Асп. Майшанова М.И., д.б.н., проф. Демаков Ю.П.

Поволжский государственный технологический университет, Россия

 

СОСТОЯНИЕ СОСНОВОГО ДРЕВОСТОЯ В ЗОНЕ ВЫБРОСОВ ЗАВОДА СИЛИКАТНОГО КИРПИЧА

 

Введение. Активное развитие промышленности в современный период привело к увеличению загрязнения окружающей среды, в том числе лесных биогеоценозов. Много работ посвящено изучению влияния на древостои и их компоненты техногенных загрязнителей, имеющих кислую химическую реакцию [2, 3, 5]. Значительно слабее изучено влияние промышленных щелочных загрязнений [4] и очень мало данных о влиянии на древостой длительного известкового загрязнения  выбросами силикатного производства [1], крайне востребованного в настоящее время в связи с активным градостроительством.

Целью нашей работы являлась оценка влияния длительного известкового загрязнения среды в зоне воздействия завода силикатного кирпича на состояние соснового древостоя.

Объекты и методика исследования. Объектом исследования являлся сосновый биогеоценоз, расположенный с северной стороны Марийского завода силикатного кирпича (квартал 27 Силикатного участкового лесничества Республики Марий Эл), действующего с 1953 года. Древостой на объекте чисто сосновый разновозрастный (60+100 лет) II класса бонитета, произрастающий на песчаной слабоподзолистой почве. Тип условий произрастания – свежий бор. Основным компонентом выбросов является пыль известняка.

Для оценки влияния загрязнения среды на состояние брио- и лихенофлоры в биотопе заложено девять учетных лент, расположенных на разном удалении от завода. Учетные ленты № 1 и № 2 расположены на опушке леса, примыкающей к полотну железной дороги, а к учетной ленте № 8 с двух сторон примыкает линия электропередач, в результате чего освещенность на них выше. На учетной ленте № 3 имеется очаг корневой губки (Heterobasidion annosum (Fr.) Bref.), приведший к образованию в древостое «окна» диаметром 5 м. В связи с этим были заложены учетные ленты № 1 и № 3, которые дублируют ленты № 2 и № 4.

Степень загрязнения почвы известковым загрязнением определяли по показателю pH вытяжки из подстилки, которую брали с поверхности почвы в пяти повторностях на площадках 10х10 см. Перед подготовкой к анализу из подстилки были выбраны мхи, другая живая растительность. Замер значений pH подстилки определяли с помощью pH-тестера и электрода Cheker by Hanna.

Оценку состояния древостоя на учетных лентах проводили на круговых учетных площадках площадью 100 м2 в пяти повторностях. Деревья делили на возрастные поколения и категории санитарного состояния, которые определяли по внешним габитуальным признакам. Высоту сосен III поколения определи отдельно для каждой особи, а для II и I поколения – по модельным 12 деревьям. Для определения возраста древостоя брали керны. На каждой ленте был проведен также учет численности и состояния подроста, который делили на два класса по высоте (0-0,5 м и 0,5-1,5 м) и четыре класса по состоянию (1 – благонадежный, 2 – сомнительный, 3 – неблагонадежный 4 – мертвый).

Результаты и обсуждение. Хроническое загрязнение соснового биогеоценоза известковой пылью привело к изменению реакции водной вытяжки из подстилки, которая изменяется от исходно кислой до щелочной (табл. 1).

 

Таблица 1 - Изменение pH подстилки по мере удаления от источника загрязнения

Показатель

Значения показателей по мере удаления от источника загрязнения

80 м

100 м

110 м

130 м

190 м

280 м

340 м

390 м

1500 м

pH солевой

7,73

7,38

7,54

7,39

7,18

7,18

7,18

7,06

5,73

pH водный

7,78

7,57

7,68

7,46

7,39

7,39

7,39

7,25

6,35

 

Одними из важнейших показателей состояния древостоя являются средняя высота и диаметр стволов, которые как показали учеты, практически не изменяются по всему градиенту загрязнения (табл. 2). Лишь на учетных лентах, наиболее близко расположенных к заводу, отмечается некоторое снижение среднего диаметра деревьев, связанное не только и не столько с загрязнением, сколько с различной густотой древостоя (табл. 3), которая здесь наиболее высока. В зоне максимального известкового загрязнения, несмотря на высокую полноту древостоя (табл. 4), наблюдается большая численность всходов, которая по мере удаления от завода постепенно уменьшается. Исключением является учетная лента пп I-6, примыкающая к ЛЭП и имеющая наименьшую полноту.

 

Таблица 2 - Изменение высоты и диаметра древостоя по мере удаления от источника загрязнения

Учетные

ленты

Значения показателей у деревьев разных возрастных поколений

I поколение

II поколение

III поколение

hср, м

dср, см

hср, м

dср, см

hср, м

dср, см

№1

23,4

39,2

20,2

19,6

4,1

2,9

№2

23,6

37,4

19,9

16,6

6,2

5,3

№3

23,7

32,1

20,4

22,5

6,3

4,8

№4

23,5

38,2

19,6

17,1

6,5

5,1

№5

23,6

41,3

19,8

17,4

7,8

5,8

№6

23,8

38,9

19,9

17,2

6,8

5,5

№7

23,2

40,6

19,7

17,7

7,3

4,1

№8

23,5

41,2

20,1

22,1

6,9

4,3

 

Таблица 3 - Изменение численности разных поколений ценопопуляции сосны по градиенту известкового загрязнения

Учетные

ленты

Численность разных поколений ценопопуляции сосны, тыс. экз./га

Всходов

Подроста разной высоты

Деревьев разных поколений

0-0,5 м

0,5-1,5 м

III поколение

II поколение

I поколение

II-1

4,25

3,28

4,52

5,80

0,64

0,16

I-1

19,0

0,42

0,28

1,44

1,34

0,04

II-2

27,0

2,86

1,42

0,18

0,72

0,06

I-2

21,0

0,08

-

0,54

0,96

0,06

I-3

21,5

-

0,04

0,32

1,02

0,06

I-4

12,5

-

0,02

0,60

1,08

0,04

I-5

17,0

-

-

0,36

1,14

0,08

I-6

43,0

0,48

0,26

0,86

0,36

0,14

фон

12,0

-

-

0,16

0,72

0,08

 

Таблица 4 - Изменение абсолютной и относительной полноты древостоя по мере удаления от источника загрязнения

Поколения

древостоя

Пол-нота

Значения показателей по мере удаления от источника загрязнения

80 м

100 м

110 м

130 м

190 м

280 м

340 м

390 м

1500 м

III

абс.

3,36

3,21

0,33

1,11

0,85

1,40

0,47

1,25

0,38

отн.

0,12

0,09

0,01

0,03

0,02

0,04

0,01

0,03

0,01

II

абс.

19,31

28,83

28,63

22,02

24,12

25,01

28,02

13,85

18,40

отн.

0,40

0,60

0,59

0,46

0,50

0,52

0,59

0,29

0,38

I

абс.

19,31

4,40

4,85

6,88

8,03

4,75

10,36

18,62

15,15

отн.

0,38

0,09

0,10

0,14

0,16

0,09

0,20

0,37

0,29

В целом

абс.

41,98

36,44

33,80

30,01

33,00

31,16

38,85

33,71

33,93

отн.

0,90

0,78

0,70

0,63

0,68

0,66

0,80

0,69

0,68

 

На объекте исследования, как показал учет, отмечается большая гибель подроста и деревьев II-III возрастных поколений (табл. 5), что связано в основном с высокой полнотой и естественным изреживанием древостоя. Влияния известкового загрязнения в этом процессе не просматривается, о чем свидетельствует небольшая доля отмерших особей на лентах, расположенных наиболее близко к заводу. Существенное негативное влияние оказывает постоянное обламывание верхушек и боковых веток молодых сосен рабочими завода, использующими их в качестве метелок. Значения средней категории санитарного состояния деревьев II и I поколения находятся в пределах нормы, что свидетельствует об их относительной индифферентности к известковому загрязнению.

 

Таблица 5 – Санитарное состояние подроста и древостоя на объекте исследования

Учетные

ленты

Доля отмерших особей, %

Подрост

Древостой по возрастным поколениям

0-0,5 м

0,5-1,5 м

III поколение

II поколение

I поколение

№1

60,2

46,2

12,4

5,9

0,0

№2

43,2

13,3

33,3

2,9

0,0

№3

57,9

39,8

64,0

7,7

0,0

№4

20,0

100,0

66,3

5,9

40,0

№5

-

60,0

68,6

1,9

0,0

№6

-

0,0

52,4

3,6

0,0

№7

-

100,0

71,4

9,5

0,0

№8

52,0

43,5

50,0

0,0

0,0

Количество валежа по мере удаления от завода колеблется от 6,0 до 37,3 м3/га и его распределение носит случайный характер, свидетельствующий об отсутствии связи с интенсивностью загрязнения.

Резюмируя изложенное можно сделать вывод о том, что известковое загрязнение не оказывает существенного влияния на состояние древостоя и способствует появлению нового поколения леса в результате элиминации лишайникового покрова, сдерживающего в естественных сосняках лесовозобновительный процесс.

Список литературы

 

1.   Алексеев, И.А. Влияние газопылевых выбросов на состояние сосновых биогеоценозов / И.А. Алексеев, А.Т. Сабиров, А.В. Михеев // «Влияние атмосферного загрязнения и других антропогенных и природных факторов на дестабилизацию состояния лесов центральной и восточной Европы». Межд. научн. конференция, тезисы докладов – М., 1996. – Т.1. – С. 41-43

2.   Кулагин, Ю.З. Индустриальная дендроэкология  и прогнозирование / Ю.З. Кулагин. – М.: Наука, 1985 – 118 с.

3.   Цветков В.Ф. Леса в условиях аэротехногенного загрязнения / В.Ф. Цветков, И.И. Цветков - Архангельск, 2003. – 354 с.

4.   Шелухо В.П. Изменение сосновых биогеоценозов зоны широколиственных лесов при хроническом воздействии веществ щелочного типа – Автореф. дисс…. док. с-х. наук, Брянск, 2003. 34 с.

5.   Ярмишко В.Т. Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.) и ее сообщества в условиях атмосферного загрязнения на Европейском севере. Автореф. дисс. …док. биол. наук, СПб, 1994. 36 с.