CC BY
35
3. Морфометрические показатели хвои соснового подроста в насаждениях
Возраст хвои, лет Пробная площадь, №
1 5 9 11 18 19
Средняя длина хвои, см
1 4,5±0,05 5,8±0,09 5,7±0,06 4,9±0,06 4,1±0,06 4,0±0,08
2 6,4±0,11 5,5±0,12 5,9±0,07 5,1±0,04 4,4±0,12 4,4±0,08
3 3,8±0,09 4,0±0,07 4,7±0,06 5,5±0,10 5,7±0,11 4,5±0,10
4 5,8±0,07 7,2±0,04 7,2±0,04 6,3±0,08 5,9±0,11 5,3±0,10
5 3,4±0,07 - - - 4,6±0,08 -
Среднестатистические величины M±m S2 4,8±0,08 5,6±0,08 5,9±0,06 5,4±0,07 4,9±0,10 4,6±0,09
1,69 1,73 1,03 0,60 1,13 0,69
Поверхность 1 г сырой хвои подроста сосны, дм2
1 1,35 1,25 0,87 1,35 1,31 1,39
2 0,96 0,87 1,82 0,96 1,09 1,15
3 1,05 0,99 2,18 1,05 0,94 1,05
4 0,87 0,87 1,31 0,87 1,02 0,99
5 0,87 - - 0,87 1,04 -
Среднее 1,02 1,0 1,6 1,02 1,08 1,2
4. Значения вычисленных критериев Фишера и критериев Стьюдента, F/t
Пробная площадь, № 1 5 9 11 18
5 1,02 7,07 - - - -
9 I,64 II,00 1,68 3,00 - - -
11 2,82 5,66 2,88 1,88 1,72 5,43 - -
18 1,50 0,78 1,53 5,47 1,10 8,57 1,88 4,10 -
19 2,45 1,67 2,50 8,30 1,49 12,03 1,15 7,02 1,64 2,23
Также можно сделать вывод о том, что превышение средней длины хвои на ПП-9 по отношению к другим ПП является значимым. Отметим также, что насаждение ПП-9 имеет низкую полноту (0,37). В связи с этим можно предположить, что освещённость является существенным экологическим фактором, влияющим на увеличение средней длины хвои подроста. Поскольку значения поверхности хвои являются зависимыми и определены через показатель средней длины хвои и массу, то выводы о средней длине хвои можно распространить и на этот показатель.
Вывод. В результате проведённых нами исследований установлено, что рубки обновления раз-
личной интенсивности, проведённые равномерно-постепенным способом, создают благоприятные условия для естественного возобновления. При этом достоверно доказано, что их проведение не влияет на показатели охвоённости побегов соснового подроста, однако снижение полноты насаждения, и, как следствие, увеличение освещённости, создаёт благоприятные условия для увеличения морфометрических показателей хвои подроста сосны обыкновенной.
Литература
1. Морозов В.А., Шиманский П.С. Рост и химический состав хвои в культурах сосны разной густоты в связи с применением удобрений // Лесоведение. 1981. № 5. С. 3—9.
2. Нагимов З.Я. Закономерности роста и формирования надземной фитомассы сосновых древостоев: автореф. дисс. ... докт. с.-х. наук. Екатеринбург, 2000. 40 с.
3. Онучин А.А., Спицына Н.Т. Закономерности изменения массы хвои в хвойных древостоях // Лесоведение. 1995. № 2. С. 48-58.
4. Абатуров Ю.Д. Изменение длины хвои в различных типах сосняков в зависимости от характера влагообеспеченности. Физиология и экология древесных пород. Свердловск, 1965. С. 225-230.
5. ОСТ 56-69-83 Площади пробные лесоустроительные. Метод закладки. М.: Экология, 1992. 17 с.
6. Цельникер Ю.Л. Упрощённый метод определения поверхности хвои сосны и ели // Лесоведение. 1982. № 4. С. 85-88.
7. Бачурина А.В., Залесов С.В. Изменение морфометрических показателей хвои сосны обыкновенной в условиях аэро-промвыбросов // Лесной вестник: научно-информационный журнал. 2008. № 3 (60). С. 36-39.
8. Зайцев Г. Н. Математическая статистика в экспериментальной ботанике. М.: Наука, 1984. 424 с.
Состояние сосновых древостоев зелёной зоны г. Сатки, подверженных аэротехногенным выбросам магнезитового производства
К.Е. Завьялов, к.с.-х.н., ФГБУН Ботанический сад УрО РАН
Изменения в росте и состоянии деревьев и формируемых ими древостоев в промышленно
развитых районах принимают всё более угрожающий характер. Под воздействием аэротехногенного загрязнения существенно изменяется состояние древесного яруса насаждений. Степень повреж-
дения крон деревьев (дефолиация) — важнейший диагностический признак снижения устойчивости древостоев под воздействием аэротехногенного загрязнения, нашедший широкое применение [1].
Состояние насаждений отражает структура их древостоев, в частности распределение деревьев по категориям состояния (классам повреждения) [2]. По мнению А.С. Алексеева, степень повреждения крон деревьев является основой многих методов оценки состояния деревьев и древостоев [1]. Цель наших исследований — изучение влияния аэротехногенных выбросов магнезитового производства на рост и состояние естественных сосновых древостоев зелёной зоны в условиях хронического загрязнения.
Объекты и методы исследования. Саткинский район, где было проведено исследование по ле-сорастительному районированию Б.П. Колесникова, расположен в Уральской горной области и относится к Юрюзанско-Верхнеайскому округу Южно-Уральской провинции горных южнотаёжных и смешанных лесов [3]. Это соответствует лесорастительной подзоне горных южнотаёжных и смешанных лесов лесной зоны.
Объектами исследования были сосновые древо-стои вокруг г. Сатки. Спецификой промышленного центра является расположение лесов в зоне влияния комбината «Магнезит», в составе аэротехногенных отходов которого основным компонентом является магнезитовая пыль, состоящая в основном из окиси магния. Окись магния хорошо гидратируется, образуя при соединении с водой слабую щёлочь Mg(OH)2 [4]. На частицах пыли адсорбируются и конденсируются пары щелочей, серный ангидрид и фтор, содержащиеся в дымовых газах, образуя простые и сложные сульфаты щелочных и щёлочноземельных металлов и фторид магния [5].
Пробные площади (ПП) закладывали по общепринятой методике [6]. Визуальную оценку степени
аэротехногенного повреждения древостоев проводили с использованием общепринятой методики [7]. Для каждого учётного дерева определяли дефолиацию кроны и категорию состояния. По категориям состояния деревьев рассчитывали индекс повреждения древостоя [8].
Результаты исследования. Изучение степени загрязнения снега на ПП показало, что наиболее загрязнена ПП № 4 (табл. 1). Масса взвешенного вещества на этом участке составляла 4,38 г/м2, а масса сухого остатка — 17,46 г/м2. Масса этих веществ уменьшается при удалении от источника выбросов. Снег в зоне загрязнения имел щелочную реакцию вследствие накопления пыли, обладающей высокой щелочной реакцией (рН=10).
По мере приближения к источнику выбросов рН снеговой воды достигала 9,4 (ПП № 4). Анализ содержания элементов в снеговой воде показывает увеличение макроэлементов, железа, меди, никеля, цинка, кадмия по мере приближения к источнику выбросов (табл. 2).
Наибольшее содержание элемента в снеговой воде принадлежало магнию, так как основным элементом выбросов являются его соединения. Следовательно, установлено, что по мере приближения к источнику выбросов степень загрязнения увеличивается.
В 2004 г. нами были проведены исследования состояния сосновых древостоев в зоне действия выбросов комбината «Магнезит». Тип леса на ПП — сосняк ягодниковый. Пробными площадями охвачены насаждения II—III классов бонитета. Сосновые насаждения на ПП относятся к 4-му классу возраста.
В ходе обследования пробных площадей было установлено снижение показателей роста по мере приближения к источнику выбросов. Анализ диаметра и высоты сосны показал, что сосны с самым
1. Химический состав снеговой воды в районе г. Сатки 2005 г. (X±Sx)
№ ПП/ расстояние от источника выбросов, км pн Масса взвешенного вещества Масса сухого остатка
г/л г/м2 г/л г/м2
4/6,0 9,4±0,04 0,037±0,005 4,38±0,42 0,143±0,01 17,46±1,22
1/7,6 8,3±0,18 0,015±0,005 1,20±0,40 0,072±0,02 5,45±1,78
3/8,0 8,2±0,31 0,043±0,003 3,64±0,21 0,083±0,01 7,11±1,10
2/9,3 7,8±0,08 0,028±0,003 1,69±0,17 0,120±0,03 7,26±1,56
Элемент № ПП/расстояние от источника выбросов, км
4/6,0 1/7,6 3/8,0 2/9,3
K 135,99±32,38 52,60±5,37 93,84±24,98 51,58±8,93
Na 212,67±21,40 116,27±6,92 260,09±41,17 163,71±11,81
Mg 3011,11±119,58 1313,52±190,94 669,56±58,54 422,49±8,09
Ca 244,22±22,95 142,39±12,38 232,99±43,71 91,29±11,80
Fe 3,74±0,14 1,62±0,09 1,98±0,15 1,69±0,07
Mn 0,57±0,02 0,29±0,02 0,65±0,05 0,61±0,02
Cu 0,31±0,01 0,27±0,01 0,36±0,03 0,19±0,01
Ni 0,39±0,01 0,13±0,01 0,15±0,01 0,28±0,01
Zn 0,40±0,01 0,25±0,01 0,61±0,05 0,29±0,01
Cd 0,04±0,001 0,02±0,001 0,02±0,001 0,01±0,0001
2. Содержание химических элементов в снеговой воде, мг/м2 (X±Sx)
30
S 20
15
1 10
о DОI ill!
4/6
1/7,6
3/8
2/9,3
416
1/7,6
3/8
2/9,3
№ ПН/расстояние от источника выбросов
Рис. 1 - Средний диаметр сосны на ПП в условиях магнезитового загрязнения
№ ПП/расстояние от источника выбросов
Рис. 2 - Средняя высота сосны на ПП в условиях магнезитового загрязнения
3. Изменение показателей жизненного состояния древостоев в зоне загрязнения
№ ПП/расстояние от источника выбросов Средний индекс повреждения Дефолиация, % Категория состояния Категория состояния древостоев
1 2 3 4 5
4/6,0 2,52 37 1 60 1 15 16 слабоповреждённые
1/7,6 2,23 31 1 66 14 3 - слабоповреждённые
3/8,0 2,25 25 - 80 15 5 - слабоповреждённые
2/9,3 2,17 25 - 72 8 2 1 слабоповреждённые
низким средним диаметром и высотой расположены на ПП 4, наиболее приближённой к источнику выбросов. На других ПП диаметр и высота сосны варьировали незначительно (рис. 1, 2). Класс бонитета сосны на всех ПП 2-й. Исключение составлял древостой на ПП № 4, класс бонитета которого был несколько ниже относительно других.
По данным оценки состояния древостоя установлено, что наиболее ослаблены были древостои, приближённые к источнику выбросов (табл. 3). С увеличением степени загрязнения возрастал средний индекс повреждения древостоя и величина средней дефолиации. На расстоянии 6 км от источника выбросов средний индекс повреждения древостоя увеличивался до 2,5, а дефолиация — до 37%.
На пробных площадях, подверженных аэротехногенным выбросам, был проведён анализ структуры древостоев по классам повреждения (табл. 3). Установлено изменение распределения деревьев по классам повреждения. Количество здоровых деревьев на ПП составляло 1% или они совсем отсутствовали. На всех ПП преобладали ослабленные деревья. По мере приближения к источнику выбросов количество ослабленных деревьев уменьшалось, а количество усыхающих увеличивалось с 2 до 15%. На наиболее приближенной ПП к источнику выбросов присутствовало 15% свежего сухостоя, тогда как на других пробах он отсутствовал. Уменьшение количества ослабленных деревьев и увеличение количества усыхающих с увеличением степени загрязнения ведёт соответственно к возрастанию среднего индекса повреждения древостоя и величины средней дефолиации. Древостои на всех ПП относились к категории слабоповреждённых.
Вывод. Исследование снеговой воды показало наличие аэротехногенного загрязнения в зелёной
зоне г. Сатки и увеличение его по мере приближения к комбинату «Магнезит». Сосновые насаждения, образующие зелёную зону г. Сатки, подвержены негативному влиянию данного загрязнения. Наблюдается замедление роста и ухудшение жизненного состояния сосновых древостоев, включающее уменьшение средней высоты и диаметра, увеличение величины средней дефолиации и среднего индекса повреждения древостоя по мере приближения к источнику выбросов. Сосновые древостои зелёной зоны г. Сатки относятся к категории слабоповреждённых. С увеличением уровня аэротехногенного загрязнения наблюдается смещение в распределении деревьев по классам повреждения в сторону снижения доли здоровых и ослабленных при нарастании доли сильнопов-реждённых и усыхающих деревьев.
Литература
1. Алексеев А.С. Радиальный прирост деревьев и древостоев в условиях атмосферного загрязнения // Лесоведение. 1993. № 4. С. 66-69.
2. Цветков В.Ф., Цветков И.В. Лес в условиях аэротехногенного загрязнения. Архангельск: ОГУП «Соломбальская типография», 2003. 354 с.
3. Колесников Б.П. Леса Челябинской области // Леса СССР. М., 1969. Т. 4. С. 125-157.
4. Носырев В.И. Вредное воздействие магнезитовой пыли на древесную растительность // Лесное хозяйство. 1962. № 1. С. 18-21.
5. Симонов К.В., Бочаров Л.Д., Устьянцев В.М. Об образовании и отложении в электрофильтрах сульфатов щелочных и щелочноземельных металлов и фторида магния при обжиге магнезита во вращающихся печах // Огнеупоры. 1979. № 4. С. 22-27.
6. ОСТ 56-69-83. Площади пробные лесоустроительные. Методы закладки. М.: ЦБНТИлесхоз, 1983. 31 с.
7. Санитарные правила в лесах Российской Федерации. М., 2006. 16 с.
8. Менщиков С.Л. Методические аспекты оценки ущерба лесов, поврежденных промышленными выбросами на среднем Урале // Леса Урала и хозяйство в них. Екатеринбург: УГЛТУ, 2001. Вып. 21. С. 243-251.
