ЗАКОНОМЕРНОСТИ ТРАНСФОРМАЦИИ ПРЕДТУНДРОВЫХ И ТАЁЖНЫХ ЛЕСОВ В УСЛОВИЯХ АЭРОТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ И ПУТИ СНИЖЕНИЯ НАНОСИМОГО УЩЕРБА

Менщиков, Сергей Леонидович

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ТРАНСФОРМАЦИИ ПРЕДТУНДРОВЫХ И ТАЁЖНЫХ ЛЕСОВ В УСЛОВИЯХ АЭРОТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ И ПУТИ СНИЖЕНИЯ НАНОСИМОГО УЩЕРБА
ВАК РФ 06.03.03, Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними

Автореферат диссертации по теме "ЗАКОНОМЕРНОСТИ ТРАНСФОРМАЦИИ ПРЕДТУНДРОВЫХ И ТАЁЖНЫХ ЛЕСОВ В УСЛОВИЯХ АЭРОТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ И ПУТИ СНИЖЕНИЯ НАНОСИМОГО УЩЕРБА"

На правах рукописи

Мен щи кои Сергей Леонидович

пИ

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ТРАНСФОРМАЦИИ ПРЕДТУНДРОВЫХ И

ТАЁЖНЫХ ЛЕСОВ В УСЛОВИЯХ АЭРОТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ И ПУТИ СНИЖЕНИЯ НАНОСИМОГО УЩЕРБА

06.03.03. — Лесоведение и лесоводство; лесные пожары и борьба с ними

Автореферат диссертация на соискание учбной степени доктора сельскохозяйственных каук

Екатеринбург, 2004

Работа выполнена в лаборатории экологии техногенных растительных сообществ Ботанического сада УрО РАН

Научные консультанты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, засуженный деятель науки РФ Н. А. Луганский;

доктор биологических наук, профессор А .К. Махнёв.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор,

член-корреспондент РАН, засуженный деятель науки РФ С. А. Мамаев;

доктор сельскохозяйственных наук, профессор В.Ф. Цветков;

доктор сельскохозяйственных наук профессор Л.И. Аткина.

Ведущая организация: Уральский Государственный университет

им. А.М. Горького.

Зашита состоится апреля 2004 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.281.01 в Уральском Государственном лесотехническом университете по адресу: 620100, г. Екатеринбург, Сибирский тракт, 36.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральского Государственного лесотехнического университета.

Автореферат разослан марта 2004 г.

Отзывы на автореферат просим направлять в двух экземплярах с заверенными печатью подписями по адресу: 620100, г. Екатеринбург, Сибирский тракт, 37, УГЛТУ. Учёному секретарю диссертационного совета.

УчёуыЙ секретарь диссертационного совета доктор сельскохозяйственных заслуженный лесовод РФ _ /

нау^

профессор, С-В, Запесов

Введение

Актуальность проблемы. В ряде регионов нашем страны вследствие высокой концентрации промышленного производства и недостаточной очистки отходов возникла проблема загрязнения окружающей среды аэротехногенными выбросами. Особенно большой ущерб природным комплексам наносят горнодобывающая и металлургическая отрасли, а также сопутствующие им предприятия энергетики. Развитие и концентрация металлургического производства на Урале, например, за три столетия породили множество экологических проблем и наложили свой отпечаток на природные комплексы региона, отразились на закономерностях лесообразовательного процесса и развитии лесного хозяйства. В ХУШ и XIX вв. древесина использовалась в металлургии в качестве сырья для получения древесного угля. Вблизи заводов леса вырубались и сжигались. В следующее (XX) столетие, когда металлургия перешла на каменный уголь, а масштабы промышленного производства увеличились, значительно возросло негативное влияние фактора аэротехногенного загрязнения на лесную расти-1-:льность. В связи с этим перед лесоводством во второй половине XX века воз-икла новая сложная проблема - оценка степени и глубины трансформации есноп среды под воздействием техногенного фактора и изучение возможности ннжеиия наносимого лесным насаждениям ущерба. Большинство исследоваий, проведенных в нашей стране за последние 2-3 десятилетня по проблеме юнреждения лесов аэротехногенными выбросами, осуществлены в локальных )чагах повреждения. Значительно меньше сведений о пространственно - временной структуре повреждений в условиях разных природно-климатических юн. Существенные отличия в методических подходах оценки процесса дигрес-;ни лесов часто не дают возможности сделать обобщение полученных разными исследователями данных.

В Сибири и на Урале расположены основные массивы бореальных лесов России и здесь же сосредоточены крупные промышленные центры - источники аэро техногенных выбросов, загрязняющих природную среду. Особенно негативные последствия может вызвать гибель предтундровых лесов,-которые на

со'чг, "..лг^.-пг,

северном пределе распространения лесной растительности имеют большое защитное к климаторегулирующее значение. Так, наблюдаемые на Таймыре масштабы повреждения лесотундровых экосистем от аэротехногенного загрязнения можно отнести к экологической катастрофе регионального уровня.

Данные факторы определили выбор объектов исследовании - леса, подверженные воздействию аэротехногенных выбросов в зоне тайги на территории Среднего Урала, в районах наиболее крупных промышленных центров и пред-тундровые леса в зоне лесотундры, в районе г. Норильска Красноярского края.

Цель н задачи исследований. Цель работы — комплексное исследование закономерностей и глубины дигрессии лесных насаждений под воздействием аэ-ротечнигенного загрязнения в двух географических регионах РФ на основе натурного изучения, обобщения ведомственных и литературных материалов, а также оценка наносимого ущерба лесам и обоснование путей его снижения.

Задачи исследований сводились к следуюшему:

- изучить ответную реакцию лесных насаждении на аэротехногенное загрязнение на фоне разных ф из и ко-географических условий;

- изучить пространственно-временную структуру повреждений лесных насаждений в очагах аэротех ноге! I но го загрязнения;

- разработать методику диагностики повреждений лесов в очагах аэротехно-ге иного загрязнения;

- определить стратегию и методы сохранения и восстановления лесов в районах крупных промышленных центров;

- разработать методику оценки ущерба лесам, подверженным хроническому азротех!югенному загрязнению и обосновать пути снижения ушерба.

Научная новизна, В соответствии с новыми методами л ее оэ коло ги чес ко го мониторинга впервые установлены закономерности процессов дигресии и деградации лесных насаждений под воздействием аэротехногенных выбросов в крупных промышленных регионах в условиях двух контрастных природно-климатических зон: в условиях оптимального роста основных лесообразуюших пород — в зоне тайги Урала и на их северном пределе распространения в зоне

лесотундры Средней Сибири. Критически проанализированы и применены в работе ряд гипотез, дискуссионных теоретических положений и вопросов методического характера.

На основе изучения закономерностей изменения параметров состояния лесных насаждении разработаны критерии и методы оценки степени деградации лесных насаждений с учётом текушего и накопленного аэротехногенного последствия. Изучена связь динамики радиального прироста сосны и дефолиа-шш хвои в очагах загрязнения. Общеевропейская методика оценки степени повреждения древосгоеа в очагах аэротехногенкого загрязнения адаптирована для условий регионов Урала и севера Средней Сибири. Результаты работ легли в основу модифицированной методики оценки состояния лесных насаждений н очагах поражения аэротехногенными выбросами, а также оригинальной мелодики стоимостной опенки нанесённого лесному хозяйству ущерба. 1 '

Установлены закономерности и количественные показатели аккумуляции за1рязняюших вешеств в лесных насаждениях, их буферные свойства, способность к самоочищению н изменению лесорастительных свойств почвы на фоне раших физико-географических условий.

Обоснованность и достоверность результатов исследований обеспечена знали юм большого репрезентативного натурного материала, собранного за многолетний период с применением актуальных методик; комплексным подходом к решению поставленных задач; применением современных математических методом. компьютерной техники и пакетов прикладных программ.

Практическая значимость. Полученные материалы имеют методическое значение при оценке степени трансформации лесных насаждений в зонах аэротех-носсиного воздействия и позволяют оценочными методами (по морфологическим показателям) на этапе рекогносцировочного обследования выделять зоны к участки леса, подлежащие учету в связи с потерей производительности древостое». что существенно снижает затраты на проведение работ по стоимостной оценке ущерба. Кроме того, на основе материалов диссертации также можно зонировать территорию по степени воздействия аэротехногенных выбросов и

разрабатывать системы мероприятий по ведению лесного хозяйства дифференцированно по зонам. Обоснованы н конкретизированы предложения производству по способам снижения негативного аэротехногенного воздействия на лесные насаждения, основанные на учёте критических периодов в сезонном развитии лес<юбразующих пород, а также предельно допустимых уровней аэротехно-гениых нагрузок в таёжной зоне Среднего Урала и в предтундровых лесах на севере Средне» Сибири. Дана оненка газоустойчивости основных лесообра-зующих пород и прогноз жизнеспособности древостое в в зонах аэротехногенного загрязнения.

Основные положения, выносимые на защиту. На зашиту выносятся следующие основные положения: закономерности динамики изменения состояния лесных насаждений под воздействием аэротехногенных выбросов в оптимальных условиях для роста хвойных пород (зона тайги) и на северном пределе лесной растительности (зона лесотундры); оценка относительной устойчивости основных лесообразукшшх пород к аэротехногенному загрязнению; оценка устойчивости лесных насаждений к воздействию разных типов аэротехногенного загрязнения; методика опенки ущерба-лесным насаждениям, повреждённым аэротехногенными выбросами и пути снижения этого ущерба.

Апробация работы. Основные теоретические положения и практические результаты исследований представлялись и обсуждались на международных, всесоюзных, всероссийских и региональных конференциях: «Проблемы использования воспроизводства и охраны лесных ресурсов» (Йошкар-Ола, 1989); «Растения и промышленная среда» (Днепропетровск, 1990); «Норильский никель» (Норильск, 1990); «Освоение Севера и проблемы рекультивации» (Сыктывкар, 1991; 1996); «Проблемы мониторинга и экологического прогнозирования динамики лесных экосистем в крупных промышленных центрах» (Тольятти, 1991); «Биологическая рекультивация нарушенных земель» (Екатеринбург, 19КЗ;1996;2002); «Лесоводство севера на рубеже столетий» (П Медеховскне чтения* Санкт-Петербург. 2000); «Природная и антропогенная динамика лесных

•экосистем» (Екатеринбург, 2001); «Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса» (Екатеринбург, 2001; 2003).

Личный вклад автора заключается в постановке цели и задач исследований, разработке программы и методик работ, сборе, обработке и анализе экспериментального и других материалов, а также апробации результатов исследований, формулировке положений, выводов и рекомендаций.

Настоящая работа является итогом исследований, выполненных автором в 1986-2003 годах.

Публикация результатов исследований. Материалы по теме диссертации опубликованы в 52 работах.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения и 4 приложений. Основной текст изложен на 292 страницах, иллюстрирован 18 рисунками и содержит 80 таблиц. Список литературы включает 395 наименований, втом числе 48 иностранных. I. ОГпцие черты проблемы

Анализ литературных источников показал что, основные закономерности изменения состояния лесных экосистем под воздействием аэротехногенного загрязнения исследованы многими авторами. Повреждение лесной растительности в очагах загрязнения определяется сложным комплексом абиотических и биотических факторов. Основные из них: количественный и качественный состав выбросов, длительность воздействия и его интенсивность, направление преобладающих ветров, климатические и погодные условия региона, лесово-.дствешга-таксационные особенности лесных насаждений (возраст и состав дре-востоен, тип леса и др.); фаза фенологического развития растений.

В работах, посвященных влиянию аэротехногенных загрязнений на растительность, особенно детально рассмотрены особенности воздействия двуокиси серы, так как источники выбросов этого типа загрязнения распространены очень широко.

Изменение состояния лесов под воздействием аэротехногенного загрязнении на Среднем Урале. Исторически Уральский регион развивался как индуст-

риалы!ый край. С начала 60-х голов прошлого столетня Урал становится одним их центров исследований проблемы загрязнения природной среды. Обобщающие теоретические работы по проблеме негативного воздействия промышленных загрязнений на растительность появились в начале семидесятых годов. Уральский учёный В.В. Тарчевский (1970) выделил промышленную ботанику как раздел ботаники, включающий теоретическую и методическую основу для обоснования работ по фнтомелиорации промышленных отвалов. В результате проведённых исследований разработаны и предложены ассортимент устойчивых в данных условиях видов растений и способы биологической рекультивации нарушенных территорий. Обобщая результаты отечественных исследовании, Е.М. Лавренко (1959) предложил считать "индустриальной биогеопеноло-гиен" раздел биогеоценологии, который изучает-воздействие индустриализации и урбанизации на природный б иогео цен ологи чес кий покров и его формирование па отвалах вскрышных пород и при скоплении промышленных отходов. В.П. Колесников (1974) обобщил итоги работ по биологической рекультивации нарушенных земель, а Ю.З. Кулагин (1982, 1985) предложил в обшей экологии выделять новое направление "индустриальная дендроэкология".

Из древесных пород устойчивыми к аэротехногенным загрязнениям в условиях Урала считаются: береза бородавчатая и пушистая, липа мелколистная, тополь бальзамический, ясень зеленый, лиственница Сукачева, вяз мелколистный (Коновалов, Минина, 1948; Малютин,1960; Яфаев, Федоренхо, 1974; Я цепко, Николаевский, 1975; Коновалов, Луганский, 1967; Мамаев, Махнев, 1979).

Е.Л. Воробейник и Е.В. Хантемирова (1994), изучая состояние лесной растительности в условиях Ре вди не кого-Пе рвоурал ьс кого про муз л а, пришли к выводу, что в таёжной зоне Урала живой напочвенный покров оказывается более чувствительным к атмосферному загрязнению, чем древостой. Он изменяется значительно раньше по отношению к древостою. Трэвяно-кустарничковый ярус начинает изменяться когда фоновый уровень загрязнения превышен в 2,83,3 раза; для древостоя он составляет 3,4-4,5; для параметров возобновления -4,9-5,7. Н.Л.Юсупов и др.(1999) пришли к такому же выводу.

Анализ имеющихся данных оценки состояния лесов и геохимического фона на Среднем Урале показывает, что под воздействием аэротехногенных выбросов негашеные изменения состояния лесных насаждений наблюдаются на значительной территории н часто имеют не только локальный, но н региональный характер (Мен щи ков н др., 2001).

Изменение состояния лесов под воздействием аэротехногенного загрязнения на сенере Средней Сибири. Интенсивное освоение природных ресурсов в северных районах Красноярского края началось по сравнению с Уралом значительно позже - в середине прошлого столетия. Природный комплекс в рзйоне Норильска, особенно плато Путорана, довольно детально (вне очага аэротехногенного загрязнения) изучен геоботаниками н почвоведами. Определены видовой состав и структура растительных сообществ, пути их приспособления к экстремальным условиям Субарктикп, продуктивность зональных фитоценозов и се связь с термическими показателями (Горные..., 1986; Кузнецов, 1916; Москаленко, 1972; Москаленко, 1965; Норн к, 1982; Чернов, 1985). Почвоведами изучены химизм ночвенных растворов и природных вод, биологический круговорот зольных элементов и азота, процессы сезонного оттаивания и промерзания почв (Василевская, 1980; Игнатенко, 1977,1978). В меньшей степени данный район изучен лесоводами. Имеются лишь краткие сведения о лесово-дственных особенностях и типологии предтундровых лесов Средней и Запад-нон Сибири, не затронутых аэротехно генными выбросами (Короткое, Дзедзю-ля, 1969; Крючков, 1974; Ярм и ш ко, Демьянов, 1984).

Леса в районе Норильска не устроены наземными методами и практически выпали из сферы деятельности лесного хозяйства и внимания исследователей-лесоводов. Это негативно сказывается на фоне аэротехногенного загрязнения природной среды. Усыхание и гибель предтундровых лесов здесь, по наблюдениям Таймырского лесничества, начались в 1968 г. В 1972 г, площадь погибших лесонасаждений составляла около 80 тыс. га, а к 1975 г. она увеличилась eme на 69,9 тыс. га. Кроме того, в течение 1968-1975 гг. в результате воздействия аэротехногенных выбросов было частично повреждено более 200 тыс. га

предтундровых лесов, С 1976 г. обследование повреждённых лесов в районе Норильска проводилось Брянской специализированной экспедицией Всесоюзного, а затем всероссийского предприятия «Леспроект». В 1984 г. выделено 9 участков лесных насаждений, повреждённых аэротехногенными выбросами НГМК. С учётом результатов прошлых обследований площадь поражения составила 535,7 тыс. га. Выполнено зонирование территории на основе лесо-иатологического аэровизуального и частично наземного обследования лесов в очаге поражения (Филип чу к, Ковалёв, 1990). По данным обследования 1989 г., площадь поврежденных и погибших лесов и редколесий составила 565,1 тыс. га. Анализ состояния предтундровых лесов в районе Норильска по данным лес о патологических обследований отражён в публикациях Б. И, Ковалёва (1990; 2000).

В зависимости от состояния лишайникового покрова в районе Норильска выделено пять зон, характеризующих загрязнение территории (Власова, Фи-липчук,1990). При помощи методов дистанционного зондирования и наземного обследования установлено, что зона повреждений предтундровых лесов распространяется на расстоянии до 180 Км от Норильска (Харук и др., 1996). Выделение очагов повреждения, дифференииаиия уровня дигрессии и дегралашш древостоев проводились В.Н.. Харук (1993) на основе анализа вегетационных индексов (для данных спектрорадиометрии) и цветностей (г, g для зональных и спектрозопальных изображений).

Закономерности динамики состояния предтундровых лесов в районе Норильска, а также особенности накопления фитотоксикантов в различных компонентах биогеоценозов лесотундры отражены в работах СЛ. Мекшикова (1989;1990;1991;1992). Оценкой воздействия аэротехногенных выбросов НГМК на радиальный прирост лиственницы с помощью методов дендрохронологии занимались А.П, Ившин (1990; 1992), S.G. Shiyatov, А.Р. Ivshin (1993), которые установили, что в очаге поражения у лиственницы нарушается связь радиального прироста с климатическими факторами, а воздействие аэротехногенного

фактора tía радиальный прирост в данном регионе проявляется раньше, чем появляются визуальные признаки повреждения.

Методы изучения и оценки состояния лесов в условиях аэротехчогеппого загрязнения. Для оценки состояния повреждённых лесов применяют различные методики в зависимости от целей и задач проводимых работ. В основе методов сбора и анализа информации о состоянии лесов лежат два аспекта: I) оценка состояния на момент обследования; 2) определение степени изменения состояния за определённый период. При этом используется широкий спектр изучаемых показателей. Ряд авторов предлагает определять степень поражения древесной растительности по изменению класса бонитета (Wentzel, 1971), по изменению видового состава и структуры насаждений (Гальперин, 1972), по учету усыхающих деревьев и сухостоя (Щербаков, Чередниченко, 1966), по изменению прироста ствола по диаметру (Антонов, 1970). Унифицировать эти показатели можно только применительно к "грубым" оценкам состояния древостое в. Для диагностики повреждений древостоев от аэротехногенного воздействия применяются как традиционные лесоводственно-таксаиионные методы, так и новый с учётом изменения физиологических процессов у древесных пород (Шаиннн, и др.1988). В результате лесопатологических исследований разработаны критерии, такие как «категория состояния», «классы повреждения», «баллы жизненного состояния» (Санитарные правила 1998; Manual..., 1986; Временная методика..., 1986; Цветков и др.,1995; Алексеев,1997). Разработана o6iнеевропейская методика лесоэкологического мониторинга, имеющая 3 уров-- ня сложности (Manual.... 1994). 2. Природные условия регионов мсследошший

Исследования проводились на территории двух крупных регионов РФ: Средний Урал. Регион исследований расположен на территории Свердловской области между 56° н 62° с.Ш, и 57° и 66е в.д.; общая площадь его 193,6 тыс. км1, протяженность с севера на юг свыше 600 км. С запада на восток регп* он охватывает осевую часть Урала с западными И восточными склонами, частично зауральский пенеплен. Исследования проводились в 6 районах (очагах

поражения аэротехногенными выбросами наиболее крупных промышленных центров Свердловской области) на землях 9 лесхозов: Красноуральского, Нижнетагильского, Пригородного, Ревдинского, Билнмбаевского, Сухоложского, Асбестовского, Камен ска-Уральского, По леве ко го. Все объекты исследований расположены в подзоне южной тайги, кроме Камен ска-Уральского, который расположен в подзоне предлесостепных и с ос ново-берёзовых лесов. Основными лссообразующими породами являются сосна обыкновенная, ель сибирская и береза повислая и пушистая.

Север Средней Сибири. Район исследований расположен на территории Таймырского (Долгано-Ненецкого) и Эвенкийского национальных округов Красноярского края, за полярным кругом на юге Таймырского полуострова, в северо-западной части Средне-Сибирского плоскогорья, Территория региона исследований (обшая протяжённость с севера на юг составляет 400 км, с востока на запад —150 км) расположена на землях Таймырского лесхоза. Объектом исследований являются предтундровые леса. По бота ни ко-географ и чес ком у районированию Л. В. Шумиловой (1962а, 19626) большая часть региона исследований входит в Хантайско-Норильский округ горного предтундрового редколесья, долинных лесов и бугристых лайд Норнльско-Эвенкийской провинции. По схеме лес о растительного районирования район исследований относится к Путоранской провинции лиственничных лесов и редколесий (Назимова, 1969). 3. Объекты н методика исследований

На Среднем Урале исследования проводились в окрестностях 6 городов, входящих в десятку наиболее загрязнённых городов Свердловской области (по суммарному показателю загрязнения атмосферного воздуха). Районы исследований расположены в зонах действия крупных источников аэротехногенных загрязнений: Красноуральского медеплавильного комбината (КМК), Рефтинской ГРЭС (РГРЭС), Среднеуральского медеплавильного завода (СУМЗ), Нижнетагильского металлургического комбината (НТМК), Каменск-Уральского алюминиевого завода (КАЗ), Полевского криолитового завода (ПКЗ). Выбор данных объектов для исследований объясняется наличием в них достаточно выражен-

ныч очагов поражения лесов и сформировавшейся пространственно-временной структурой повреждения древостоев. Оценка состояния сосновых лесов проводилась в районе КМК в 1989,1990,1993,1999 гг., РГРЭС - 1991,1993,1995, 1997, 1999 гг., НТМК и СУМЗа - 1999 г., КАЗ и ПКЗ - в 2000.

На севере Средней Сибири исследования проводились в зоне действия Норильского горно-металлургического комбината (НГМК) в 1986-1990 гг. и частично в 2002.

Лесоводственно-таксагрюнная характеристика объектов исследований. В регионе Среднего Урала в районах исследований преобладают чистые сосняки, сосняки с примесью березы, осины, ели, спелые и приспевающие, одноярусные и одно возрастные. Наиболее распространенный тип леса — разнотравный. Классы бонитета насаждений в основном П н III, полнота древостоев варьирует в пределах 0,5-1,1, преобладающие группы возраста 80-120 лет.

В регионе севера Средней Сибири основной лесообразующей породой является лиственница сибирская, сопутствующие породы - ель сибирская и берёза пушистая. В составе древостоев по запасу преобладает лиственница. Возраст древостоев лиственницы варьирует от 115 до 340 лет, ели - от 100 до 280 лет. Древостой, как правило, разновозрастные. Производительность большинства древостоев характеризуется Va классом бонитета, снижаясь до V6 класса в лиственничниках сфагновых и повышаясь до III класса в припойменных и пойменных частях рек. Древостой характеризуются низкими сомкнутостью полога и полнотой. На большей части исследуемой территории преобладают леса зе-• лен о мошной группы типов леса. В целом лесной растительности района Норильска свойственна большая неоднородность, мозаичность и микрокомплексность. Наблюдается "быстрая" пространственная смена группировок мохово-лищаilпикового и травяно-кустарничкового ярусов в зависимости от рельефа местности и почвенно-эколотческих условий.

Методика исследований. Масштабы очагов загрязнения и их количество в значительной мере определили выбор методов исследований и набор иарамет-

роя для оценки степени трансформации лесных экосистем в пространственно-временных интервалах.

В очагах повреждения лесных насаждении, расположенных в зонах воздействия аэротехногенных загрязнений, организованы полигоны с сетью постоянных пробных площадей (ППП). Пробные площади закладывались в модальных лесных насаждениях с учётом степени повреждения древостоев и розы ветров. ППП закладывались в соответствии с ОСТ 56-69-83 (1983) с наличием не менее 150 - 200 деревьев основного элемента леса и размером не менее 0,2 га, а также методическим указаниям Н,П. Анучина (1984), А.Л. Молчанова и В. В. Смирнова (1967). На ППП был произведен полный перечет растущих и сухостойных деревьев, сделаны геоботанические описания, изучены лесорасти-тельные свойства почв. При определении типа леса руководствовались: в районе Норильска методическими указаниями В. Н. Сукачёва (1972), на Среднем Урале — Б. И. Колесникова и др. (1973). Все учётные деревья нумеровались масляной краской, н периодически оценивалось их состояние. Оценка состояния древостоев приводилась по двум шкалам - шестибалльной общепринятой в нашей стране и пятибалльной (методика ЕЭК "Draft manual...", 1986) по дефолиации кроны. Для изучения динамики состояния древостоев проводились повторные оценки состояния: в регионе Среднего Урала в течение 12-летнего периода, в районе Норильска на севере Средней Сибири - 5-ти и 16-летний периоды. Дтя изучения радиального прироста на ППП отбирались керны с помощью возрастного бурава с 20-60 деревьев с учётом классов Крафта и их жизненного состояния. Обработка кернов проводилась в лабораторных условиях с использованием бинокулярного микроскопа МБС-9 с точностью измерения годичных колец 0,01 мм.

На ППП закладывались почвенные разрезы, изучалась морфология почв, отбирались образцы почв по генетическим горизонтам для химических анализов. В лабораторных условиях проводились анализы по следующей программе: рН водная (ГОСТ 26423), рН обменная (ГОСТ 26483). азот (ГОСТ 26107), со-

держание гумуса (по Тюрину), подвижные фосфор и калий (по Кирсанову), содержание тяжел ых металлов.

Образцы снега отбирали снегоотборником на всю глубину профиля в десятикратной повторности. В лабораторных условиях снеговую воду фильтровали через беззольный фильтр, определяли аз вешенные вещества, а в фильтрате — SO ;4, Са*2, Mg*J, К*г, рН. Содержание тяжёлых металлов определяли в фильтрате и в пыли, осевшей на фильтре.

Образцы хвои и листьев отбирали с 20 деревьев на каждой ППП. Хвоя и листья деревьев, фитомасса травянистых растений после высушивания подвергались мокрому озолению. Анализы содержания Си, Ni, Pb, Zn, Со, Cd, К, Na, Са проводились методом атомно-абсорбиионной спектрофотометрии на приборе С-Ч5-М. Содержание общей серы в тех же образцах определяли по методике Маслова (1973).

В воздухе содержание двуокиси серы определяли методом пассивных поглотителей (Foran et at., 1958). Сорбент с двуокисью свинца устанавливали на ППП на высоте 2,5 м от почвы. Определяли накопление за месяц к пересчитывали на среднесуточное содержание 50"^(мг/м2 в сутки).

Математическая обработка числового материала проведена методами статистического анализа на персональном компьютере с использованием программ Microsoft Excel-V. 7.0 и Statistics V. 5.0.

Объем выполненных работ. На севере Средней Сибири организован полигон, включающий 32 ППП, расположенных на расстоянии до 150 км на северо- восток н 350 км на юг от источника выбросов НГМК. На Среднем Урале исследования проводились нашести полигонах, включающих 60 ППП.

За период исследований выполнены следующие объёмы работ: заложены 92 ППП; взято около 20 тыс. учётных деревьев; изучена почва по 80 разрезам и 500 образцам; с помощью возрастного бурава отобрано и проанализировано 450 кернов древесины; изучено 600 образцов снега; на содержание двуокиси серы в воздухе экспонировались на ППП, а в дальнейшем анализировались 200 образцов (сорбентов); анализировалось 215 растительных образцов; изучено фено-

логическое развитие у 120 деревьев; всего выполнено около 500 тыс. различных измерений.

•4, Дшшмнка состояния древостоев в условиях аэро гех i»orei ш о г о загрязнения

Пространственно-временная структура повреждения древостоев^ В регионе Среднего Урала исследования обшей динамики состояния лесных насаждений проводились на двух полигонах: Краеноуральском и Асбестовско-Рефти иском. Пространственная структура повреждений изучалась ещё на четырёх полигонах.

Исследования динамики состояния древостоев на ППП в районе Красно-уральска показали, что за период наблюдении с 1990 по 2002 гг. состояние сосновых древостоев ухудшилось в радиусе 7-15 км на восток, в 10 км - на север и в 7 км - на юг ОТ КМК. На удаление 7 км на восток от КМК древостой перешли в категорию сильно повреждённых (т.е. произошли качественные изменения) -it 2002 году индекс повреждения составил 4,1 на ППП В-7(рис. 1).

Напраеикнис н удаление от КМК. им

Рис. 1. Динамика жизненного состояния сосны в районе КМК На остальных обследованных ППП (кроме контроля) также наблюдается увеличение степени повреждения древостоев, но не столь значительное. Состояние ели, пихты и, особенно, лиственницы там, где они присутствуют в со-

ставе древостоев, лучше, чем сосны по всем изученным показателям. Ежегодный отпад деревьев сосны в наиболее повреждённых древостоях составил ог 1,5 до 2%.

Изучение состояния древостое в в Рефтинско-Асбестовскоч районе показало, что большинство из них относятся к слабо поврежденным. Согласно обследованию состояния насаждений в 1999 году их /«жизненный статус» незначительно ухудшился на всех ППП по сравнению с состоянием в 1993 г. (рис. 2), но не столь существенно, как на ППП в районе Краеноуральска. По существу изменения изученных параметров состояния древостоев здесь следует признать количественными, а не качественными.

Рнс.2. Динамика жизненного состояния сосны в восточном направлении от РГРЭС

Изучение состояния и динамики повреждения древостоев в 6 локальных очагах аэротсх ноге иного загрязнения в регионе Среднего Урала показало, что в большей степени повреждены сосновые древостой в районах Красноуральска и в Рс пл и н с ко- II ер воу рал ьско м. Здесь имеются зоны сильно повреждённых (усыхающих) древостоев. В 4 других районах такой степени деградации древостоев не наблюдается. Ранжируя очаги поражения лесов по масштабу повреждений

лрспостоса от большего к меньшему можно построить следующий ряд районов: Ре вднпско-Первоуральск и й, Крас н оурал ьскм й, Рефти не ко-Лсбестосс кий, Нижнетагильский, Каменск-Уральский, Поле вс кой. С учётом динамики повреждения древостоев в последние 10 лег на первое место следует поставить район Красноуральска. Высоко возрастные сосновые древостой, примыкающие к про-музлам, при типе выбросов кислые газы + тяжелые металлы, из категории средне поврежденных переходят й сильно поврежденные за 7-10 лет. В условиях типа загрязнения кислые газы + щелочная зола процесс дигрессии идет медленнее.

Регион севера Средней (^ибирп. Основные массивы повреждённых аэротехногенными выбросами древостоев расположены на юг и на северо-восток от Норильска. Изучение состояния древостоев на ППП и пространственно-временная структура их повреждений показали, что лиственничные и берёзовые древостой снижают устойчивость за 4-летний период наблюдений, как правило, на 1 класс: средне повреждённые переходят в сильно повреждённые и т. д. (рис. 3).

нммсц.|«

мм

Рис. 3. Динамика состояния лиственницы в районе Норильска За 15-16 летний период степень повреждения древостоев местами увеличилась даже (А 2 класса — слабо повреждённые перешли в категорию сильно повреждённых. Темпы дигрессии увеличиваются на завершающих этапах повреждения

древостоя. Процессы дигрессии еловых древостоев идут более медленными темпами, чем лиственничных и берёзовых (рис. 4).

Рис.4. Динамика состояния ели в районе Норильска

Изучение динамики отпада в регионе севера Средней Сибири показало, что в период исследований (1986-1990 гг.), под воздействием аэротехногенных выбросов НГМК, в предтундровых лиственничных лесах в среднем усыхает от 1 до 10% деревьев в год (в зависимости от стадии деградации древостоя). Данный фактор анализировался с учётом того, что здесь (как показали исследования) в результате естественного отпада в фоновых древостоях может накапливаться сухостойных деревьев до 20 -27% в равнинной части и около 50% в гор-„ ной части.

Сравнительная оценка темпов усыхання древостоев под воздействием аэ-ротехногенпого загрязнения в двух природно-климатических зонах показала, чш в предтундровых лесах севера Средней Сибири темпы усыхання древостоев в среднем, в 3-8 раз выше, чем на Среднем Урале. Это объясняется более жёсткими лесорастнтельными условиями в первом случае.

Текущий прирост деревьев по радиусу и площади сечения, стволов. В процессе исследований на Г1ПП па Среднем Урале установлено, что падение при-

ростов радиального н по площади сечения стволов деревьев зависит от класса Крафта и их жизненного состояния. Снижение прироста по площади сечения ог 30 до 50%, но сравнению с контролем, характерно для деревьев IV класса Крафта, в то время как для деревьев 1-И классов Крафта оно в пределах 11-25%. У деревьев III класса Крафта прирост стволов снижается в среднем на 30%. В контроле текущий прирост по плошади сечений стволов за 1988-1999 гг. составил 31,18 см2, в зоне сильного загрязнения — 29,07 см3. Дисперсионный анализ подтвердил различие в приросте стволов по площади сечений - F"2$,830 с «>0,01.

Если выразить снижение прироста стволовой древесины индексом, представляющим собой отношение прироста стволов деревьев, растущих в условиях загрязнения и прироста в условиях фоновых y^-Z^Z^ или Zn;Zk, где У7 — индекс падения прироста; 2п — прирост загрязнённого древостоя, мэ; Zk - прирост контрольного древостоя, м\ то полученные индексы для соответствующих классов жизненного состояния и классов Крафта деревьев можно представить в виде табл.1.

Таблица I

Учет потерь прироста древесины под воздействием аэротехногенных загрязие-

ний в спелом сосновом древостое (степень среднего повреждения)

Класс Индекс падения прироста по классам жизненного состояния

Крафта I 11 III IV

I 0,86 0,77 0,75 0,89

II 0,78 0,75 0,71 0,80

Н 0,67 0,75 0,67 0,67

IV 0,67 0,67 0,50 0,50

В целом падение прироста в древостое колеблется в пределах 11-50%. Потерю запаса древостев от снижения прироста древесины отдельными его деревьями можно определить, используя предложенные индексы. Для этого необходимо проведение перечета в повреждённом древостое сочетать с определени-

см классов их жизненного состояния и классов Крафта, с последующим определением запаса в каждом классе. Полученные запасы составляют указанную в таблице долю от потенциального запаса каждого класса. В целом по древостою для укрупненной его оценки можно использовать среднюю величину индекса падения прироста У/%0,72.

Полученные результаты исследований показали, что снижение приростов стволов по радиусу под воздействием аэротехногенного загрязнения, надежно улавливается, начиная с класса "среднеповрежденный древостой" (средний индекс повреждения более 2,7-3,0 по 6-балльноЙ шкале).

В результате исследований в районе Норильска выявлены аномалии в приросте стволов в пределах значительных территорий, как у деревьев, имеющих визуальные признаки повреждений, так и у внешне совершенно здоровых дереве а. Имеются различия между средними значениями фактических и прогнозируемых приростов стволов, снижается связь с климатом. Начало аномальных изменений в радиальном приросте стволов относится к 1965-1970 гг. (Ившин, Ментиков, 1989; Ившин, 1993). Е древостоев, произрастающих в неблагоприятных условиях местообитания и наиболее близко расположенных к источнику выбросов, наблюдается постоянное снижение радиального прироста несмотря на значительное улучшение климатических условий со второй половины 70-х и 80-х годах (Ившин, 1993). Потери прироста при этом достигают более 100% от прогнозируемого. У древостоев, произрастающих в более благоприятных условиях местообитания, наблюдается более дифференцированная реакция прироста -стволов на загрязнение.

Связь де/ралиации крон и радиального прироста. Изучение связи дефолиации крон со среднегодовым радиальным приростом стволов за 10 последних лег у сосны на пробных площадях в Красноуральском и Рефтинско-Асбестовском районах показало неоднозначность ответной реакции древостоев на аэротехногенную нагрузку по данным показателям. Сначала на всех ППП идет резкое снижение прироста по диаметру стволов (дефолиация кроны II-25%), затем его повышение (при дефолиации 26-40%) и далее с увеличением

дефолиации крон происходит дальнейшее снижение прироста. Возможная причина, объясняющая полученную зависимость, приводится в работе \V.Beyschlag е1 а1 (1994). Авторами установлено, что потеря фотосинтезирующей поверхности хвойными деревьями идет за счет старой хвои, что приводит к увеличению уровней ФАР внутри изреженных крон. И за счет высокой фотосинтетической активности молодой хвои происходит компенсация снижения ожидаемого радиального прироста стволов. Кроме того, можно ожидать положительное влияние потери старой хвои на более эффективное использование воды деревьями. 5. Уровни загрязнения и очагах поражения лесов

В условиях аэротехн о генного загрязнения лесов изучение геохимических параметров лесных насаждений в их границах (в гл.5 приводятся количественные показатели содержания ингредиентов выбросов в воздухе, снеговой воле, почве, растениях) представляет само по себе значительный научный интерес и, кроме того, имеет существенное значение для выявления причинно-следственных связей изменения биологических параметров состояния лесных насаждений.

На Среднем Урале и в районе Норильска основная часть газообразных выбросов — кислые газы, твердых - тяжелые металлы и щелочно-земельные элементы (калий, натрий, кальций, магний). Значительный вклад в загрязнение лесов на Среднем Урале вносят также теплоэлектростанции, работающие на угле (самая крупная — Рефтинская ГРЭС), которые выбрасывают в воздух кислые газы (в основном, двуокись серы) и сильношелочную золу (рН около 9-10).

Изучение степени загрязнения воздуха методом пассивных поглотителей в регионе Среднего Урала показало, что наибольшее содержание двуокиси серы в 6 изученных районах наблюдается в импактных зонах КМК (район Крас ноу рал ьска), РГРЭС {Рефтинско-Асбестовский район), СУМЗ (Ревдинско-Первоуральский район). Анализ уровня загрязнения двуокисью серы приземного слоя воздуха, в районе Крас ноу рал ьска например, показал, что максимальное содержание (кактивность») БОз в воздухе 42,9-54,6 мг/мг сут. обнаруживается на удалении I км от КМК, а на удалении 7 км она составляет 38,5-39,2 мг/м:

сут. Минимальное содержание - в контроле (фоновые насаждения в 30 км), этот показатель 11,6 -16,7 мг/м2 сут. Пересчет значений SO; в воздухе в объемные единицы показывает, что на удалении до 7 км or КМ К концентрация диоксида серы превышает разработанные среднесуточные предельно допустимые концентрации для древесных пород (Временные нормативы .... 1984; Отчёт..., 1990) в 2-2,5 раза.

Изучение уровня загрязнения воздуха в районе Норильска на ППП и в зоне техногенной пустоши показало, что здесь загазованность очень высока (SO; -83 мг/м1 в сутки), в среднем в полтора-два раза выше, чем в импактных зонах очагов загрязнения на Среднем Урале. Сильные ветры в данном регионе обусловили перенос газов на значительные расстояния - до 150-200 км и более от источника аэротехногенных выбросов. Особенно высоки концентрации SO? в южном направлении от Норильска до 80 км (73 мг/м1 всут).

Анализ уровня загрязнения снега в регионе Среднего Урала показывает, что в локальных очагах аэротехногенного загрязнения твёрдых выбросов оседает от 140 до 930 кг/га (район Красноуральска). Показатель рН снеговой волы варьирует от 5,0 до 6,2. В зоне сильного повреждения он составляет 6,1*0,14, в фоновых условиях рН-4,76±0,502. В фильтрате снеговой воды значительно повышается содержание калия, натрия и магния во всех пробах. С приближением к КМК отмечается увеличение содержания тяжёлых металлов в снеге. На удалении 15 км от комбината их концентрация выше в 2-3 раза по сравнению с фоном. На удалении 7 км это увеличение уже составило 5-9 раз. В непосредственной близости от КМК (0,5 км), где древостой погиб превышение выпадения металлов составило по Си - в 15, Ni -13, Zn -19, Pb-13 раз по сравнению с фоном. В районе Норильска тяжёлых металлов накапливается в снежном покрове на порядок больше (следует учесть, что и зима здесь продолжительнее), чем в очагах аэротехногенного загрязнения на Среднем Урале. В пробах снега взятых на ППП в районе Норильска показатель рН снеговой воды варьирует от 5,0 до 8,1. Наблюдается увеличение показателя рН по мере приближения к источнику выбросов. По мере приближения к Норильску увеличивается также количеств»

взвешенных частиц (пыли) в снеговой воде. Особенно резко возрастает их количество в 5 км от НГМК-145,8-169,4 мг/л (в 125 км-19 мг/л). Глубина снежного покрова колеблется от 0,5 до 2 м, что свидетельствует о значительном перераспределении зимних осадков на территории,,а вместе с ними и фитотокси-кантов. В твёрдой фракции выбросов осевших за зимний период в снежном покрове из тяжёлых металлов доминирует цинк, потом по мере убывания: железо, мель, никель. Много также марганца, а на многих ППП также и свинца. Во всех образцах снега обнаружен кадмий.

Изучение уровня загрязнения почв на 111 ill на Среднем Урале показало, что по мере приближения к источникам выбросов увеличивается содержание тяжелых металлов в верхних горизонтах исследуемых почв. Так, например, в районе Крас ноу рал ьска в непосредственной близости от КМК отмечается превышение значений концентраций тяжёлых металлов в среднем в 15 раз посрав-ненню с фоном.

В районе Норильска аэротехногенное загрязнение также оказывает существенное воздействие на химический состав исследуемых почв. Верхние горизонты почвы ППП 10-11 (2 км от завода) несколько подщелочены (рН-7,1). Анализ почвенных образцов на содержание серы показал, что её количество находится в пределах 0,21-0,91%. Определение подвижных форм соединений меди, кобальта, никеля показало, что их количество максимально в верхних горизонтах почв на ППП, расположенных вблизи источника выбросов. Эти величины на один - два порядка превышают верхние пороговые концентрации этих микроэлементов в почвах (для меди- 60 мг/кг, кобальта - 30 мг/кг, никеля — 10 мг/кг) при которых происходит нормальный рост и развитие растений (по Ковальскому, 1974). В подстилках лесных насаждений, удаленных от Норильска на 150 км (ППП Ю-16, Ю-17), концентрации этих элементов падают: меди более чем в 20 раз, кобальта - в 6-12 и никеля - в 50-150 раз. Еще большая разница наблюдается в содержании элементов, растворимых в ацегатно-аммонуйном буфере. Количество подвижных форм меди, кобальта и никеля в подстилке сильнезагрязненных почв.ППП Ю-11 (2 от НГМК) превышает их

содержание в подстилках, удаленных от комбината на 60 и более км (ППП Ю-16,10-17, СВ-24, СВ-25): меди в 150-300 раз, кобальта в 4-7 раз и никеля в 100150 раз. Анализ содержания кобальта и никеля показывает, что в среднем никеля в почве больше, чем кобальта почти на порядок. В зоне сильного загрязнения в почве из тяжёлых металлов доминируют медь и никель.

Сравнительный анализ степени загрязнения геохимического фока показал, что она в очаге поражения лесов региона севера Средней Сибири (в районе Норильска) в среднем на порядок выше, чем в очагах поражения лесов на Среднем Урале. Содержание основных элементов аэротехногенных выбросов в зонах сильного загрязнения изученных очагов поражения лесов в несколько раз (зачастую в десятки раз, а в районе Норильска - в сотни раз) превышает фоновые и пороговые концентрации данных элементов в почвах, б, О «шины с закономерности реакции лесных насаждений на аэротсхпогснное загрязнение

Аиатомо-люр/рологическая характеристика ассимиляционного аппарата ели. лиственницы, ели и березы. Воздействие аэротехногенного загрязнения на анатом о-морфологические показатели хвои и листьев изучалось в районе Норильска на шести ППП. Модельные деревья подбирались с учётом степени повреждения дерева и зоны загрязнения.

Под воздействием аэротехногенного загрязнения НГМК у лиственницы и ели в зависимости от стадии повреждения деревьев наблюдаются адаптационные перестройки в анатомо-морфологическом строении хвои. Наблюдается - ксерофитизаиия хвои, проявляющаяся в основном в увеличении как толщины покровных тканей - эпидермиса и кутикулы, так и хвои в целом. У лиственницы такие перестройки наблюдаются в основном у слабо повреждённых деревьев -И категории жизненного состояния. У ели подобные перестройки отмечены у хвои двухлетнего возраста, причём в отличие от лиственницы у деревьев всех категорий жизненного состояния, начиная со II и кончая 1У. У берёзы также наблюдаются адаптационные перестройки в листьях в зависимости от аэротехногенной нагрузки, но они слабее и не так чётко выражены, как у ели.

Феиоригплшкц сезонного развития лесооСразующих пород. Фенологические наблюдения за сезонным развитием лиственницы, ели и берёзы проводились в районе Норильска в течение вегетационных периодов 1987-1989 гг. на двух ППП, заложенных в однотипных по лесорастительным условиям насаждениях: в зоне сильного повреждения древостоев и в зоне слабого повреждения (условный контроль). Расстояние от источников выбросов - соответственно 12 и 30 км на северо-восток ог Норильска. Фенологические наблюдения показали, что ле-сообразующие породы по-разному реагируют на аэротехногенную нагрузку. В зоне сильного повреждения по сравнению с зоной слабого повреждения вегетационный период у лиственницы ка две недели короче за счет более раннего пожелтения хвои. У берёзы также наблюдается запаздывание некоторых фено-ритмов. Учитывая, что весь вегетационный период длится в данном районе два месяца, такая разница существенна. У ели таких чётких отклонений не наблюдается.

Устойчивость ассимиляционного аппарата деревьев к "кислотным да»с-дялг" (критические периоды в сезонном /юзвитии), В районе Норильска были проведены опыты по изучению сезонной устойчивости лиственницы, ели л берёзы к кислотным дождям, которые помогли выявить критические периоды в сезонном раит гни деревьев и относительную устойчивость их ассимиляционного аппарата к аэротехногенному загрязнению. Для проведения опытов использовались в зоне слабого повреждения как взрослый древостой (обрабатывались слабым раствором серной кислоты отдельные ветви), так и подрост (обрабатывался полностью).

Анализ устойчивости деревьев к слабым растворам кислоты показал, что наиболее чувствительным к кислым осадкам является ассимиляционный аппарат березы, т.к. уже при обработке 0,5%-ным раствором кислоты в июне происходит стопроцентное повреждение (некрозы н хлорозы) листьев у подроста березы, а при дождевании 0,75% раствором кислоты происходит полная дефолиация. Повреждаемость ассимиляционного аппарата березы в июне составляла

100%, тогда как в августе она снизилась до 65,3%, что также объясняется слабым развитием покровных тканей молодой листвы в июне.

При определении сезонной устойчивости лиственницы к раствору кислоты получены несколько противоречивые данные. Опираясь на опыт с опрыскиванием подроста лиственницы, можно сделать вывод о том, что хвоя лиственницы обладает большей устойчивостью в августе, чем в начале вегетационного периода (конец июня), так как общая повреждаемость хвои в августе составляет 22,1%, что в 2,6 раза ниже, чем она была в конце июня. При обработке же веток со взрослых деревьев лиственницы раствором кислоты той же концентрации средняя повреждаемость хвои в июне составляла 9,0%, а в августе - 47,5%.

Наиболее устойчивым в опыте по всем оцениваемым показателям оказался ассимиляционный аппарат ели, скорее всего благодаря мощному слою покровных тканей (особенно кутикулы) многолетней хвои, приспособленных к жёстким условиям Субарктнки. Ощутимые повреждения хвои ели наблюдаются только при обработке се однопроцентным раствором кислоты в конце июня (общее повреждение хвои составило 22,8%). В августе повреждение было незначительно и составляло 1,7%. В июне у ели наблюдается достоверное снижение осевого прироста обработанных кислотой ветвей при 0,05%-ноч уровне значимости. В августе отставшие в росте ветви догоняют контрольные, н различия но приростам становятся несущественными.

Данные по приростам осевого побега подроста свидетельствуют о резком его сокращении - более чем в 2 раза у березы и на 35% у лиственницы, обработанных раствором кислоты в июне по сравнению с необработанными. Замеры приростов осевого побега ели свидетельствуют о некотором замедлении роста в первые дни после опрыскивания но сравнению с контрольными побегами (разница в июне статистически достоверна на пятипроцентном уровне значимости). Но в августе различия по приростам становятся несущественными. Полученные данные для зоны лесотундры позволяют конкретизировать период наибольшей чувствительности ассимиляционного аппарата лесообразуюших пород к аэротехногенным выбросам в регионе исследований.

Основы мая сь на фенологически к исследованиях, на оиыгах по имитации "кислотных дождей" и на анализе среднемноголетних метеоданных, можно выделить критический период для древостоев к выбросам - около 2-х недель после начала распускания почек. В районе Норильска это вторая половина июня, а иногда и первая декада июля. В этот период аэротехно генные выбросы в атмосферу НГМК необходимо снижать до минимума и не планировать профилактические работы с очистными установками (а если возможно и останавливать производство), что позволит значительно снизить ущерб, наносимый лесотундровым экосистемам.

В сравнительном плане в условиях кислотно-шелочвого типа загрязнения воздействие на лесные насаждения менее жёсткое, чем в условиях кислотного типа + тяжелые металлы. Масштабы повреждения лесов при первом типе загрязнения менее значительны, чем при втором* хотя объёмы выбросов сопоставимы.

Относительная устойчивость лесообразующих пород. Проведённый анализ динамики состояния и структуры лесных насаждений в очагах аэро тех и о генного загрязнения на фоке разных физико-географических условий показал, что устойчивость одних лесооСразующих пород относительно других определяется довольно широким спектром их внутренних (биолога чес к их и экологических) свойств по отношению ко многим внешним факторам и, кроме того, имеет зональную специфику. Большое положительное влияние феномена л исто падкости на газоустойчивость, на наш взгляд, зачастую не дает никакого преимущества, уступая место более значимым э кол о го-генетическим факторам, особенно на фоне различных физико-географических условий (природно-климатических зон). Например, на севере Средней Сибири ель оказалась устойчивее листвеи-ннпы к аэротехногенному воздействию, а берёза занимает промежуточное положение (в некоторых случаях берёза повреждается н погибает даже быстрее лиственницы, да и биологический возраст жизни лиственницы гораздо выше, чем у берёзы). В регионе Среднего Урала, наоборот, лиственница более устойчива. В силу ветровальности ели лиственница имеет определённые преимуше-

стиа и в цепом продвинулась на север дальше, чем ель, однако ассимиляционный аппарат ели (многолетняя хвоя выдерживает суровые зимы Субарктики), более устойчив (особенно покровные ткани) к загрязняющим веществам, что является одним из факторов большей "выживаемости" ели в зоне действия НГМК. В оценке относительной газоустойчивостн лесообразующих пород важно также за какой временной интервал делается такая опенки — за текущий период (год, несколько лет), за период жизни одного поколения древостоя, нескольких поколений и т. д. Относительная устойчивость древесных порол также зависит п от специфики аэротехногенного воздействия: острое (высокими концеm-рациями загрязнителей) или длительно хроническое (низкими концентрациями длительный период). Часто выводы по газоустойчивости лесообразующих пород делаются на основании опытов в контролируемых условиях, в фумигационной камере с сеянцами, саженцами, со срезанными ветвями и т.д., либо по исследованиям в одной природно-климатической зоне, зачастую, ешё и за короткий временной интервал. Разработанные на такой основе рекомендации и шкалы газоустойчивости древесных пород в дальнейшем являются определяющими в выборе ассортимента посадочного материала при л eco восстановлении в очагах загрязнения и в целом стратегии оптимизации техногенных ландшафтов. В силу указанных выше причин, утвердившиеся точки зрения на газоустойчивость древесных пород, необходимо пересмотреть, с учётом полученных нами новых данных. Имеющиеся шкалы газоустойчивости лесообразующих пород и разработанные на их основе практические рекомендации нужда. югея в серьёзной проверке и корректировке.

Исследования показали, что по устойчивости к аэротехногенному воздействию лесообразуюшие породы образуют следующий ряд (в сторону ослабления устойчивости): в регионе Среднего Урала — берёза, лиственница, ель, сосна; в регионе севера Средней Сибири - ель, берёза, лиственница.

Роль накопленного воздействия аэротехногенного загрязнения в лесных насаждениях. В силу того, что любая экосистема обладает такими свойствами, как упругость и эластичность (растяжимость) в своей ответной реакции на воз-

действие неблагоприятных факторов, в ней присутствует накопленное воздействие. Причем, чем выше биологическая интеграция и сложнее система, как например, лесная экосистема, тем следует ожидать более длительного периода для проявления эффекта накопленного воздействия. Эффект накопленного воздействия в сформировавшихся очагах хронического загрязнения лесов, где экологическая ситуация стабилизировалась, не происходит изменений, которые относятся к качественным (границы зон поражения древостоев не изменяются продолжительный период), может проявляться с течением времени без каких-либо дополнительных внешних факторов. Возможно также проявление данного эффекта через короткий промежуток времени, вызванное воздействием какого-либо "катализатора".

Для проявления накопленного воздействия "катализатором" могут служить различные экстремальные факторы. Так, например, в зоне действия КМК в районе Крас ноу рал ьска много лет не наблюдалось существенных сдвигов в сторону ухудшения состоянии древостоя (объёмы выбросов не повышались, а зачастую и снижались во времена экономического спада), границы зон поражения лесных насаждений стабилизировались (см. гл.4). В 1995 г. на хронический фактор аэротехногенного воздействия наложился фактор низового пожара (ППП В-7 в зоне среднего загрязнения). Сам по себе пожар такой интенсивности не мог бы привести к гибели древостоя. Однако в результате произошел резкий сдвиг динамики состояния насаждения (появилось много сухих и усыхающих деревьев) - древостой перешёл в категорию усыхающего за 3 года.

Анализ динамики степени повреждения древостоев на ППП по морфологическим признакам (дефолиация и дехромация хвои) и динамики отпада показал, что повышенный отпад зачастую наблюдается в менее повреждённых дре-востоях без воздействия каких-либо дополнительных внешних факторов. Отметим, что во все годы наблюдений в районах исследований учитывались аэротехногенная нагрузка, погодные условия, другие возможные внешние факторы. Такие негативные изменения в жизненном состоянии насаждений можно клас-

с иф и пировать как качественные. Это является одним из проявлений накопленного воздействия.

Причинно-следственные связи повреждений лесных насаждений. Причинно-следственные связи повреждений лесов необходимо устанавливать в каждом очаге аэротехногенного загрязнения. В определённой степени доказательными являются закономерности пространственного расположения повреждённой растительности при локальном и региональном уровнях загрязнении атмосферы (в соответствии с розой ветров границы очага, как правило, указывают на источник загрязнения). Однако, в данном случае, необходимо учитывать, что не всегда имеется прямая линейная зависимость степени повреждения лесных экосистем с расстоянием до источника аэротехногенных выбросов. Кроме того, как было показано выше, ответная реакция экологических систем наступает позднее самого воздействия в связи с их упругостью и эластичностью. Поэтому для установления причинно-следственных связей повреждений необходимо изучать динамику состояния видов эдификаторов на протяжении периода достаточного для проявления эффекта накопленного воздействия. Данный метод применим к сформировавшимся очагам поражения (в зонах хронического загрязнения), где уже произошли качественные изменения состояния лесных насаждений.

Изучение причинно-следственных связей повреждений лесов на Среднем Урале показало, что наиболее тесная и статистически достоверная связь (например, в зоне действия КМК) существует между показателями жизненного состояния деревьев и содержанием серосодержащих вешеств в почве и хвое сосны текущего года (г = 0,88-0,90). Корреляция между показателями степени повреждения и уровнем «активности» БО; в воздухе высока (г = 0,69-0,83), но статистически недостоверна. Однако такую снязь можно и не обнаружить в силу имеющегося в очагах хронического загрязнения накопленного воздействия.

В районе Норильска загрязнение снега и воздуха в юго-восточном направлении сильнее и распространяется дальше. Поэтому масштабы повреждения лесов здесь значительно больше, чем в северо-восточном направлении. Большой массив полностью усохших лиственничных лесов обнаружен н 120 км от Но-

рильска на юго-восток (ППП Ю-38). Активность двуокиси серы в воздухе здесь была: в 1989 г. - 035, в 1990 г. — 1.2 мг/дм1 в сутки. В слабо повреждённых лесных насаждениях содержание сухих и усыхающих деревьев листвсннниы составляет 25-30%, а "активность" двуокиси серы в воздухе - 0,19-0,33 мг\дм; в сутки, содержание вО в снеговой воде —8,81мг\л. В контроле (древостой без видимых признаков повреждений) в 150 км на северо-восток и 250 км на юг от НГМК сухих и усыхающих деревьев от 2,5 до 15,7, а с пожелтевшей хвоей - до 8,7%. Изменение окраски хвои лиственницы связано со степенью загрязнения воздуха в летнее время и снега - в зимнее. Высокие концентрации БО г в июне 1990 г. в районе Талнаха (ППП СВ-6) - 2,-16 мг/дм1 в сутки вызвали дехрома-иию хвои у 80,5% деревьев уже в конце июня, в то время как на ППП СВ-5 при содержании двуокиси серы в воздухе 0,96 мг/дм* в сутки окрасилось только 11,8% деревьев. В 1989 г. загрязнение воздуха на этих пробных плошадях было одинаково, а снега почти на порядок выше на ППП СВ-5, соответственно и деревьев с пожелтевшей хвоей здесь было больше.

Базируясь на данных многолетних исследований динамики состояния лесных насаждений в очагах повреждения промышленными выбросами и в условиях фона, мы предлагаем для таёжной зоны Урала древостой со средним индексом жизненного состояния 1-1,7(2) (по шестибалльной шкале) классифицировать как фоновое, а превышение данного показателя относить к локальному уровню воздействия.

Устойчивость лесных насаждений в условиях аэротехногенного загрязнения. Под критическим состоянием экосистемы (критической точкой) понимается такое состояние, в котором происходит ее качественная перестройка (Экосистемы ..,, 1989), Под качественным преобразованием экосистемы понимается процесс изменения в составе элементов, названных при определении системы, или в связях между ними. Остальные изменения могут считаться количественными или признаваться несущественными.

Слрдуя данному определению, критическим состоянием в лесной экосистеме (в зоне тайги Урала) мы можем считать ситуацию, когда под воздействи-

ем аэротехно ген но го загрязнения начинает необратимо повреждаться и гибнуть древесный ярус. Сложнее с пониманием критической ситуации в зоне лесотундры, где для насаждений характер)« редкостойная структура. В лесотундровой зоне элификаторкая роль древостоя менее выражена, доминируют редколесья и значительную долю в общей фитомассе растительных сообществ занимают кустарнички, полукустарники, мхи и лишайники. Поэтому в регионе севера Средней Сибири базовыми параметрами для диагностики повреждений лесотундровых экосистем являются показатели жизненного состояния перечисленных растительных ярусов. В связи с дигрессией и гибелью каждого из них (входящих в определение лесотундровой экосистемы) можно связывать критическое состояние экосистемы в границах данного лесного насаждения. В этом заключается принципиальное отличие подходов для определения критического состояния лесных экосистем и оценки процессов дигрессии в двух природно-климатических зонах — лесотундровой зоне и зоне тайги.

7. Оценка н прогноз жизненного состояния лесных насаждений и способы оптимизации экологической ситуации

Региональная шкала оценки степени повреждения лесных насаждении « очагах аэротехногенного загрязнения и прогнозирование их состояния.

Среди биологических параметров лесных насаждений наиболее адекватно, как показано выше (см. гл.4), отражают процесс дигрессии параметры состояния древесного яруса. Структура древостоя, динамика отпада и ретроспективный анализ текущего радиального прироста, например, позволяют оценить .факторы текущего и накопленного воздействия. Для оценки жизненною состояния древостоя используются интегральные классы, основанные на учёте морфологических бноиндикационных признаков повреждения деревьев. Применительно к задачам диагностики повреждения древостоевогаэрогехногенно-го загрязнения на основе изученных показателей, с учётом региональных особенностей, целесообразно выделять шесть классов жизненн01т» состояния (повреждения) деревьев:

1. Не повреждённые {фоновые без признаков ощутимых повреждений) - степень дефолиации 0-20%.Продолжительность жизни хвои у сосны более 3,5 лет, у ели более 8 лет.

2. Слабо повреждённые - степень дефолиации 21-40%, продолжительность жизни хвои у сосны 3-3,5 года, у ели —6-8 лет.

3. Средне повреждённые - степень дефолиации 41-60%, продолжительность жизни хвои у сосны 2,0-2,9 года, у ели - 4-5,9 года.

4. Сильно повреждённые (усыхающие) - степень дефолиации 61-99%, продолжительность жизни хвои у сосны менее 2 лет, у ели — менее 4 лет.

5. Свежий сухостой.

6. Старый сухостой.

Определение степени дефолиации крон деревьев должно проводится по шкале ЕЭК. Индекс повреждения древостоя на участке - выделе рассчитывается как средневзвешенное из категорий (классов, баллов) состояния 100-120 деревьев, учтённых на пробной площади или при ленточном перечёте по ходовой линии (на маршруте).

В связи с характером загрязнения воздушного бассейна в регионе Среднего Урала и некоторыми другими региональными особенностями, необходимо скорректировать границы интервалов индексов повреждения всех категорий деревьев, относительно общепринятой шкалы (табл. 2). Каждая нз категорий состояния древостоя характеризуется определённым набором конкретных лесо-водственных и лесопатсшогаческих показателей. В частности, снижение текущего прироста в изученных очагах повреждения (не зависимо от состава выбросов) надёжно улавливается, начиная с категории средне поврежденные. Здесь же начинается повышенный отпад. Приведенные средние индексы (баллы) состояния древостоев могут быть использованы при оконтуривании участков, таксационных в е. г дело в и целых зон с разной степенью повреждения лесных насаждений в очагах загрязнения для определения ущерба.

Таблица 2

Региональная шкала оценки жизненного состояния сосны и ели в очагах _аз ротехн о генного загрязнения (Ментиков. 2001)_

Степень повреждения Индекс повреждения древостоев

древостоев по скорректированной по скорректи рованной

шкале «Санитарные шкале ЕЭК

правила...»

Не поврежденные (фоновые) 1,0-1,7(2,0) До 1.0

Слабо поврежденные 1,8(2,1)-2,7(3,0) 1,1-1,7

Средне поврежденные 2,8(3,1)-3,5 1,8-2,5

Сильно поврежденные 3,6-4,5 2,6-3,5

(Гибнущие)

Погибшие >4.5 >3.5

Для прогноза жизненного состояния насаждений в очагах поражения лссов аэротехногенными выбросами использовались данные 10 - летних наблюдений динамики состояния учётных деревьев на ППП, Например прогнозная продолжительность жизни сосновых древостоев в Крас ноу рал ьском и Рефтииско-Лсбестовском районах, рассчитанный по удельному индексу их повреждения составляет для перехода из стадии среднего повреждения в сильноповреждён-ные 15-20 лет.

Оценка ущерба лесам от аэротехногенного загрязнения. Несмотря на значительные достижения в исследовании негативного воздействия аэротехногенных выбросов на лесныс насаждения, одной из нерешенных задач является разработка методики оценки ущерба лесам от аэротехногенного загрязнения. Учитывая сложность объектов оценки, наиболее трудным в методическом аспекте - является выбор параметров для характеристики состояния и степени повреждения лесных насаждений в очаге загрязнения. Наиболее правильным считается оценка и анализ как можно большего количества показателей, характеризующих изменение состояния лесов. Однако на практике, с учётом больших объёмов работ, удаётся оценить ограниченное число показателей. Кроме того, следует учитывать, что далеко не каждое изменение состояния (особенно отдельных параметров и компонентов) лесного насаждения является нежелательным и будет объективно характеризовать степень повреждения. Известно, например,

что малые лозы двуокиси серы могут вызывать стимулирующий эффект - увеличивать текущий прирост {Алексеев, Ярмишко, 1981). Следует учитывать многие факторы: накопленное воздействие, специфику ответной реакции дре-востоев на различных стадиях дигрессии (например, наличие "пика" радиального прироста при дефолиации хвои в кроне сосны) и др.

В целом, обобщая исследования, проведённые ранее, методические разработки других авторов и результаты нашей работы в очагах загрязнения, следует заключить, что в основе опенки ущерба лесам от воздействия аэротехногенных выбросов должны лежать три группы показателей:

I - факторы «текущего» и «накопленного» воздействия;

II - прогнозная оценка ответной реакции лесных экосистем (в связи с «упругостью» лесных экосистем ответная реакция на техногенное воздействие наступает позднее);

III - факторы, определяющие причинно-следственные связи изменения состояния лесных насаждений (для доказательной базы и обоснованности претен-' зий по ущербу).

Ущерб от воздействия загрязнений на лесные насаждения складывается из потери прироста древесины, увеличения массы отпада, снижения, соответственно, всех прижизненных пояезностей леса, включая биосферные функции. Его оценка может быть проведена по формуле (Балацкнй и др., 1984): (ЛПЦ,+дОЦд+ДОС0+Ц,8Л*К;., (1)

Комплексный коэффициент потерь полезных функций лесов (он составляет К; » 5,39) может быть определен в настоящее время лишь ориентировочно, а потери древесины из-за возрастания отпада деревьев и снижения текущего прироста древостоя устанавливаются с необходимой точностью.

Исследования на ППП показали, что падение текущего прироста стволовой древесины зависит от класса роста и развития по Крафту (можно группировать по ступеням толщины) и жизненного состояния деревьев (коэффициенты потери текущего прироста в зонах аэротехногенного загрязнения на Среднем Урале приведены выше, см. табл.1). Потерю запаса древостоя от снижения прироста

древесины отдельными его деревьями можно определить, используя предложенные индексы по классам жизненного состояния: для 1-П класса - 0,85-0,71, Ш-1V - 0,70-0,60. В целом по древостою для укрупненной его оценки можно использовать среднюю величину индекса падения прироста У/=0,72, однако, более точно, определять потерю прироста по классам жизненного состояния древостое в. В зоне сильного повреждения наблюдается, как правило, полная или очень сильная потеря лесосырьевых ресурсов лесных насаждений, и их оценка проводится по имеющимся нормативным документам. Предлагемый подход предусматривает несколько этапов выполнения работ по оценке ущерба, нанесенного лесам аэротехногенным загрязнением:

1. Оценка состояния лесов в зонах аэротехногенного загрязнения с помощью быоиндикационых методов. Для этого определяются участки леса, подлежащие учету с целью определения ущерба (по степени повреждения древостоя лесо-образующих пород).

2. Установление причинно - следственных связей повреждений.

3. Количественное определение потерь лесосырьевых ресурсов и других функций леса в данных участках леса (по формуле 1).

4. Стоимостная оценка ущерба, нанесенного лесному хозяйству в зонах действия промышленных предприятий.

Необходимо отметить, что оценивая жизненное состояние (степень повреждения, жизнеспособность и т. д.) древостоя, группируя деревья по классам повреждения под воздействием негативных факторов, нельзя основываться только на динамике прироста и снижении производительности. Следует искать корреляционные связи и учитывать количественные изменения также и у других параметров, характеризующих негативные процессы, происходящие в лесных насаждениях, таких, например, как изменение фнзиолого-биохимических параметров растений, биоразнообразие, изменение геохимических и геофизических параметров. Тем не менее, динамика производительности древостоя и его структура являются базовыми суммирующими параметрами для характеристики ответной реакции лесного насаждения на аэротехногенное воздействие. Ко-

личественная оценка данных параметров, на наш взгляд, даст более объективную оценку ответной реакции лесной экосистемы на внешние воздействия, чем простое суммирование показателей (выраженных в индексах) состояния большого количества составляющих лесную экосистему компонентов (к тому же полученных разными способами измерения). Характеризуя особенности роста и жизненного состояния древостоя, мы, прямо или косвенно, достаточно объективно характеризуем изменение состояния всей лесной экосистемы в границах лесного насаждения.

Как показали исследования в очагах аэротехногенного загрязнения пред-тундровых и таёжных лесов, базовым диагностическим показателем, наиболее объективно характеризующим процесс дигрессии лесных насаждений, служит динамика жизненного состояния древостоев, определяемая в процессе многолетних наблюдений в градиенте загрязнения (мониторинга лесов). Данный метод требует значительного временного интервала наблюдений — 7-10 и более лет, в отличие от метода контрольных деревьев (древостоев, насаждений), который можно использовать при разовых оценках.

Для особо охраняемых территорий (заповедников, национальных парков и др.), где приоритет имеет сохранение биоразнообразия экосистем и отдельных видов растений и животных, а также ряд других функций лесов, методические подходы к оценке ущерба должны быть иными.

Разработаны предложения производству по способам снижения негативного аэротехногенного воздействия на лесные насаждения, основанные на учёте критических периодов в сезонном развитии лесообразующих пород, а также предельно допустимых уровней аэротехногенных нагрузок в таёжной зоне Среднего Урала и в предтундровых лесах на севере Средней Сибири. Дана оценка газоустойчивости основных лесообразующих пород и прогноз жизнеспособности древостоев в зонах аэротехногенного загрязнения.

Заключение

Одним из наиболее значимых проявлений общего процесса антропогенной трансформации лесов является повреждение лесных насаждений под воздействием аэротехногенного загрязнения. На современном этапе развития промышленного производства радикальное решение данной проблемы связано со значительными трудностями экономического и технологического характера, требует коренной модернизации устаревшего оборудования и внедрения безотходных технологий.

Исследования закономерностей трансформации бореальных лесов под воздействием аэротехногенного фактора в условиях двух природно-климатических зон показали, что физико-географические условия регионов играют значительную роль в специфике ответной реакции лесной среды на загрязнение. В более жёстких природно-климатических условиях Субарктики на севере Средней Сибири в районе Норильска масштабы и глубина дигрессии лесной растительности под воздействием азротех ноген но го фактора значительно больше, чем в регионе Среднего Урала. Темпы дигрессии лесных насаждений в районе Норильска в 38 раз выше, чем на Среднем Урале.

Полученные материалы показывают, что часто газоустойчивость лесообра-зующей породы, не является решающим фактором "выживаемости" её древо-стоев в локальных очагах аэротехногенного загрязнения того или иного региона. Совокупность всех параметров, характеризующих устойчивость и формирующих экологическую пластичность лесообразующей породы, определяет в целом - и стратегию выживания и распространения лесных насаждений в конкретных условиях произрастания. Весьма важную роль в сравнительной оценке и характеристике устойчивости лесообразуюших пород к аэротехногенным выбросам играет их временной интервал.

В развитие ранее принятых научных положений дана классификация очагов поражения и определены параметры диагностики изменения состояния лесных насаждений с учётом природно-климатических условий регионов, а также локальных и региональных уровней загрязнения.

Исследованиями установлено, что в зонах действия крупных промузлов на Среднем Урале очаги поражения лесов уже сформировались. Здесь зона полной гибели древостоев в локальных очагах аэротехногенного загрязнения значительно меньше, чем в районе Норильска, они не превышают 0,5-3 км от источников выбросов (в районе Норильска до 80-120 км), а поврежденных в различной степени 20-30 км.

Установлена зависимость снижения прироста стволов в высоковозрастных сосковых древостоях от жизненного состояния деревьев. Предложены чёткие критерии и параметры.оценки жизнеспособности древостоев, адаптированные для условий региона, а экономический ущерб оценивается ресурсным показателем — потерей прироста стволов по запасу. Этот показатель устанавливается с достаточной точностью, а потери других полезностей леса могут быть выражены в долях от ущерба по запасу.

В методическом плане для диагностики повреждений лесных насаждений в условиях аэротехногенного загрязнения предлагается использовать метод масштабированных приближений к объекту исследований (конкретизируя и последовательно меняя параметры по мере приближения к непосредственному объекту оценки) от более высокого уровня биологической интеграции к более низкому (ландшафт-экосистема —популяция —организм - ткани —клетки). Чем ниже уровень биологической интеграции, тем "тоньше" должны быть используемые методы оценки - от таксационных до физиолого-биохимических.

Для обоснования критических уровней загрязнения лесных насаждений необходимо базироваться на ретроспективном анализе экологической ситуации в конкретных очагах поражения и в регионе. При этом необходимо учитывать факторы текущего и накопленного воздействия. Ретроспективный анализ экологической ситуации и исследования динамики деградации предтундровых лесов в районе Норильска показали, что атмосферные выбросы здесь необходимо снизить до уровня, не превышающего уровень пятидесятых годов прошлого столетия, когда существен нога, воз действия не наблюдалось вплоть до конца шестидесятых годов. В большинстве очагов поражения лесов в регионе Среднего Ура-

л а уровень аэротехногенных выбросов не должен превышать уровня сороковых годов прошлого столетня.

Список основные публикации но теме диссертации

Меншнков С.Л., Терехов Г.Г., Луганский H.A., Сродных Т.Б. Особенности химизма почв и анато мо-морфологического строения ассимиляционного аппарата сосны и березы в условиях магнезитового запыления // Экология, 1987. „Ni 5. - С. 84-87.

Меншнков СЛ. Сродных Т.К.,Терехов Г.Г. Рост и состояние культур сосны и березы в зоне деятель-ности комбината «Магнезит» Леса Урала и хозяйство в них. Дел. вВНИИЦлесресурс, 14.03.89 № 771-лх89, Свердловск. С. 46-56.

Меншнков СЛ., Махнев Л.К., Власенко В.Э. Особенности аэротехногенного загрязнения лесотундровых биогеоценозов // Проблемы лесоведения и лесной экологии,- М., 1990. Ч. П.- С. 593-594.

Менщиков С.Л. Мониторинг загрязненных предтундровых лесов на юге Таймыра// Динамика лесных фнтоценозов и экология насекомых вредителей в условиях антропогенного воздействия. АН СССР Урал, отд., Свердловск, 1991, С. 15-24.

Менщиков СЛ., Вас и люк Л.В. Особенности накопления фитотоксичных элементов в биогеоценозах лесотундры// Динамика лесных фнтоценозов и экология насекомых вредителей в условиях антропогенного воздействия. АН СССР Урал, отд., Свердловск, 1991. С. 93-96.

Меншнков СЛ. Влияние аэротехногенного загрязнения на лесотундровые экосистемы // Техногенные воздействия на лесные сообщества и проблемы их восстановления и сохранения.- Екатеринбург: Наука. Урал, отд, 1992,- С, 81-86.

Сродных Т.Б. Менщиков СЛ. Рост лесных культур в условиях загрязнения магнезитовой пылью// Техногенные воздействия на лесные сообщества и проблемы их восстановления и сохранения. Сб. науч. тр. «Наука», Урал. огд. Екатеринбург, 1992. С. 87-92.

Махнёв A.K. Мен щи ков СЛ. Проблемы восстановления деградированных лесов в крупных промышленных центров// Сб. науч. тр. УРГУ. Екатеринбург. С. 211-213.

Махнёв А.К. Менщиков СЛ. Проблемы мониторинга состояния и динамики лесных экосистем в промышленных районах Урала и Сибири И Проблемы региональной экологии, Сб.иауч. ст. Институт экологии природных комплексов СО РАН. Изд-во «Красное знамя». Томск,1994. С. 80-91.

Власенко В.Э., Менщиков СЛ., Махнев А.К. Состояние и устойчивость хвойных лесов в условиях аэротехногенного загрязнения на Среднем Ура-леЛОкология. 1995. №3. С. 193-196.

Менщиков СЛ., Власенко В.Э., Евстюгин A.C. Локальный мониторинг лесных экосистем в условиях разных типов загрязнения/Ляюлогическая рекультивация нарушенных земель: УрО РАН. Матер, межд. совеш. Екатеринбург, 1997. С. 184-192.

Менншков С. Л., Власенко В. Э. Региональная шкала индексов повреждения сосновых древостоев в условиях аэротехногенного загрязнения (для Свердловской области). «Лесоводство севера на рубеже столетий». Матер, межд. науч. — практ. конф. Санкт- Петербург. 2000. С. 236-238.

Менщиков СЛ. Методические аспекты оценки ушерба лесов повреждённых промышленными выбросами на Среднем Урале (( Леса Урала и хозяйство в них, Сб. науч. тр., 2001. Вып. 31.- C.243-2S 1.

Митюшов H.A., Менщиков СЛ., Сизов В.И. К вопросу экологической оценки пыле газовых выбросов при производстве периклазовых огнеупоров// Огнеупоры на рубеже веков (XX - XXI): Сб. науч. тр. Восточ. ин-т огнеупоров.-Екатеринбург: Изд-во Урал, ун-та, 2001; С. 143-148.

Меншиков СЛ., Махнёв А.К., Власенко В.Э. Оценка состояния и динамика биоразнообразия растительности в лесах Урала // Природная и антропогенная * динамика лесных экосистем. Материалы Французско-Российского научного семинара. АН Франции, УрО РАН. Екатеринбург, 2001. С. 63-64.

Власенко В.Э., Мен щи ков СЛ. К вопросу об изучении продуктивности сосновых лесов в условиях регионального промышленного загрязнения. Лесная таксация и лесоустройство. Межд. науч.-практ. журнал, Красноярск, 2001. 1(30). С. 212-222.

Менщиков СЛ., Власенко В.Э., Андреев Г.В., Евстюгии A.C. Масштабы аэротехногенного загрязнения лесов на Среднем Урале // Социально - экономические и экологические проблемы лесного комплекса. Материалы межд, науч. - технич. конф. УГЛТА. Екатеринбург, 2001. С. 167-169,

Менщиков С.Л., Махнёв А.К. Динамика жизненного состояния лесных насаждений в условиях хронического загрязнения промышленными выбросами // Биологическая рекультивация нарушенных земель. УрО РАН. Екатеринбург, 2003. С. 323-331.

Меншиков С.Л., Барановский В.В.,Нагимов З.Я., Но во крещен ов В.М, Воздействие антропогенных факторов на сосновые насаждения в районе г. Камен-ска-Урапьского. // Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса. Сб. матер, межд. науч-техн. конф. Урал. гос. лесотехн. ун-т. Екатеринбург, 2003. С. 262-264.

Подп. в печать 17. 03. 04. Объём 2 п. л. Зак. 157. Тираж 100 экз. 820100 Екатеринбург, Сибирский тракт, 37, УГТУ, ОПП,

»-6276

Информация о работе

Менщиков, Сергей Леонидович
доктора сельскохозяйственных наук
Екатеринбург, 2004
ВАК 06.03.03

Автореферат

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ТРАНСФОРМАЦИИ ПРЕДТУНДРОВЫХ И ТАЁЖНЫХ ЛЕСОВ В УСЛОВИЯХ АЭРОТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ И ПУТИ СНИЖЕНИЯ НАНОСИМОГО УЩЕРБА - тема автореферата по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы