CC BY
114
В луговом ценозе микрорайона Солнечный, в отличие от микрорайона Ветлужанка, наблюдаются более высокие связи между содержанием тяжелых металлов в почвах и произрастающих на них растениях.
Выводы
1. Статистически значимые связи между соединениями тяжелых металлов в почве и луговых растениях наблюдаются в ценозе микрорайона Ветлужанка: Hg-Mn, Hg-Pb, As-Ni, As-Cr. В ценозе микрорайона Северо-Западный прямое поступление тяжелых металлов из почвы в растения в слое 10-20 см корреляционный анализ показал для Mn. Кроме того, в этом районе отмечено влияние таких металлов, как Cd, Hg и As. В ценозе микрорайона Солнечный статистически значимые связи между соединениями тяжелых металлов в почве и луговых растениях наблюдается для Cd и Co.
2. Во всех луговых сообществах происходит локальное загрязнение таким элементом, как кадмий, коэффициент накопления которого превышает единицу.
3. В окрестностях г. Красноярска луговой ценоз микрорайона Ветлужанка является наиболее экологически чистым. Можно предположить, что наблюдаемые концентрации металлов недостаточны для заметного накопления их в растениях.
Литература
1. Алексеев, Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях / Ю.В. Алексеев. - Л.: Агропромиздат, 1987. -142 с.
2. Борцов, В.С. Использование автоматизированной аналитической системы на основе отражательной спектроскопии в исследовании агроценозов: автореф. дис. ... канд. биол. наук / В.С. Борцов. - Красноярск, 2002. - 26 с.
3. ГОСТ 17.4.1.02-83. Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения.
----------♦'-------------
УДК 630*907.1 Е.М. Рунова, О.А. Костромина
ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ЛИСТВЕННЫХ ДРЕВОСТОЕВ В ЗОНАХ ТЕХНОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
В статье приводятся результаты экспериментальных исследований по влиянию промышленных выбросов на состояние основных мелколиственных пород - березы повислой (Betula pendula Roth) и осины (Populus tremula L.) в зонах различного техногенного влияния в окрестностях г. Братска. Исследования проводились на временных пробных площадях. Производилось лесоводственно-геоботаническое описание каждой пробной площади с указанием особенностей древостоя, подроста, подлеска, мохово-травяного яруса.
При визуальной оценке состояния деревьев учитывалось состояние ствола и кроны деревьев (диаметр кроны, высота прикрепления ветвей, ажурность кроны, сухо-вершинность), наличие болезней и вредителей, величина ежегодного прироста. Вариации фактора оценивались в баллах, по каждому фактору находилась средневзвешенная величина. Для установления общего санитарного состояния проведено детальное лесопатологическое обследование насаждений временных площадей путем детального осмотра каждого дерева.
Постановка проблемы. Насаждения вокруг города Братска испытывают воздействие промвыбросов алюминиевого завода (БрАЗа), лесопромышленного комплекса (БЛПК) и других предприятий, ввод в действие которых происходил в 1960-1976 гг. Специфическими для алюминиевого завода являются выбросы фтористого водорода, твердых фторидов, смолистых веществ; для лесопромышленного комплекса - сероводорода, метилмеркаптана, диметилсульфида, хлора и двуокиси хлора. Высокая степень загрязнения атмосферного воздуха, последующее осаждение вредных веществ на почву и растительный покров приводят
к их значительному накоплению в объектах окружающей среды. Так, в радиусе 16 км от алюминиевого завода ежегодно осаждается 565 кг/км2 фтористых соединений (Северный Артек находится в этой зоне). Фоновое загрязнение фторидами на территории города превышает естественный уровень в 12,6 раза. Содержание в почве тяжелых металлов, таких, как свинец, достигает 1,3 ПДК, ванадия - 1,9 ПДК (Юшков Н.Н. и др. 1996.)
Первые сведения о поражении древостоев относятся к 1968 году - оно составляло 136 га и находилось на расстоянии 1,5-2 км от БрАЗа. В настоящее время вокруг города образовалась техногенная зона площадью несколько десятков квадратных километров, в которой установлено повреждение биоценоза. Аэровизуальными и наземными обследованиями установлено, что общая площадь лесов, пострадавших от промышленных выбросов, составляет 120,68 тыс. га. Радиус усыхания древесных насаждений вокруг города достигает 30 км, а признаки поражения хвойных лесов отмечаются в радиусе 70 км (Юшков Н. Н. и др., 1996).
По исследованию техногенной нагрузки на природную среду, которая устанавливалась по состоянию растительности и накоплению фтора, сульфат-иона в растительности и снеговом покрове, вокруг Братска выделены зоны, различающиеся по уровню загрязнения и состоянию древостоя: экстремального, очень сильного, сильного, среднего, слабого и скрытого воздействия. Причем, было показано, что поражение растительности в значительно большей степени связано с действием фтора, нежели сульфатов: зоны экстремального и очень сильного воздействия выделяются по наиболее острому и массовому поражению растительности и приурочены к алюминиевому заводу [4]. Зона же сильного воздействия образуется за счет совместного действия выбросов алюминиевого завода и лесопромышленного комплекса. В целом совпадение ареалов поражения растительности с ареалами повышенного содержания химических элементов в растениях, почвах, а также в снежном покрове (отражающем атмосферное загрязнение) [4], является прямым доказательством мощного техногенного воздействия этих предприятий на природную среду.
Для характеристики изменений в лесном фонде за период с 1972 по 1999 г. приводится сопоставление основных лесообразующих пород по материалам трех последних инвентаризаций в кварталах № 103-110 Городского лесничества Братского лесхоза. Вышеназванные квартала находятся в 5-7 км от БрАЗа в зоне экстремального воздействия. Приведенные данные отражают крайне тяжелые последствия для лесного фонда воздействия промышленными выбросами БрАЗа.
Таблица 1
Характеристика изменений в лесном фонде, 1972-1999 гг.
Порода, дес. м3 Д анные инвентаризации, год, %
1972 % 1986 % 1999 %
Сосна 22517 72,6 12937 42,08 12302,6 43,6
Лиственница 2974 9,6 5998 19,51 4883,5 17,3
Ель 270 0,87 130 0,42 235,7 0,84
Пихта 71 0,23 14 0,046 54,6 0,19
Береза 4475 14,4 9059 29,47 7836,6 27,78
Осина 719 2,3 2603 8,474 2902,7 10,29
При последнем лесоустройстве наблюдается стойкое увеличение объемов древостоя во всех породах. Однако это происходит за счет лиственных пород (38,07 и 37,94% в 1999 г. и 1986 г. соответственно против 16,7% в 1972 г.). Обширные территории возобновлялись березовыми и осиновыми молодняками, что и повлекло за собой увеличение объемов лиственных древостоев. А в группе хвойных деревьев увеличивается вклад лиственницы (9,6% в 1972 г. и 17,6% в 1999 г.). Вероятно, она, как листопадная порода, накапливает меньше загрязнителей и лучше переносит хроническое техногенное загрязнение. Доля сосновых насаждений сократилась почти в 2 раза - с 72,6% в 1972 г. до 43,6% в 1999 г. Но и лиственные породы угнетены промышленным загрязнением и сильно повреждаются грибковыми и бактериальными заболеваниями.
Деревья по-разному переносят экстремальные условия зон сильного и среднего техногенного загрязнения, характерные для лесов в районе г. Братска. Поэтому экологическая оценка состояния лиственных пород особенно важна. Существуют различные методы экологической оценки состояния деревьев - визуальные, химические, биометрические, таксационные, дендрохронологические, оценка их полезности и лихе-ноиндикация. К сожалению, рассмотренные методы не всегда доступны и часто направлены на достижение специальных целей, например, на долговременную оценку лесных массивов [1] или оценку только сосновых насаждений [2-3].
<я
С
сз
РО
25000
20000
15000
10000
5000
0
Год
^ инвентаризации
Рис. 1. Динамика лесного фонда по данным инвентаризации 1972, 1986, 1999 гг.
Методика исследования. Основным методом сбора данных о состоянии березовых и осиновых древостоев является полевое обследование насаждений на временных пробных площадях. Пробные площади закладывались по стандартной методике (ГОСТ 56-69-83. Пробные площади лесоустроительные) [8] и по методикам, подробно описанным в литературе. Пробные площади закладывались в зонах с различной техногенной нагрузкой и располагались по направлению розы ветров, так как основными переносчиками загрязняющих веществ являются ветры западных (36%), юго-западных (17,8%) и южных (14,4%) направлений:
• в зоне прямого токсического действия (экстремального и очень сильного загрязнения (содержание фтора 10-68 мг/л, сульфат-иона - 19-30 мг/л) - 3 площади, из них 2 в санитарно-защитной зоне заводов 1 км;
• в зоне сильного загрязнения (содержание фтора 5-10 мг/л, сульфат-иона 30-500 мг/л) на 10-15 км - 2 площади;
• в зоне среднего загрязнения (содержание фтора 2-5 мг/л, сульфат-иона 20-30 мг/л) более 20 км -
1 площадь;
• в фоновой зоне (содержание фтора 0,003-0,004мг/л, сульфат-иона 0,5-1,0 мг/л) на 100 и 150 км -
2 площади.
Производилось лесоводственно-геоботаническое описание каждой пробной площади с указанием особенностей древостоя, подроста, подлеска, мохово-травяного яруса.
Таблица 2
Шкала визуальной оценки состояния растений по внешним признакам
Фактор Вариация фактора состояния Балл
Состояние ствола Здоровый и крепкий 5
Имеются повреждения коры 3
Наличие гнилей и дупел 1
Величина прироста 15-20 см 5
5-15 см 3
Менее 5 см 1
Структура кроны Нормальная, здоровая 5
Один крупный или несколько мелких сучьев усохли 3
Два и более крупных сучьев усохли 1
Вредители и болезни Отсутствуют 5
Имеется один вид 3
Имеется 2 и более видов 1
Степень развития кроны Полная, равномерно развитая (сбалансированная) 5
Полная, но нарушенная 3
Нарушенная и недоразвитая 1
Визуальная оценка состояния деревьев проводилась по методике, описанной Е.Г. Куликовой [4]. При оценке состояния деревьев учитывалось состояние ствола и кроны деревьев (диаметр кроны, высота прикрепления ветвей, ажурность кроны, суховершинность), наличие болезней и вредителей, величина ежегодного прироста. Вариации фактора оценивались в баллах и по каждому фактору находилась средневзвешенная величина. Суммированное по всем факторам состояния количество баллов соответствовало определенному классу состояния.
Таблица 3
Определение класса состояния деревьев
Суммарное количество баллов Класс состояния
25-22 Отличное
21-18 Хорошее
17-14 Удовлетворительное
13-10 Плохое
9-5 Очень плохое
Для установления общего санитарного состояния нами было проведено детальное лесопатологическое обследование насаждений временных площадей путем детального осмотра каждого дерева. Все данные по учету деревьев заносили в специальные ведомости, затем с помощью математических методов обработали полученные данные, а с помощью определителей - видовой состав болезней и вредителей. При более подробном изучении болезней и повреждений оценивалось соотношение поврежденных и здоровых листьев, а также размеры, цвет и величина некрозов и хлорозов, ожоги, погрызы и повреждения, вредители.
Экспериментальные данные обрабатывались статистически. Для оценки достоверности наблюдений применялся критерий Стьюдента. При сравнении данных площадок с разных зон - коэффициент корреляции.
Результаты исследования. Анализ состояния березы повислой (Betula pendula Roth.) показал очень плохое состояние деревьев на площадке 1 (БрАЗ - балл состояния 8,96), плохое и удовлетворительное состояние на 4-х площадках вблизи города (балл состояния 12,91-16,27). Наиболее чистыми были площадки, удаленные не менее чем на 30 км от города. Причем маленький балл состояния наблюдался на дальней (15 км) 4-й площадке (п. Бикей), что может быть вызвано выбросами БрАЗа, поступающими по руслу р. Вихоревой, а также низовыми пожарами. Плохое состояние также отмечено в санитарной зоне БЛПК (п. Комсомольский) на площадке №1.
Таблица 4
Оценка факторов состояния
Фактор состояния Пл. 1 Пл. 2 Пл. 3 Пл. 4 Пл. 5 Пл. 6 Пл. 7 Пл. 8
Сумма баллов Б. 9,4 V 12,06 IV 14,4 III 16,27 III 12,73 IV 17,48 III 19,94 II 21,27 II
Балл состояния Ос. 10,59 IV 13,21 IV 13,87 IV 18,6 II 14,29 III 16,87 III 21,12 II 22,61 I
Рис. 2. Балл состояния
Анализ отдельных факторов показывает, что сильнее всего техногенное воздействие влияет на степень развития кроны. Повсеместно наблюдаются усохшие ветви, встречались суховершинные экземпляры. На промплощадке БрАЗа береза имела кустарниковую форму (в виде подушки). Также значительные изменения наблюдаются в структуре кроны и величине прироста. Состояние ствола в основном в хорошем и удовлетворительном состоянии (балл более 3), кроме площадок 4 и 6, что может быть связано не только с фтористым загрязнением, но и с частыми низовыми пожарами.
Рис. 3. Оценка факторов состояния березы
Было проведено детальное лесопатологическое обследование состояния лиственных деревьев березы повислой и осины. В результате обследования выяснили, что древесные породы, произрастающие в данной местности, поражены многими болезнями и вредителями. Среди болезней листьев встречались: парша, пятнистость, плесень, ржавчина, краевой некроз листьев. Были выявлены следующие виды повреждения древесных пород насекомыми: погрызы, минирование, скелетирование и скручивание. Было найдено и определено 9 видов насекомых-вредителей, относящихся к 4 семействам. Среди всех преобладали представители отряда жесткокрылые, составившие 55,6% от всех выявленных видов. Этот отряд был представлен семействами листоеды (Chrysomelidae) и трубковерты (Attelabidae). Отряд чешуекрылых (Lepidoptera) представлен семейством моли-минеры (Lyonetidae) и моли-крошки (Nepticulidae). Также было определено 6 видов возбудителей грибных заболеваний (Парша (осина) Venturia tremulae Aderh., Черная пятнистость (береза) Dothidella ulmi (Duv.) Wint., Бурая пятнистость (береза) Gleosporium quercinum West., Ржавчина точечная (береза) Melampsoridium betulinum (Pers) Kleb, Ржавчина (осина) Melampsora larici-populina Kleb., Серая плесень Botrytis cinerea Pers.).
Сильнее всего повреждается осина (ржавчинные грибы - до 76,6% в непосредственной близости от города, повреждения паршой - до 63,3% на всех ближних площадках до 10 км). Основную долю повреждений березы (до 60-100%) составили повреждения листьев пятнистостью. Причем поврежденные березы находились и достаточно далеко - до 15 км. Часто наблюдались несколько различных повреждений на одном дереве и даже на одном листе. В санитарно-защитной зоне БрАЗа (сильное загрязнение фторидами) листогрызущих насекомых не наблюдалось, что, вероятно, связано с инсектицидным действием фтора. Были выявлены также значительные повреждения неинфекционного характера: некрозы: осина - 90-96% в зоне прямого токсического действия, береза - 63,3-80%; а также ожоги и ложный «млечный блеск», характерный для сильного промышленного загрязнения на березе. На фоновой площадке наблюдались листоеды и листоверты, но в несколько меньших количествах (10-18%), а из грибных заболеваний встречалась только ржавчина и тоже в небольших количествах (6-10%)
Выводы
В результате обследования лиственных древостоев в зонах с различной техногенной нагрузкой можно сделать следующие выводы:
• Древесная растительность представляет собой редины с полнотой 0,3-0,4. Это, в основном, спелые и перестойные древостои в возрасте 30-50 лет, выросшие на месте погибшего соснового леса. Санитарные рубки производились в 80-е годы.
• Породный состав древесной растительности представлен березой, осиной с включениями лиственницы, ивы козьей, подроста сосны.
• Подрост хвойных в радиусе 1-2 км практически отсутствует, на более дальних площадках сильно угнетен, имеет малый линейный прирост и ожоги хвои. Подрост мелколиственных пород - березы и осины -имеет нормальный линейный прирост, но отличается повреждением листьев ожогами и грибными заболеваниями, а также вредителями, нарушением ветвления (многовершинность; на санитарно-защитной зоне БрАЗа - «ведьмины метла»).
• Средний балл категории состояния деревьев составляет IV, что соответствует сильно ослабленным деревьям. Следовательно, загрязнение атмосферы сильно влияет на жизнеспособность не только хвойных, но и лиственных пород, хотя береза и осина считаются газоустойчивыми породами. Наиболее сильно страдает степень развития и структура кроны, а также линейный прирост.
• Техногенное загрязнение ослабляет деревья и приводит к поврежденности грибами и насекомыми. Основную долю повреждений березы (до 60-100%) составили повреждения листьев пятнистостью. Причем поврежденные березы наблюдались и достаточно далеко от источников техногенного загрязнения - до 30 км. Осина больше повреждается ржавчиной (до 76,6% в зоне прямого токсического действия).
• Были выявлены также значительные повреждения березы неинфекционного характера: некрозы -63,3-84,3%, а также ожоги (до 58,2%) и ложный «млечный блеск» (26-47,6%), характерный для сильного промышленного загрязнения. Наибольшее количество поврежденных деревьев наблюдалось на близких к городу и заводам площадях.
• Насекомые филлофаги наблюдаются на всех площадках, но в ослабленных лесах их больше (4648% по сравнению с 10% на фоновой площадке). Ряд древесных пород потерял эстетический вид, насаждения в скором времени не смогут нормально выполнять ценные для человека функции, а если не изменить тактику мероприятий по уходу - могут вовсе погибнуть.
Литература
1. Алпатов, Ю.Н. Исследование влияния промышленных выбросов на динамику деградации лесов / Ю.Н. Алпатов, Б.И. Угрюмое, Е.М. Рунова // Проблемы экспериментальной зоны чрезвычайной экологической ситуации, пути и способы их решения. - Братск: Изд-во БрИИ, 1996.
2. Анучин, Н.П. Лесная таксация / Н.П. Анучин. - М.: Лесн. пром-сть, 1977.
3. Беднона, О.В. Интегральная оценка состояния городских лесов на примере Филе-Кунцевского лесопарка / О.В. Беднона, Т.В. Шарапа // Экология, мониторинг и рациональное природопользование. - М.: Изд-во МГУЛ, 1998. - Вып. 294(1).
4. Давыдова, Н.Д. Ландшафтно-геохимический анализ состояния геосистем территории промышленного воздействия / Н.Д. Давыдова, В.Г. Волкова // География почв и геохимия ландшафтов Сибири. -Иркутск, 1988. - С. 56-75.
5. Дубешко, Л.Н. Листоеды Средней Сибири / Л.Н. Дубешко, Л.Н. Медведев // Фауна насекомых Восточной Сибири и Дальнего Востока. - Иркутск: Изд-во ИГУ, 1974. - С. 105-146.
6. Особенности атмосферных условий г. Братска и влияние их на распределение загрязняющих веществ / Н.Л. Корзун, Н.А. Богуш, Т.И. Горюнова [и др.] // Проблемы экспериментальной зоны чрезвычайной экологической ситуации, пути и способы их решения. - Братск: Изд-во БрИИ, 1996.
7. Куликова, Е.Г. Методы определения ценности деревьев в городских насаждениях / Е.Г. Куликова // Экология, мониторинг и рациональное природопользование. - М.: Изд-во МГУЛ, 1998. - Вып. 294(1).
8. Методика организации и проведения работ по мониторингу лесов СССР в рамках Международной совместной программы по оценке и мониторингу воздействий загрязнения воздуха на леса в регионе Европейской экономической комиссии ООН. - Пушкин, 1987.
9. Мозолевская, Е.Г. Показатели состояния антропогенной трансформации лесных экосистем / Е.Г. Мозо-левская, Т.В. Шарапа // Экология, мониторинг и рациональное природопользование. - М.: Изд-во МГУЛ, 1995. - Вып. 268.
10. Николаевский, В.С. Биоиндикация загрязнения атмосферного воздуха и состояния лесной растительности в составе ОВОС / В.С. Николаевский, Т.В. Николаевская // Экология, мониторинг и рациональное природопользование. - М.: Изд-во МГУЛ, 1995. - Вып. 268.
11. Семенкова, И.Г. Лесная фитопатология / И.Г. Семенкова. - М.: Изд-во МГУЛ, 2002. - 202 с.
12. Томилова, В.Н. Минирующие насекомые Восточной Сибири / В.Н. Томилова // Фауна насекомых Восточной Сибири и Дальнего Востока. - Иркутск: Изд-во ИГУ, 1974. - С. 3-31.
13. Состояние окружающей среды и здоровья населения г. Братска / Н.Н. Юшков, В.А Ковалев, Н.Л. Корзун [и др.] // Проблемы экспериментальной зоны чрезвычайной экологической ситуации, пути и способы их решения. - Братск: Изд-во БрИИ, 1996.
----------♦'------------
УДК 591.9(571.1)+591.526 О.В. Шеломенцева
ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ И ПРЕБЫВАНИЯ ПТИЦ В УРБАНИЗИРОВАННЫХ ЛАНДШАФТАХ ЮЖНОЙ ТАЙГИ СРЕДНЕЙ СИБИРИ (на примере г. Лесосибирска)
Научные исследования, представленные в статье, отражают особенности круглогодичного распределения и пребывания птиц в урбанизированных ландшафтах южной тайги Средней Сибири (на примере г. Лесосибирска). Круглогодичные маршрутные учеты птиц проведены с 16.07.2002 г. по 15.07.2005 г. по методике Ю.С. Равки-на в 4-х местообитаниях. В каждом с 2-недельной повторностью пройдено не менее 5 километров, суммарная протяженность которых 2126 км. Зарегистрировано 135 видов. В анализе используется 263 двухнедельных варианта населения птиц. Установлено, что на распределение птиц большее значение оказывает неоднородность территории, затем - сезонность. Результаты отражают особенности экологии птиц, использующих территорию города в период пребывания.
Введение. Видовая специфичность в выборе местообитаний и сезонная изменчивость их предпочтения определяют весьма сложную картину распределения и пребывания птиц. Классификация птиц по этим параметрам позволяет выяснить и компактно отразить основные особенности пространственно-временного предпочтения в распределении птиц и формирующих его факторов.
Цель исследования - отразить особенности круглогодичного распределения и пребывания птиц в урбанизированных ландшафтах южной тайги Средней Сибири (на примере г. Лесосибирска).
Материалы и методы. Круглогодичные маршрутные учеты птиц проведены со второй половины июля 2002 г. по первую половину июля 2005 г. в пределах административной территории г. Лесосибирска Красноярского края, расположенного на левом берегу р. Енисей в пределах подзоны южной тайги Средней Сибири. Учеты проведены по методике Ю.С. Равкина [1]. Всего обследовано 4 местообитания: мозаичные пихтово-елово-сосновые леса; сосновые лесопарки; луга, чередующиеся с кустарниками и перелесками, застро-
