Устойчивость древостоев, подверженных длительному аэротехногенезу

УДК 634.948 С.А. Чжан, Е.М. Рунова, О.А. Пузанова

УСТОЙЧИВОСТЬ ДРЕВОСТОЕВ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ДЛИТЕЛЬНОМУ АЭРОТЕХНОГЕНЕЗУ

В статье рассматриваются результаты исследований по изучению устойчивости лесных экосистем, находящихся под влиянием антропогенных факторов. По мнению авторов, важное значение имеют возрастные особенности реакции древостоев на загрязнение атмосферы воздуха.

Ключевые слова: влияние атмосферного загрязнения, экологический мониторинг, пробные площади, балл категории состояния, древостои.

S.A. Chzhan, Ye.M. Runova, O.A. Puzanova STABILITY OF THE FOREST STANDS EXPOSED TO LASTING AEROTECHNOGENESIS

The research results on studying the stability of the wood ecosystems which are under the influence of anthropogenous factors are considered in the article. In author’s opinion, age peculiarities of the forest stand reaction to air atmosphere pollution are of great importance.

Key words: atmospheric pollution influence, ecological monitoring, test areas, state category point, forest stands.

Введение. На протяжении последних десятилетий под влиянием атмосферного загрязнения в состоянии лесных экосистем происходят серьезные изменения. Наиболее напряженная обстановка сложилась вокруг города Братска. Высокая концентрация промышленных предприятий, загрязняющих атмосферу наиболее токсичными для растений фтористыми эмиссиями, а также серосодержащими соединениями, окислами азота и хлором, привела к усыханию насаждений на обширной площади.

Цель исследований - выявление особенностей устойчивости древостоев в зонах промышленного воздействия.

Объекты и методы исследований. Был заложен ряд постоянных пробных площадей по стандартной методике (ОСТ 56-69-83 «Пробные площади лесоустроительные»), на которых велись детальные исследования динамики степени повреждения деревьев в результате химического воздействия промышленных предприятий города.

Пробные площади были заложены по зонам влияния промышленных выбросов: 1 - зона сильного загрязнения; протяженность зоны на север от главного источника загрязнения алюминиевого завода примерно 20 км, на юг - 20-22 км, на запад - 12 км, на восток - 12-13 км. Зона характеризуется высоким и устойчивым уровнем загрязнения окружающей среды; 2 - зона среднего загрязнения; внешняя граница зоны находится на расстоянии от алюминиевого завода на север до 40 км, на юг - до 28 км, на запад - 18-20 км, на восток - 16-18 км. Зона характеризуется относительно высоким уровнем загрязнения среды; 3 - зона слабого загрязнения; точные границы зоны не устанавливаются. Внешняя граница зоны от источника загрязнения находится в радиусе до 50-60 км.

Результаты исследований и их обсуждение. При составлении схемы зонирования использовался картографический метод. По закладке пробных площадей критерием зонирования оставили средний балл категории состояния насаждений, но по полученным данным двух лет выявили, что этот балл категории состояния для определения зон загрязнения не может являться абсолютным (табл.).

В результате совмещения карта-схем по содержанию фтора в хвое древостоев выявлены три зоны и установлены характеристики этих зон.

Зона I - зона острого загрязнения древостоев. Имеет вытянутую конфигурацию, т.е узкую полосу, расположенную по направлению преобладающих ветров с юго-запада на северо-восток. В юго-восточном направлении зона заканчивается и граничит с санитарной зоной алюминиевого завода. По ширине максимальное значение приходится на район завода и составляет 5 км. В радиусе 5 км от алюминиевого завода ширина не превышает 1 км.

Зона II - зона хронического загрязнения древостоев. В нее входят древостои, интенсивно накопившие твердые и растворимые загрязнители, содержание фтора в хвое от 5-8 мг/кг. В связи с этим зона не имеет четко выраженной границы, так как имеются участки без леса, по состоянию деревья относятся к ослабленным, т.е. средний возраст за 60 лет, а в этом возрастном периоде наблюдается ухудшение в состоянии дре-востоев в связи с критическим накоплением токсикантов.

Зона III - зона скрытого загрязнения древостоев. Имеет вытянутую форму по розе ветров, границы в северо-восточном направлении не установлены в связи с необходимостью закладки дополнительных пробных площадей, а в юго-западном направлении их радиус 15-18 км. Ширина зоны достигает 20-25 км.

Вестник^КрасТЛУ. 2010. №6

Выделение предложенных зон велось по содержанию фтора в хвое древостоев и по данным исследований является абсолютным критерием для определения радиусов зон загрязнения.

При изучении устойчивости лесных экосистем, находящихся под влиянием антропогенных факторов, большее значение имеют возрастные особенности реакции древостоев на загрязнение атмосферы воздуха. По мнению многих ученых, прослеживается закономерность влияния возраста на степень накопления токсикантов, в частности, фтора [1-6]. Наша задача заключалась в исследовании закономерности изменения среднего балла категории состояния сосновых насаждений в зависимости от возраста (рис.).

Пробные площади были заложены в средневозрастных, приспевающих и спелых 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.

Данные состояния древостоя по возрастным категориям

Зона влияния Возраст, лет Средний балл категории состояния

50 1,7

1 60 2,5

I 80 2,8

100 3,6

50 1,3

II 60 1,6

80 2,2

100 3,2

50 1,2

III 60 1,5

80 1,5

100 2,8

На рисунке представлена зависимость среднего балла категории состояния древостоев от возраста.

4 п

3. 5--------------------------------------

2. 5--------------------------------------------------

1. 5--------------------------------------------------

1-----------------------------------------------------

0,5-----------------------------------------------------

0 -I-------------1-------------1------------1---------

50 60 80 100

Зависимость среднего балла категории состояния от возраста древостоев

Заключение. Проанализировав результаты постоянных пробных площадей, можно сделать следующие выводы:

1) под влиянием техногенного воздействия ускоряются процессы распада приспевающих и спелых древостоев, что является свидетельством ярко выраженной техногенной сукцессии;

2) с увеличением возраста устойчивость насаждений к воздействию вредных эмиссий падает. Нарушается корреляция между основными таксационными показателями; резко ухудшается состояние насаждений.

» 1 зона  2 зона 3 зона

Литература

1. Бабушкина Л.Г., Луганский Н.А. Комплексная оценка состояния лесных биогеоценозов в зоне промышленных загрязнений // Проблемы лесоведения и лесной экологии. - М., 1990. - Ч. 2. - С. 566-568.

2. Гудериан Р. Загрязнение воздушной среды. - М.: Мир, 1979. - 200 с.

3. Дончева А.В., Бонева М. Воздействие токсических газов на содержание пигментов в хвое сосны обыкновенной, окружающей среды и проблемы их мониторинга // Влияние атмосферных загрязнений и других антропогенных и природных факторов на дестабилизацию состояния лесов Центральной и Восточной Европы: тез. докл. междунар. науч. конф. - М., 1996. - Т. 1. - С. 56.

4. Кулагин Ю.З. Лесообразующие виды, техногенез и прогнозирование. - М.: Наука, 1980. - 140 с.

5. Мартынюк А.А., Данилов А.И. Влияние промышленных выбросов на рост и производительность сосновых древостоев // Лесное хоз-во. - 1989. - № 4. - С. 17-19.

6. Мозолевская Е.Г. Оценка последствий техногенного воздействия на леса // Влияние атмосферного загрязнения и других антропогенных и природных факторов на дестабилизацию состояния лесов Центральной и Восточной Европы: тез. докл. - М., 1996. - Т. 1. - С. 10-12.

---------♦-----------

УДК 634.956 Е.М. Рунова, Л.В. Аношкина

ФОРМИРОВАНИЕ ГАЗОУСТОЙЧИВОГО АССОРТИМЕНТА ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ПОВЫШЕННОЙ ТЕХНОГЕННОЙ НАГРУЗКИ

В статье проанализирована динамика выбросов основных загрязняющих веществ. Представлены результаты лабораторного анализа листьев и хвои городских насаждений, сравнительная оценка компонентного состава на различном расстоянии от источников загрязнения. Даны рекомендации по формированию газоустойчивого ассортимента насаждений.

Ключевые слова: промышленность, автотранспорт, фтористые соединения, диоксид серы, тяжелые металлы, растительность.

Ye.M. Runova, L.V. Anoshkina

FORMATION OF THE WOODY PLANT GAS-RESISTANT STOCK IN THE HIGHER TECHNOGENIC LOAD CONDITIONS

Dynamics of the basic polluting substance emissions is analyzed in the article. The results of the laboratory analysis of city planting leaves and needles, the comparative estimation of the componential structure on various distances from the pollution sources are given. Recommendations for formation of the planting gas-resistant stock are given.

Key words: industry, transport, fluoride compounds, sulfur dioxide, heavy metals, vegetation.

На протяжении многих лет г. Братск включается в список городов России с самым высоким уровнем загрязнения воздуха.

Основными загрязнителями являются ОАО «РУСАЛ Братск», ОАО «Группа Илим» (филиал в г. Братске), предприятия теплоэнергетики. Наибольшее количество специфических загрязняющих веществ поступает в атмосферу от источников предприятий цветной металлургии ОАО «РУСАЛ Братск» (смолистые вещества, твердые фториды, фтористый водород), целлюлозно-бумажной промышленности ОАО «Группа Илим» (метилмеркоптан, сероводород, формальдегид).

Одной из особенностей города является его архитектурно-планировочная структура. Братск не имеет компактной селитебной территории, он состоит из нескольких жилых районов - бывших поселков, возникших вблизи строившихся промышленных предприятий и Братской ГЭС. Протяженность территории составляет 50 км. Промплощадка ОАО «РУСАЛ Братск» расположена в 8 км к юго-западу от основной жилой застройки. Высокое загрязнение воздуха на значительной территории связано с климатическими условиями, неблагопри-