial pollutants of CJSC «Karabashmed», and the reaction of their components to the implementation of cutting operations [Electronic resource]. Yekaterinburg: Ural state forestry univ., 2017. URL: http://www.elar.usfeu.ru/ handll/123456789/6620

2. Housing and utilities and the quality of life in the XXI century: environmental models, new technologies and management practices: a collective monograph / I.P. Silin, G.V. Astratova et al.: under. ed. I.P. Silina, G.V. Astratova. Moscow; Yekaterinburg: Science of Science, 2017. 600 p.

3. Quality of life: Problems and prospects of the XXI century. / Astratova G.A., Mehrentsev A.V., Khrushcheva M.I., Zalesov S.V. et al. Yekaterinburg: Strategy of Positivity, 2013. 532 p.

4. Methodological recommendations for assessing the quality of the environment according to the state of living creatures: approved by Order of the Ministry of Natural Resources of the Russian Federation (Rosekologiya), 16.10.2003 No. 460-r. URL: http://www.docs.cntd.ru/document/901879474

5. The use of the indicator of fluctuating asymmetry of birch dangling to assess its condition / S.V. Zalesov, B.O. Azbaev, L.A. Belov, J.O. Suyundikov, E.S. Zalesova, A.S. Opletayev // Modern problems of science and education. 2014. No. 5. URL: http://www.csience - education.ru / 119-14518

6. Aboveground phytomass and surface area of the assimilation apparatus of artificial birch stands in the green zone of Astana / S.V. Zalesov, L.A. Belov, A.V. Dancheva, E.S. Zalesova, A.S. Opletayev, Zh.O. Suyundikov // Bulletin of the Altai State Agrarian University. 2015. No. 3 (125). S. 55-62.

7. Zalesov S.V., Bachurina A.V. Assessment of environmental quality in the territory of the Karabash urban district by the state of the birch hanging // Use and protection of natural resources in Russia. 2019. No. 2. P. 38-41.

8. Zalesov S.V., Zaripov Yu.V., Frolova E.A. Analysis ofthe state of undergrowth of young birch (Betula pendula Roth.) On the dumps of chrysotile asbestos deposits in terms of fluctuating asymmetry // Bulletin of the Buryat State Agricultural Academy named after V.R. Filippova. 2017. No. 1 (46). P. 71-77.

9. Zalesov S.V., Bachurina A.V., Shevelina A.O. Assessment of the stability of the state of birch at different distances from Ufaleinikel OJSC // Forests of Russia and the economy in them. 2018. Issue. 1 (64). P. 21-27.

10. Zakharov V.M., Yablokov A.V. Analysis of morphological variability as a method for assessing the state of natural populations // New methods for studying soil animals in radioecological studies. M.: Science, 1985. P. 176-185.

УДК 630*41:581.2

ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ СТВОЛОВЫХ И КОРНЕВЫХ ГНИЛЕЙ В ГОРОДСКИХ ДРЕВЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЯХ И ЛЕСОПАРКАХ

Е. В. КОЛТУНОВ - доктор биологических наук, профессор,

e-mail: evg_koltunov@mail.ru

ФГБУН Ботанический сад УрО РАН, 620000, Екатеринбург, ул. 8 Марта, 202А, тел: 8 (343) 322-56-37

Ключевые слова: сосна обыкновенная, стволовые и корневые гнили, городские лесопарки, факторы резистентности.

Целью исследования было изучение особенностей распространения гнилевых болезней сосны в городских насаждениях и лесопарках и основных факторов снижения ее резистентности. Наличие гнилей определяли методом взятия кернов из ствола и корневых лап. Для этого на пробных площадях закладывались трансекты. Объектом исследований были насаждения сосны в Нижне-Исетском, Калинов-ском, Юго-Западном лесопарках, лесопарке им. Лесоводов России, городском лесопарке микрорайона