CC BY
109
УДК 631.41
ПАВЛОВА Людмила Михайловна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, заведующая лабораторией биогеохимии Института геологии и природопользования Дальневосточного отделения Российской академии наук. Автор 116 научных публикаций
КОТЕЛЬНИКОВА Ирина Михайловна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории биогеохимии Института геологии и природопользования Дальневосточного отделения Российской академии наук. Автор 23 научных публикаций
КУИМОВА Наталья Григорьевна, кандидат биологических наук, доцент, старший научный сотрудник лаборатории биогеохимии Института геологии и природопользования Дальневосточного отделения Российской академии наук. Автор 112 научных публикаций
ТИМЧЕНКО Наталья Алексеевна, доцент, заведующая кафедрой лесоводства Института леса Дальневосточного государственного аграрного университета. Автор 22 научных публикаций
ОЦЕНКА САНИТАРНОГО СОСТОЯНИЯ ДРЕВЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЙ г. БЛАГОВЕЩЕНСКА
В статье анализируется санитарное состояние древесной растительности в зависимости от воздействия техногенных факторов. Обследованные насаждения небольшого промышленного современного города в целом характеризуется как поврежденные, среднеустойчивые. В ослаблении состояния древесных пород ведущая роль принадлежит выбросам от сжигания угля, которые являются основным поставщиком полиароматических углеводородов.
Древесно-кустарниковые насаждения, городская среда, санитарное состояние, полиароматические углеводороды
Среди множества жизненно важных для человека функций, выполняемых растениями, наиболее уникальной является функция мощных природных «зеленых фильтров», очищающих все компоненты биосферы. Вместе с тем, защитные свойства самих растений во многом зависят от тех экологических условий, в которых они произрастают. Неблагоприятное санитарно-патологическое состояние зеленых насаждений является частью общей проблемы защиты и оптимизации среды обитания человека [1].В урбанизированных биогеоценозах экологическую обстановку мест произраста-
ния и состояние растений определяет сочетание факторов природного и антропогенного характера. Основной причиной потери декоративности, ускоренного ослабления и гибели зеленых насаждений в городских условиях является антропогенное воздействие. И если естественно-природные факторы нарушения устойчивости посадок: неблагоприятные погодные условия, стихийные явления, повреждения деревьев насекомыми-вредителями и болезнями, предотвратить невозможно, то степень техногенной нагрузки необходимо контролировать и снижать.
В связи с этим целью выполненных исследований явилось изучение состава древесно-кустарниковых насаждений города Благовещенска и оценка их санитарно-патологического состояния в зависимости от характера и степени влияния техногенных факторов.
Объекты и методы. Система озеленения Благовещенска включает в себя разные типы насаждений, но преобладающими являются небольшие по площади скверы общего, мемориального и специального назначения, уличные и дворовые посадки. Суммарная площадь зеленых насаждений общего и специального назначения по нашей оценке не превышает 160 га, протяженность рядовых уличных посадок составляет -250 км, что в пересчете на одного горожанина составляет не более 8,25 м2 зеленых насаждений.
Ландшафтно-территориальное распределение объектов зеленых насаждений на территории города неравномерное. Небольшие скверы и два парка (Городской и Первомайский) расположены в старой части города (вблизи набережной р. Амур). В центре города озеленение представлено насаждениями трех небольших скверов, объектами специального назначения (старое кладбище, территория областной детской больницы), аллейными и рядовыми уличными посадками. Северо-восточный пояс города зеленых объектов общего пользования практически не имеет. Здесь функции «легких» города выполняют внутридворовые и уличные посадки, садовые насаждения частного сектора и территории бывшей ВДНХ. Подобное положение характерно для микрорайонов (2-го и 3-го) и промышленных районов города (КПП, Астра-хановка, 5-я стройка).
Нами были обследованы зеленые массивы Городского и Первомайского парков, двух скверов - Мира и 40-летия ВЛКСМ, а также рядовые насаждения центральных городских автодорог (ул. Ленина, ул. 50-летия Октября, ул. Тенистая и кольцевая развязка 2-го микрорайона). Также обследовали насаждения в жилом квартале, расположенном вблизи Благовещенской теплоэлектроцентрали (ул. Нагорная).
Состояние деревьев оценивали визуально и по совокупности ряда признаков относили их к определенной категории [2]. Средневзвешенный индекс состояния насаждения (Бс.с.н.), а также индекс жизненного состояния (In) рассчитывали по методикам, изложенным в [3, 4]. Содержание полиароматических углеводородов (ПАУ) в образцах почв с мест произрастания обследованных насаждений определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии [5] на жидкостном хроматографе «LC-20 Prominence» фирмы «Shimadzu» с флуоримет-рическим детектором «RF-10AXL», колонка для ВЭЖХ: длина - 250 мм, диаметр - 4,6 мм, сорбент «Nucleosil». Режим хроматографирования: в термостатических условиях при температуре 40°С, скорости потока 0,4 мл/мин, в качестве подвижной фазы использовалась смесь ацетонитрила с водой в градиентном режиме разделения. Для градуировки прибора использовалась тестовая смесь «ЕРА 610 Polynuclear Aromatic Hydrocarbons Mixture», «Supelco».
Результаты и обсуждение. Обеспеченность отдельных городов Амурской области пригородными зелеными зонами крайне неравномерна. Для Благовещенска этот показатель составляет 15% от нормативной потребности, тогда как для других городов варьирует от 200 до 744% [6]. Вокруг Благовещенска зеленая зона представлена фрагментарно - только с севера и северо-запада, с востока город ограничен практически безлесой территорией Зейс-ко-Буреинской равнины, с юга и юго-запада -малооблесенной сопредельной территорией Китая. В этих условиях городские зеленые насаждения выполняют функцию его «легких», и от их жизненного, санитарного, декоративного состояния, длительности функционирования напрямую зависят здоровье и нормальная жизнедеятельность горожан.
На урбанизированных территориях парки и лесопарки характеризуются условиями, наиболее приближенными к естественным лесным экосистемам и, соответственно, большей устойчивостью и долговечностью произрастающих в них растений. Состояние и долговечность уличных
посадок в большей степени зависят от интенсивности и длительности воздействия техногенных факторов. Экотоксиканты, попадающие в воздушную и наземную среды, гораздо сильнее влияют на снижение защитных свойств растений и сокращение срока их жизнедеятельности по сравнению с другими факторами городской среды (особенностями температурного и водного режимов, асфальтовым покрытием улиц и площадей, наличием подземных коммуникаций и сооружений в зоне корневой системы растений, интенсивной рекреационной нагрузкой).
Благовещенск не входит в число крупных промышленных городов страны, и тем не менее, экологическая обстановка в нем далека от идеальной. Основной причиной ее напряженности считаются топливно-энергетические предприятия, автотранспорт, производство стройматериалов. Количество выбросов в атмосферу составляет более 30 тыс. т в год [7], из которых около 40% приходится на выбросы автотранспорта, остальное приходится на дымовые шлейфы от сжигания угля теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), котельными предприятий и отопительной системой частного сектора. Вокруг ТЭЦ практически отсутствует требуемая нормами градостроительства санитарно-защитная зона зеленых насаждений: только редкие одиночные и групповые посадки, рядовые и внут-ридворовые насаждения жилого квартала, расположенного в непосредственной близости от ТЭЦ по ул. Нагорной.
Выбранные для обследования объекты зеленых насаждений различны по срокам функционирования, структуре и породному составу, по превалированию фактора негативного воздействия {табл. 1).
Фактором негативного воздействия на рядовые насаждения на улицах Ленина, 50-летия Октября, Тенистой и кольцевой автомагистрали является интенсивный транспортный поток; на улице Нагорной из-за близости теплоцентрали -дымовые шлейфы от сжигания угля. В озеленении улиц, которое активно проводилось в 50-60-е годы прошлого столетия, в качестве посадочного материала широко использовали представителей аборигенной флоры - Рори1ия
maximowiczii A. Henry, P. suaveolens Fisch., P. tremula L., Larix gmelinii (Rupr.) Rupr., Betula platyphylla Sukacz., Pinus sylvestris L., Padus avium. Mill., Ulmus japonica (Rehd.) Sarg., Fraxinus mandshurica Rupr. Также в озеленении использовались интродуценты - Acer negundo L., Ulmus pumila L., Populus simonii Carr., P. balsamifera L., показавшие себя вполне приспособленными для произрастания в резко-континентальных климатических условиях. Поэтому суммарная доля участия родов Popoulus L., и Ulmus L. в рядовых насаждениях улиц Благовещенска в настоящее время достигает 50-74%.
Первомайский парк (ПП) располагается в наименее подверженной техногенным выбросам юго-восточной части города, в месте слияния рек Зеи и Амура. Незначительное аэротехноген-ное воздействие обусловлено только выбросами от сжигания угля в котельных двух предприятий. В структуре насаждения доминируют естественные массивы, дополненные аллейными и групповыми посадками древесных и кустарниковых пород. Преобладающей породой является Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb., Betula davurica Pall., B. platyphylla Sukacz., редко или единично представлены Salix schwerinii E. Wolf., Populus, balsamifera L., P. tremula L., Ulmus japonica (Rehd.) Sarg., Malus baccata (L.) Borch., Crataegus pinnatifida Bunge, Padus avium Mill., Acer negundo L., Phellodendron amurense Rupr., Tilia amurensis Rupr., Juglans mandshurica Maxim., Syringa vulgaris L., Alnus hyrsuta (Spach) Fisch. ex Rupr.
Насаждения Городского паука культуры и отдыха (ПГ), простирающегося вдоль набережной Амура в средней части города, выполнены искусственными посадками. В структуре доминируют Ulmus pumila L., Populus balsamifera L., а такие породы, как Padus avium Mill., Malus baccata (L.) Borch., Acer ginnala Maxim., Crataegus dahurica Koehne ex Schneid., Viburnum sargentii Koehne., Syringa amurensis Rupr., Swida alba (L.) Opiz., Rosa davurica Pall., Caragana arborescens Lam. представлены группами и куртинами. Picea obovata Ledeb., Pinus sylvestris L., Juglans
ХАРАКТЕРИСТИКА ОБСЛЕДОВАННЫХ ОБЪЕКТОВ ОЗЕЛЕНЕНИЯ г. БЛАГОВЕЩЕНСКА
Характер посадок
ценная, га; км
““ 9,2/8,1 >100 Естественные аллювиальные Массив, присутствуют аллеи, группы Рекреационное переуплот нение, незначительное аэ] техноген-ное воздействие (котельная)
- 7,07/5,6 -100 Фрагментарно естественные аллювиальные Аллеи, группы, солитер Выбросы автотранспорта, рассеянные выбросы ТЭГ рекреационное переуплот ние
6,4/6,4 1 Цц о Фрагментарно естественные аллювиальные Аллеи, группы, рядовые Интенсивные выбросы ТІ интенсивная рекреация (з: хламление, вытаптывание кострища)
3,0/2,6 -40 Урбаноземы Аллеи, группы Выбросы автотранспорта, интенсивное рекреационн
mandshurica Maxim., Betulaplatyphylla Sukacz., Maackia amurensis Rupr. ex Maxim., Fraxinus mandshurica Rupr., Phellodendron amurense Rupr., Padus maackii (Rupr.) Korn, сформированы одинарами, дополнительным элементом при озеленении используется внеярусная растительность - Vitus anurensis Rupr., Schisandra chinensis (Turcz.) Baill., выполняющая декоративно-эстетические функции в общей структуре насаждений парка. Близость автомагистрали (ул. Ленина) способствует поступлению на территорию парка пыли, свинца, полиароматических углеводородов, а интенсивная рекреационная нагрузка - переуплотнению почвы.
Местоположение сквера имени 40-летия ВЛКСМ- в юго-западной части города также вдоль набережной р. Амур, обуславливает интенсивное воздействие дымового шлейфа ТЭЦ в направлении господствующих ветров -с северо-запада на юго-восток. В непосредственной близости нет оживленных автомагистралей, промышленных объектов, поэтому основными неблагоприятными техногенными факторами для насаждений являются воздействие выбросов от сжигания угля и высокая рекреационная нагрузка в совокупности с отсутствием лесохозяйственного ухода. Видовой состав древесно-кустариковых насаждений сквера выполнен Ulmus japonica (Rehd.) Sarg., U. pumila L., Betula platyphylla Sukacz., B. davurica Pall, Populus maximowiczii A. Henry; редкими или единичными экземплярами представлены Acer negundo L., Phellodendron amurense Rupr., Pinus sylvestris L., Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb., P. tremula L., Salix schwerinii E. Wolf., Padus avium Mill., Hippophae ramnoides L.
Посадки сквера Мира, по возрасту самые молодые, в основном испытывают воздействие автомобильных выхлопов и рекреационное переуплотнение почвенного покрова. В структуре насаждений преобладает Picea obovata Ledeb., Ulmus pumila L., соподчиненное положение занимают Populus balsamifera L., P. maximowiczii A. Henry, Acer ginnala Maxim., A. negundo L., Betula platyphylla Sukacz., Tilia amurensis Rupr., Fraxinus mandshurica Rupr., Pinus sylvestris L.
Суммарное количество обследованных нами растений составило 9840 экземпляров, представленных 36 видами. Наибольшим числом видов представлен род Populus L. (5 видов), по 2 вида имеют Ulmus L., Padus Mill., Betula L., Acer L. В количественном отношении преобладают ильмы (3696 шт.), тополя (1467 шт.), березы (1315 шт.), дуб монгольский (884 шт.), занимая 75%от общего количества обследованных пород.
Уровень жизненного состояния растений -показатель интегральный, в котором отражаются не только биологические свойства растения, но и его реакция на воздействие биотических и абиотических факторов. Только насаждения Городского парка и ул. 50-летия Октября по показателям жизненного состояния (In до 0.8) и средневзвешенного индекса санитарного состояния (Бс.с.н = 1-2) можно отнести к категории здоровых и устойчивых {табл. 2). По снижению уровня этих показателей рядовые посадки ул. Нагорной и сквера им. 40-летия ВЛКСМ приближаются к категории неустойчивых, хотя по возрасту значительно моложе остальных объектов, которые характеризуются как поврежденные, среднеустойчивые (In от 0.79 до 0.5; Бс.с.н=2.1-3.0). Не наблюдается четкой зависимости снижения жизнестойкости зеленых насаждений от привнесения тяжелых металлов в экоценозы (в почве Городского парка показатель суммарного загрязнения тяжелыми металлами высокий, а насаждение характеризуется как устойчивое {табл. 2)). Такая зависимость прослеживается от содержания в почвах полиароматических углеводородов (ПАУ).
Практически во всех проанализированных почвенных образцах с мест произрастания обследованных насаждений (кроме почв Первомайского парка) были выявлены ПАУ. Идентифицированы 8из16 ПАУ - приоритетных загрязнителей окружающей среды. Наиболее загрязненными ПАУ оказались почвенные образцы, отобранные в районе ТЭЦ (ул. Нагорная) и кольцевой автомагистрали (район ул. Тенистой) {табл. 2). В почвах улицы Нагорной выявлены тяжелые формы ПАУ в высокой концентрации. Концентрация бенз(а)пирена в них
превышает ПДК в 26,6 раз, а с учетом вклада в загрязнение этих почв флуорена и фенантрена суммарные значения концентрации ПАУ возрастают в 2 раза. Придорожные почвы ул. Тенистой содержали тяжелые ПАУ в концентрациях, не превышающих ПДК.
В почвах Городского парка не выявлено тяжелых форм ПАУ, но содержание легких ПАУ (нафталина и аценафтилена) довольно высокое. По-видимому, вклад в загрязнение почв Городского парка ПАУ дают попадающие по розе ветров рассеянные шлейфы выбросов от сжигания угля на ТЭЦ. Поскольку в почвах Первомайского парка ПАУ не обнаружены, а этот парк находится восточнее и на значительном удалении от ТЭЦ, то можно считать, что основным поставщиком ПАУ в городе служат выбросы ТЭЦ.
Анализ полученных данных свидетельствует о преимуществе перед другими факторами негативного влияния выбросов от сжигания угля на произрастающие растения, т.к. способность растений поглощать полициклические ароматические углеводороды из почвы [10, 11] приводит к ослаблению их жизненных функций, декоративных качеств, повышению подверженности болезням и вредителям {табл. 2).
Показатели состояния древесных насаждений с учетом закономерностей изменения химического состояния почв под влиянием техно-
генных нагрузок, закономерностей биологического поглощения токсикантов растениями из почв могут быть использованы в качестве диагностических признаков экологического состояния урбанизированных территорий.
Выводы. Таким образом, анализ зеленых объектов города Благовещенска показал, что по породному составу насаждения не отличаются разнообразием, облик города остается ильмово-тополевым. Значительная часть уличных и парковых насаждений представлена Ulmus pumila L., Populus balsamifera L., реже встречаются Betula platyphylla Sukacz., Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb., Ulmus japonica (Rehd.) Sarg., Betula davurica Pall, Populus maximowiczii A. Henry, Acer ginnala Maxim., A. negundo L., Fraxinus mandshurica Rupr., Tilia amurensis Rupr., Phellodendron amurense Rupr., Pinus sylvestris L., Picea obovata Ledeb. Из кустарников чаще всего встречаются Caragana arborescens Lam., Crataegus davurica Koehne ex Schneid., Viburnum sargentii Koehne., Swida alba (L.) Opiz., Rosa davurica Pall.
Независимо от возраста (от 30 до 100 лет) насаждения в основном характеризуется как поврежденные, среднеустойчивые. В ослаблении состояния древесных пород ведущая роль принадлежит техногенным факторам загрязнения атмосферы - выбросам от сжигания угля.
Список литературы
1. Мамин Р.Г. Урбанизация и охрана окружающей среды в Российской Федерации. М., 1995.
2. Санитарные правила в лесах Российской Федерации. М., 1992.
3. ЯкубовХ.Г. Экологический мониторинг зеленых насаждений Москвы. М., 2005.
4. Методы изучения лесных сообществ. СПб., 2002. С. 154-167.
5. МУК 4.1.1274-03. Измерение массовой доли бенз(а)пирена в пробах почв, грунтов, донных отложений итвер-дых отходов методом ВЭЖХ с использованием флуорометрического детектора.
6. Чуб А.В. Ландшафтостабилизирующие и эколого-хозяйственные функции лесов Амурской области II Проблемы экологии Верхнего Приамурья: сб. науч. тр. Благовещенск, 1997. Вып. 3. С. 60-66.
7. Государственный доклад о состоянии и об охране окружающей среды в Амурской области за 2002 год. Благовещенск, 2003.
8. Особенности химического и микробиологического состава снежного покрова г. Благовещенска /Н.Г. Куимо-ва, В.И. Радомская, Л.М. Павлова и др. II Экология и промышленность России. 2007. Февраль. С. 30-33.
9. Куимова Н.Г., Шумилова Л.П., Павлова Л.М. Оценка экологического состояния почв г. Благовещенска II Вестн. РУДН. Сер. «Экология и безопасность жизнедеятельности». 2008. № 3. С. 42-53.
САНИТАРНО-ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАСАЖДЕНИИ
Таблица 2
Категории состоянии [2]
количественное распределение деревьев в ооследованны по категориим санитарного состоинии
Перво-
майский
парк
1 - без признаков ослабления
2 - ослабленные
3 - сильно ослабленные
4 - усыхающие
5 - свежий сухостой
6 - старый сухостой Б
1п_______________
Z^- снега по [8] почвы по [9]* Превышение ОДК
т_
ПАУ, качественный состав
Город-
ской
парк
36-38 Сг, №
Нафта-
лин,
аценаф-
тилен
Сквер
Мира
Сквер имени 40-летия ВЛКСМ |
Ул.
Ленина
2 1 1 1 2
2,20 1,63 2,27 2,41 2,12
0,72 0,82 0,65 0,61 0,74
_ 13 6 - - -
Ул.
50-летия
Октября
Примечание: «-» - нет данных; «но» - не обнаружено; Ъс - показатель суммарного загрязнения почв тяжелыми металлами, приведены значения для горизонтов 0-10 см и 10-20 см; Бс.с.н - средневзвешенный индекс состояния насаждения; 1п - индекс жизненного состояния насаждений.
Павлова Л.М. и др. Оценка санитарного состояния древесных насаждений г. Благовещенска
10. Биоаккумуляция полициклических ароматических углеводородов в системе «почва-растение» / Е.В. Яковлева, В.А. Безносиков, Б.М.Кондратенок и др. II Агрохимия. 2008. № 9. С. 66-74.
11. Горобцова О.Н., Назаренко О.Г., Минкина Т.М., Борисенко Н.И Содержание 3,4-бенз(а)пирена в растительности, расположенной в зоне влияния Новочеркасской ГРЭС II Изв. высш. учеб. заведений. Северо-Кавказский регион. Сер. «Естеств. науки». 2006. № 3. С. 63-66.
Pavlova Lyudmila, Kotelnikova Irina, Kuimova Natalia, Timchenko Natalia
SANITARY STATE ASSESMENT OF TREE PLANTATIONS IN BLAGOVESHCHENSK
The sanitary state of tree vegetation depending on the technogenic factors impact is analysed in the article. Examined tree plantations of a small industrial town are basically characterized as damaged and of medium resistance. Coal burning wastes as a main source of polyaromatic hydrocarbons are revealed to play the leading role in deteriorating the state of wood species.
Контактная информация: Павлова Людмила Михайловна e-mail\ [email protected] Котельникова Ирина Михайловна e-mail\ [email protected] Куимова Наталья Григорьевна e-mail', [email protected]
Рецензент - Феклистов П.А., доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий кафедрой экологии и защиты леса Архангельского государственного технического университета
