CC BY
16
ВЛИЯНИЕ ВЫСОКОЙ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКИ НА РАДИАЛЬНЫЙ ПРИРОСТ СОСНОВЫХ ДРЕВОСТОЕВ*
Пшеничникова Л.С., Скрипальщикова Л.Н.
(Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, г. Красноярск, РФ)
Tree ring width is closely correlated to a concentration pollution. In a 90-years old stand, a distinct tree ring width decrease is found in the 80s, and in a 50-years old stand - in the 90s.
Как известно, радиальный прирост относится к неспецифичным индикационным признакам, однако в однородных условиях местообитания на примере одной и той же породы этот показатель можно использовать для оценки реакции на промышленное загрязнение. Цель настоящей работы - изучение изменения радиального прироста сосны обыкновенной в условиях высокой антропогенной нагрузки в насаждениях Березовского бора, входящих в зеленую зону г. Красноярска и длительное время испытывающих интенсивное влияние техногенных и рекреационных нагрузок.
Березовский бор расположен в 10 км от г. Красноярска в направлении преобладающих ветров, несущих техногенные выбросы промышленных предприятий города. В состав выбросов входят более 20 канцерогенных веществ с высокими предельно допустимыми их концентрациями.
По данным дистанционного зондирования бор расположен в зоне среднего загрязнения (Скрипальщикова, Харук, Яхимович и др., 2002). Насаждение адсорбирует на своей поверхности до 56% пылевых частиц, поступающих с выбросами г. Красноярска. В летний период влажной поверхностью фитоценоза аккумулируется максимальная масса пыли - до 95%. В состав пыли входят такие микроэлементы как Pb, Cu, Zn, Co, Cr, Mn, Sr, Ni, F, суммарные отложения которых на поверхности хвои в 8 раз превосходит содержание в фоновых насаждениях. Отложения наиболее токсичного загрязнителя - фтора на поверхности хвои превышает контроль в 2-16 раз. В растениях напочвенного покрова накапливается микроэлементов в 10-100 раз больше, чем на контроле. Максимальные величины свинца, цинка и фтора отмечены на хвое подроста в подветренных разреженных частях загрязненного насаждения. В зимнее время года сосновые насаждения аккумулируют преимущественно пыль техногенного происхождения до 850 кг/га (Скрипальщикова, 1997).
Наиболее сильно подвержены рекреационному воздействию наветренные и подветренные опушки насаждения. В центральной части насаждения - рекреационные нагрузки средней интенсивности. Подветренная часть бора интенсивно используется для пастьбы скота.
* Работа поддержана грантом РФФИ 04-04-49279.
Исследуемый объект представлен 50- и 90-летними древостоями сосняка осочково-разнотравного, состав 10С, класс бонитета - соответственно III и IV, полнота 0,6 и 0,8. Средние высота - 16 и 23 м, диаметр - 19 и 46 см.
Для изучения радиального прироста в насаждениях Березовского бора в прикомлевой части ствола с южной стороны возрастным буравом диференци-рованно были отобраны керны с деревьев I, III и V классов роста. Замер радиальных приростов проводился с помощью измерительной лупы, с точностью до 0,1 мм. Обработка данных проводилась в программе EXCEL.
В анализе влияния техногенного загрязнения на радиальный прирост сосны использовались многолетние экспериментальные данные по аккумуляции техногенной пыли насаждением и данные ежегодных отчетов о состоянии окружающей среды в городах края.
Сравнение экспериментальных данных радиального прироста и величин пылевой нагрузки в различные годы в насаждениях Березовского бора показало, что прослеживается определенная закономерность в зависимости ширины годичного слоя от концентрации выбросов. Так, в годы с максимальными величинами пыли, аккумулированной пологом 90-летних сосняков (1984, 1987, 1989 гг.), однозначно происходит снижение прироста. Коэффициент корреляции между количеством техногенной пыли в кроне насаждения и радиальным приростом равен - 0,6.
Как видно из рисунка, за 15-летний исследуемый период радиальный прирост в первые годы возрастает, а затем, начиная с 1986 года, заметно снижается, достигая минимальных размеров к концу наблюдений.
Несмотря на то, что с 1991 по 1998 год в г. Красноярске произошло снижение общего объема техногенных выбросов, небольшой прирост последних лет может быть результатом не только многолетнего накопления пыли на кроне и в хвое сосняков, но и возросших рекреационных нагрузок. Среди них основной является вытаптывание, приводящее к уплотнению почвы, нарушению ее водно-воздушного режима. При длительных и интенсивных рекреационных нагрузках уменьшается количество активных корневых окончаний и их средняя длина, снижаются жизненно важные процессы роста насаждений. В результате деградирует древостой, замедляя свой рост и развитие, и уменьшается общая площадь проективного покрытия растительности.
В настоящее время сосновые насаждения Березовского бора характеризуются III и IV стадией дигрессии с суммарной площадью тропиночной сети и вытоптанных участков от 51 до 76%. По данным химических анализов 2001 года верхний слой почвы содержит низкие концентрации азота (0,305-0,640 %) и углерода (2,55-6,95 %). Показатель кислотности колеблется в пределах 6,97,2 солевой вытяжки. В карбонатном горизонте реакция среды щелочная, рН в пределах 7,3-7,8. В почвах этого района содержатся концентрации тяжелых металлов, превышающих предельно допустимые (Зубарева, Скрипальщикова, Перевозникова, 1999).
Анализ комплексного индекса загрязнения атмосферы (О состоянии окружающей природной среды ..., 2001) и данных радиального прироста показал, что погодичная динамика радиального прироста также зависит от этого пока-
зателя. Теснота связи между радиальным приростом и индексом загрязнения характеризуется высоким коэффициентом корреляции.
Б
.о га
с -t; к
И'
S о
1,4 1,2 1 + 0,8 0, 6 0,4 -0,2 0
-М—Н—Н— I I —Н—Ч-1984 1985 1986 1987 1988 1989 1992 1998
1,6 1,4 1,2 -- 1 -- 0,8 -- 0,6 0,4 0,2 0
о
-Q
га s Ч га CL
гьгь грирсст
Годы наблюдений
Рисунок 1- Динамика радиального прироста и аккумуляции пыли пологом
насаждений Березовского бора
При постоянном хроническом техногенном воздействии категория состояния деревьев зависит от возраста. В 90-летнем древостое меньше здоровых деревьев и больше ослабленных и сухостойных, чем в 50-летнем. В пределах древостоя наиболее устойчивые - крупные лидирующие деревья I класса роста, слабо устойчивы - отставшие в росте деревья V класса роста.
На фоне контроля в 90-летнем насаждении происходит отчетливое снижение радиального прироста в 80-е годы, в 50-летнем - в 90-е годы.
Таким образом, подавление радиального прироста ствола можно рассматривать как достаточно значимую ответную реакцию, особенно в молодом возрасте, на действие атмосферных выбросов. Это может послужить основой проведения различных лесохозяйственных мероприятий (рубок ухода, санитарных рубок, создания защитных лесных полос на наветренных опушках бора и др.).
Литература
Зубарева О.Н., Скрипальщикова Л.Н., Перевозникова В.Д. Аккумуляция пыли компонентами березовых фитоценозов в зоне воздействия известняковых карьеров // Экология, N 5, 1999. - С. 339-343.
О состоянии окружающей природной среды Красноярского края./ Ежегодный доклад. Государственный комитет по охране окружающей природной среды. Красноярск, 2001. - 226 с.
Скрипальщикова Л.Н. Пылеулавливающие свойства лесных экосистем в лесостепных районах Средней Сибири // Автореф. дисс. канд. биол. наук. Красноярск, 1997. - 19 с.
Скрипальщикова Л.Н., Харук В.И., Яхимович А.П., Лопатин А.П., Греши-лова Н.В., Страшников А.В. Зонирование техногенных воздействий по ореолам
загрязнения снегового покрова // Сибирский экологический журнал, № 1, 2002.-С. 95-100.
