Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ИЗМЕНЕНИЕ СОСНОВЫХ БИОГЕОЦЕНОЗОВ ЗОНЫ ШИРОКОЛИСТВЕННЫХ ЛЕСОВ ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ ВЕЩЕСТВ ЩЕЛОЧНОГО ТИПА

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "ИЗМЕНЕНИЕ СОСНОВЫХ БИОГЕОЦЕНОЗОВ ЗОНЫ ШИРОКОЛИСТВЕННЫХ ЛЕСОВ ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ ВЕЩЕСТВ ЩЕЛОЧНОГО ТИПА"

На правах рукописи

ИЗМЕНЕНИЕ СОСНОВЫХ БИОГЕОЦЕНОЗОВ ЗОНЫ ШИРОКОЛИСТВЕННЫХ ЛЕСОВ ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ ВЕЩЕСТВ ЩЕЛОЧНОГО ТИПА

Специальности: 06.03.03 - Лесоведение и лесоводство; лесные пожары

и борьба с ними; 03.00.16-Экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Брянск - 2003

Работа выполнена на кафедре лесозащиты и охотоведения Брянской государственной инженерно-технологической академии (БГИТА) в 1985 - 2002 гг.

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Булохов Алексей Данилович

доктор биологических наук, профессор Андросов Геннадий Константинович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Кожевников Александр Михайлович

Ведущая организация - Московский государственный

Защита состоится «19» ноября 2003 г в Д> час на заседании диссертационного совета Д 212. 019. 0) в Брянской государственной инженерно-технологической академии (241037 г. Брянск, проспект Станке Димитрова, 3)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке БГИТА

Автореферат разослан « 27_» сентября 2003г

университет леса

Ткаченко АН.

Общая характеристика работы

Актуальность темы диссертации. Международные соглашения в области сохранения лесов, поддержания биологического разнообразия, устойчивого развития лесного сектора и другие (Хельсинки, 1991, 1993; Конвенция ООН по биоразнообразию и изменению климата; Конференция ООН по окружающей среде и развитию, 1992; Лесные принципы, 1993; Концепция устойчивого управления лесами РФ, 1996) определили на ближайшую перспективу в качестве основной задачи управление лесами с целью защиты биоразнообразия лесных экосистем и устойчивого развития Мониторинг окружающей среды включен в перечень первоочередных задач и критических технологий Российской Федерации (Основы политики РФ в области развития науки и технологий на период до 2010 года и дальнейшую перспективу, 2002). Леса, как средостабнлизнруюший фактор и важный источник сырьевых и пищевых ресурсов, во многих регионах мира оказались у опасной границы деградации (Кулагин, 1980; Барахтенова, 1993; Николаевский, 1998; Rykowski, 1997; Wegener, 1997; Пнса-ренко, J997; Писаренко, Страхов, 2001). Негативные тенденции в динамике состояния лесов Европы связаны с нарастающим хроническим промышленным загрязнением и другими техногенным« воздействиями

Тема работы связана с научными направлениями; Комплексное и рациональное использование и воспроизводство лесных ресурсов с учетом охраны окружающей среды в условиях Нечерноземной зоны России (1992); Организация лесопользования и ведения лесного хозяйства на загрязненных территориях (1998). Она соответствует Федеральной целевой программе «Леса России» (1997) и Лесному кодексу РФ в части развития организационно-методического подхода мониторинга лесов, совершенствования методов и средств мониторинга, разработки экологически безопасных природоохранных систем веления лесного хозяйства, технологий обеспечения повышения устойчивости к производительности насаждений в районах техногенного загрязнения. Исследования проведены в соответствии с планом НИР ВГИТА.

Экспоненциальное увеличение количества веществ, загрязняющих среду, а также их синергетнческое влияние на природу и человека, показало несостоятельность фиксирования отдельных загрязняющих элементов: результаты подобных исследований и наблюдений не полностью отражают состояние экосистем. Это привело к поиску биологических тестов, по которым можно судить о суммарном воздействии техногенных стрессоров. Б но индикационные методы в изучении антропогенного воздействия на среду активно развиваются, особенно фитоинл икацня (Викторов, 1971; Braun-Blanquet, 1964; Ellenberg, 1971; Цыганов, 1983; Раменский, 1971; Николаевский, 2002 и др.) и лихеноиндикация (Трасс, 1971; Жидков, 1995; Смит, 1985 и др.).

В последние десятилетия довольно полно изучены закономерности техногенной трансформации лесных экосистем под воздействием газообразных загрязнений кислой природа. Однако практически не изучено влияние хронического воздействия пылевых загрязнений воздуха с выраженной щелочной реакцией, которые могут привести к необратимым изменениям лссов. Отклик лесных экосистем на воздействие щелочных лоллютантов является наименее наученным в теоретическом и практическом планах. В литературе имеются лишь отдельные данные о состоянии растительности в зонах действия щелочных загрязнений, но они мало касаются хвойных растений. До настоящего времени не обоснован режим ведения хозяйства и особенности лесозащитных мероприятий в древостоях, загрязняемых атмосферными щелочными поллютан-тамя.

г

Несмотря не; важность данной проблемы, комплексные исследования влияния хронического загрязнения воздуха щелочными компонентами на состояние элементов биогеоценозов (БГЦ) до сих пор не проводились, нет обобщения данных и широких исследований изменения составляющих сосновых БГЦ под действием комплекса пол-лютактов цементных производств, Отсутствие информативных, визуально определяемых характеристик воздействия щелочных пылей снижает эффективность разработки прогнозных опенок состояния лесов, проведения экологических экспертиз, организации лесовыращивання н повышения продуктивности насаждений. Поэтому возникла проблем» исследования - разработка теоретического и методологического обоснования индикации хронического воздействия щелочных поллютантов на лесонасаждения, режима лесовыращивання и управления состоянием насаждений. Настоящая работа посвящена исследованию закономерностей изменения состояния хвойных насаждений, подверженных хроническому действию выбросов цементного производства для обоснования мер по улучшению санитарного и патологического состояния древосто-ев, повышению биоразнообразия и устойчивости насаждений, повышению продуктивности биогеоценозов и решению проблемы управления их состоянием.

Объект и предмет исследования. Объект исследования - компоненты сосновых БГЦ. Предмет исследования ~ изменение состояния, популяцнонных характеристик, ростовых процессов, структуры БГЦ в районе хронического щелочного воздействия.

Цель н задачи исследований. Цель работы -научное обоснование системы мероприятий по повышению устойчивости и продуктивности сосновых БГЦ при воздействии выбросов веществ щелочного типа в зоне широколиственных лесов.

Для достижения цели решались следующие задачи.

1. Изучить состояние фитоценозов сосновых насаждений по комплексу признаке» при влиянии щелочных выбросов.

2. Определить наиболее информативные бионндикационные критерии для диагностики степени воздействия и зонирования территории.

3. Проанализировать влияние выбросов на состояние крон деревьев, ростовые процессы сосны.

4. Выявить состав и состояние подроста, живого напочвенного покрова (ЖНП) и эпифнтнон лихеноеннузии в условиях разной степени воздействия выбросов производства.

5. Исследовать изменение структуры и химсостава верхних горизонтов почв, активности почвенной б йоты.

6. Оценить распространение и роль дендроф ильных насекомых в насаждениях при воздействии щелочных выбросов

7. Определить прямой ущерб от загрязнения сосновых БГЦ и обосновать систему управления их состоянием в техногенных районах центральной части европейской территории России, режим ведения лесного хозяйства при различной степени воздействия эмиссий щелочной пыли предприятий строительной индустрии.

Методологические основы исследований. Выполнение поставленных задач базировалось на фундаментальных положениях этологии (Одум, 1975; Израэль, 1984, 1989; Реймерс, 1994; Стадницкий, Родионов, 1997), биогеоценологии, геоботаники (Сукачев, 1954;Работнов, 1978), бноиндикацин(Braun-Blanquet, 1964;Трасс, 1971;Е1-lenberg, 1971; Викторов, 1971; Смит, 1985; Мэннннг, Феаер, 1985 и др.), лесоведения (Мелехов, 1970; Тихонов, 1998), лесозащиты и лесопатологического мониторинга (Воронцов, Мозолевская, Соколова, 1991, Мозолевская 1995; Исаев J995 и др.).

Научная новизна и значимость результатов. Для условий зоны широколиственных лесов впервые изучено юменение состояния компонентов сосновых БГЦ при

хроническом воздействии щелочной пыли. Решена проблема индикации повреждения хвойных лесов и обоснованы наиболее информативные бноиндихационныс параметры зонирования территории промышленного воздействия и пути управления состоянием насаждений. Разработана методика зонирования лесов в условиях техногенеза, оценена роль вредителей леса в динамике процесса деградации древостоя в зонах с различной степенью воздействия промышленной гшли. Дана комплексная б но индикационная оценка реакции компонентов БГЦ на хроническое загрязнение щелочной пылью, определены направления мероприятии по )7гравленню состоянием насаждении при техногенном загрязнении. Рекомендованы лесокультурныс, лесоводствснные и лесозащитные меры в зонах различной степени промвоздействня для поддержания н повышения устойчивости насаждений. Обоснован режим лесного хозяйства, позволяющий снизить вред эмиссии и повысить устойчивость насаждений. Новые результаты работы, сформулированные в ней положения и выводы способствуют развитию теоретических основ экологии растений, мониторинга состояния и устойчивости лесных экосистем к факторам техногенного загрязнения окружающей среды.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

]. Состояние хвойных БГЦ, находящихся в зонах хронического щелочного техногенного воздействия, зависит от сипы воздействия загрязнений. При усилении щелочного воздействия ухудшается санитарное и патологическое состояние древостоев: увеличивается текущий отпад в 2...6 раз, его Д^на 40...60%, заселенность вредителями в 1,5...6 раз, изменяется распределение жизнеспособных деревьев по ступеням толщины с максимумом в ступенях ниже Dcp.

2. Закономерные изменения компонентов БГЦ дают основание для определения .диагностирующих и характеризуют!« бионнднкацаонных критериев диагностики степени хронического воздействия щелочных загрязнений. Методика зонирования путем радиально-лучевого и площадного учетов состояния древостоев и других компонентов БГЦ с использованием комплекса наиболее информативных биоиндикационных критериев: доли участия деревьев без признаков ослабления, ослаблегаых деревьев, структуры отпада, срока жизни хвои, позволяет точно выделить территории с различным уровнем воздействия загрязнений.

3. При воздействии щелочных загрязнений на подрост и подтесок» как подчиненные компоненты лесного БГЦ, закономерно изменяется густота, состояние н вертикальная структура подроста, густота подлеска, отражающие степень влияния поллютантов на древостой. Хроническое щелочное воздействие приводит к значительному изменению ЖНП и лихеносинузнй: при усилении воздействия загрязнений снижается проективное покрытие и встречаемость видов ЖНП н эпифитных лишайников, нелинейно изменяется коэффициент а-разнообразия, увеличивается встречаемость и покрытие дерновинных видов, нейтро- и базнфнльиых видов, снижается встречаемость ацидофнлов. Лихено-синузии представлены в основном накипными видами.

4 При щелочном загрязнении увеличивается мощность лесной подстилки и гу мусового горизонта из-за снижения активности деструкторов целлюлозы, снижается содержание фосфатов, подвижных соединений азота к калия, увеличивается до 7,6 рН подстилки

5. Хроническое загрязнение активизирует отрицательную роль вредителей и болезней леса. Доминантами являются большой сосновый лубоед и сосновые смолевки, увеличивающие запас имаго на 52...70%, возрастает встречаемость заболеваний, поврежденностъ листьев насекомыми-минерами.

6. Обоснованные режим ведения лесного хозяйства и система управления состоянием лесных БГЦ способны улучшить экологическую обстановку, повысить устойчивость лесов.

Обоснованность выводов и практическая значимость работы. Обеспечивается надежной методологической основой, применением современных методе» комплексных исследований на обширном материале, в динамике, использованием современных методов анализа материалов, их адекватностью целям и задачам исследований. Хозяйственные мероприятия по сохранению н повышению устойчивости и продуктивности лесонасаждений, сохранению биоразнообразия, снижению отпада обоснованы исследованиями изменения компонентов БГЦ в связи со степенью воздействия гтоялютантов. Предложены критерии для зонирования лесов, поврежденных хроническим воздействием. Для каждой зоны обоснован режим ведения хозяйства и комплекс мероприятий по стабилизации и улучшению состояния лесов. Выводы могут использоваться как основа д ля мониторинга лесов, экологического прогнозирования и экспертиз, фнтшонтроля загрязнения среды и ее оптимизации. Данные исследований использованы в учебном процессе ГфИ подготовке инженеров лесного и лесопаркового хозяйства в Б ГИТА, для определения ущерба насаждениям от щелочных поллютантов АО «Мальцовский портландцемент» в Учлесхозе БГОТА (отчет по НИР, № госрегистрации 01.20.0008359), эмиссий шлакоотвала «Думчинский», полигона хранения отходов «Старьстекло», хранилища химического оружия «Долина» (отчеты по НИР), используются Западным лесоустроительным предприятием при инвентаризиции лесов, Учлесхозом Б ГИТА при обосновании мероприятий в зонах воздействия АО «Мальцовский портландцемент».

Личный вклад соискателя. В основу диссертационной работы положены материалы личных исследований, полученные при выполнении плановых работ научной тематики БГИТА и Проблемной лаборатории экологического мониторинга природных экосистем и биоразнообразня Автору принадлежит обоснование целевой установка, теоретических и методических положений НИР, разработка программы и методики, сбор и анализ материалов, обработка и обобщение результатов исследований, получение выводе» и практических рекомендаций. Он принимал личное участие в подготовке материалов для публикаций, в том числе в соавторстве.

Выражаю горячую благодарность доктору биологических наук, профессору Е.Н Самошкнну, сотрудникам лесохозяйственного факультета н кафедры лесозащиты и охотоведения БШТА, кафедры ботаники БГУ за ценные советы, замечания и оказанную поддержку при выполнении и подготовке диссертационной работы к защите.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на международных конференциях: «Проблемы лесоводства и лесной экологии» (Москва, 1990), «Охрана лесных экосистем и рациональное использование лесных ресурсов» (Москва, 1991, 1994), «Проблемы лесной биогеоценологии и методологические основы их решения» (Йошкар-Ола, 1992), «Брякщина у истоков лесной науки славянских народов» (Брянск, 1999), «Лесная наука на рубеже XXI века» (РБ, Гомель, 1997), «Актуальные проблемы экологии на рубеже третьего тысячелетия и пути их решения» (Брянск, 1999), «Ресурсосберегающие технологии в лесном хозяйстве, лесной и деревообрабатывающей промышленности» (РБ, Минск, 1999), «Лес, наука, молодежь» (РБ, Гомель^ 1999), «Проблемы устойчивого развития хозяйства радиоактивно загрязненных территорий стран СНГ» (Брянск, 2000), «Актуальные проблемы лесном комплекса. Лес 2000» (Брянск, 2000), «Экологические основы рационального лесопользования в Среднем Поволжье» (Йошкар-Ола, 2001), «Химико-лесной комплекс - проблемы и решения» (Красноярск, 2002), «10-е Перфнльсвские чтения» (Архан-

гельск, 2002), на региональных научно-технических конференциях: «Вклад ученых и специалистов в национальную экономику» (Брянск, 1997, 1998, 2000, 2001), «Рациональное использования природных ресурсов в условиях всестороннего совершенствования социализма» (Брянск, 1986), науч но-практических конференциях Белоруссия н Прибалтийских республик (Минск, 1985, Каунас, 1986), «Научно-технический прогресс в промышленности н проблемы охраны окружающей среды» (Пета, 1989), «Проблемы использования, воспроизводства и охраны лесных ресурсов» (Йошкар-Ола, 1989), «Проблемы рационального использования, воспроизводства и экологического мониторинга лесов» (Свердловск, 1991), «Чтения памяти Г.Ф, Морозова» (Брянск, 1992), «Экология, ресурсосбережение и реабилитация строительных материалов, зданий н сооружений в зонах повышенной радиации» (Брянск, 1993); на ежегодных конференциях по итогам НИР в БГИТА (1985.,.2002) .

Публикации. По теме диссертации опубликовано 48 научных работ в астральных и региональных изданиях (2 - находятся в печати), в том числе монография (205 с.) и курс лекций. Общий объем публикаций - 626с.

Объем и структура диссертации. Работа содержит общую характеристику, 7 глав, заключение, приложения. Общий объем -349 страниц. Текстовая часть изложена на 256 страницах. В диссертации 59 таблиц, 64 рисунка. Список литературы из 535 наименований, в том числе 52 - на иностранных языках.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Состояние вопроса

Проанализированы литературные источники по проблеме влияния загрязнения атмосферы на состояние лесных Б ГЦ Общие аспекты воздействия техногенных загрязнений, преимущественно кислой химической природы, изложены в работах Ю.З. Кулагина (1974), B.C. Николаевского (1979), М. Трешоу (1988), А С. Алексеева (1991), ряде других публикаций (Илькун, 1971, 1978; Барахтенова и др., 1981; Израэль, 1985; Шепятене, 1986; Воронков, 1988; Плешанов, 1991; Дончева и др., 1992; Жидков, 1998 и др.).

Факторы, определяющие состояние лесных экосистем действуют комплексно, закономерно, часто синергнчески, подчиняясь законам толерантности Шелфорда, закону сохранения вещества и превращения энергии в системах (Одум, 1975; Реймерс, 1990, 1994; Стадннцкнй, Родионов, 1997), поэтому для оценки состояния лесных БГЦ необходим комплексный анализ.

Вопросы антропогенной деградации лесов рассматриваются в работах У.Х. Смита (1985), АН. Жидкова (1989), АС. Рожкова и В.Т. Козака (1989), В.Ф. Цвепсова (1990), А.В. Дончевой и др. (1992) н др. Влияние промышленных загрязнений на компоненты БГЦ проявляется непосредственно и через изменение экологического режима почвы (Гиляров, 1965; Масилюнас и др., 1987; Кортиков, Тарабрин, 1990; Ярмишко, 1991; Петров, 1994; Чмыр, Шлапак, Бекгобетов, 1994; Пастернак, Ворон, 1996; Копцик, Коп-цик, 2000; Пнсаренко, 2000 и др.).

Большинство исследований техногенных насаждений подтверждают влияние подлютантов, в основном кислой природы, на текущий прирост и состояние насаждений (Lux, 1965; Kafeta, 1969; Грешта, 1970; Л айрана и др., 1978; Десслер, 1981; Эр-лих, 1981; Гиляров, 1982; Барткявичюс, Тябера, 1982; Bosiak, 1984; Шуберт, 1988; Скаоровнч, Чубанов, Арабей, 1990; Чертов, 1990; Переход, 1991; Баканов, 1994, Руно-ва и др., 1996; Лавров, 1999 и др.), нд увеличение текущего отпада ( Хантемнрова, 1995), на ЖНП (Lux, 1964; Лайранд, 197«; Ворон, 1980; Артамонов 1986; Соловьев,

Алексеев, Лсплнкскни, Лайранд, 19S9; Андреева, 1990; Пастернак, Ворон, 1990; Чертов, 1990; Горшков, 1990; Шабала, Войков, 1994; Соколов, 1996, Ворон, Лавров, Стсльмахова, 19% и др.), лихеиоеннузии и почвы (Meijer, 1973; Bowen, Todorou, 1973; Долгова, 1975; Дончева, 1978; Rehfuess, 1983; Смет, 1985; Гришина, 1990; Ужегоад и др., 1990; Дончева, Калуцков, Казаков, 1992; Воробейчик, Воробейчик, 1992; Акулов, Яценко, 1995, Копцик, Силаева, 1995; Воробейчик, 1995; Войцеховская, 1996; Було-хов, 1996; Уваров, 1996; Шебалова, 1998 и др.).

В ряде работ отражены некоторые вопросы влияния промышленных щелочных загрязнений на лесные Б ГЦ (Wentzel, 1963,1966; Griess, 1980, Пастернак, Ворон, 1991, 1994; Леман, 1999; Алексеев, Леплннскнй, 1989; Пастгрыак, Ворон, Мазепа, 1995; Барахтенова, Иванов, 1988; Соколов, 1996; Смит, 1988; Хугтунек, 1988; Лайранд, 1978; Чертов, 1990; Сергейчнк, 2001; Ворон, 1980; Маадрэ, 1989; Трешоу, 1988; Кулагин, 1974; Уваров, 19%; Konrisova, Kontris, Kukla, 1997; Алексеев и др., 19%; Горшков, 1990; Шеяухо, 1996, 2001; Шуберт, 1988; Цветков, 1991; Жидков, 2000; Мзссель, 1991; Рязанцева, Спахов, 1980идр,).

Многочисленные пз'б.тикацкн свидетельствуют о возможности диагностики экосистем по состоянию некоторых организмов-индикаторов (Wentzel, 1963; Виноградов, 1964; Викторов, 1968; Раменсхий, 1971; Трасс, 1971; Миркин, Розенберг, 1979; Работ-нов, 1979; Griess, 1980; Dessler, 1981; Цыганов, 1983; Мэннинг, Федер, 1985; Smit, 1985, Чубанов, 1989; Викторов, Чскншев, 1990; Цветков, 1991; Ярмишко, 1992; Було-хов, 19%; Сергейчнк, 2001 др ).

Для оценки состояния насаждений предложен ряд методов (Старк, 1931; Дончева и др., 1978,1984; Алексеев, 1984; Мозолевская, 1991,1998, Тарасенко н др., 1991; Лн-патютн, 19%).

Особенности формирования и структуры популяций стволовых вредителей при загрязнении лесов изложены в раде работ (Гире, 1982; Исаев и др., 1988; Мозолевская, 1992, 1995; Селнховкин, 1988, 1996; Яновский, 1991; Липлткин, 19% и др.).

В ряде публикации рассмотрены вопросы мониторинга лесных экосистем в техногенных условиях, позволяющие оценить н прогнозировать ситуацию (Manning, 1985; Престон, Парт, 1986; Исаев, Сухих, 1986; Пузаченко, 1986; Дончеико, 1988; Из-раэль, 1989; Исаев, 1993; Мозолевская, 1995; Ковалев, 2001 и др.).

Загрязненный атмосферный воздух является важным экологическим фактором, негативно влияющим на все компоненты Б ГЦ хвойных лесов, что позволяет использовать м орфо-структурны е изменения фитоценоза и популяцнониые характеристики лесных видов для индикации степени воздействия, прогнозирования динамики состояния лесов и обоснования режима лесовыращивания.

Несмотря на обилие данных о влиянии на лесные БГЦ высоких уровней загрязнения воздуха газообразными соединениями, мало информации о хроническом загрязнении хвойных БГЦ в зоне широколиственных лесов промышленной пылью с выраженной щелочной реакцией. Отсутствуют сведения о структур но-данотическнх связях между различными группами организмов-индикаторов, нет единого методического подхода к зонированию территории лесов в районах действия промышленных эмиссий, Учитывая потенциальную опасность снижения продуктивности и устойчивости хвойных лесов под влиянием возрастающего загрязнения атмосферы на обширных территориях, нами выполнены исследования гю оценке воздействия щелочной промышленной пыли на хвойные БГЦ с преобладанием сосны в составе древостоев, которые н составили основу нашей диссертации.

2. Условия, объекты к методы исследований

Приведена характеристика лесной растительности района, химизма н уровня загрязнения воздуха в районе влияния крупных источников выбросов щелочной пыли. Дан анализ характеристик движения воздуха н его влажности о-температур но го режима, значительно влияющих на процессы седиментации и вымывания взвесей ш воздуха, динамики эмиссий в атмосферу крупнейшего в регионе загрязнителя воздуха промышленной пылью. Поля рассеивания загрязнений установлены по методике ОНД-86.

С целью получения информации о влиянии хронического загрязнения воздуха промышленной пылью на состояние компонентов хвойных биогеоценозов в Брянском округе зоны широколиственных лесов (Кур наев, 1982) заложена сеть постоянных и временных пробных площадей (64 шт.) в насаждениях с преобладанием сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.). Исследовано влияние эмиссий предприятия цементной промышленности, полигона отходов АО «Старьстекло» и, для проверки некоторых положений работы, Думчннского шлакоотвала Орловской области.

Использовались лесоводственио-таксационные методы изучения состояния насаждений, методы лесопатологического надзора, бнонцднкацни, дендрохронологии, моделирования. Планирование экспериментов, обработку и анализ материалов вели методами математической статистики с использованием корреляционного, регрессионного и дисперсионного анализов (Митропольский, 1971; Зайцев, 1973; Никитин, Швидснко, 1978; Доспехов, 1979; Лакин, 1990) с использованием программных средств IBM-PC (Exel, Statistic«).

Лссопатологнческии мониторинг к надзор велись с использованием плотадного н радиальио-лучееого способов обследования насаждений с учетом «Инструкции по экспедиционному лесопатологическому обследованию лесов СССР» (1983), «Санитарным правилам в лесах Российской Федерации», «Положению о песо патологическом мониторинге» (1992, 1996). Элементы древостоя распределялись по категориям гюврежденности, степени охвоенности. с указанием состава н состояния эпифитных лишайников, относительного диаметра отпада и суммарного процента ослабленных и сильноослабленкых деревьев (Шелухо, 1996,2002).

При подборе участков для закладки пробных площадей (ПП) учитывалась сопоставимость по основным показателям лесных сообществ, находящихся под воздействием загрязнений различного уровня и в фоновых условиях. Использовался метод послойной выборки ПП закладывались согласно ОСТ 56-69*83 и "Инструкции по экспедиционному лесопатологическому обследованию лесов СССР" (1983). Детальные исследования на ПП и модельных деревьях проведены в соответствии с «Методами лесопатологического обследования...» (1984). Для оценки активности кенлофагов использованы встречаемость, короедный запас на Ira и коэффициет размножения (Катаев, 1983).

ПП заложены в сосновых насаждениях (участие сосны в составе древостоя 6 .10 единиц), полнотой 0,6,..0,8, IV... VI классов возраста, в типах условий местопроизрастания В; — С2, на удалении от источника выбросов 1... 16 км. Согласно почвенного картирования (Орловский, Остроумов, 1982), ПП заложены в насаждениях на песчаных среднсподзолистых почвах, подстилаемых кварце во-глауконитовыми лесками с фосфоритами и двучленными отложениями флювисгляциальных и квариево-глауконнговых песков.

Охвоенность крон изучалась методом модельных ветвей, биометрические параметры и пораженностъ хвои некрозами и хлорозами учитывалась в нюне и августе на усредненных пробах хвои с ветвей верней части крон (Ярмншко, 1990).

Деидрохронологические исследования ростовых процессов сосны проведе™ по результатам измерения радиальных приростов на кернах древесины, взятых буравом Пресслера на 18 ПП (Еитвнискас, 1974). Бралось по 5 кернов древесины с западной стороны деревьев близкого диаметре из каждой представленной на ПП категории санитарного состояния деревьев (всего 290 шт.)

Видовой состав а состояние эпнфитных лнхеноеннуэий изучены методами дихе-мометрии в сосняках V-VI классов возраста на 19 ПП. На ПП у 25 деревьев исследовано распространение эпифитов на стволах, состав и проективное покрытие лишайников на высотах 1,3 м и 0,5м (Трасс, 1971; Жидков, 1995, Бадтиев, Кулемин, 2001).

Учет ЖНП производился на площадках по 400 м1 по методу Браун-Бланке (57 шт.) и 1м2 (8-12 шт, на ПП - всего 138 шт.) в однородных условиях, с гомогенными сообществами. Рассчитывалась встречаемость, коэффициенты альфа-разнообразия и общности видового состава зон воздействия и фоновой. Использована экологическая шкала Г, Элленберга (1979) для учета отношения вида к экологическим факторам (Бу-лохов, 1991,1996).

Состояние подегилхи и верхяих горизонтов почв изучалось согласно «Методов бногеоценологических исследований» (1966). Структура и мощность верхних почвенных горизонтов определена по данным более 600 прикопок, расположенных в пределах одного типа почв в сосняках с близкими таксационными параметрами. Образцы для определения химических параметров верхних горизонтов брались в 2...3 повтор-носгях методом усредненной пробы в зонах различной степени воздействия аэротюл-лютантов Содержание сульфатов, подвижных соединений Р, К, N в верхних горизонтах почвы определено в аналитической лаборатории ГУТТР Брянской области стандартными методами согласно ГОСТ 26207-91, 26483-85, 26489-85, 26425-85, 2642685.

Широко использовался метод сравнения состояния компонентов и структур однотипных БГЦ в зонах с различной силой промвоздействия. Регрессионные модели и корреляционные связи между* показателями воздействия поллютантов и индикаторами его восприятия установлены по Никитину, Шваденко (1978),

3. Состояние дреоостоев сосны при воздействии поллютантов цементного производства

3. L Действие поллютантов но насаждения и зонирование территории

Выделение зон воздействия промышленных выбросов на окружающую природную среду носит субъективный характер из-за отсутствия единой методики зонирования территории. Большинство исследований по зонированию промвоздействия сводится к выделению ш какому-либо одному признаку : текущему отпаду, средневзвешенной категории состояния, (Тарасов, Зайцева, Гутман, 1988; Угрюмов, Рунова, За-харенко, 1994 и др ), степени охвоенности и продолжительности жизни хвои (Кулагин, 1974; Ярмишко, 1994; Степанчик, 1996 н др ), нарушению синузий мохового покрова н эпнфитных лишайников (Баканов, 1994; Manmng, Feder, 1985; Андерсон, 1988; Lux, 1964 и др.), изменению концентрации загрязнений в приземном воздухе или почве трех-чегырех зон воздействия (Дончева, Казаков, Калуцков, 1992, Тарасов, Зайцева, Гутман, 1988; Смит, 1985; Цветков, 1991; Воробейчик, Воробейчик, 1991).

Для выделения зон повреждения растительности необходимы региональные информативные и достаточно точные критерии, каковыми и являются биоиндикационные параметры, отражающие состояние, рост и структуру фитоценоза Целесообразно

иметь в наличии несколько диагностирующих и характеризующих критериев. Диагностирующие должны отражать состояние пород-эдификаторов, а характеризующие -состояние других элементов экосистемы

Выявление наиболее информативных признаков для зонирования территории по степени хронического воздействия поллютантоа мам« проведены в районе влияния ка лесонасаждения выбросов цементного производства путем повыдельного обследования на площади более 3,0 тыс, га и детального обследования на 64 ЛП, Учитывался комплекс признаков для характеристики древостоя, лихеносинузий, ЖНП, патогенной микобногы и популяций фитофагов.

Сравнительный анализ корреляционных связей различных биоиндикационных параметров с состоянием древостоев выявил наиболее информативные критерии для целей зонирования. В качестве надежных индикаторов состояния насаждений и природной среды в зонах загрязнения нами обоснована сумма признаков и показателей (табл.1). Диагностирующими являются: доля здоровых деревьев, суммарная доля ослабленных в различной степени деревьев, структура текущего отпада, срок жизни хвои, которые отражают характер и динамику состояния древостоя н могут служить основанием для определения режима ведения хозяйства. В качестве характеризующих целесообразно использовать данные о состоянии лихеносинузий, изменениях в напочвенном покрове и подстилке, распространении хлорозов и некрозов, вредителей и заболеваний. Данные критерии позволяют комплексно оценить степень воздействия выбросов на Б ГЦ.

Для целей биоинднкацин состояния древостоя большой информативностью обладает структура текущего отпада - De,, положение в вертикальной структуре древостоя отмирающих деревьев и тип их размещения. Увеличение Dem до размера Ь^ а тем более превышение его, служит достаточно информативной характеристикой при б но индикации техногенного воздействия. При усилении воздействия аэрополлютан-тов средний возраст хвои в насаждении уменьшается.

Оконтуриванке зон с различной степенью воздействия проведено по преобладанию древостоев той или иной категории поврежденное™ с уточнением границ зон по данным состояния других элементов БГЦ.

При загрязнении насаждений зоны воздействия четко выделяются по суммарной доле деревьев различных категорий ослабленностн (Ц^л > при Р 99,9%). Доля деревьев II. ..IV категорий состояния составляет в зоне сильного воздействия 56.4%, среднего-48.4,слабого-25,3, в фоновой-21,4 (вариация данных - 23 ,32%, снижается при уменьшении воздействия). В зоне сального загрязнения суммарное количество ослабленных деревьев увеличивается с 46.8% в древостоях IV класса возраста до 62.4 в насаждениях VII; в зоне среднего - с 3 7.8 до 54.3, в зоне слабого - с 21.0 до 30.6, что связано с угнетением репарационных возможностей растений. Во всех выделенных зонах состояние насаждений улучшается с повышением доли участия сосны в составе, что связано со структурой однопородных древостоев, которые лучше проветриваются. Доля ослабленных деревьев II...ГУ категорий в древостое уменьшается при удаления от источника выбросов.

Анализ корреляции доли деревьев II... IV категорий показал тесную связь состояния деревьев с возрастом (г = 0,492...0,601) и расстоянием до источника загрязнения (г = - 0,399...0,502), значительную - с долей участия сосны в составе (г = 0,241,,, 0,'Í33) и полнотой (г ** 0,265 ..0,325) в зонах сильного и среднего воздействия. В зоне сильного

Таблица 1 - Классификация сосновых насаждений по степени воздействия щелочных поллютакюв

Воздействие Состояние древостоя Состояние компонентов лесного БГЦ

1 2 3

. .. Фоновое Состав, структура и состояние соответствуют типам условий местопроизрастания данного региона. Возможно наличие техногенного надета Деревьев II...IV категорий - до 20%, I - не менее 55...60%. Хвоя живет 3...4 г, некроз и хлороз - единичны. Отпад -не выше естественного, Dan, составляет 50, ..60% от Dc(r Присутствуют накипные, листоватые и кустистые лишайники, подстилка мощностью 2...4 см, численность ксилофагов допороговая, развиваются на текущем отпаде. Болезни не носят очагового характера, ЖНП характерный для данного типа БГЦ, видимых изменений нет.

— ■ - ■■ ......1 Слабое Состав и структура соответствуют условиям произрастания, наблюдается слабая разреженность крон, усохшие деревья размещены дисперсно, групп не образуют, единично - суховершинные деревья. Деревьев ¡1...IV категорий - до 30%, I категории - более 50%. Хвоя живет 3 года, некрозы и хлорозы - до 5%. Текущий отпад выше естественного до 1,5...2,0 раз, D™ меньше Dco (60.. 70%). Кустистых лишайников нет, встречаемость листоватых - до 30%, снижена длина района поселения листоватых. Мощность подстилки - 3...5 см. Численность ксилофагов увеличена, заселяется весь текущий отпад. Встречаются очаги корневых заболеваний. Появляются дерновин-ные злаки при господстве лесной растительности, начинается выпадение неустойчивых видов ЖНП.

Среднее і Значительное разреживание кров, снижение сомкнутости полога, суховер-шинность наиболее крупных деревьев, ослабленный прирост, отпад размешен группами, особенно ель, угнетен сосновый подрост. Деревьев II... IV категорий - до 40%, I - не менее 40%. Хвоя сосны живет 2...3 года, некроз и хлороз - до 10%. Отпад выше естественного до 2,5 раз, D™, 70,,. 80% от Dep. Встречаемость листоватых лишайников • до 10.. .20%, господствуют накипные, но длина района поселения снижена, мощность подстилки - 4...6 см, численность ксилофагов • выше пороговой в 1,2-1,5 раз, раковые и гнилевые болезни носят очаговый характер, в ЖНП выпадает ряд видов лесных растений, увеличивается встречаемость дернованных и плотно-кустовых форм растений.

Сильное Древостой снльноослаблен, кроны сильно разрежены, сомкнутость полога - 0.5-0,7, суховершинных деревьев -до 10%, сухостой размещен группами и куртинами, подрост сосны угнетен, в древостое преобладают сильноосдавленные н ослабленные деревья Деревьев II...IV категорий - свыше 50%, I - до 40%. Хвоя живет 2 года, встречаемость хлорозов и некрозов • более 10%. Отпад выше естественного в 2,53,0 раза, Don, выше или равен Dtp Присутствуют только накипные лишайники с длиной поселения до 2.5 м и покрытием на 1,3 м до 50%, мощность леской подстилки - 5-7 см, запас ксилофагов выше порогового более 1,5-2 раз, заселяется часть сильноослабленных деревьев, раковые и гнилевые болезни носят очаговый характер, снижен видовой состав ЖНП, преобладают базнфклькые и ней-трофильные виды, высокая встречаемость у дернованных и плотнокустовых расте-| кий.

воздействия состояние сосновых древостоев ухудшается при увеличении полноты. Среднего - несколько улучшается.

Регрессионный анализ позволили установить, что в зоне сильного воздействия возраст, полнота, доля сосны в составе н расстояние ло источника загрязнения обеспечивают 62% общей суммы квадратов отклонений, объясняемой регрессией, в зоне среднего воздействия - 32%, слабого • 30. Уравнение связи состояния соснового древостоя в зоне сильного воздействия с названными параметрами имеет вид: V = 24,4 -9.9L - 2.3С + 0.3А + 42,2 Р где; Y - суммарная доля деревьев II... IV категории (%) ; L - расстояние до источника выбросов (км); С - доля сосны в составе древостоя, до™ единицы; А - возраст соснового древостоя, лет; Р - относительная полнота насаждения.

3.2. Санитарно-катологическое состояние сосновых насаждении

Изучалось распределение деревьев по категориям состояния (поврежденностн), структура текущего отпада, заселенность вредителями. Обобщенные данные 71 временных я постоянных пдюбных площадей (27 шт - в зоне сильного воздействия, 21 -среднего, 14 - слабого к 9 - в фоновой) по состоянию древостоев, текущему отпаду и заселенности стволовыми вредителями представлены на рисунке i.

По мере снижения степени промышленного воздействия возрастает количество здоровых деревьев с 29.6% до 71,8, доля деревьев различной степени ослаблснности снижается с 64,2% до 23,8, текущий отпад - с 2,4% до 0,4. D™ снижается с 90,5% от D^ в зоне сильного воздействия, до 55,7,. .62,1 - в зонах слабого и фонового. Корреляционный анализ подтвердил наличие связи состояния древостоев с рядом показателей (табд 2),

Состояние, текущий отпад (%) и заселенность ксилофагами (%)

сильное среднее слабое фоновое воздействие загрязнений ■ категория состояния □ текущий отпад Ш заселенность

Рис.1,

Таблица 2 - Корреляция состояния древостоев с их параметрами

Степень воздействия выбросов с расстоянием до источника, км с возрастом древостоя, лет с полнотой насаждения с заселенностью древостоя, % с долей сосны в составе с Den, отпада, %

Сильная -0,890* * 0,170 0,410* 0,600** -0,469* 0,730**

Средняя -0,800** 0,290* -0,382* 0,704** -0,420* 0,471*

Слабая -0,630** 0,418* -0,360* 0,430* -0,276 0,353*

Фоновая -0,300* 0,090 0,140 0,726** 0,016 0,184

где: " - тесная связь, * - связь средней тесноты

Наблюдается тесная отрицательная связь состояния древостоя по всем зонам воздействия с расстоянием до точки выхода загрязнений (г " -0,630. ..0,890). В зонах сильного и среднего воздействия отмечается средней тесноты отрицательная связь состояния древостоя с полнотой: с увеличением ее, из-за снижения проветриваемости насаждений и увеличения срока воздействия поллютантов, состояние ухудшает-ся.Связь состояния древостоев с долей участия сосны в составе насаждения прн сильном и среднем воздействии промышленных выбросов средней тесноты, что указывает на ухудшение состояния прн увеличении доли ели, березы и осины в составе, особенно при сформированном елью втором ярусе древостоя, что приводит к уменьшению поступления поллютантов в подкроновую часть древесного слоя и увеличению их воздействия на кроны сосны. Высокая положительная связь О«,, отпада в зоне сильного воздействия с состоянием древостоя подчеркивает вовлечение в текущий отпад деревьев основного яруса.

В зонах сильного и среднего воздействия выбросов из расстоянии от источника 2...3 км (зона максимального загрязнения) наблюдается видимое ухудшение состояния древостоев, но в целом оно улучшается при удалении от источника. Состояние древостоев сосны с удалением от источника выбросов удовлетворительно описывается при сильном воздействии логарифмической кривой У = -0,38 .1л(х)+2.55 (Н2 = 0.766), при среднем - степенной функцией У = -0.08х2-Ю.25х+1.83 (й2 = 0.699).

Значимая связь состояния древостоев сосны с их возрастом отмечена в зонах среднего и слабого воздействия (г = 0.290...0.418). В зоне сильного воздействия, из-за значительного влияния выбросов, состояние деревьев связано главным образом с действием загрязнений и проявляется в однотипной реакции приспевающих и спелых древостоев.

Объем текущего отпада и состояние древостоев имеют умеренную и тесную положительную связь (г » +0,345...0,910). Наименьшая корреляция - в зоне сильного воздействия из-за частого проведения санитарных рубок с выборкой усыхающих и част склыюослабленкых деревьев, здесь же отмечена и наибольшая вариация объема отпада. В насаждениях зоны максимальной загазованности отпад по объему возрастает, затем, при удалении, снижается в среднем до 2%.

О^ги отпада снижается при уменьшении степени воздействия выбросов и при удалении от источника выброса загрязнений. Изменение Д™, отпада с удалением от источника выхода загрязнений описывается логарифмической зависимостью: в зоне сильного воздействия-У = -21.6.1п(х)+107.2; среднего - У -20.5.Цх)+90-5; слабого = -44.4.1и(*Н 127.9 (Я1 - 0,620-0,740).

В зоне сильного воздействия лучшее состояние наблюдается у деревьев на две ступени ниже Дер (рис. 2). С увеличением диаметра деревьев их состояние ухудшается, что связано с выходом их крон ш полога. В зоне среднего воздействия лучшее состояние имеют деревья с й, близким к Оф, но ниже его на одну ступень. 6 зонах слабого воздействия и фоновой, отпад в которых идет по «низовому» типу, лучшее состояние отмечается у деревьев средней ступени толщины и близких к ней, что соответствует состоянию природных популяций. Прн увеличении диаметра тфедставлен-ностъ деревьев I категории снижается. В зонах среднего и слабого воздействия максимум таких деревьев приходится на средине ступени толщины.

Наблюдения на постоянных ПП позволили установить интенсивность ослабления н отмирания деревьев в зонах воздействия. Определена прогнозная вероятность (%) усыхакня деревьев разных категорий состояния на следующий год для обоснования объема санитарно-оздоровнтельных мероприятий в насаждениях. Выявлено, что

санитарные рубки оздоравяивают древостой, но не снижают интенсивность ослабления жизнеспособных деревьев.

Прн усилении воздействия лоллк/тактов значительно ухудшается состояние древостоя, возрастает текущий отпад и дата ослабленных в различной степени деревьев, увеличивается относительный диаметр отпада.

Средневзвешенная категория состояния деревьев различного <1 по зопам воздействия выбросов

31

■ ♦ сильное воздействие —&— слабое воэдесгеис

■ среднее воздействие - фоновое воздействие

Рис, 2,

Повреждение аурополлютантами крон деревьев

В процессе выпадения и вымывания из атмосферы пылевые загрязнения раньше взаимодействуют с древостоем, оказывая большее действие на верхнюю часть кроны, меньшее - на среднюю и нижнюю. Средние данные сохранности хвои по результатам учетов на 89 пунктах приведены в таблице 3.

Сохранность хвои первого года жизни высокая (94,2...98,9%) и отличается несущественно во всех выделенных зонах (Ц^ < при Р ж . Сохранность хвои второго года в зоне сильного воздействия на 6,6% ниже, чем в фоновой, в зоне среднего воздействия - на 5,1, хвои третьего года в зоне сильного воздействия на 29,7% ниже, чем в фоновой, в зоне среднего • на 20,3, в зоне слабого - на 4,7 (Ц^ > при Р = 95,0%). Вариация сохранности возрастает при увеличении срока жизни хвои.

Таблица 3 - Сохранность хвои на ветвях ю верхней части кроны

Степень воздействия Сохранность хвои, %

1 года 2 года 3 года 4 года

М±ш М±тп У,% М±га М±т

Сильная 94,2±3,41 ПД 90,3± 1,94 14,9 42,4±3,37 55,1 отсутствует

Средняя 96,4±2,11 10,1 91,7±1Д6 17,6 51,8 ±4,64 33,6 8,2+0,99 45,3

Слабая 98,7± 1,19 8,3 94,6±3,53 12,4 67,4±6,58 32,3 22,7± 1,71 24,1

Фоновое 98,9±!,68 9,4 96,9±2,49 10,3 72,147,59 11,6 24,7±2,72 44,0

Загрязнения вызывают увеличение распространения хлорозов и некрозов, что снижает срок жизни хвои и ее сохранность иа побегах 2...3 года жизни. В зоне сильного воздействия встречаемость хлорозов в 33 раза выше, чем в фоновой, некрозов -в 3,1, в зоне среднего, соответственно, в 2,3 и в 1,9 раза (рис З) Встречаемость хлоро-

зов на хвое второго года жизни во всех зонах, в том ч нслс и в фоновой, на 30-70% выше, чем на хвое первого года.

Средняя поврежденность хвои хлорозами не превышает 10%, но поврежденностъ отдельных хвоинок достигает 62% длины. Некротические участки достигают 5% длины хвон (максимально - 14%). В зоне сильного воздействия преобладают хлоротич-ные и погибшие участки в верхней трети хвоинок. Концевые некрозы и хлорозы имеют встречаемость не выше 12%. Расположение большей части поврежденных участков в верхней трети хвои подтверждает наибольшее поражение поллютантами хвон в начале ее развития, когда кутикула и восковой налет тоньше.

Пораженность хлорозами и некрозами при снижении степени воздействия и удалении от источника выбросов уменьшается на хвое первого года жизни от 7.1% и 3,9% в зоне сильного воздействия, соответственно, до 2,0 и 1,2 в фоновой зоне.

Встречаемость хлорозов и некрозов на хвое в конце вегетационного периода

.ЛИ"

& л

сильная средняя слабая фоновая □хлорозы на хвое I года

ньпромвог^гвн^

на хвое ] года

Рхлорсш ¡в хвое 2 годэ ■ некрозы па хвое 2 гола

Рис. 3.

По мере роста воздействия полдютантов и приближения к источнику выбросов размер хвои уменьшается. В зо;;е сильного воздействия длина хвон на 14% меньше, чем длина хвои в зоне среднего и на 17% меньше, чем в зоне слабого (Ц^ > при Р = 68...90%).

Срок жизни хвои, ее пораженность хлорозами и некрозами служат отражением степени действия ослабляющего фактора на деревья и могут применяться в комплексе индикаторов для зонирования территории по силе воздействия с соблюдением правила отбора проб хвои в однородных лссорастительных условиях и древостоях.

3.4. Влияние загрязнений на ростовые процессы

Анализ текущего радиального прироста (2) 290 модельных деревьев показал, что ¿ф деревьев уменьшается по мере увеличения воздействия. Колебания Ъ у жизнеспособных деревьев происходят в целом синхронно, что подчеркивает единую направленность воздействия факторов среды на растения различного состояния, но различается диапазон колебаний и средние уровни Ъ. Анализ деревьев за различные периоды показал, что он начинает существенно различаться (Ц^ > при Р * 90-95%) С данными фоновой зоны с конца 70 годов XX века при интенсивном росте объемов выброса загрязнений

Амплитуды снижаются при у силении воздействия и ухудшении состояния дерева. деревьев 1. .1П категорий состояния увеличивается при снижении воздействия (рис.к 4).

модемных деревьев ло зонам воздействия существенно различаются (99,0... 99,9% уровень значимости). Данные приведены в таблице 4.

Радиальный во всех зонах воздействия аэрояоллютантов меньше, чем в фоновой, соответственно, на 51,2%; 19,8; 5,7 (Цжг> ^ при Р - 95. .99,9%).

Связь Ъ^ с динамикой выбросов и изменением количества осадков в вегетационный период положительная средней тесноты (г = 0,428...0,684), возрастает при снижении воздействия. Аэрололлютакты в зонах сильного н среднего воздействия вызывают стойкое снижение Z деревьев, в зоне слабого воздействия снижение пресса выбро-■ сов в последнее десятилетие привело к увеличению .

Таблица 4 - сосны обыкновенной в зонах воздействия загрязнений

Воздействие Модельных деревьев, шт Ц;р,см Ар , мм Коэф, прироста на 1 см (1 Прирост к уровню фоновой зоны, %

Сильное 191 34,3 0,46±0,0!2 1,23 48,8

Среднее 48 33,9 0,69±0,081 1,98 80,2

Слабое 20 33,5 0,76±0,104 2,33 94,3

Фоновое 31 32,8 0,94+0,176 2,47 • 100,0

Динамика усредненного радиального прироста по зонам промвоздейстаня

5 4 в .7 в в 10 11

годы в ретрослс^ньб с 1997 ио 1 ^КЭ

■■ —♦ —■■ с ял йств не

- - Л- - слабое воз действие

» -среди« воэлеЯлвие — - фоновое воздействие

Рис. 4.

Отрицательная связь средней тесноты (г = -0,136...0,534) наблюдается между изменением и количеством осадков за вегетационный период, что обусловлено усилением действия загрязнений при их растворении и проникновении в почву и ассимилирующие органы при повышенной влажности воздуха. Более тесная отрицательная связь деревьев с количеством осадков наблюдается во второй половине вегетационного периода (август - сентябрь) - г = -0.300. . 0,650.

Тесная отрицательная связь размера с динамикой выбросов отмечена в зонах слабого и среднего воздействия (г » -0,622,, -0,511). В зоне сильного воздействия изменение объемов выбросов, в силу ослабленное™ насаждения, не вызывает значительного изменения г ср. Высокая связь с динамикой выбросов отмечена у деревьев без признаков ослабления (г =-0,567,..-0,684).

Деревья различного состояния имеют изменчивый но тенденция увеличения прироста с удалением от источника выбросов прослеживается отчетливо в пределах зоны одной интенсивности воздействия (табл. 5). Значительное уменьшение на удалении 1,6 ..2,0 км связано с максимальным воздействием пылегазового факела в условиях штиля и ветра до 3м/сек. Это соответствует зоне большего задымления при опускании факела. Для нивелирования влияния <1 модельных деревьев использован коэффициент радиального Ъ на 1 см <1 Изменение 2£р в связи с расстоянием до источника выбросов аппроксимируется степенной функцией = 0,69). Связь коэффициента с расстоянием до источника выбросов положительная, тесная (т = -И),788), Наибольшая связь Ъ^ с расстоянием до источника выбросов отмечается у деревьев 1...11 категорий состояния (г с +0,575... 0,545).

Таблица 5 - Изменение радиального^ в зоне сильного воздействия по градиенту расстояния до источника выбросов

Расстоя- радиаль- Коэф. прирос- Радиальный по категориям состояния

ние, км ный, мм та на 1 см <1 деревьев, мм

I II Ш

и 0,420 1,13 0,469 0,419 0,340

1,5 0,475 1,21 0,485 0,475 0,365

1,6 0,391 1,09 0,513 0,468 0,277

2,0 0,458 1,23 0,477 0,459 0,438

2,2 0,508 1,31 0,652 0,505 0,457

2,6 0,469 1,23 0,655 0,501 0,350

2,8 0,485 1,26 0,523 0,455 0377

3,2 0,493 1,46 0,569 0,479 0,365

3,4 0,510 1,48 0,592 0,499 0,371

Радиальный 2 жизнеспособных деревьев I... III категории санитарного состояния отражает степень воздействия выбросов производства и может использоваться как информативный критерий в комплексе параметров д ля зонирования района хронического промышленного воздействия.

4. Состояние подчиненных компонентов фитоценоза

4.1. Состояние подроста и подлеска

Благонадежный, достаточной густоты подрост позволяет значительно сократить процесс десовыращивания, создать насаждения из растении, с самого раннего возраста адаптированных к режиму экологических факторов данного района. Состав, состояние н густота подроста позволяет сделать заключение о направленности действия экологического фактора, об устойчивости и древесных пород в данных условиях, направлении сукдессионных смен.

В подросте преобладает ель. При снижении уровня промышленного воздействия ее доля увеличивается с 6 до 8 единиц, уменьшается доля сосны с 3 единиц до единичной встречаемости, что отражает степень разреживания крон древостоя воздействием загрязнений. Наибольшая густота подроста и его визовое разнообразие отмечено

в зоне сильного воздействия, что подтверждает усиление разнокачественности среды при воздействии сильного внешнего ослабляющего фактора (табл. 6).

Таблица 6 - Густота подроста, тыс. шт./га

Зона воздействия Густота по породам Всего Состав

ель сосна клен дуб ясень

Сильного 3,86 0,82 1,64 0,29 - 6,61 6Е2С2КЛ+Д

Среднего 1,33 1,70 0,22 0,36 • 3,63 4Е4С1Д1Кл

Слабого 1,72 0,08 1,04 - 0,19 2,95 7ЕЗКл1Я, ед. С

Наибольшая доля сосны отмечается в подросте в зоне среднего воздействия (1,7 тыс. шт./га), что связано с разреживанием крон древостоя, ослаблением действия загрязнений и меньшим развитием подроста клена и подлесочкых пород. В зоне сильного воздействия большая густота сосны (1.02 тыс. шт/га) отмечена при меньшей полноте древостоя (0.5) и разреженных кронах древостоя. При полноте 0,7 густота подроста сосны - 0,6 тыс. гатУга. Наибольшая густота ели в зоне сильного воздействия при полноте древостоя 0,7 (4,48 тыс. шг/га), при .меньшей полноте - снижается до 3,3 тыс. шт/га, В зоне среднего воздействия возрастает участие в подросте сосны, а при полноте древостоя 0,6 сосна преобладает (2,48 тыс. штУга). В зоне слабого воздействия подрост сосны встречается единично и его недостаточно для формирования сосновых насаждений.

Для оценки успешности естественного возобновления определяющую рать, вместе с густотой, играет распределение подроста разных пород по состоянию (табл. 7)

Подрост ели почти полностью яатяется благонадежным в зонах сильного и среднего воздействия загрязнений, при слабом - благонадежного подроста 35%.

Подрост сосны имеет максимальную долю благонадежного в зоне среднего воздействия (52%), в зоне сильного воздействия при низкой густоте подроста сосны отмечается максимальная доля неблагонадежного (69,5%), что отражает изменение среды, токсическое воздействие загрязнений и затенение сосны лиственными породами подроста и подлеска. Подрост твердолиственных пород во всех зонах является благонадежным.

Таблица 7 - Распределение подроста по состоянию, %

Зона воздействия Ель Сосна Клен

I 11 Ш I и Ш I II III

Сильного 97,0 1,0 2,1 11,7 18,9 69,5 96,1 3.1 0,8

Среднего 97,4 - 2,6 51,7 32,3 16,0 98,6 1,4 -

Слабого 34,6 37,0 28,4 22,4 36,8 40,8 100,0 -

I - благонадежный; II —сомнительный; Ш - неблагонадежный

Количество, состояние, наличие разновозрастного подроста хвойных и твердолиственных пород позволяет в зонах сильного и Среднего воздействия путем выборочных рубок сформировать хвойно-широколнетвениые насаждения, устойчивые и позволяющие решить проблему постоянного выполнения лесами средозашитных и рекреационных функций. В зоне слабого воздействия для формирования сосновых насаждений необходимо производство лесных культур.

- - : Анализ густоты н видового состава подлеска выявил, что в зоне сильного воздей-з ствия 'значительно выше густота и доля участия рябины; готы, лещины (до; 8,2 тыс.-1пг7гв)р по • сравяениюсзоной среднего воздействия <4,8 -1«с; тг^га),'что отражает1 степень разреживания хрон древостоя и оказывает влияние на состав и благонадеж-; ностъ хвойного подроста, особенно светолюбивой сосны. В зоне слабого воздействия : загрязнений'доминируют рябина и лещина как теневыносливые порешшл

;; Высокая густота «доминирование высокого подлескавэоне сильного мздейст-вияотражаетсяна:количестве н состоянии светолюбивого жщроста, сосны. Для выращивания смешанных тсвойно-широколиственных насаждений & зоне сильного воздействия кз • естественного возобновления, адаптированною к местным экологическим условиям, целесообразны меры воздействия на подлесок. • . ' ^ ; • ^ > 1

• При воздействии щелочных промышленных загрязнений всздуха ш подрост и подлесок, какподчинекные компоненты лесного ЕП^ наблюдаются закономерные изменения, »густоте, состоянии и высоте подроста, в густоте подлеска, отражающие степень влияния поллютантов на древостой.

4,2. Состояние ЖИЛ при различном воздействии по^^таитое,

ЖНП< сосняков впроцессе эволюции адаптировался к Ю1слым лесным потаем Цементная,' сырьевая и клмжерная пыль влияют на кислотность верхних поч венных гориэотови скорость биохимических реакций в них, что сказывается на"ростовых процессах и распространении растений ЖИП. - .■ > ' ! •

На 22 ПП с учетом данных 57 описаний ЖНП на стандартнькплощадках и на 138 площадках по 1м2 учтен 61вид травянистых растений, 4 вида мхов. Учетные единицы заложены в однотипных сосняках IV... VI классов возраста.

Среднее количество водов ЖНП уменьшается при усилении воздействия (табл. 8), что подтверждает элиминацию малоустойчивых видов (Ьих, 1964; Лайранд, 1978; Ворон, 1980; Артамонов 1986; Соловьев, Алексеев, Леплинский, Лайранд, 1989; Анд. реева, 1990; Пастернак, Ворон, 1990; Чертов, 1990). При обшей тенденции к уменьшению иросктивногопохрытня с увеличением воздействия выбросов, в зоне среднего 1 воздействия наблюдается некоторое увеличение показатйяг:ч^ ^тельным разреживанием древесного яруса и еще относительно меньшим токсическим .действием седнмснтирующих загрязнений. В зоне сильного воздействия наименьшие покрытие и количество видов.

Табдщщ 8 - Вйдовой состав, покрытие и коэффициенты разнообоазия ЖНП при различной степени воздействии выбросов

Степень*. ;воздей№ ^ • ; ВИЯ ^ <г. \ Кфвнествови-. гя одав^агг^ с. | Воре-| чаемостъ : видов, % Проектив-. ное покрытие^ Коэффициент < а- " разнообразия Коэффициент общности с видовым составом фоновой зоны, %

А®: на 1 м2

Сильная 15,8 ,57,21 55,2 32,8 ; . ,;.. 1,77 ..

Средняя 17,5; .18,07 46,3 49.5 . : 2,04 ?и ,:......

'СлабЦ 18,6 «ч, ОС | 47,4 44,1 !•. 2,03.. ,

Фоновая 19,0 • 10,50 | 46,1 55,2 ' 1,81 • V . .100,0

< > Наибольшее а-разнообразие в зонах слабого и среднего воздействия" сказывается' чспограгапныЙ эффект», созданный изменением условий произрастания.1 В зоне силь-

ного воздействия снижение проективного покрытия ЖНП при большей разреженности древесного «руса'.обусловлено токсическим действием выпадений и значительным развитием' подлеска. -Отмечено снижение покрытия зелеными мхами от 84% в фоао-: вой зове до 42 - в зоне среднего воздействия и 18 - сильного.

;^ Для дайен.фнтоинднкации экологических режимов лесных сообществ применялась эколошч^кая ш кала: Элленберга (Е11еиЬег8,1979; Булохов, 1996). При снижении степени.воадействая выбросов и повышении охвоенности древесного яруса снижается лросгпшж>с покрытие светолюбивых видов трав. Коэффициенты отношения растений : ЖНП к влажности почвы близки по значениям во всех зонах, как и экологические коэффициенты отиощекия расгеннй к насыщенности почв минеральным азотом. При усилении щелочного воздействия возрастают коэффициента отношения к реакции почвенных растворов,; отражая увеличение покрытия нейтрофильных и нейтро-базифилькых видов растений (рис.5).

Иэмея5ниеэкологическ№скоэффгавентов позонамвоздействня

выбросов

.: . сильное среднее слабое фоновое

степень воздействия

: О отношение к освещенности В отношение к увлажнению

■ отношение к кислотности почвы В отношение к богатству азотом

Рис.5

¡ь ;У ацидофилькых растений уменьшается встречаемость при усилении воздейст-; ви*_ а у нейгрофнлъных и базифильных видов при снижении кислотности увеличивается (в2;0.>.'2*2 раза) по сравнению с фоновой зоной. У эвритогиых видов при снижении степени воздействия увеличивается средняя встречаемость. Усиление воздействия ;шр® нений на насаждение увеличивает встречаемость дерновинкых растений. ¡¡ ; / В зше1яиьшго имдействия прослеживается приоритетное действие токсичных ¿выбросов на а-разнообразве ЖНП. Так, при полноте насаждения 0,5...0,6 коэффициент видового разиообрази* составляет 1,51, а при 0,7...0,8 - 2,04. В высокополнотных .насаждениях и судадетем от источника загрязнения видовое разнообразие выше. В загс преобладают наяболееустойчивые типичные лесные виды, способные выносить умсньшенвекишютаости 1»чв (осоки, черника, подмаренники) или произрастающие . на нейтральных1 и слабощелочных почвах (медуница неясная, копытень европейский, 1земляника, костяннка), снижается встречаемость и численность малоустойчивых видов (кислица,^ бруснжа,*зожш1рник). Средняя встречаемость растений-ацидофилов с удалением от источника впределах одной зоны возрастает, а нейтрофилов - снижается. Наибольшая средняя встречаемость базифильных вндов отмечена на расстоянии до 2,6 км от источника выбросов, затем снижается.

'Анализ* приростов последних трех лет и биометрических показателей листьев брусники подтвердил у ста но вленную ранее тенденцию к угнетению ростовых пронес-

сов лссной растительности под действием поллютантов (Lux, 1964; Ворон, 1980), Приросты побегов брусники в высоту и размеры листьев уменьшаются по мере приближения к источнику выбросов > Ijaej, при Р= 99%). Размер листьев и приростов побегов за 3 года положительно коррелируют с расстоянием до источника выбросов (г = +0,981... 0,918 н г = +0,570...0,867 соответственно) И хорошо аппроксимируются логарифмическим трендом (R2 = 0,982... 0.949),

ЖНП чутко отзывается на изменение среды обитания, что отражают показатели встречаемости, разнообразия, покрытия и экологических коэффициентов, Визовой состав, популяционные показатели ЖНП и экологические коэффициенты по отношению растений к реакции почвенных растворов могут использоваться как биоиндикаторы силы воздействия выбросов с преобладанием щелочного компонента.

4,3. Состояние эпифитной лшеиосииузии

Эпифнтная растительность, получающая питание из атмосферы и слабо связанная с механическим и химическим составом субстрата, является одним из наиболее чувствительных биоиндикаторов состояния лесной среды, позволяя точно определять границы зон распространения загрязнений на самых ранних этапах этого процесса. Под-щелачивание коры деревьев ведет к сокращению обилия видов и проективного покрытия лишайников сосны.

В сосняках зеленомошной группы типов леса в зоне сильного воздействия лихе-носинузии представлены накипными формами с единичной встречаемостью листоватых. Неудовлетворительное состояние эпифитной растительности с большой контактной поверхностью в зоне сильного воздействия характеризует высокую токсичность загрязнений.

При снижении воздействия в древостоях увеличивается встречаемость и проективное покрытие разных форм лишайников, размеры их поселений. У накипных видов наивысшие показатели наблюдаются в зоне среднего воздействия из-за снижения загрязненности и слабой конкуренции со стороны других форм эпифитов (рис.6).

Встречаемость и проективное покрытие стволов лишайниками различных жизненных форм

сильная

средам

слабая

фоновая

ешкнь пром воздействия □ встречаемость накипных форм, % D покрытие накипных. %

■встречаемость листоватых. Пгкжрыгие листоватых,?«

■ встречаемость кустистых. □ покрытие кустистых. *4

Рис.6.

Без конкуренции со стороны других форм в. зоне сильного воздействия накипные лишайники имеют удовлетворительные условия для поселения, но и иа них загрязнения влияют отрицательно, что выявлено при анализе показателей поселений по грани-енту расстояния до источника выбросов

Покрытие поверхности ствола на hi^ талломами накипных лишайников оказалось близким (38...48%), в фоновой - снижается до 20...30% m-за конкуренции с другими формами,. Покрытие ствола, встречаемость и длина поселений листоватых и кустистых форм увеличиваются при снижении воздействия выбросов. Встречаемость кустистых форм на расстоянии от источника загрязнения 5... 15 км не превышает 10%.

У накипных форм лишайников имеется тесная положительная связь между длиной района поселения и расстоянием до источника выбросов (г = +0.706), а также проективным покрытием на hjj (г » 40,727). 89% изменчивости средней длины района поселения накипных лишайников определяется расстоянием до источника выбросов и Dcp древостоя: 1р.а = -Í,70+0,28L+0,08fl,

где: 1р.п. - средняя длина района поселения накипных форм, м; Д • D^ древостоя, см; L - расстояние да источника выбросов, км.

Степень покрытия накипными лишайниками ствола на hu в зоне сильного воздействия связана с расстоянием до источника выбросов, D^ древостоя и длиной района поселения (R3 = 0,950): Sn.n.u= -79,29 +4,58L + 1,59Д + 2,031р. а где: Snn.li3 - проективное покрытие на высоте 1.3м, %.

В зоне сильного воздействия встречаются из накипных форм Lepraria incana Ach , го листоватых - Hypogymttia physodes L., и единично - Parmeliopsis pallescens Hofim., Parmetia fimbriata Ach., Pseudoevemia furfuraceae.

В зоне среднего воздействия представлены: из накипных форм - лепрария серая, леканора разнообразная (Leeañora allophana Ach.), из листоватых • гнпогимння вздутая, пармелиопсис бледнеющий и пармелиопсис сомнительный (Parmeliopsis ambiqua Wulf.), из кустистых - единично еверния сливовая (Evemia pninastri L.).

В зоне слабого воздействия зафиксированы : га накипных форм - лепрария серая, леканора разнообразная, из листоватых - гнпогимння вздутая, пармелия бороздчатая (Pannelia sulkata Tayl,), пармелиопсис бледнеющий, фнеция припудренная (Physcia pulverulenta Schieb.), из кустистых - еверния сливовая и мезоморфная (Evemia meso-morpha Flot.).

Безусловные доминанты: из накипных - лепрария серая, из листоватых - гипо-гимння вздутая, из кустистых - еверння слившая, показатели поселения которых и рекомендованы для биоиндихации степени щелочного воздействия.

5. Изменение структуры почв, активности деструкторов целлюлозы

Хроническое накопление щелочной пыли приводит в слабозабуференных кислых почвах к изменению pH верхних горизонтов, что неблагоприятно для лесных .деревьев, базирующих минеральное питание на микоризе из-за выраженной оксилофилъносш ышоризообразующнх грибов (Лобанов, 1954). Многочисленными исследованиями (Долгова, 1975; Эрлих, 1978; Гиляров, 1982; Смит, 1985 и др.) обнаружено сильное влияние промышленных газообразных загрязнений на почвенные организмы и биологическую активность почв, неоднократно отмечалось увеличение мощности лесной подстилки за счет угнетения деструкторов (Воробейчик, 1995; Гришина и др., 1990; Воробейчик, Воробейчик, 1991).

Активность целлюлозоразрушаю тих организмов изучалась в зонах воздействия установкой в подстилку и гумусовый горизонт хлопчатобумажной обезжиренной тка-

ни (по три образца в двукратной повтор но сти на различном удалении от источника выбросов). Экспозиция - 0,75 года. Воздействие организмов определяли по площади разложившейся тканн.

Наименьшее разложение целлюлозы отмечено в зоне сильного воздействия • 32,6% от степени деструкции ткани в фоновой зоне; в зоне среднего - 63,4% от показателя в фоновой зоне. Отмечается увеличение активности целлюлозоразрушающих организмов с удалением от источника выбросов в пределах одной зоны (и^ > при Р = 99%).

Угнетение распада мертвой органики ведет к прямолинейному росту мощности лесной подстилки. Данные более 600 прикопок показали, что в зоне сильного воздействия выбросов мощность подстилки в 2,4 раза выше, чем в фоновой, в зоне среднего -на 28,4% больше, в зоне слабого воздействия - на 8,7% (табл. 9). Мощность лесной подстилки может использоваться в комплексе биоиндикаторов сильной степени промышленного воздействия на лесные биогеоценозы.

Существенность различия средних величин мощности подстилки по фадненту рас стояния до источника выбросов также возрастает при приближении к источнику В зоне сильного воздействия (расстоянии до источника 2,1 ...3,0 км) наблюдается увеличение мощности слоя, в других зонах мощность подстилки по вектору расстояния снижается монотонно.

Таблица 9 - Мощность лесной подстилки при воздействии выбросом

Степень Прикопки, Мощность под- Варьиро- v,% Р,% Цист > tiaG.f

воздействия шт стилки, см вание, см ■ при Р.%

Сальная 217 4.42*0,157 2,5 - 8,5 31,3 3.9

Средняя 187 2,35*0,115 1,5-5,0 39,2 5,1 99,9

Слабая 178 1,99*0,077 1,0-4,0 34,2 3.9 95.0

Фоновая 79 1,*3±0,09 1,0 - 3,0 31,4 5.0 90.0

Мощность гумусового горизонта при снижении степени воздействия выбросов снижается, что подтверждает угнетение скорости минерализации гумуса. Мощность гумусового горизонта в зоне сильного воздействия на 85% больше, чем в фоновой, в зоне среднего воздействия - на 44, а в зоне слабого - на 6, что удовлетворительно аппроксимируется степенной функцией (рис. 7).

Мощность гумусового горизонта в различных зонах

s 10 8

I 6

I 4

I 2

ж 0

Рис.7.

По вектору расстояния до источника выбросов в пределах одной зоны воздействия мощность гумусового горизонта снижается.

степень воздействия

Анализ показал, что содержание сульфатов во всех образцах, при различной интенсивности воздействия загрязнений на лесонасаждения, в почвенных горизонтах не превышает ПДК н уменьшается при снижении степени воздействия, удалении от источника выбросов и при движении вглубь почвенного разреза, что подчеркивает эффективность нейтрализации их щелочной компонентой.

Выбросы цементного производства значительно подщелачивают почвенную среду; рН лесной подстилки меняется от 7,54 (зона сильного воздействия), до 6,62 (зона слабого), что значительно выше рН дерново-подзолистых почв (4,9,. .5,1) Брянской области (Воробьёв, 1993). В пределах одной зоны воздействия загрязнений показатель кислотности подстилки монотонно снижается с удалением от источника.

При загрязнении щелочной пылью содержание гумуса в лесной подстилке несколько возрастает по мере снижения степени воздействия и удаления от источника выбросов. Содержание гумуса в гумусовом горюонте уменьшается от 5,79% (зона сильного воздействия) до 5,10 (зона слабого), снижаясь по вектору- расстояния в пределах одной зоны. Данные косвенно иллюстрируют активность почвенной биоты, способствующей утилизации гумуса и включению его составляющих в обменные процессы растений.

Содержание фосфатов в лес вой подстилке уменьшается с 49 мг/кг до 13 при снижении степени воздействия, в гумусовом и подзолистом горизонтах проявляется тенденция к увеличению содержания фосфатов при снижении уровня воздействия и удалении от источника выбросов, однако содержание фосфатов в названных горизонтах ниже, чем в лесной подстилке.

Наличие и содержание подвижных соединений азота в почве определяется изменением интенсивности микробиологических процессов. При воздействии выбросов во всех анализируемых горизонтах содержание аммония мало: от 25,13 мг/кг в зоне сильного воздействия до 17,21 в зоне слабого. Оно уменьшается при снижении воздействия и при переходе в более глубокие горизонты почвы. Это подчеркивает быструю фиксацию азота в круговороте веществ и замедление круговорота при усилении воздействия. Содержание хлоридов при снижении загрязнения несколько увеличивается, оставаясь на низком уровне.

Выбросы щелочных загрязнений значительно увеличивают мощность лесной подстилки и гумусового горизонта из-за блокирования активности деструкторов органики. Мощность гумусового горизонта и лесной подстилки могут служить характеризующими биоиндикаторами щелочного воздействия на лесные почвы. Деструкция спада и гумуса снижается при росте загрязнения, что приводит к нарушению круговорота веществ в биогеоценозе н снижению продуктивности.

7, Нясекомые-кснлофаги в сосняках при воздействии веществ щелочного типа

Способность загрязнений »«менять чувствительность дерева-хозяина к воздействию насекомых - одно из самых важных последствий взаимодействия растений и промышленных эмиссий (Хуттунен, 1988), Ксилофаги, как тишяные стволовые вредители, в наибольшей степени отвечают целям да агностики и прогнозирования состояния насаждений (Кривошеина, 1985; Трофимов, 1990; Мозолевская и др.,1992 н др.). Ранее доказано, что при промышленном загрязнении кислыми поллютантами увеличивается численность и значимость фитофагов (Мозолевская н др., 1992; Катаев, Голутвнн, Селкховкнн, 1983; Акисимова, Соков, 1975; Duda, 1981; Sierpinskí, 1970;

Аннсимова, 1978; Маслов, 1985; Рожков, Михайлова, 1989; Трофимов, 1996; и др.), но данных о действии щелочной пыли на эктомофауну вредителей сосны крайне мало.

В сосновых насаждениях при воздействии щелочных загрязнений выявлены оча-гн агрессивных видов ксилофагов. Количество очагов и степень по врожденности древостоя в них снижается по мере уменьшения загрязнения лесной среды, как и встречаемость отдельных видов. Возрастание агрессивности ксилофагов наблюдается в зоне сильного воздействия, что подтверждается попытками поселения на жизнеспособных деревьях (Ш...1! категории). В зоне среднего воздействия попытки заселения сильноослабленных деревьев отмечены единично.

При анализе 1337 заселенных деревьев, выявлен видовой состав ксилофагов сосны в древостоях IV... VI классов возраста в районе работ. Отмечены поселения 11 видов короедов, 7 - усачей, 3 - златок, 3 - долгоносиков, 2 - рогохвостов. Средняя встречаемость доминирующих видов отражена в таблице 10.

К наиболее агрессивным видам относятся БСЛ, СЖС, ССС, ССЗ. Доминантам является БСЛ, заселяющий деревья при их ослаблении к весне или подселяющийся весной на нижнюю часть деревьев, заселенных в районе тонкой коры СЖС в предшествующий год. Смолевки первыми заселяют деревья при нарушении их защитных систем к середине лета. Из-за преобладания вершинного и одновременного типов ослабления большую встречаемость, по сравнению со стволовой, имеет СЖС.

В районе действия цементных выбросов встречаемость БСЛ и МСЛ и смолевок существенно выше Кфжг > 1пбл при Р = 90.,,95%), как и фиолетового лубоеда при сильном и среднем воздействии

Таблица 10 • Встречаемость доминирующих видов ксилофагов сосны в зонах воздействия выбросов цементного производства

Воздействие Средняя встречаемость на заселенных деревьях, %

БСЛ МСЛ СЖС ССС СЗС СДУ ЧСУ ВК ФЛ

Сильное 89,4± 6,12* 49,2 ± 6,14* 36,4± 3,32* 10,4± 3,14* 4,2± 2,10 12, [± 3,04 56,6± 8,96 22,7± 4,18 15,6± 2,11*

Среднее 86,2± 7,11* 34,6± 4,22* 31,6± 4,35* 13,6± 4,12* 4,6± 2,64 14,4± 2,19 61,8± 7,13 17,3± 5,12 9,4± 3,07*

Слабое 83,4± 8,18* 30,1 ± 5,17* 27,2± 4,76* 9,6± 3.16 5,4± 3,11 П,7± 3,17 4,71 16,8± 5,71 8,8± 2,16

Фоновое 77,8± 5,22 26,4± 3,18 22,3± 5,17 9,7 ± 3,21 4,1± 2,06 12,6± 3,42 48,8± 4,67 17,2± 4,16 б,Э± 1.24

Примечание: БСЛ - большой сосновый лубоед; МСЛ - малый сосновый лубоед; ССЗ - синяя сосновая златка; ССС - стволовая сосновая смолевка; СЖС - сосновая жердняковая смолевка; СДУ - сосновый длинноусый усач; ЧСУ - черный сосновый усач; ВК - вершинный короед; ФЛ - фиолетовый лубоед; * - существенное различие встречаемости с данными фоновой зоны.

Ксилофагн имеют различную встречаемость на деревьях разного <1 (рис. 8). БСЛ предпочитает деревья с большим (1, встречаемость МСЛ наибольшая на деревьях близкого к Цф и выше его. СЖС является доминантом при заселении деревьев низших ступеней толщины, при увеличении диаметра кормового дерева встречаемость ее снижается из-за конкуренции с МСЛ. ССС имеет низкую встречаемость на деревьях разного <1 из-за конкуренции с БСЛ. БСЛ и ССС предпочитают сосняки с полнотой 0,6... 0,7, МСЛ -0.5...0.6, при большей полноте - встречаемость снижается.

Встречаемость видов-домин актов на деревьях различного диаметра

# 150

1 100

0>

а к 50

£

0

-ф-Ф ф Ф ч

« 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 3»

диаметр, си

-•-БСЛ • « СХС — А —СЖС - - Х- • МСЛ

Рис. 8.

Условные обозначения - см. табл. 10.

Размещение деревьев по площади носит агрегативный характер, индекс Сьерен-сена возрастает при снижении воздействия (от 1,09 до 4,87). При сильном - заселенные деревья размещены по площади близко к случайному типу.

Данные 217 медальных деревьев подтвердили, что популяционные показатели доминирующих видов существенно различаются по зонам воздействия из-за различной доступности кормового субстрата (табл. 11). Наибольшая средняя плотность поселения лубоедов отмечена в зоне сильного воздействия. Здесь, из-за высокой численности, короеды находятся в напряженных отношениях с кормовой породой, заселяются все пригодные деревья, есть попытки заселения жизнеспособных деревьев. В зонах среднего и слабого воздействия плотность поселения ниже, короеды заселяют весь текущий отпад и находятся в благоприятных условиях. Плотности поселения лубоедов существенно различаются только с зоной сильного воздействия.

Таблица 11 - Средние показатели поселения сосновых лубоедов на

стволах деревьях в различных зонах промышленного воздействия

Воздей- Вид вредителя и Плотность по- Изменение Энергия раз-

ствие длина района посе- селения, плотности, множения

ления, дм МХ/дмг МХ/дм2

Сильное БСЛ - 53,04 из 1,11...2,36 2,70

МСЛ- 68,17 2,10 1,02...4,60 4,26

Среднее БСЛ - 59,88 0,66 0,27...0,86 3,17

МСЛ - 45,42 1,11 0,42... 3,70 3,69

Слабое БСЛ - 64,6 0,42 0,11.„О,83 2,62

МСЛ - 33,1 0,46 0,13...0,65 ЗД&

Фоновое БСЛ - 59,9 0,54 0,16.,,1,86 2,20

МСЛ - 39,2 0,42 0,11. ..1,12 3,42

Примечание: МХ- маточные ходы; БСЛ, МСЛ - см. табл. 8.

Корреляционный анализ популяциоиных показателей короедов с параметрами дерева и района поселения показал, что связь энергии размножения БСЛ по всем зонам воздействия с короедным запасом слабая отрицательная или отсутствует, с плотностью поселения - слабая и средней тесноты (к = -0,215 ... -0,396)

Лучшие условия для размножения БСЛ складываются в зоне среднего воздействия. что сказывается на протяженности района поселения и энергии размножения. МСЛ находит благоприятные условия в зоне сильного воздействия, где наибольшая плотность поселення и энергия размножения.

Средняя длина маггочных и личинкових ходов БСЛ по зонам воздействия существенно различается (Ц^ при Р = 95,0... 99,0%), уменьшаясь при усилении воздействия (от 9,8 см до 5,6), а средняя длина маточных ходов МСЛ по зонам различается несущественно. Средняя яйце продуктивность самки БСЛ наименьшая в зоне сильного воздействия, возрастая при уменьшении воздействия (от 58 до 112). В зоне среднего воздействия отмечена высокая продукция (106 шт.), что подтверждает благоприятность условий для короеда. У МСЛ различия по яйцепродуктнвности по зонам воздействия несущественны

В зонах сильного и среднего воздействия на ветровальных и буреломных деревьях плотность поселения БСЛ выше, чем на стоящих, и значительно выше выживаемость. Продукция достигает 14... 18 шт на 1 дм2, из-за чего в зонах промышленного воздействия возрастает рать своевременной уборки захламленности и выкладки ловчих деревьев для снижения численности популяции лубоедов.

Интенсивность дополнительного питания лубоедов возрастает по мере ослабления древостоев и увеличения экологической плотности кенлофагов на единицу площади. В зоне сильного воздействия на 1 га повреждается до 44 тыс. побегов обшим весом 84,4 кг. Учитывая, что большинство поврежденных побегов имеет наиболее деятельную хвою текущего года, потери прироста крон на 1 га зоны составят не менее 5.:. 10%.*

Дополнительное питание короедов в зоне сильного воздействия является фактором снижения устойчивости и продуктивности древостоев, в других зонах оно мало сказывается на годовом приросте.

Рассчитанная фактическая численность малого соснового лубоеда не превышает экологической емкости насаждения, а фактический запас БСЛ превышает пороговый во всех выделенных зонах; при сильном воздействии на 69%, в зоне среднего - на 61, в зоне слабого - на 34.

В древостоях, ослабленных выбросами по вершинному типу, растет значимость СЖС. Плотность поселения се личинок снижается при ослаблении воздействия с 3,2 шт/дмг в зоне сильного воздействия до 1,4 - в фоновой. Длина и площадь района поселения также снижается при уменьшении степени воздействия, как и длина яичниковых ходов (с 19,1 см до 13,3), что отражает снижение кормовой нормы вредителя при повышении устойчивости деревьев. Запас СЖС превышает пороговый в зонах сильного н среднего воздействия соответственно на 52,4% и 21,2.

Изучение поврежденное™ листьев подлее очных видов минирующими филлофа-гамн показало, что она зависит от степени доступности листьев кормовых растений и изменяется от сильной в зоне сильного воздействия до слабой в зоне среднего и единичной в других зонах. Встречаемость минеров и плотность их поселения снижается при уменьшении промышленного воздействия (соответственно, с 64% до 6 и с 1,87 шт/лнет до 1,00), удалении от источника выбросов и повышении сомкнутости крон древостоя. Встречаемость мин на листьях подлесочных пород может использоваться как характеризующий биоиндикатор воздействия на насаждения загрязнений.

При влиянии выбросов ксилофаги являются значимым фактором ускорения отмирания ослабленных деревьев и ослабления жизнеспособных. По мере усиления степени воздействия роль насекомых возрастает. В качестве биомндихшионных признаков промышленного воздействия на сосновые насаждения следует использовать

встречаемость лубоедов и СЖС, среднюю плотность поселения кснлофагов, количество «стриженных» побегов лубоедами на 1 м2 подстилки При усилении промвоздекст-вня растет поврежденность насаждений заболеваниями и встречаемость очаговых форм болезней.

7. Заключение

Лесные экосистемы, являясь термодинамически открытыми, реагируют на внешние импульсы различной природы. При хроническом воздействии щелочных поялю-тантов происходят значительные изменения всех элементов БГЦ. Биота испытывает хронический стресс, что выражается в изменении физиологических функций организмов, приводящих х увеличению вариации морфологических параметров, снижению биоразнообразия, продуктивности » устойчивости лесонасаждений.

Впервые в зоне широколиственных лесов изучены изменения компоненте« хвойных БГЦ при хроническом щелочном воздействии. Определены основные требования к биоиндикаторам, обосновано применение наиболее информативных диагностических н характеризующих биоиндикационных параметров для определения степени воздействия на компоненты хвойных БГЦ и зонирования территории для использования при лесоустройстве и ведении лесопатологического мониторинга. Для условий хронического воздействия дана комплексная биоинднхационная оценка реакции БГЦ, определена интенсивность ослабления деревьев в зонах воздействия, вероятность усыхания деревьев различных категорий состояния на следующий гад.

Воздействие выбросов значительно изменяет санитарно-патологияеское состояние древостоев. С усилением воздействия загрязнений ухудшается состояние, увеличивается размер текущего отпада и относительный растет доля ослабленных деревьев, изменяется распределение деревьев по состоянию. Состояние древостоев коррелирует с расстоянием до источника выбросов, полнотой насаждения, относительным !)„„,, долен сосны в составе насаждения.

Установлено, что от степени воздействия щелочных выброс с« зависит охвоен-ность крон, срок жизни хвои, распространение хлорозов и некрозов хвои, радиальный

деревьев

При воздействии щелочных пылей значительно меняется вндовое разнообразие, густота и состояние подроста и подлеска, состав ЖНП, снижается встречаемость ацидофильных видов, увеличивается встречаемость нейгрофилов, видовое разнообразие. Загрязнения снижают интенсивность ростовых процессов растений, обедняется видовой состав и снижается распространение эпифитных лишайников. По мере ослабления воздействия загрязнений увеличивается встречаемость и проективное покрытие листоватых и кустистых лишайников.

Щелочные загрязнения угнетают деятельность организмов целгаолозораз-рушающего комплекса, что ведет к накоплению опада, росту мощности лесной подстилки, значительному гюдщелачиваиию верхних почвенных горизонтов, росту содержания гумуса в гумусовом горизонте, снижению содержания фосфатов и аммония.

Установлена связь активности кснлофагов от уровня загрязнения. При усилении хронического воздействия щелочных загрязнений увеличивается значимость ксилофа-гов-пионеров как фактора-сннергиста в ослаблении и отмирании деревьев, возрастает встречаемость и заселенность минерами листьев подлесочных видов, увеличивается интенсивность развития очагов заболеваний

В результате воздействия щелочных загрязнений насаждения ослабляются, снижается устойчивость к факторам среды, увеличивается текущий отпад, повышаются

трудовые н финансовые затраты на более частое проведение санктарно-защитных мероприятий.

Щелочные ноллютангы негативно влияют на все компоненты лесных экосистем, эволюциокио адаптированных к определенной внешней среде. Негативное влияние загрязнении ослабляет консортивныс связи организмов, нарушает передачу информации по обратным связям, приводит к разбалансированности энергетических потоков, снижению интенсивности процессов роста, ослаблению древостоев и нарушению лесной среды, что в конечном счете ведет к снижению эффективности использования лесных земель и значительным экономическим потерям для лесного хозяйства.

8. Общие выводы и рекомендации по режиму ведения лесного хозяйства

8. I. Общие выводы

1. Цементное производство, являясь одним из основных поставщиков в атмосферу- щелочной пыли, влияет на все компоненты сосновых биогеоценозов непосредственно или опосредованно - через изменение почвенных растворов. При этом обедняете* видовой состав, изменяются популяционные параметры чувствительных видов, пространственная структура фигоценозов, что позволяет по биоинднкаииониым признакам определять наличие и степень воздействия промышленных выбросов. Впервые для условий щелочного загрязнения выявлены наиболее информативные для б но индикации диагностирующие и характеризующие параметры, которые рекомендуются для использования при зонировании территории воздействия в процессе проведения лесоу строительных работ и ведения лесопатологического мониторинга.

2. По мере усиления воздействия загрязнений ухудшается состояние, увеличивается текущий отпад (в 1,5...3,0 раза) и относительный Dom (на 20...40%), доля ослабленных в различной степени деревьев (до 32...41%), возрастает заселенность ксилофа-гами. При усилении воздействия деревья лучшего состояния наблюдаются в ступенях толщины, меньших Dq, насаждения.

3. При воздействии выбросов производства уменьшается охвоенность крон деревьев, сохранность хвои 2...4-летнего возраста, срок жизни хвои (на 1...2 года), что приводит к разреживанию крон Загрязнения, по мере усиления воздействия, вызывают увеличение распространения хлорозов и некрозов (в 3,1., 3,3 раза), уменьшение размеров хвои (на 14...17%). Снижаются амплитуды изменений Z^, деревьев всех категории состояния. Zq> деревьев в зонах воздействия поллютантов меньше, чем в фоновой зоне (на 51,2,,, 19,8%). При удалении ог источника выбросов увеличиваете* прирост деревьев, при этом корреляция размера Z^ с динамикой выбросов уменьшается, но растет зависимость от климатических факторов.

4. Густота, состав н состояние подроста в зонах сильного и среднего воздействия загрязнений позволяют сформировать устойчивые хвойно-широколиственные леса, но требуется воздействие на подлесочные породы, В зоне слабого воздействия в усло-винях С г создание сосновых насаждений требует производства лесных культур.

5. Воздействие щелочных пылей изменяет ЖНП. Снижается встречаемость и проективное покрытие ацидофильных видов, увеличивается - нейтрофшюв и базнфнлов, видовое разнообразие за счет подселения видов, образующих дернину. Загрязнения существенно снижают интенсивность ростовых процессов рэстений-ацндофилов.

6. Техногенные выбросы значительно влияют из состав и распространение лишайниковых группировок. При сильном промышленном воздействии лихеносинузии представлены только накипными формами, по мере снижения воздействия растет

встречаемость я проективное покрытие листоватых и кустистых форм. Показатели поселения Ьергапа тсапа Аск, Нуро|утп1а рЬузо(1с5 Ь. и Еуепиа рпша$(л Ь. могут использоваться для биоиндикации степени воздействия.

7. Воздействие щелочных загрязнений угнетает деятельность организмов целлю-лозоразрушаювдего комплекса, что ведет к росту мощности лесной пещегилкн (в 0,4...2,2 раза), гумусового горизонта (на 40.,,80%) и содержания гумуса в нем (до 5,8%), значительному подщелачиванию верхних почвенных горизонтов (рН - до 7,54), Из-за угнетения деятельности деструкторов уменьшается содержание в верхних горизонтах почвенного профиля фосфатов и обменного аммония, что снижает плодородие почв.

8. При усилении хронического влияния щелочных загрязнений увеличивается значимость насекомых-ксилофагов как фактора ослабления и ускорения отмирания деревьев, возрастает встречаемость и заселенность минерами листьев подлесочкых видов, увеличивается интенсивность развития очагов стволовых вредителей, гннлевых и раковых болезней, которые интенсифицируют ослабление деревьев и снижают первичную продуктивность.

9. В результате воздействия загрязнений насаждения ослабляются, биотические факторы приводят к повышению размера текущего отпада и необходимости более частого проведения санитарных и лесозащитных мероприятий. Всестороннее негашеное воздействие промышленных поллюгантов на компоненты лесных Б ГЦ диктует целесообразность организации дифференцированного режима ведения лесного хозяйства с учетом степени воздействия ослабляющего фактора.

8,2, Рекомендации по режиму ведения лесного хозяйства при хроническом воздействии палочных; загрязнений

Промышленные загрязнения, снижая биоразнообразие, уменьшают потенциальную возможность поддержания устойчивости лесных экосистем и требуют их оптимизации. Контроль ситуации в загрязняемых лесах целесообразно проводить в системе ле сопато логического мониторинга, имеющей возможность многоуровневого и комплексного слежения за лесной средой, использования данных в оперативных и прогностических целях.

Принятие убавляющих оперативных решений основывается на анализе и моделировании ситуации и прогнозных оценках её развития. Управление состоянием насаждений, ослабленных аэрополлютантами, возможно по нескольким направлениям воздействии: 1) управление составом, объемами и условиями выхода загрязнений нз источника; 2) управление состоянием атмосферы; 3) управление концентрацией загрязнений в компонентах экстопа Б ГЦ, 4) управление биоценозом (БЦ).

Полного прекращения выбросов в атмосферу при нынешних технологиях производства добиться невозможно, но основное внимание необходимо уделять разработке малоотходных технологий. Постоянное управление состоянием атмосферы в районе воздействия локального источника выбросов - задача сейчас нереальная.

Со стороны лесохозяйственных органов управление состоянием насаждений в техногенных лесах сводится к регулированию концентрации загрязнений в нриземных слоях воздуха и почве (путем изменения пространственной структуры насаждений -формированием опушек и древостоев с высокой сомкнутостью крон) н к управлению БЦ путем частичной замены малоустойчивых видов (ель, сосна), изменения режима ведения хозяйства и адаптации существующих насаждений к промышленному воздействию.

Основными методами ведения хозяйства в условиях загрязнения среды должны быть профилактические мероприятия - формирование насаждений определенной структуры, состава и сомкнутости Мероприятия должны корродироваться с количественными и качественными параметрами загрязнений.

Исходя из специфики действия щелочных выбросов на насаждения и результатов зонирования территории, режим ведения лесного хозяйства в зонах сильного и среднего воздействия должен отличаться от принятого в регионе. В зоне слабого воздействия нет оснований менять принятый в регионе режим хозяйства.

В зоне сильного воздействия при значительных изменениях лесной среды, снижении прироста сосновых древостоев на 50% и более должны решаться две основные цели: 1) поддержание устойчивости и долговечности насаждений; 2) сокращенно до минимума возможных потерь древесного запаса н других продуктов при деградации насаждения.

Данные цели достигаются сохранением высокой сомкнутости древесного полога, подбором н смешением устойчивых и продуктивных пород (лиственница, тополи), сведением к минимуму главного пользования с переходом только к выборочной системе рубок, сохранением и созданием опушек из устойчивых пород, поддержанием полноты в приспевающих сосняках не ниже 0,7.

Цель лесовосстановлсння — создание газоустойчивых насаждений, способных поглощать и нентраянзовывзть загрязнения- Лесные культуры следует создавать только смешанные, с участием хвойных не более 70%. Учитывая устойчивость молодняков к щелочным выбросам, следует поддерживать высокую сомкнутость крон.

Уход за молоднякамн должен бьггь направлен на стимулирование быстрорастущих экземпляров, с мощной кроной и большим запасом хвои. Рубки ухода слабой интенсивности следует проводить неравномерно-куртинным способом с повторяемостью 3...5 лети поддержанием полноты не выше 0.7 для предотвращения застоя загрязненного воздуха в подкроновом пространстве и обеспечения максимального его перемешивания

Для стабилизации состояния поврежденных насаждений целесообразно создание защитных ступенчатых опушек плотной структуры с использованием желтой акации, робинии, березы повислой, рябины обыкновенной, которые являются быстрорастущими, образуют азотную крону и устойчивы к щелочным пылям (Кулагин, 1974; Пас-тернакидр., 1985; Смит, 1985).

Ввиду высокого хозяйственного значения ксилофагов. в данной зоне необходимо тщательное и более частое проведение саннгарно-защнтных мероприятий, направленных на снижение численности весенней фе но группы стволовых вредителей.

Отрицательное влияние нарушения круговорота веществ и ослаблеиности БЦ может быть снижено при улучшении условий минерального питания внесением полных минеральных удобрений с микроэлементами в дозе от М^оР^К^о Д*> NiäiPim>K)ixi (Lux, Stein, 1977; 1Л}$ерт,1988; Десслер, 1981; Хупунен, 1988; Смит, 1985; Илькун, Маковская, 1978; Обыденный, 1977; Гудериан, 1979; Воронков и др., 1982; Пастернак и др., 1985; Тарасенко и др., 1991 и др.). Действие удобрений рассчитано на 7... 10 лет.

В зон? среднего воздействия ведением хозяйства достигается цель сокращения потерь древесного запаса и повышения устойчивости насаждений. В силу меньшего воздействия загрязнений в зоне целесообразно проведение мер по адаптации существующих насаждений к воздействию вэрополлютантов с широким использованием содействия естественном)' возобновлению, сохранения существующего подроста, с первых возрастных этапов адаптированного к местным экологическим условиям. Целесо-

образно сохранение к введение быстрорастущих устойчивых к тюллютактам видов (лиственница, соска крымская, тополи, клены остролистный и полевой).

Рубки ухода направлены на обеспечение хорошего роста хвойных пород и поддержание высокой сомкнутости »фон. В наиболее ослабленных насаждениях необходимо проведение постоянного надзора и мероприятий по сокращению кормовой базы и численности ксилофагов. Особенно значимость лесозащитных мероприятий возрастает в действующих очагах корневых гнилей.

Удобрение насаждений экономически эффективно для повышения устойчивости и усиления ростовых процессов насаждений, ослабленных одновременным действием загрязнений и других ослабляющих факторов (рекреация, вредители и болезни леса).

В зоне слдбогр воздействия отличается режим лесозащиты. Необходимой является периодическая техническая учеба персонала лесной охраны, организация качественного общего и специального надзора и лесозащитные мероприятия, направленные из контроль численности стволовых вредителей леса, локализацию очагов корневых гнилей и некрозио-раковых заболеваний.

При загрязнении лесов предприятия лесного хозяйства несут ущерб от недополучения лесной продукции, а общество - ущерб от снижения экологических средоза-щигных и средообразующнх функций.

При исчислении размеров ущерба требуется применение эколого-экономическнх показателей, отражающих всю полноту последствий техногенного воздействия и адекватных многообразию ресурсов лесных экосистем и ах средообразующнх функции. Одним из главных показателей ценности экосистем и причиненного им ущерба может стать их продуктивность и видовое разнообразие, учитывающие вклад экосистем в жизнеобеспечение территорий.

Все издержки от хронического воздействия загрязнений можно разделить на прямые - от недополучения и ухудшения качества основного продукта лесного хозяйства и косвенные - от недополучения продукции побочных пользований и снижения эффективности выполнения средообразующнх и средозащнтных функций.

Прямые издержки от загрязнения лесов складываются из снижения прироста, затрат на мероприятия по более длительному сохранению имеющихся насаждений, снижения ценности вырубленной древесины, дополнительных затрат на более частое проведение уходов и санитарных мероприятий, дополнительных затрат иа разведение стойких к загрязнению культур, убытков от выращивания более стойких насаждений, повышенных административных издержек.

Для расчета прямого ущерба нами использованы зависимости, предложенные Н. Оезд1ег (1988) и А В. Голубевым (1990). Прямой ущерб составил по зонам воздействия; сильного - 25762 руб/га, среднего -1594 руб/га, слабого - 933 руб/га.

Косвенный ущерб складывается из снижения кислорсдопродукцин и углеродде-покирующей функции, уменьшения продукции фитонцидов, аэронов и других биологически активных веществ, снижения эффективности пылеулавливания и очистки атмосферы, уменьшения средо- и климаторегулируюпщх функций, снижения эстетичности ослабленных насаждений, выхода н ухудшения качества недревесной продукции, потерь, связанных с уменьшением рекреационных нагрузок и ухудшением здоровья и снижением работоспособности населения прилегающих территорий.

Приведенные расчеты прямого ущерба от воздействия щелочных промышленных загрязнений на сосновые насаждения показывают высокие величины потерь лесного хозяйства и диктуют необходимость проведения мероприятий по поддержанию устойчивости и сохранению продуктивности существующих насаждений, а также снижения объемов выбросов щелочных веществ предприятиями.

Публикации по теме диссертации:

1. Стволовые вредители сосновых жердняков'/ Молодые ученые - 60-летню образования СССР. - Брянск, 1982. — С. 18-21.

2. Влияние лесорастительных условий на встречаемость и распространение сосновых долгоносиков рода Р|Б50с1е5// Лесная геоботаника и биология древесных пород/ Межвуз. сб. науч. тр. - Брянск; БИТМ, 1983. - С 56-60.

3 Особенности экологии долгоносиков-смолсвок// Молодые ученые - народном}' хозяйству. - Брянск, 1983.-С.18-21.

4. Влияние темпов изменения радиального прироста сосны на заселяемосгь ее долгоносиками-смолевками// Лесная геоботаника к биология древесных пород/ Межвуз. сб. науч. тр. - Вып. 10. - Брянск: БИТМ, 1984. - С,74-78.

5. Регулирование численности комплекса кенлофагов в сосновых жердняках// Перспективы развития народохозяйсгвенного комплекса Брянской области/ Тез. докл. на->ч.-практ. конф. - Брянск, 1984. - С.36-40.

6. Распространение и роль смолевок в сосновых насаждениях// Современные проблемы лесозащиты и пути их решения/ Материалы регион на)ч - практ. конф. Белоруссии и Прибалтийских республик. - Минск, 1985. - С.59-60.

7. Учет повреждений сосны жуками-смолевками для организации надзора н прогнозирования их массовых размножений// Пути ускорения научно-технического прогресса в лесном хозяйстве/ Материалы регион науч.-практ. конф. - Каунас: ЛигНИИЛХ, 1986, - С.63-65 (в соавторстве с Харитоновой Н.З.).

8. Хозяйственная значимость кенлофагов в монокультурах сосны// Воспроизводство, комплексное и рациональное использование лесных ресурсов/ Материалы науч-прает.конф, - Брянск, 1987. - С,42-43 (в соавторстве с Буровой Е.В)

9. Лссопато.тогическое состояние насаждений сосны на аграрных землях// Молодые ученые и специалисты — развитию промышленного и с.-х. производства области. -Брянск, 1988.-52-55.

10 Использование насекомых для мониторинга лесов// Научно-технический прогресс в промышленности и проблемы охраны окружающей среды/ Материалы между-нар. науч.-практ. конф. - Пенза, 1989. -С.71-74.

11. Фенология развития смолевок рода Р153о<1е5// Экология и защита леса/ Межвуз. сб. науч. тр. - Л.: ЛТА, 1989.-С.32-35 (в соавторстве с Харитоновой Н.З.)

12. Использование насекомых для мониторинга лесных экосистем// Проблемы лесоведения и лесной экологии/ Материалы межд>Л1ар. науч.-практ. конф. - М.: МЛТИ, 1990.-С. 12М25.

В. Членистоногие - объект экологического мониторинга лесных экосистем// Проблемы рационального использования, воспроизводства и экологического мониторинга лесов/ Информационные материалы. - Свердловск: УрО АН СССР, 1991.-109-113.

14. Кснлофаги сосновых жердняков Брянской области// Охрана лесных экосистем и рациональное использование лесных ресурсов/ Материалы междунар. науч.-практ. конф. - Часть 1. - М.: МЛТИ, 1991. - С.84-87.

15 Состояние сосняков в рекреационной зоне г. Клинцы// Памяти Г.Ф. Морозова/ Материалы науч.-техн. конф. - Брянск, 1992. -С.62-65 (в соавторстве с Морозом П.П>.

16. Изучение воздействия техногенных пылен на лесные экосистемы// Проблемы лесной биогеоценолопш и методологические основы их решения/ Матер, междунар. конф. - Йошкар - Ола: МарПИ, 1992. - С.57,

17 Интенсификация действия лесопатологических факторов в зонах радиоактивного загрязнения// Экология, ресурсосбережение и реабилитация строительных мате-

риалов, зданий и сооружений в зонах повышенной радиации/ Материалы между-вдр.науч.-практ.конф. - Брянск: ИЭ МИА, 1993. - С,84-88.

18. Изменения верхних почвенных горизонтов лесных почв и активности целлюло-зоразрушающего комплекса при действии пылен цементного производства// Лес, наука, молодежь/ Материалы междунар. науч.-практ. конф. - Гомель, 1999, - С. 106-108.

19. Ослабление сосновых насаждений выбросами цементного производства// Лссн. журнал, 1997. - №1-2, -С. 115-118.

20. Особенности заселения деревьев сосновой жердняковой смолевкой (Pissodes piniphilus Hrbst.)// Экология и защита леса. - Л.: ЛТАЛ984. -Вып,7.-С.20-26.

21. Снижение продуктивности сосновых древостоев в зоне влияния цементных производств// Охрана и рациональное использование лесных ресурсов/ Материалы междунар.науч -практ.конф. -М.:МГУЛ, 1994. - С. 112-114.

22. Эффективность профилактических мер борьбы с ксилофагами в сосняках// Рациональное использование природных ресурсов в условиях всестороннего совершенствования социализма. -М, 1986. - С. 111-113,

23. Состояние популяций стволовых вредителей сосны в зоне действия выбросов цементного производства// Вопросы лесоведения и лесоводства/ Сб. науч. тр. - Вып,5

- Брянск: БГИТА, 1996. - С.32-35 (в соавторстве с Соломниковым A.A.).

24. Рекомендации по ведению лесного хозяйства в насаждениях сосны, подверженных промвоздействию// Вклад ученых и специалистов в национальную экономику.

- ТЛ. - Брянск: БГИТА, 1997. - С.83-85.

25. Использование показателей развития кенлофагов в сосняках при мониторинге воздействия выбросов цементного производства// Ресурсосберегающие технологии в лесном хозяйстве, лесной и деревообрабатывающей промышленности/ Материалы междунар. иауп.-тсхн. конф. - Минск: БГТУ, 1999 - С.131-134,

26. Усыхание еловых лесов - проблема регионов// Актуальные проблемы лесного комплекса/ Материалы междунар. науч.-техн. конф. «Лес 2000». - Брянск: БГИТА, 2000. - С.98-100 (в соавторстве с Ивановым В.П., Глазуном И.Н., Смирновым СИ., Нартовым Д.И.).

27. Влияние аэрополлютантов цементного производства на состояние почвенного покрова сосновых насаждений// Лесная наука на рубеже XXI века/ Сб. науч. тр. - Гомель. - Вы п.46, - 1997, - С.376-379,

28. Биоиндикация воздействия цементного производства на состояние лесных фи-тоценозов// Актуальные проблемы экологии на рубеже третьего тысячелетня и ггутн их решения/ материалы междунар. науч. конф. - Брянск: ГСХА, 1999, - С. 97-101,

29. Изменение роста живого напочвенного покрова при действии поллютантов цементного производства// Вклад ученых и специалистов в национальную экономику. ТЛ- Брянск, 1998.-СЛ17-119 (в соавторстве С Соломниковым A.A.).

30. Использование категории состояния по запасу для оценки насаждений// Вклад ученых н специалистов в национальную экономику. ТЛ, - Брянск, 1998. - С.36-38 (в соавторстве с Соломниковым A.A.).

31. Влияние загрязнений воздуха на рост сосновых насаждений// Бряищина у истоков лесной науки славянских народов/ Материалы междунар. щуч.-пракг, конф -Брянск, 1999. - С,162-167.

32. Влияние выбросов цементного производства на структуру, состав лесной почвы и ее микроорганизмы// Брянщина у истоков лесной науки славянских народов/ Материалы междунар. иауч-практ. конф. - Брянск, 1999. - С.60-64,

3}. Роль патогенной мнкобноты в хвойных насаждениях при воздействии гюллю-тантов цементных производств // Вклад ученых и специалистов в национальную экономику/ Материалы науч.-техн. конф. - Брянск, 2000. - Т. 1.-С.49-52,

34 Влияние эмиссий шлакоотвала «Думчинский» на санитарно-патологическое состояние дубовых биогеоценозе»// Вопросы лесоведения и лесоводства/ Сб. науч. тр Вып.9. - Брянск, 2000. - С, 22-27 (в соавторстве с Кузнецовым М.Н.).

35. Управление состоянием хвойных биогеоценозов при хроническом воздействии щелочных поллютангов// Вклад ученых н специалистов в национальную экономику - Брянск, 2000. - Т. 1. - С. 18-20.

36. Оценка состояния хвойных насаждений, подверженных воздействию эмиссий АО «Мальцевекий портландцемент», и прямого ущерба лесному хозяйству на примере сосновых насаждений/ Отчет о НИР, - Брянск, 2000. - 184с. - № Гос. регистр. 01.20.0008359.

37. Экологический анализ влияния полигона промышленно-бытовых отходов ОАО «Старьстекло» на прилегающие территории// Вестник МАНЭБ/ Региональный выпуск - №2 (38). - Брянск, 2001. - С. 11-13 (в соавторстве с Ивановым В.П , Глаэуном И Н , Марченко С.И., Нартовым Д.И.)

38. Рекомендации по ведению лесного хозяйства в хвойных насаждениях при хроническом воздействии щелочных промвыбросов// Вестник МАНЭБ/ Региональный выпуск. - №2 (38), - Брянск, 2001. - С.21 -25.

39. Б но индикация хронического промышленного воздействия щелочного типа на компоненты хвойных насаждений - Брянск: БГИТА, 2001. -205с.

40 Состояние еловых насаждений Военного лесничества и роль ксилофагов в них// Вопросы лесоведения н лесоводства/Сб. науч. тр. - Вып. 11. - Брянск: БГИТА, 2001. -С.6-10,

41. Лесопатологическкн мониторинг/ Лекции для студентов лесохозяйствснного факультета. - Брянск*. БГИТА, 2002. - 74с,

42. Зонирование хвойных лесов при хроническом воздействии выбросов цементного производства// Известия вузов. Лесной журнал. - 2002. - №2, - С,31-35.

43. Индикация воздействия на лесную среду объекта хранения химического оружия «Долина» методами зоологической диагностики// Вестник МАНЭБ / Региональный выпуск. - Т.7. - № 5 (53). - Брянск, 2002. - С, 65 - 69 (в соавторстве с Кистерным ГА).

44. Кс нлофа ги сосны при хроютсском промвоздействии щелочного типа// Экологические основы рационального лесопользования в Среднем Поволжье/ Матсрерналы науч -практ. конф. - Йошкар-Ола: МарГТУ. 2002. - С 30-33.

45. Лнхеноиндихация воздействия хранилища химического оружия «Долина» на лесную среду* как основа мониторинга// Химико-лесной комплекс ~ проблемы и решения. Сб. статей. - Т. 1. - Красноярск: СибГТУ, 2002. - С..374-379.

46. Изменение состояния хвойных древосгоев при действии щелочной промышленной пыли// Вестник МАНЭБ. Выпуск БО МАНЭБ и БГИТА, - Том 8. - №2. -Санкт-Петербург, 2003, - С 45-48.

47. Динамика состояния хвойных древосгоев в районе влияния выбросов щелочной промышленной пыли (в печати)

4$. Изменение сосновых биогеоценозов при хроническом щелочном промвоедей-ствни (в печати).

Автореферат

Шелухо В.П. Изменение сосновых биогеоценозов зоны широколиственных лесов при хроническом воздействии веществ щелочного типа

Лицензия НД№ 14185 от6.03.2001 г Формат 60*94 1/16. Тираж 100 экз. Печ. л. - 2.0. Брянская государственная инженерно-технологическая академия.

241037. г. Брянск, пр. Станке Димитрова. 3. Подписано к печати 10.09.2003 г V . ; Отпечатано в типографии лесохозяйствепного факультета

»15480