CC BY
31
11. Королюк, А.Ю. Криофитные степи гор юга Сибири / А.Ю. Королюк, Б.Б. Намзалов // Сибирский экологический журнал. - 1994. - Т. 1. - №
5.
12. Черных, Д.В. Ландшафтная структура Курайского регионального геоэкотона // Экологический анализ региона (теория, методы, практика): сб. науч. трудов. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000.
Статья поступила в редакцию 10.03.10
УДК 502.6
Ю.В. Робертус, канд. геолого-минералог. наук, зав. лаб. ИВЭП СО РАН, г. Горно-Алтайск,
Е-mail: [email protected]; А.В. Пузанов, д-р биол. наук, зам. директора по НР ИВЭП СО РАН, г. Барнаул,
Е-mail: [email protected]; Р.В. Любимов, канд. геолого-минералог. наук, н.с. ИВЭП СО РАН, г. Горно-Алтайск,
Е-mail: [email protected]; И.А. Архипов канд. географ. наук, с.н.с. ИВЭП СО РАН, г. Барнаул,
Е-mail: [email protected].
ЭКОГЕОХИМИЯ РТУТИ В ПРИРОДНЫХ СРЕДАХ И ТЕХНОГЕННЫХ ОБЪЕКТАХ РАЙОНА АКТАШСКОГО ГМП (РЕСПУБЛИКА АЛТАЙ)
Рудные месторождения - это природные геохимические аномалии, которые представляют собой потенциальные и реальные источники токсичных элементов. Токсиканты проникают практически во все депонирующие и транспортирующие природные среды вследствие естественного разрушения рудных масс и в процессе освоения месторождений. Возникли и существуют сложные природно-техногенные экосистемы, негативное влияние которых до конца не оценено, в связи с этим оно является во многих случаях непредсказуемым.
Ключевые слова: ртутьсодержащие отходы, техногенные объекты, потоки рассеяния, миграция и геохимическая подвижность ртути, очаги загрязнения, природные среды.
Одно из старейших на Алтае Акташское горно-металлургическое предприятие (далее - АГМП) в 1940-1980-е годы отработало одноименное месторождение ртути, а в 90-е годы перешло на переработку ртутьсодержащих отходов (РСО) промышленных предприятий Сибирского региона. За длительный период проведения разведочно-эксплуатационных работ и металлургического передела (обжига) ртутных руд (РСО) на участке АГМП накопились большие объемы разнообразных ртутьсодержащих отходов (пустые и оруденелые породы, шлаки, шламы) и образовался очаг опасного тяжело-металльного загрязнения (ртуть, мышьяк, сурьма и др.) почв и сопряженных с ними депонирующих сред на площади 5 км2 [1].
В последние годы авторами при геоэкологическом изучении района АГМП уточнены параметры этого загрязнения, в частности, уровни присутствия ртути в природных средах и техногенных объектах, а также намечены особенности ее миграции и транслокации в окружающей среде [2-4].
Так, ввиду низкого содержания ртути (табл. 1) установлена второстепенная роль геологических образований района в формировании вышеотмеченного очага загрязнения. Имеющиеся высококонцентрированные ртутнорудные объекты (руды и околорудные породы) не образуют значительных по
интенсивности и размерам вторичных ореолов рассеяния [5], однако их присутствие в отвалах эксплуатационных штолен, как правило, приводит к формированию локальных наложенных ореолов ртути.
В техногенных объектах предприятия уровни присутствия ртути на 1-2 порядка выше, чем в геологических образованиях. Максимум ее концентраций проявлен в утилизируемых РСО, выбросах, сбросах и шламах металлозавода, в меньшей степени, в отвалах штолен и огарках (табл. 2).
Во всех природных средах в зоне влияния АГМП содержание ртути варьирует в очень широких пределах (до 3-х порядков). Степень загрязнения ею уменьшается в ряду: донные осадки транзитных водотоков, почвы, растения, снег, поверхностные воды, приземный воздух (табл. 3).
В результате обобщения данных по всем источникам ртутного загрязнения уточнены их объемы и масса находящейся в них ртути. Предварительно установлено, что в процессе многолетних выбросов и сбросов предприятия в окружающую среду поступило около 30 т ртути, а ее ориентировочная масса в отходах производства составляет 360-380 т (табл. 4). Эта суммарная масса равна потери при добыче-переделе руд (410 т).
Таблица 1
Содержание ртути (мг/кг) в геологических образованиях района АГМП
Параметры Рудовмещающие толщи Околорудные породы Ртутные руды Склоновые рыхлые отложения Подземные воды, мкг/дм3
Cmin < 0,01 11 1000 0,05 < 0,02
Стах 1,5 271 240000 13,0 0,06
Х 0,1 78 4000 0,35 0,03
Таблица 2
Уровни присутствия ртути (мг/кг) в техногенных объектах района АГМП_____________________________
Пара метры Выбросы завода, мг/м3 Сбросы завода, мг/дм3 Отходы обжига Рудный шлам Дорожные грунты РСО Отвалы штолен Штольне-вые воды, мг/дм3
Cmin - 0,26 25 15000 11 27 11 0,012
Стах - 13,90 7900 28000 36 99000 271 0,383
Х 6,3 - 160 25000 21 21900 78 0,200
Таблица 3
Пара- метры Почвенный воздух, мг/м3 Почва, мг/кг Растения, мг/кг* Снеговая вода**, мкг/дм3 Поверхностная вода, мкг/дм3 Донные осадки, мг/кг
n 35 132 74 6 25 12
Стіп < 1х10"6 0,22 0,04 0,08 < 0,01 1,6
Стах 458х10'6 330 11 53 2,4 103
Х 50х10'6 6,8 0,86 9,2 0,08 31,5
фон < 1х10'6 0,02 0,01-0,03 < 0,01 < 0,01 0,1-0,3
Примечание: * - содержание в золе, ** - на территории металлозавода.
Таблица 4
_____________________________Параметры ртутного загрязнения в зоне влияния Акташского ГМП__________________________________
Источники загрязнения Масса, тыс. т Масса ртути, т Характер воздействия Ореолы (потоки) рассеяния
размеры интенсивность
Природные рудная зона 479* 1870** площадной 3x0,5 км слабая
пункты оруденения - < 10 локальный < 1 10-4 км2 слабая
Природно-тех- ногенные отвалы штолен > 5000 20-30 локальный 1-5х10-3 км2 умеренная
водоотлив штолен - 0,1-0,5 линейный более 20 км слабая
Техногенные выбросы завода 25 площадной 5x1 км умеренная
сбросы завода > 2000 2-5 линейный более 20 км умеренная
отходы обжига 1800 300 линейный более 20 км сильная
рудный шлам 1 28 локальный 0,04x0,06 км слабая
дорожные грунты 50 5-10 линейный 6-8 км умеренная
захоронения РСО 0,9 17 локальный 2-36х10-4 км2 сильная
Примечание: курсивом выделены основные источники, * - добыто руды, ** - получено ртути, «-» - нет данных.
Полученные данные свидетельствуют о переходе основной массы элементов-спутников и около 18 % ртути из утилизируемых РСО (раньше - руд) в отходы производства, из которых они попадают в транспортирующие и депонирующие загрязнение среды - природные воды, донные осадки, почвы и почвообразующие рыхлые породы, растения.
Многообразие масштабов и условий локализации природных и техногенных источников ртути обусловили значительные различия создаваемых ими наложенные ореолов и потоков рассеяния ее и элементов-спутников (Аз, БЬ, N1, Си, ¿п, РЬ, Ы). Так, главным источником формирования площадного загрязнения участка промзоны АГМП являются выбросы ртутного завода, а локального загрязнения - штольневые отвалы, пункты захоронения РСО и выходящие на эрозионный срез рудные объекты.
Основной поток рассеяния ртути в долинах транзитных рек Ярлыамры и Чибитка сформирован твердыми и жидкими отходами предприятия - шлаками (огарками) и фильтрующимися через них технологическими водами металлозавода. Второстепенные лито- и гидрохимические потоки ртути создают отдельные рудные объекты, захоронения РСО, отвалы и водоотлив штолен, а также технологические дороги, отсыпанные огарками.
Морфология, размеры, интенсивность и внутреннее строение наложенных ореолов и потоков рассеяния ртути зависят от ряда природных факторов, в частности, от термического режима и количества осадков, скорости и направления господствующих ветров, крутизны, экспозиции и обводненности горных склонов, наличия геохимических барьеров и пр.
Согласно [6] геохимические ореолы, созданные отходами АГМП, относятся к эпигенетическому наложенному типу вейстогенных природно-техногенных аномалий, образованных процессами миграции перемещенного и частично преобразованного природного минерального сырья.
В результате исследования установлено, что в специфических природных условиях района АГМП основными факторами влияния предприятия на окружающую среду являются (в порядке значимости): выбросы токсичных газов; испарение и фильтрация технологических вод; плоскостной смыв, водный и ветровой перенос отходов добычи и передела руд (РСО).
Так, в неочищенных выбросах металлозавода присутствует 17 токсичных ингредиентов [1], в т. ч. ртуть (среднее содержание 6.3 мг/м3). В отходах добычи руд ее содержание достигает 270 и более мг/кг, а в отходах обжига (огарках) 7900 мг/кг при среднем 160 мг/кг (76 ПДК для почв).
Технологические воды металлозавода содержат ртуть до
13.9 мг/дм3, а также около десятка ТМ, в концентрациях превышающих ПДК. Величина техногенной добавки в используемую воду р. Ярлыамры в них составляет для ртути 2300 раз (N1, ¿п, Си, Аз, БЬ - менее 30 раз, С1, Б04 - менее 10 раз).
Установлено, что ведущими типами механического по-
ступления ртути и ее элементов-спутников в объекты окружающей среды являются ветровой и водный перенос отходов предприятия при подчиненной роли химической миграции элементов и их соединений в виде водорастворимых форм, образующихся при растворении сульфидных, гидроокисных и других слабоустойчивых в приповерхностных условиях минералов. Имеет также место частичное химическое выветривание механически перемещенной минеральной пыли [4].
Кроме слабо проявленного пыления отходов (дальность переноса пылеватого материала не превышает 100-300 м), все объекты размещения отходов АГМП эмитируют ртуть в приземную атмосферу. Так, ее концентрация в атмохимических ореолах над огарками достигает 0,1-0,3 мкг/м3.
Помимо дефляции, водного и механического переносов минеральной пыли способствуют и другие природные факторы - плоскостная и линейная эрозия, гравитационные процессы (осыпание, оползание) и пр.
Имеющиеся данные показывают, что механические ореолы и потоки рассеяния ртути проявлены в верхнем слое почв в интервале 0-10 см, а ее солевые ореолы проникают до глубины 30-50 см, особенно под штольневыми отвалами и ниже их по склону. При этом они тяготеют к горизонтам, обогащенным гумусом, гидроокислами железа, марганца и алюминия, что указывает на существенную роль органического и оксидного геохимических барьеров в локализации солевых ореолов ртути.
Для таких локальных ореолов, продуцируемых объектами размещения отходов АГМП, характерна языкообразная форма, резкое уменьшение содержания ртути при удалении от источника загрязнения и протяженность в зависимости от крутизны склона от первых сотен метров до 0,5 км.
Эти особенности латеральной миграции и высокая геохимическая подвижность ртути проявлены даже для участков "современных" несанкционированных захоронений РСО, где установлено "сползание" ее новообразованных литохимических ореолов по склону на расстояние до 50 м [4].
Водная миграция ртути в растворенном состоянии происходит в режиме внутрипоровой фильтрации технологических вод в р. Ярлыамры. По мере транзита речные воды самоочищаются, в основном, путем разбавления и выпадения в донные осадки тонкой фракции ртутьсодержащих частиц, в незначительной степени за счет выпадения нерастворимых химических осадков.
Вышеизложенное находит свое подтверждение в распределении соединений ртути и других ТМ в воде транзитной р. Ярлыамры. Так, ниже промзоны АГМП их слабо повышенные концентрации (за счет влияния Акташского рудного поля) увеличиваются от 1,5 до 9,6 раз (табл. 5).
Таблица 5
Концентрации ТМ (мкг/дм3) воде р. Ярлыамры при работе АГМП
Место взятия проб 7и Си РЬ са
е ы в м к ,5 П 0, М т < 0,14 3,2 4,9 1,0 1,0
В 0, 5 км ниже АГМП 0,20 6,2 16,1 9,6 7,4
В 5 км ниже АГМП 0,42 3,7 5,5 1,5 1,2
При транзите загрязненных речных вод концентрации
ртути и других ТМ в них уменьшаются очень медленно, что
Изучение распределения форм нахождения ртути в воде р. Ярлыамры показало, что в вышеотмеченном потоке проявлены тесные (г=0,84-0,94) линейные связи между массой взвешенных частиц и сорбированной на них ртути, а также между ее сорбированной и растворенной формами. Отношение последних не зависит от содержания ртути и закономерно изменяется от верховьев р. Ярлыамры вниз по ее течению.
Установлено, что на участке АГМП содержание ртути в воде заметно увеличивается, но преобладание ее сорбированной формы над растворенной сохраняется. В интервале 5-10 км ниже предприятия валовое содержание ртути в воде уменьшается, а ее растворенная форма начинает превалировать над сорбированной (рис. 2). Это указывает на постепенное осаждение взвешенных частиц и увеличение перехода сорбированной на них ртути в растворимую форму, что подтверждает данные исследований [7].
В заключение необходимо отметить невысокие уровни перехода ртути из твердых отходов АГМП в их жидкую фазу. На примере технологических вод металлозавода в водную фазу переходит около 7*10'5 содержащейся в огарках ртути (других ТМ - 2-30х10'5). Низки и показатели транслокационные свойства ртути - в сопряженные с почвами травянистые растения переходит всего лишь 1-1,5 % металла.
Таким образом, изученные особенности поведения ртути позволили наметить модель ее миграции в природных средах
Библиографический список
свидетельствует о низком потенциале самоочищения рек (быстрое течение, каменистое русло, низкая температура воды и др.). Фоновые концентрации ртути и других ТМ "восстанавливаются" на расстоянии 8-10 км ниже АГМП, которое можно считать длиной техногенных гидрохимических потоков, являющихся источником вторичного загрязнения донных осадков транзитных водотоков.
Водный перенос тонкой фракции отходов добычи и передела руд (РСО) еще более значителен - до 20 км. Содержание ртути в донных осадках р. Ярлыамры резко возрастает у АГМП (до 103 мг/кг) и затем постепенно в геометрической прогрессии уменьшается вниз по течению (рис. 1).
района АГМП и уточнить представления [8-9] о воздействии токсичных отходов наложенных ореолов рассеяния (атмо-, сноу-, лито-, гидро- и биогеохимических), которые в сочетании с природными аномалиями создают сложную экогеохи-мическую обстановку в зоне влияния предприятия.
мкг/дм3
Рис. 2. Поведение форм ртути в воде р. Ярлыамры на участке АГМП
зз\....х 66
М 1:100000
70
АГМП а „ і
• , ^ 4 1-6
17 р. Ярлыамры
70^^ изоконцентраты ртути, мг/кг
Рис. 1. Характер распределения ртути в донных осадках транзитных рек
1. Сакладов, А.С. Характер и масштабы влияния на окружающую среду отходов горнодобывающих предприятий Республики Алтай: автореф. дис. ... канд. г.-м. наук. - Томск: 2008.
2. Пузанов, А.В. Акташское ртутное месторождение и промзона АГМП (Юго-Восточный Алтай) как источник поступления ртути и сопутствующих элементов в объекты окружающей природной среды: IV Межд. научн.-практ. конф. "Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде" / А.В. Пузанов, И.А. Архипов, Ю.В. Робертус, А.С. Сакладов. - Семипалатинск, 2006. - Т. I.
3. Робертус, Ю.В. Новые данные о вещественном составе сырья и отходов Акташского ГМП / Ю.В. Робертус, Р.В. Любимов, А.С. Сакладов // Бюлл. "Природные ресурсы Горного Алтая", 2006.
4. Робертус, Ю.В. Результаты работ по изучению экологического состояния объектов окружающей среды в районе Акташского ГМП и пос. Акташ / Ю.В. Робертус, Р.В. Любимов, И. А.Архипов. - Горно-Алтайск, 2009.
5. Селин, П.Ф. Сводная карта вторичных литохимических ореолов ртути и элементов-спутников Курайской рудной зоны / П.Ф. Селин. - Бийск, 2005.
6. Геохимия окружающей среды / Ю.А. Сает, Б. А. Ревич, Е.П. Янин и др. - М.: Недра, 1990.
7. Формы нахождения ртути в твердом стоке и донных наносах бассейна р. Катунь / Л. В. Таусон, В. С. Зубков, Г. В. Калмычков, В. И. Меньшиков // Геология и геофизика. - 1995. - Т. 36. - № 2.
8. Елпатьевский, П.В. Геохимия миграционных потоков в природных и природно-техногенных геосистемах / П.В. Елпатьевский - М.: Наука, 1993.
9. Голева, Р.В. Принципы разбраковки токсичных природных и техногенных геохимических аномалий / Р.В. Голева, А.С. Клочков, А.П. Пронин // Геоэкологические исследования и охрана недр. - 1994. - № 3.
Статья поступила в редакцию 10.03.10
УДК 630.232
М.В. Ключников, канд. сельскохоз. наук, начальник управления лесами Алтайского края, г. Барнаул,
E-mail: [email protected]; Е.Г. Парамонов, д-р сельскохоз. наук, г.н.с. ИВЭП СО РАН, г. Барнаул,
E-mail: [email protected]
ОЦЕНКА ЛЕСНЫХ КУЛЬТУР ЛИСТВЕННИЦЫ И ЕЛИ В ПРИОБЬЕ
Установлено, что в условиях лесостепи на дерново-подзолистых песчаных почвах лесные культуры лиственницы сибирской по интенсивности роста как в высоту, так и по диаметру в течение первых 3 классов возраста не уступают культурам сосны обыкновенной, а также не повреждаются лосями. В связи с этим лиственница и ель рекомендуются в ассортимент культур на территории алтайского Приобья.
Ключевые слова: лиственница сибирская, ель обыкновенная, условия местопроизрастания, лесные культуры, прирост.
Интенсивное ведение лесозаготовок в Верхне-Обском массиве в 20-70-е годы XX века привело к резкому снижению удельного веса сосны обыкновенной в составе лесного фонда [1]. Вслед за ними достаточно интенсивно стало развиваться и искусственное лесовосстановление, в массиве ежегодно создавались лесные культуры на площади до 3000 га [2]. Но улучшения породной структуры лесного фонда не произошло, в основном, по двум причинам: при больших объемах создания лесных культур снизилось качество их производства и критическим несоответствием наличия кормовой базы и разросшимся лосиным стадом.
В лесные культуры лиственница сибирская стала вводиться в послевоенные годы по всему правобережью р. Оби, в т.ч. в Верхне-Обском, Средне-Обском массивах на дерново-
подзолистых песчаных почвах и в лесостепи на черноземовидных почвах [3]. До настоящего времени сохранились многие отличные по продуктивности чистые насаждения из лиственницы и в смеси с сосной.
Объекты и методы исследований
В Бийском и Озерском лесничествах заложен ряд пробных площадей. На их территории хорошо сохранились участки культур лиственницы различного возраста и состава (табл.1). Всего заложено 16 пробных площадей. При проведении исследований использованы апробированные в лесоводстве методики [4-7]. Основные площади культур были созданы в разнотравных типах леса, но часть их - в широкотравных и травяно-болотных типах.
Морфологические показатели лесных культур лиственницы и ели
Таблица 1
№ Состав Воз- раст, лет Тип леса Сохран- ность, % Пол- нота Лесные культуры 2ср, см L, см
Всего, шт/га т.ч. по высоте, м Средние
<0,5 0,6- 1,5 1,6 и > к s Д, см
37 4Лц6Б 52 Стб 28,3 0,7 960 - - 960 8,9 12,0 21,3 2,0
38 9Лц1С 41 Срт 37,0 0,8 1480 - - 1480 18,2 18,0 30,2 2,9
39 5Лц4Б1С 30 Срт 27,5 0,6 410 - - 410 21,6 22,1 42,8 1,5
40 4Лц6Б 30 Срт 30,0 0,7 1200 - - 1200 10,7 16,3 43,0 1,6
41 5Лц5Б 30 Срт 36,1 0,6 470 - - 470 11,0 14,4 44,6 1,9
42 5Лц5Б 30 Сшрт 32,7 0,6 230 - - 230 10,2 18,3 39,8 2,0
43 10Лц 45 Срт 29,8 0,8 450 - - 450 18,0 26,0 8,4 1,4
44 7Б1С2Лц 35 Срт 16,6 0,5 260 - - 260 11,8 18,2 8,2 1,3
45 7С3Лц 9 Срт 55,0 0,7 1600 120 1240 240 1,3 1,0 5,9 1,5
46 6Е4Б 20 Брт 47,0 0,7 1880 340 1540 5,6 10,4 49,2 1,1
47 10Е 12 Сшрт 72,2 0,9 3250 270 420 2560 4,1 4,0 49,9 1,1
Примечание. Типы леса: Стб - сосняк травяно-болотный, Срт - сосняк разнотравный, Сшрт - сосняк широкотравный, Брт -березняк разнотравный; 7ср. - средняя длина побегов и Ь - длина хвои у 3-летних растений.
Следует сразу отметить слабый по интенсивности рост лиственницы по высоте и диаметру в травяно-болотном типе леса. Средний прирост по высоте равен 17,1 см, а по диаметру
- 2,3 мм, что составляет 42,7 % и 33, 7%, соответственно против прироста чистых лиственничников Бийского лесничества. Наиболее интенсивно растет лиственница в разнотравных типах леса, где ее средний прирост по высоте равен 42,0 см в год и 5,5 мм по диаметру. Несколько хуже она растет в широкотравных типах леса, в которых средний прирост по высоте не превышает 34 см, а по диаметру 4,2 мм.
С увеличением возраста сохранность деревьев снижается. Если в 9-летнем возрасте сохранность составляет 55 %, в 20-летнем - 47 %, то после 30 лет количество деревьев продолжает уменьшаться, достигая 27-37% от первоначальной густоты. Такое положение свойственно как чистым по составу
лиственничным культурам, так и в смеси с сосной (рис.1). Однако при смешении с березой повислой более интенсивно проявляются антагонистические влияния со стороны последней, в итоге лиственница растет намного хуже, и насаждения ее становятся менее полнотными.
Достаточно успешно вписывается в лесные культуры на песчаных почвах ель обыкновенная, сохранность которой в культурах в 20-летнем возрасте достигает 47,0 %, что обеспечивает среднюю полноту 0,8. Средний прирост ее по высоте составляет 31,0 см, а по диаметру 4,1 мм. Следует отметить, что аналогичные параметры интенсивности роста ели в смешанных культурах с березой оказывается практически одинаковой в сравнении с ростом лиственных культур, т. е. береза также действует угнетающе и на ель.
.о
ш
го
Н, м
- Д, см
Рис. 1. Ход роста лиственницы по высоте (Н) и диаметру (Б)
В Бийском лесничестве при описании пробных площадей было срублено несколько модельных деревьев лиственницы с выполнением полного анализа ствола путем взятия образцов на 0,0 и 0,5 м от поверхности земли и далее через 1 м. Всего исследован 21 образец. При определении среднего прироста по диаметру установлено, что с возрастом величина его снижается. Если в 10 лет средний прирост по диаметру равнялся 9,0 мм, то в 40 лет - 4,7 мм (или на 47,8 % ниже), а средний прирост по высоте возрастает с 40,0 см до 50 см в год. Связь между возрастом дерева и его средним приростом по диаметру выражается как отрицательная очень тесная с коэффициентом корреляции г = - 0,86±0,06 при коэффициенте достоверности 1 = 14,3. По интенсивности средний прирост у лиственницы по диаметру до 40-лет остается более высоким в сравнении с средним приростом по высоте.
В течение первых 40 лет имеет место более интенсивный рост деревьев лиственницы по диаметру в сравнении высотой (рис. 1). При достижении высоты в 20 м эти показатели выравниваются. Установлена высокая между возрастом лесных культур лиственницы и их средней высотой при коэффициентах корреляции г = 0,99 ± 0,007 и достоверности 1 = 141,4. Между возрастом лесных культур и их средним диаметром она выражается коэффициентом корреляции г = 0,97 ± 0,02 при 1 = 48,5, т.е. близка к функциональной.
Дополнительно в Озерском лесничестве была заложена еще одна пробная площадь в культурах лиственницы, которые имеют следующую характеристику. Возраст 33 года, состав 9Лц1С+Б, средние высота 16 м, диаметр 14 см, класс бонитета 1а, полнота 0,8, запас 190 м3/га, тип леса - лиственничник разнотравный (табл. 2).
Таблица 2
Класс роста Удельный вес, % Высота, м Высота побега, см
сред- няя бессучко- вая лидерного бокового
1 2,0 18,8 5,4 21,9 14,3
2 31,1 21,3 5,8 28,0 12,2
3 23,6 15,0 3,1 15,8 10,4
4 34,5 11,5 2,2 11,1 8,7
5 8,8 6,7 1,2 7,9 6,3
рентную борьбу деревьев лиственницы за свет и пищу. На эту особенность указывает третья часть деревьев, которые являются явными кандидатами на отмирание (классы роста 4-5). Они существенно отстали в росте, у них пониженный прирост как лидерного, так и бокового побегов.
Сосна обыкновенная как более приспособленная к произрастанию на дерново-подзолистых песчаных почвах в первые 15 лет опережает лиственницу сибирскую по интенсивности роста в высоту. К этому времени она достигает высоты в среднем около 6,5 м и оказывается на 8,3 %о выше лиственницы аналогичного возраста. Но в дальнейшем лиственница усиливает прирост в высоту, а в итоге она перегоняет сосну, и культуры остаются более высокими, по крайней мере, до 45летнего возраста. К этому возрасту средний прирост по высоте у сосновых культур составляет 44,4 см, а у лиственницы
48,9 см, или на 10,1 %о выше. Пока остается неясным, каков будет дальнейший прирост в высоту у лиственницы. Однако сосна в возрасте 60 лет имеет средний прирост по высоте 41,7 см, т.е. он снизился за прошедшие 15 лет на 6,1 %.
Лиственница
лет
— * — Сосна
Данное насаждение является по сути дела классическим примером распределения деревьев по классам роста, их удельного веса и морфологическим характеристикам. С другой стороны, анализ морфологических показателей однозначно указывает на продолжающуюся интенсивную конку-
Рис. 2. Сравнительный ход роста в высоту культур сосны и лиственницы, м
Заключение
Выполненные исследования позволяют констатировать, что в условиях Верхне-Обского борового массива создание культур лиственницы сибирской дает положительные результаты. Интенсивность ее роста в высоту и по диаметру идентично показателям сосны обыкновенной. Положительным является и то, что лиственница не повреждается лосем. В пониженных местах с близким залеганием грунтовых вод целесообразно создавать еловые культуры, которые обогатят лесной фонд массива.
Библиографический список
1. Шершнев, В.И. Влияние антропогенных факторов на структуру лесов Приобья. Барнаул: Изд-во Алт ГУ, 2001.
Проблемы лесоводства и лесовосстановления на Алтае.
2. Парамонов, Е.Г. Лесовосстановление на Алтае / Е.Г. Парамонов, Я.Н. Ишутин, В.А. Саета, М.В. Ключников, А.А. Маленко. - Барнаул: 2000.
3. Трофимов, И.Т. Минералогический состав серых лесных почв Обь-Чумышского междуречья / И.Т. Трофимов, А.Н. Иванов, В.И. Шершнев //
Ботанические исследования Сибири и Казахстана. - 2004. - Вып. 10.
4. Побединский, А.В. Изучение лесовосстановительных процессов. - М: Наука, 1962.
5. Сукачев, В.Н. Методические указания к изучению типов леса / В.Н. Сукачев, С.В. Зонн. - М., 1961.
6. Дворецкий, М.Л. Пособие по вариационной статистике. - М: Лесная промышленность, 1971.
7. Огиевский, В.В. Обследование и исследование лесных культур / В.В. Огиевский, А.А. Хиров. - Л: 1967.
Статья поступила в редакцию 10.03.10
УДК 574.587
О.Н. Жукова, аспирант ИВЭП СО РАН, г. Барнаул, Е-mail: [email protected];
Д.М. Безматерных, канд. биол. наук, доц., уч. секр. ИВЭП СО РАН, г. Барнаул, Е-mail: [email protected]
СОСТАВ И СТРУКТУРА МАКРОЗООБЕНТОСА КАРАСУКСКОЙ ОЗЕРНО-РЕЧНОЙ СИСТЕМЫ (ЗАПАДНАЯ СИБИРЬ)
Приведены новые данные о составе и структуре зообентоса реки Карасук и 14 озер его бассейна (Новосибирская область). За период исследований в изученных озерах выявлено 65 видов донных беспозвоночных из 5 классов. Озера Карасукской системы характеризовались значительным разбросом значений численности и биомассы зообентоса. Выявлено, что наибольшее влияние на уровень развития зообентоса оказывает характер грунтов.
Ключевые слова: зообентос, Новосибирская область, река Карасук.
Зообентос - сообщество животных, жизнь которых связана с границей субстрата и воды [1]. Это сообщество является важным структурным звеном озерных экосистем. Известно, что состав и обилие бентоса зависят от многих факторов, из которых наибольшее значение имеют глубина, подвижность воды, колебания уровня, характер грунта, зарастае-мость [2]. Из всего многообразия факторов среды в Барабин-ско-Кулундинских озерах наиболее значимыми для развития зообентоса являются степень минерализации, распределение водной растительности и характер зимнего кислородного режима. Для большинства озер юга Западной Сибири эти показатели нестабильны и изменяются в зависимости от водного режима [3; 4; 5].
Река Карасук находится в Новосибирской области. Берет начало на Приобском плато и течет по южной части ЗападноСибирской равнины; теряется среди бессточных озер. Длина реки 531 км, площадь водосбора 11300 км2. В многоводный период Карасук через р. Чуман соединяется с р. Бурла. Район исследования отличается недостаточной увлажненностью, избыточной теплообеспеченностью и заметным нарастанием аридности с северо-востока на юго-запад. Озера системы приурочены к древней ложбине стока талых ледниковых вод. Они располагаются цепочкой вдоль современной долины реки и относятся к полупроточным и периодически проточным. Площадь озер от 0,4 до 30 км2. По уровню минерализации озера относятся к пресным (0,6-1 г/л) и солоноватым (до 4,3 г/л). Относительная мелководность (1,2-4,5 м) и значительное количество органических веществ в донных отложениях являются причиной зимних заморов в ряде озер, приводящих к массовой гибели рыб [5].
Первые исследования по фауне донных беспозвоночных озер Карасукской системы были проведены в 1963-1976 гг. [6]. В этот период была подробно изучена фауна восьми озер, в составе бентоса и макрофауны зарослей найдено 147 видов, относящихся к семи классам. Приведены данные по таксономическому составу донных беспозвоночных озер бассейна р. Карасук в многолетней динамике. Отмечены изменения фауны бентоса в зависимости от факторов среды, зафиксирована тенденция зависимости видового состава моллюсков от минерализации воды.
Материалы и методы
Наши исследования были проведены в июле - сентябре 2003, 2006, 2009 гг. Всего за период исследований было обследовано 14 озер и р. Карасук, отобрано и проанализировано 13 качественных и 39 количественных проб зообентоса.
Материалы собирали и обрабатывали по стандартным гидробиологическим методикам [7]. Качественные сборы проводили сачком, количественные - штанговым дночерпате-лем ГР-91 с площадью захвата 0,007 м2 (2-3 повторности).
Результаты и их обсуждение
За период исследований в изученных озерах выявлено 65 видов донных беспозвоночных из 5 классов (прил.): олигохет
- 2 вида, пиявок - 2, брюхоногих моллюсков - 7, ракообразных - 1, насекомых - 53. Среди насекомых наибольшим видовым разнообразием отличались двукрылые (29 видов, из которых 23 - хирономиды), также из насекомых встречались стрекозы, поденки, клопы, ручейники и жуки (рис. 1).
По сравнению с данными Л. Л. Сипко [6] выявлено более низкое видовое разнообразие зообентоса. Это, вероятно, объясняется тем, что исследования зообентоса в 1963-1976 гг. носили более длительный характер и были направлены на изучение качественного состава донных беспозвоночных. Исследования 2003, 2006, 2009 гг., главным образом, касались установления численности и биомассы зообентоса. Таксономический состав донных беспозвоночных 2003-2009 гг. на 70% входит в состав зообентоса выявленных в 1963-1976 гг.
Р. Карасук. В пробах макрозообентоса верхнего течения реки Карасук (выше с. Быструха) развитие зообентоса соответствовало бета-мезатрофному уровню [8], численность составила 5,71 тыс. экз./м2, а биомасса - 5,57 г/м2. По численности и биомассе доминировали малощетинковые черви. Выше с. Черновка в составе донных беспозвоночных доминировали моллюски, субдоминировали хирономиды и жуки, численность бентоса составила 3,33 тыс. экз./м2, биомасса - 10,19 г/м2. В нижнем течении, до прохождения рекой озер (ниже с. Грамоткино), наблюдалось снижение численности и биомассы зообентоса (1,61 тыс. экз./м2, 1,42 г/м2), по численности доминировали личинки хирономид, по биомассе - олигохеты. Максимальные значения биомассы (32,61 г/м2) донных беспозвоночных отмечены на участке нижнего течения, после прохождения рекой озер (ниже с. Сорочиха), доминирующие таксоны были представлены пиявками и моллюсками (табл. 1).
