Влияние экологических факторов на лесные фитоценозы

ВЛИЯНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ЛЕСНЫЕ

ФИТОЦЕНОЗЫ

Рунова Е.М., Чжан С.А., Пузанова О.А. (БрГТУ, г. Братск, РФ) The influence F on a condition of wood communities is investigated.

Для оценки состояния древесной растительности были заложены пробные площади, на которых согласно общепринятым методикам произведен учет деревьев. Измерялись следующие таксационные показатели: высота, диаметр, возраст деревьев, возраст и длина хвои, ее состояние, а также устанавливались класс дефолиации, согласно «Методики организации и проведения работ по мониторингу лесов СССР» и балл категории состояния согласно шкалы визуальной оценки степени повреждения хвойных деревьев промышленными выбросами.

На каждом учетном дереве брались образцы хвои, с целью определения ее возраста, длины и степени повреждения. Как показали результаты исследований продолжительность жизни хвои у сосны составляет 5 лет, у лиственницы - 3 года у ели - 2 года. В целом хвоя повреждена на 100 %, протяженность повреждения в среднем составляет 60 % у сосны, а у лиственницы - до 40 %, у ели - до 60 %.

Лиственница и ель развивается по карликовому принципу, т.е. стволы имеют многовершиность, кроны широкие, раскидистые. Линейный прирост укорочен.

По материалам пробных площадей была определена зависимость среднего балла категории состояния сосны, лиственницы и ели, а также среднего класса дефолиации деревьев от расстояния до источника загрязнения. (рис.1, рис. 2).

Как видно, рис. 1. с увеличением расстояния от БрАЗа балл категории состояния уменьшается, что свидетельствует об улучшении состояния деревьев.

3,5 3

К «

о

8 2,5

0

1

о

(ч

<D «

п W

2 1,5 1

0,5 0

Сосна Лиственница

Ель

2 км 3 км 8 км 18 км

Р а с с т о я н и е о т Б р А З а , к м

Рисунок 1 - Зависимость среднего балла категории состояния от расстояния от источника загрязнения

Сосна

Лиственница Ель

Расстояние от БрАЗа, км

Рисунок 2 - Зависимость класса дефолиации от расстояния от источника загрязнения

Рис.2 показывает, что степень дефолиации деревьев с увеличением расстояния уменьшается от 1,2 до 2,3.

На пробных площадях подрост практически отсутствует, а средневозрастные экземпляры хвойных деревьев имеют минимальный прирост по высоте и развиваются по Уа и V6 классу бонитета.

Исследование шлакоотвала алюминиевого производства на лесные экосистемы свидетельствует о том, что образуется корка на поверхности почвы, резко увеличивается кислотность 20 см почвы слоя, увеличивается содержание тяжелых металлов, что 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.

На пробных площадях для определения накопления фтора в растительности брались пробы весной после полного распускания листьев (май - июнь) и осенью (октябрь) перед опаданием с одного и того же дерева. Метод определения фтора основан на измерении ЭДС ионоселективного электрода в зависимости от активности ионов фтора в растворах.

Отбор листьев производился по 5 маршрутам на расстоянии от БрАЗа 1км, 2км, 4км, 6км, 8км. Пять маршрутов обеспечивали более высокую прочность результатов исследований. Брались листья следующих пород: береза повислая (Betuba penduba), ольха кустарниковая (Alnus fruticosa), ива козья (Salix caprea), осина (Populus trémula) и хвоя лиственницы (Larix sibirica), поскольку она ежегодно сбрасывает хвою, в результате чего можно просмотреть ежегодную динамику накопления фторидов. Исследования накопления фтора проводились в течении нескольких лет, начиная с 1997 по 2002г. при этом параллельно определялась концентрация фтористого водорода в воде и в снежном покрове по тем же маршрутам и на том же расстоянии от алюминиевого завода.

2,5

К =

Я

К 2 О

н о о

о =

=

а

о

и

^

н «

ы

п «

и

1,5

0,5

<

\

0

2 км

3 км

8 км

Определение ИБ проводилось потенциометрическим методом, который основан на определении РИ среды.

Содержание фтора в листве резко возрастает к концу вегетационного периода - конец сентября - конец октября (примерно в 1,7 - 3,0 раза) по сравнению с началом вегетационного периода. В 2000 году пробы листьев брались в начальной стадии распускания, вследствие чего уровень фторидов оказался незначительным и не превысил 100 мкг/кг, в конце октября 2000 года концентрация общего фтора достигла величины 1800 мкг/кг, это свидетельствует о том, что на ранних стадиях вегетативного периода даже при высокой концентрации фторидов в воздухе, почве и в воде листва еще содержит малое количество общего фтора

На основании вышеизложенного, можно сделать следующие выводы:

1. Древесная растительность представляет редины с полнотой 0,1 -0,3. средний возраст деревьев в санитарно-защитной зоне не превышает 30 лет. В основном это деревья, сохранившиеся после сплошных санитарных рубок погибшего в результате высокого уровня загрязнения древостоя. Санитарные рубки проводились в 80-е годы

2. Породный состав древесной растительности представлен сосной, лиственницей, единично елью.

3. Подрост в радиусе 1 -2 км практически отсутствует, на более дальнем расстоянии - сильно угнетен, имеет очень малый линейный прирост (до нескольких сантиметров в год), практически на 100% поврежден ожогами, продолжительность жизни хвои резко сокращена. Подрост лиственных пород Б, Ос. имеет большую высоту, но отличается многовершинностью и значительным поражением листьев (ожоги).

4. Подлесок представлен лиственными породами различные виды ив, рябина, ольховник. 90% подлеска имеют ожоги листьев.

5. Средний балл категории состояния деревьев составляет около 3, что по шкале соответствует сильно ослабленным деревьям. Оценка состояния деревьев свидетельствует о сильном влиянии загрязнения на их жизнеспособность.

6. Загрязненность фтористым водородом воды и снежного покрова довольно значительна в радиусе до 4 км и практически равна нулю в фоновой зоне на расстоянии 20 км.

7. Динамика накопления фторидами в листьях свидетельствует о том, что в самом начале вегетационного периода содержание фтора минимально, к концу вегетационного периода (сентябрь, октябрь) содержание фтора возрастает от 1,7до 100 раз в зависимости от удаления от источника загрязнения. Концентрация общего фтора такого уровня приводит к ожогам листвы и хвои, угнетению процесса фотосинтеза и отмиранию листьев и хвои.