CC BY
38
21. Haselwandter K., Berreck M., Brunner P. Fungi as bioindicators of radiocaesium contamination // Book of abstracts of "Seminar on the Dynamic Behavior of Radionuclides in Forests". - Stockholm (Sweden). - 1992. - P. 8.
22. Стадницкий Г.В., Страхов В.В. Ксилофаги как индикатор состояния лесных насаждений // Труды Всесоюз. конф. "Достижения науки и передового опыта защиты леса от вредителей и болезней". - М.: ВНИИЛМ, 1987. - С. 183.
23. Posthumus A.C. Morphological symptoms and yield alternations as criteria of evaluation in the monitoring of effects of air pollutants with plants // Steubing L., Jager H.-J. (Eds). Monitoring of Air Polutants with Plants, Junk Publ., The Hague - Boston - London, 1982. - P. 73-77.
24. Stolzer J. Zur Anatomie gesunder und durch gasformige Immissionen geschadigter Blatter von Betula pendula Roth // Wiss. Z. Martin-Luther-Univ. - 1980. - S. 95-101.
УДК 630 *182.59 Ю. С. Шпарик, канд. с.-г. наук - УкрНДЫрлк
МОН1ТОРИНГ Л1С1В УКРАШСЬКИХ КАРПАТ
Стаття Bce6i4Ho висвплюе стан лгав регюну Украшських Карпат з позицш мониторингу, який виконуеться за единою европейською методикою. Наведено карти дефолiащl, дехромацн та забруднень важкими металами люш регюну, динамжу характеристик стану та об'емiв викидiв в атмосферу у 1991-2000 р.
Ключовi слова: Мониторинг лiсiв, дефолiацiя, пошкодження, забруднення, важю метали
Candidate of science Y.S. Shparyk - UMFRI MONITORING OF UKRAINIAN CARPATHIANS FORESTS
The article in detail illustrates the forest conditions in the Ukrainian Carpathians region from the position of monitoring, what are executed under the unified European method. Are given maps of defoliation, decoloration, heavy metal pollution of region forests, just as the forest condition and industrial emissions volume dynamics.
Key words: Forest monitoring, defoliation, damage, pollution, heavy metals
Вступ
Проблеми попршення стану лкш е постшно у полi зору бвропейсько!' сшльноти протягом останнх 30-ти ротв [1-3]. Як результат цього, у 1985 ро-ц була прийнята Мiжнародна Програма з Ощнки та Мошторингу Впливу Пов^яного Забруднення на Лки ("1СР Forest"), а у 1986 - Програма з Захис-ту Лiсiв ввд Атмосферного Забруднення [4,5]. У 34 европейських крашах такi змiни дослвджувалися на мережi монiторингу лiсiв I та II ршшв. На даний час мережа I рiвня (в кутах квадратш 16 на 16 км) складаеться бiльш нiж з 5700 пунктов постiйного спостереження по всш Gвропi. У звiтi "Десять Роюв Монiторингу Лiсiв бвропи" зроблено висновок, що стан лiсiв головним чином залежить вiд мкцезнаходження i стану довкiлля лiсових земель [6]. Тому, результати мошторингу лкш в Украшських Карпатах будуть щкавими для науковцiв.
Лабораторiя екологп УкрНДIгiрлiс здiйснюе монiторинг лiсiв в регюш Украшських Карпат за програмою "ICP Forest" з 1989 року. До 1995 року за-тнчено формування мережi I рiвня та апробащю методик [7], тепер завер-шуеться формування мережi II рiвня та налагоджуеться монiторинг III рiвня.
PerioH i методики
Hapa3i лабораторiя екологп УкрНДIгiрлiс мае сформованi три piBHi монiторингу лiсiв на територй' п'яти швденно - захвдних областей Украши. Перший ршень включае 90 регюнальних постiйних пункпв спостереження (ППС) i 58 ППС - локальних мереж. Комплексш еколого-лiсiвничi дослвд-ження на мережi другого рiвня мониторингу, яка представлена 14 постшними пробами у природних (малопорушених) лiсaх регюну, ведуться з 1964 р. На об'ектах мониторингу третього рiвня (6 шт.) дослiджyються обсяги надход-жень випaдiнь токсикантш з атмосферними опадами.
Всi об'екти монiторингy були закладеш вiдповiдно до методики прог-рами "1СР Forest" [4]: на територй' ППС 24 дерева було пронумеровано - по 6 дерев на 4 площадках. Пращвники УкрНДЫрлк проводили щорiчнi обсте-ження цих об'ектш вiдповiдно до методики ще1 ж програми. Клас пошкод-ження лiсiв визначено за значениями клаав дефолiaцií та дехромацл i знач-ною мiрою вiн вiдповiдaе класу дефолiaцií. Пошкодження лiсiв ентомошкiд-никами розраховане як середня величина щього виду пошкоджень для кожного ППС. Зразки для хiмiчного ан^зу вiдбирaлися та aнaлiзyвaлися вiдповiд-но до методики мониторингу другого ршня [8]. Зразки грунту взято з верхнього (0-10 см) шару. Карти стану лiсiв зробленi на основi середнiх бага-торiчних значень стану лiсiв у формaтi програми "МартЮ'^'. Об'еми викидав оцiненi за даними державно'' статистики.
Результати та обговорення
Основними результатами монiторингy лiсiв I ршня е карти регiонy Ук-ра'нських Карпат за вивченими параметрами: плодоношення, кiлькiстю сухих сучтв, вiком хво'', дефолiaцiею, дехромaцiею, наявшстю фiтопaтогенiв i ентомошкiдникiв та юлькктю мехпошкоджень. Огляд всiх карт дати в одшй пyблiкaцií неможливо через великий об'ем шформацп. Тому зупинимося на основних показниках екологiчного стану лiсiв: дефолiaцiя - процент втрат об'ему (кiлькостi) фотосинтезуючого апарату дерев, дехромащя - процент фотосинтезуючого апарату дерев зi змiненим забарвленням. Перший показ-ник характеризуе величину негативного впливу на лiс, а другий - вид такого впливу. Картування свiдчить: найвищий рiвень дефолiaцií лiсiв (> 30 %) за-фшсований у промислових районах Iвaно-Фрaнкiвськоí та у посушливих -Чернiвцькоí областей, а також - у високопрних лках (рис. 1). Така законо-мiрнiсть зберiгaеться i щодо шших показниюв пошкодження (вiк хво1, наяв-нiсть лишайниюв, поширення ентомошкiдникiв та фгтопошкоджень): найпр-ший стан дабров Приднiстров'я та iнших лiсiв навколо великих джерел за-бруднення атмосфери; крашд характеристики стану високогiрних деревоста-нiв ялини та соснякш Малого Полкся, однак тут вiдмiчено велику íх мозaíч-нiсть. Причини цього, на нашу думку, е: в Чершвецькш обласп та у високопрних лках - погаш лкорослинш умови, в Iвaно-Фрaнкiвськiй облaстi - ще i сильний антропогенний вплив (токсичнi викиди, сaмовiльнi рубки, рек-реaцiя). Найкращим у регiонi е стан змтаних ялицево-ялиново-букових та чистих букових лiсiв Карпат. Дехромaцiя мае бшьш вирiвнянi показники в
усьому регюш а 11 середн1 значения св1дчать, що антропогенний вплив не л1-мiтye тут picт .пав (рис. 1).
а) двфолгащя лгав Укратських Карпат;
г-
1 ГЬегуп:
СЬегуопо^ас! О ьЬк1
^ \ \ о
Dгogoby(
игИеого
Г \ ;
Оо1упа ч
Ыа^узпш
(, ° ~ Ч.- / 1
ч>
Г ■ ' ' [«аЫу
б) дехромащя лiсiв Укратських Карпат; Рис. 1. Стан лiсiв в регют Укратських Карпат за даними мотторингу
Однак, в розрiзi окремих деревних видгв параметри пошкоджень мо-жуть суттево змiнюватися за роками i регюнами (рис. 2). Так, у 1992-93 рр. стан букових, ялинових та шших лiсiв Карпат був практично на одному ргвш, а за величиною дехромацп шпильковi породи навиь мали кращi показники, нiж бук. Для дабров найкращi характеристики стану були вщшчеш у 1994 р. - на ршш показниюв ялини в цей перiод. А у 1998 р. дехромащя ялинових ль сгв була навиь вища, нiж дубових. Змiни класу пошкодження у дубових i ялинових лках мають значний розмах коливання показникгв стану з тенден-щею до погiршення. Стан букових лкгв стабшьний, а починаючи з 1995 р. мае тренд до покращення. Процент пошкоджених ентомошкiдниками дерев мае подiбнi тенденцií в розрiзi видiв, але його варiабельнiсть вже значно вища. Сформована в УкрНДЫрлк за даними монiторингу лкгв комп'ютерна Г1С у форматi "МарЫЪ'^' дае можливiсть, на основi картування показникiв стану, приймати рiшення щодо проведення необхiдних заходiв та контролю-вати розвиток i мiграцiю фгго- та ентомопошкоджень, стан плодоношення ль сш в регiонi.
Беручи до уваги поганий стан лкгв в 1вано-Франк1вськш областi, тут були проведет поглиблеш екологiчнi дослiдження. Найбiльшi промисловi пiдприемства областi розташованi в таких мктах: Бурштин - теплова електростанщя; 1вано-Франк1вськ - бiльш нiж 100 рiзних пiдприемств, пере-важно хiмiчноí, лiсовоí, машинобудшно!' i цементно!' iндустрií; Калуш -комплекс хiмiчних заводгв i теплова електростанщя; Надвiрна - нафтопере-робний завод. Рис. 3 показуе динамжу загального об'ему викидiв з 1983 по 1999 р. для цих iндустрiальних мкт i спiввiдношення основних iнгредiентiв в них. Протягом цього перюду щорiчний об'ем емiсiй зменшився в чотири рази та особливо рiзко - з 1990 до 1996 р. Починаючи з 1996 р. прослщковуеться стабшзащя викидав, але не для вах шдприемств. Так, в Калуському промвуз-лi основнi виробництва працюють нерегулярно i тому об'ем емiсiй змь нюеться вiд 33 (у 1996 р.) до 2 (у 1999 р.) тис.т. Рiзноманiтними е шгредаенти забруднення - Бурштинська вуг1льна електростанц^я мае максимальний об'ем викид1в i вмкт сiрчаних ангiдритiв в них е бшьший за 67 %. Мкто Калуш дае багато окисiв азоту (36 %) i пилу (27 %), Надвiрнянський нафтопереробний завод - переважно вуглеводи (94 %), !вано-Франювськ - пил (55 %), окиси азоту (22 %) i срчаний ангiдрит (18 %). Згiдно зi статистичною iнформацiею, в областi вданачено тiльки разовi перевищення ГДК за вмктом окремих ток-сикантiв в екосистемах регюну.
Для вивчення забруднення природних екосистем були вибранi важт метали, як iндикатор антропогенного впливу. Рис. 4 показуе розподiл концен-трацiй хрому та мiдi в лкових грунтах на територií 1вано -Франкiвськоí об-ластi. Як бачимо, простежуеться загальна тенденц1я: мiнiмальнi концентрацц вiдзначенi в грунтах лiсистих i гiрських ландшафт1в, а максимальнi - в ш-дустрiально-освоених ландшафтах регюну. Необхщно мати на увазi, що це е тiльки першi i разовi дослiдження такого плану, однак певнi висновки мо-жуть бути зроблеш за íх результатами: встановлено мкцевий фон i аномальнi рiвнi для визначених елемент1в; на територц областi вiдбуваеться нагромад-ження Сё i Мо в лiсових грунтах; концентрацií Сг, Мо i Zn всюди бiльшi за ГДК; для РЬ таке перевищення е на 10 % територп областi.
О -I-1-,-,-1-,-т-т-т-,-
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000
-•-дуб —»-ялина ~*~бук
Рис. 2а. Змта класу пошкодженя основных пор1д Карпат (1991-2000 рр.)
-■-дуб -*-ялина -*-бук
Рис. 26. Змта пошкодженя ентомошыдниками основных пор1д Карпат (1991-2000 рр.)
42307
»■.т.г 35582
— Бурштин - • Надв1рна -А-Калуш --Х- 1в-Франк1вськ
Рис. За. Р1чт об'еми викиЫв в атмосферу мктами 1ванофранывсъког област1
Бурштин
Надв1рна
Калуш
1в-Франк1вськ
■ ЛОС МВуглеводш НЫох ИС02 08203 ИПил
Рис. 36. Стввгдношення токсикантгв у викидах м[ст 1вано-Франк1всько1 област1
а) концентрация хрому в л/'сових грунтах, мг/кг б) концентрация мШ в л/'сових грунтах, мг/кг
Рис. 4. Влист еажких металле е л/'сових грунтах 1еано - ФрантеськоХ облаетг за даними мониторингу
Беручи до уваги вищенаведеш карти, у 1999 р. було закладено 44 ло-кальних ППС навколо Калуша, Бурштина i Надвiрноí, та ввдбраш на них зразки снiгу, лкових грунпв i пiдстилки, хво1 або листюв, моху i трав'яного вкриття для аналiзу на вмiст важких металiв. Нерегулярнiсть фiнансування не дала нам можливосп встановити стан облжових дерев протягом необхiдного перiоду, через це ми не будемо аналiзувати параметри стану лiсiв. 1снуючий ршень забруднення важкими металами снiгу навколо Калуша, Бурштина i Надвiрноí перевищуе регiональний. У зразках снiговоí води бшьше хiмiчних елементiв поргвняно iз грунтом. Небезпечною в цьому регюн е ситуавдя з забрудненням довюлля Мо, V, РЬ, i особливо - N1 та Zn. Поширення бшьшос-тi iндикаторiв димових часточок (Мо, Т^ Zn, V) на територп регiону мае од-наковий тип: спостерiгаеться рiзке пiдвищення íхнiх концентрацiй навколо Бурштинсько!' електростанцií на ввдсташ вiд 5 до 15 км. Найбшьш значним е сшгове забруднення на переважаючих напрямах в^у: пiвнiчно-захiдному i пiвденно-схiдному. Особливо чико це видно на картi забруднення сшгу вана-дiем (рис. 5).
Концентрация важких металiв у шдстилщ вища, нiж в лiсових грунтах на цих ППС: для Са - у 100 разiв, для N1 i Mg - у 80, для Т - у 40, для Сё, Сг, 8г i Си - майже у 10 разгв. У пiдстилцi немае Се, Ьа i V, але виявлено Ag, яке вiдсутне в грунп i е у сшгу. Тобто, в лковш пiдстилцi навколо мкцевих пiдприемств вiдбуваеться нагромадження багатьох важких металiв, а снiг i атмосфернi опади е джерелами цього забруднення. Карти забруднення шдстилки на територп регюну подiбнi до карт забруднення грунту ^ особливо, - сшгу, в розрiзi окремих елементгв (рис. 5).
Поргвняльне вивчення забруднення лiсiв регiону було проведене в Центральному Ботсаду НАНУ шляхом визначення концентрацп важких мета-лгв в мохах. Перевищення фонових рiвнiв забруднення мохгв важкими металами е таким: Сё - у 1-8 разiв, Сг - у 2-15, Си в - 0,3-2, Ге - у 0,4-6, N1 - у 1-5, РЬ - у 0,7-16, V - у 0,5-7, Zn - у 1-8 рази. Для мох1в немае чiткоí залеж-носп рiвнiв концентрацп ввд мкцезнаходження проби, тобто з ввдстанню вiд джерела (рис. 5). За отриманими результатами, вона е тшьки для окремих ме-талiв (Сё, Zn, V).
Описанi вище фрагмента робгг з монiторингу лiсiв дають загальне уявлення про напрямки дослвджень УкрНДIгiрлiс в захiдному регiонi Ук-ра1ни щодо стану та забруднення лкових екосистем. Значною мiрою вони е фрагментарними i на превеликий жаль виконавщв - не систематичними. 1с-нуюче бюджетне фiнансування не дае можливосп виконувати роботи у пов-ному обсязi згiдно з програмними вимогами. З одного боку, це ставить шд сумнiв правильнкть отриманих висновк1в, а з другого - доцшьнкть фiнансу-вання роби з монiторингу лiсiв в таких об'емах взагал! Однак бiльшiсть отриманих результапв е унiкальними для регюну i навiть для Украши в ц1лому. Втрата такого масиву екологiчноí iнформацií, уже сформованого на рiвнi кар-тографiчного комп'ютерного банку даних (Г1С), буде мiнусом в розвитку ви-чизняноí науки.
а) вмiст мШ в стгу (мг/кг);
б) вмiст мШ в л^овш тдстилщ (мг/кг);
в) вм^т ванадт в стгу (мг/кг); г) вм^т ванадт в лiсових мохах (мг/кг); Рис. 5. Забркднення важкими металами лкових екосистем на мережг локального мотторингу в 1вано-ФранювськШ областг
Висновки
1. У даний час юнуе завершена 3-р1внева мережа мошторингу за станом лю1в на територп Закарпатсько!, 1вано-Франк1всько!, Льв1всько!, Терно-пшьсько! та Чершвцько! областей Укра!ни в рамках европейсько! програми
"1СР Forest". Сформована в УкрНДЫрлк за матерiалами монiторингу Г1С у форматi "МарШО'^' дае можливiсть будувати карти за вивченими параметрами в розрiзi рокш.
2. На бiльшiй частиш територiï регiону стан лiсiв добрий, а найвищий ргвень дефолiацiï лiсiв (> 30 %) - у промислово-освоених районах 1вано-Франкiвськоï i Чершвецько1 областей та у високопрних лiсiв. Змiни класу пошкодження у дубових i ялинових лiсах регюну за перiод 1991 -2000 роки показують тенденцiю до погiршення 1х стану. Стан букових лiсiв, навпаки, -покращуеться, i особливо усшшно - шсля 1995 року.
3. Даш забруднення грунту 1вано-Франк1всько1 областi важкими мета-лами показують: у промислово-освоених районах наявш аномальш концентра-цiï 14 важких металгв - з 21-го визначеного; картування показуе подiбнiсть розподалу концентрацiй бшьшосп металгв - мiнiмуми е в лкистих, а максиму-ми - в густонаселених районах областц Cd i Mo iнтенсивно нагромаджуються в лкових грунтах; концентраци Cr, Mo i Zn в лкових грунтах всюди бiльшi, нiж ГДК; для Pb таке перевищення е тшьки на 10 % територiï области
4. На мережi локального мошторингу лiсiв навколо iндустрiальних центрiв встановлено перевищення мкцевих фонових рiвнiв практично для вах iдентифiкованих металгв у сшговш водi. Майже для вах елементш структури лiсiв вiдзначено шдвищену акумуляцда важких металiв навколо мкцевих шдприемств. Найбiльш значним е забруднення лiсiв на перева-жаючих бшя джерела викидгв напрямах вiтру. Тшьки для забруднення мохнв немае чико!' залежностi концентрацiï важких металiв ввд вiддалi проб до джерела викидгв.
Лiтература
1. Royal Ministry for Foreign Affairs; Royal Ministry of Agriculture (Eds.) (1971). Air pollution acrross national boundaries. The impact of sulfur in air and precipitation, Sweden's case study for the United Nationas conference on the human environment. Stockholm, 96 p.
2. UN/ECE (1979). Convention on Long-range Transboundary Air Pollution. Geneva
3. Smith, W.H. (1981). Air Pollution and Forests. Interaction between Air Contaminants and Forest Ecosystems. New York, Heidelberg, Berlin
4. ICP (ed.) (1986). Manual on the methodologies for harmonized sampling, assessment, monitoring and analysis of the effects of air pollution on forests. Programme Coordinating Centres east and west of the international cooperative programme on assessment and monitoring of air pollution effects on forests. 92 pp.
5. EC (1986). Concil Regulation (EEC) No. 3528/86. On the Protection of forests in the Community Against Atmospheric Pollution. Brussels. Official Journal of the European Communities No. L362/2. 21 November 1986.
6. EC-UN/ECE (1997). Ten Years of Monitoring Forest Condition in Europe. Technical Background Report. Brussels, Geneva, 386 p.
7. Приходько Н.Н., Маркив П.Д. (1996). Особенности организации мониторинга лесных экосистем в регионе Карпат и прилегающих территорий. - Москва, Лесное хозяйство, № 3, 1996 - с. 51-52.
8. EC and UN/ECE (1996). European Programme for the intensive monitoring of forest ecosystems. Brussels.
