Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Комплексная сравнительная оценка состояния сосновых древостоев в зоне влияния аэропромышленных выбросов Среднеуральского медеплавильного завода

ВАК РФ 06.03.03, Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними

Автореферат диссертации по теме "Комплексная сравнительная оценка состояния сосновых древостоев в зоне влияния аэропромышленных выбросов Среднеуральского медеплавильного завода"

у

На правах рукописи

Попов Артем Сергеевич

Комплексная сравнительная оценка состояния сосновых древостоев в зоне влияния аэропромышленных выбросов Среднеуральского медеплавильного завода

06.03.03 - Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Екатеринбург 2006

Работа выполнена на кафедре прикладной физики и биофизики Уральского государственного лесотехнического университета.

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Шавнин Сергей Александрович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор Шиятов Степан Григорьевич

кандидат сельскохозяйственных наук Фимушин Борис Семенович

Ведущая организация: кафедра экологии Уральского государственного университета

Защита состоится «26» мая 2006 г. в А? часов на заседании диссертационного совета Д 212.281.01 Уральского государственного лесотехнического университета по адресу: 620100, г. Екатеринбур1, ул. Сибирский тракт, д. 36.

С диссертацией можно ознакомился в библиотеке Уральского государственного лесотехнического университета.

Автореферат разослан «26» апреля 2006 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета л

проф., д.с.-х.н Л. И. Аткина

¿O&SA

fiW

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Важное место при решении проблем охраны и восстановления лесов отводится разработке методов оценки состояния и устойчивости древостоев к действию антропогенных факторов, включая аэропромышленные загрязнения. В настоящее время вопросы оценки состояния лесных экосистем изучены значительно лучше, чем проблема их устойчивости. Объектом исследования были выбраны сосновые древостой, поскольку сосна обыкновенная (Pinus sylvestris) - один из наиболее распространенных на Урале видов древесных растений. Вместе с тем, деревья сосны являются чувствительными индикаторами к влиянию различных загрязнений.

Цель и задачи исследований. Целью работы является проведение сравнительной оценки состояния и устойчивости сосновых молодняков и средневозрастных насаждений, испытывающих негативное воздействие аэропромышленных загрязнений Среднеуральского медеплавильного завода (СУМЗа).

Основные задачи исследований:

1. Сравнительное изучение основных морфометрических характеристик молодых и средневозрастных сосновых древостоев в районе исследования.

2. Изучение влияния аэропромышленных выбросов на динамику изменения индексов годичных радиальных приростов старшевозрастных сосновых древостоев, характеризующихся различной степенью угнетения.

3. Исследование возможности использования сравнительного анализа динамики индексов радиальных годичных приростов сосновых древостоев различных возрастов для оценки их устойчивости к действию загрязнений.

4. Изучение влияния дополнительного стрессового воздействия на сезонную динамику отдельных физиологических показателей с целью выделения различных уровней устойчивости фотосинтетического аппарата хвои сосны.

Научная новизна заключается в следующих основных результатах исследований, полученных автором в процессе работы над диссертацией и выносимых на защиту.

1. Проведено комплексное обследование средневозрастных сосновых древостоев в условиях действия техногенных загрязнений СУМЗа, позволяющее оценить их состояние.

2. Составлены карты-схемы состояния сосновых насаждений двух групп возраста по отдельным морфомегрическим характеристикам, а также их совокупности. Сравнительный анализ карт позволил выявить различия в состоянии молодых и средневозрастных древостоев, испытывающих

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА С.-Петербург ОЭ 200<4ктЛ,72'

одинаковую техногенную нагрузку, и свидетельствует об ухудшении состояния древостоев с возрастом.

3. Установлено, что совокупное влияние аэропромышленных выбросов и продолжительного водного стресса, вызванного в отдельные годы дефицитом осадков, приводит к уменьшению индексов годичных радиальных приростов старшевозрастных древостоев и в меньшей мере сказывается на их величине в молодых насаждениях, сформировавшихся в условиях постоянного действия поллютантов.

4. Изучен характер изменений сезонной динамики отдельных физиологических характеристик двухлетней хвои деревьев сосны, испытывающих стрессовое воздействие различной природы, состава и интенсивности. Выделены как минимум три уровня устойчивости фотосинтетического аппарата сосны обыкновенной.

Практическая ценность работы. Заложенные в процессе выполнения работы пробные площади и результаты сравнительного анализа состояний сосновых древостоев разных возрастов могут быть использованы при реализации региональных экологических программ разных уровней, ведении локального мониторинга лесов и разработке рекомендаций по проведению лесохозяйственных мероприятий по снижению ущерба, наносимого лесам загрязнениями. Полученные данные свидетельствуют о возможности использования динамики отдельных ростовых и физиологических характеристик древостоев (индексов годичных радиальных приростов, содержания свободной воды и хлорофиллов в двухлетней хвое) в качестве критериев оценки уровней устойчивости к действию стрессовых факторов.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на научно-технических конференциях студентов и аспирантов УГЛТУ (Екатеринбург 2003, 2004, 2006); XI Всероссийской студенческой научной конференции "Экология и проблемы охраны окружающей среды" (Красноярск, 2004); Международной конференции "Экология Сибири, Дальнего Востока и Арктики (Е5РЕА-2001)" (Томск, 2001); V международной научно-технической конференции "Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса" (УГЛТУ, 2005).

Публикации. По материалам исследований опубликовано 8 научных работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка цитируемой литературы и приложения, изложена на 149 страницах машинописного текста, включает 22 таблицы и 24 рисунка. Список литературы содержит 139 библиографических ссылок, в том числе 18 на иностранном языке.

ГЛАВА 1. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОГЕННЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ НА ДРЕВЕСНЫЕ РАСТЕНИЯ И ЛЕСНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ

В последнее время становится очевидным, что для поддержания био-i еохимических циклов в биосфере необходимо обеспечить оптимальные условия для деятельности продуцентов (Николаевский, 1983). Высокая чувствительность зеленых растений объясняется наличием у них фотосинтетического аппарата, отсутствующего у консументов и редуцентов. В процессе связывания токсичных газов происходят серьезные сбои в физиологических процессах (Илькун, 1978).

В лесных биоценозах почти все поступающие из атмосферы тяжелые металлы накапливаются в подстилке и гумусовом горизонте (Вайчис и др., 1988). Достигающая поверхности почвы промышленная пыль задерживается в насаждении слоем лесной подстилки. Здесь же накапливаются токсические вещества, поступающие с загрязненным ежегодным опадом.

Влияние аэропромышленных выбросов на древесные растения и экосистемы разнообразно и сложно. Деформации физиологических и биохимических клеточных процессов, накапливаясь, со временем приводят к качественным изменениям в строении и энергетике клетки Запускается необратимая реакция деградации отдельных органов и организма в целом, в результате чего эффект наблюдается и на экосистемном уровне.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Район исследований находится на юго-западе Свердловской области, в зоне действия Ревдинско-Первоуральского промышленного узла. Основным источником загрязнения в районе исследований является СУМЗ. Специфика токсического эффекта выбросов медеплавильного завода заключается в совместном действии тяжелых металлов и сернистого ангидрида (Воробейник и др., 1994; E.-D. Schulze et al., 2005). Однако СУМЗ является не единственным эмитентом полютантов. Дополнительный вклад в загрязнение вносит целый ряд предприятий г. Первоуральска.

Программа работ включала:

1. Проведение анализа литературных данных о влиянии промышленных загрязнений на состояние и устойчивость сосновых древостоев.

2. Сбор и изучение данных о природных условиях, состоянии лесного фонда, загрязнении почв и других особенностях района проведения исследований.

3. Оценку состояния насаждений под действием выбросов поллютан-тов на основе величин их морфометрических характеристик и проведение зонирования молодых и средневозрастных древостоев.

4. Изучение динамики индексов годичных радиальных приростов древостоев разных возрастных групп.

5. Исследование влияния дополнительного стрессового воздействия (окорения) на устойчивость лесных культур сосны, расположенных в зонах с различной степенью загрязнения.

6. Изучение сезонной динамики диагностических физиологических характеристик фотосинтетического аппарата деревьев сосны в условиях атмосферного загрязнения.

В основу оценки морфометрических показателей древостоев заложен метод обследования пробных площадей (ПП). При закладке ПП руководствовались действующим отраслевым стандартом ОСТ 56-60-83, а также методическими рекомендациями Огиевского В. В. и Хирова А. А. (1974) На каждой ПП выделяли и маркировали группу из 10 модельных деревьев сосны с диаметрами наиболее близкими к среднему, у которых измеряли высоты и брали керны на высоте 0,3 м с западной стороны ствола. С помощью кернов устанавливался возраст модельных деревьев сосны.

С помощью традиционных методов были построены индивидуальные древесно-кольцевые хронологии, которые перекрестно датировались с применением автоматизированной системы LINT AB в программном пакете TSAP. Данные приростов усреднялись. Расчет индексов приростов проводился с помощью программ TREND и ARSTAN (Cook, 1985).

При закладке эксперимента с применением дополнительного стрессового воздействия на двух ПП, расположенных в 4,1 и 18,4 км от СУМЗа, выбрано по две биогруппы деревьев с различным жизненным состоянием. Деревья модальной группы (21 дерево) имеют средние для данного участка величины высот и диаметров (II класс роста по Крафту). Деревья угнетенной группы (30 деревьев) имеют наименьшие величины ростовых характеристик (V класс роста по Крафту). В каждой биогруппе заложено три варианта опыта по влиянию экспериментально вызванного стресса. Стрессовое воздействие заключалось в удалении коры и луба (0, 90 и 100 % длины окружности ствола на высоте 1,3 м от шейки корня). Ширина зоны окорения составляет 10 см. Поверхность поврежденного участка покрывали садовым варом.

Для определения пигментного состава и содержания катехина в хвое использовали общепринятую методику (Методы..., 1978; Крючков и др., 1988). В хвое второго года определяли содержание свободной и связанной воды (Практикум ..., 1996). Образцы почв для определения тяжелых металлов подготавливали к анализу по общепринятой методике (Аринушки-на, 1970). Измерение концентрации тяжелых металлов проводили в вытяжках, полученных при обработке образцов азотной кислотой, на атомно-абсорбционном спектрометре "Спираль-14". Обработку данных проводили с использованием пакетов программ "Excel ХР для Windows", "Statistica 6.0", ARCView 3.2, ARCMnfo 8.1.

В ходе полевых работ подобрано и заложено 13 ПП в естественных сосновых древостоях IV класса возраста и старше (табл. 1). Девять ПП заложены на территории Билимбаевского лесхоза, две - на территории Рев-динского и по одной ПП на территории Верх-Исетского лесхоза и УУОЛ УГЛТУ. На тринадцати ПП проведены измерения основных лесоводствен-но-таксационных показателей и содержания тяжелых металлов в горизонте А, почв. На ПП 4, 7, 12 и 13 изучалась динамика годичных радиальных приростов. На ранее заложенных в лесных культурах ПП 4 и ПП 9 (Папу-лов, 2003) проводились измерения содержания в двухлетней хвое пигае-тов, катехинов, свободной и связанной воды под влиянием дополнительного стрессового воздействия. На ПП 9 также наблюдали динамику индексов годичных радиальных приростов.

ГЛАВА 3. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА МОРФОМЕТРИЧЕ-СКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МОЛОДЫХ И СРЕДНЕВОЗРАСТНЫХ СОСНОВЫХ ДРЕВОСТОЕВ В ЗОНЕ ДЕЙСТВИЯ ВЫБРОСОВ

СУМЗа

ПП находятся в сосновых древостоях старших классов возрастов, располагающихся в относительной близости от ПП, заложенных в сосновых молодняках (Папулов, 2003).

На каждой ПП определяли средние диаметры и высоты сосны, как элемента древостоя. Приведение диаметров к возрасту 70-ти лет проводили путем вычитания величин радиальных приростов за соответствующие периоды времени. Величины приведенных высот определяли с помощью интерполяции по бонитировочной шкале М. М. Орлова, учитывая класса бонитета насаждения.

На основе вычисленных величин показателей состояния (ПС) по диаметру и высоте для каждой ПП проводился расчет обобщенного показателя состояния (ОПСморф). После чего проводилось зонирование исследуемой территории для сосновых насаждений 30-ти и 70-тилетнего возраста. Его результаты приведены на рис. 1.

Анализ результатов сравнительной оценки сосновых насаждений различных возрастов показал, что состояние расположенных в непосредственной близости друг от друга сосновых древостоев различных возрастов существенно различается. При этом для молодых насаждений характерно более резкое улучшение ростовых характеристик с удалением от источника выбросов. В результате этого на большей площади района исследований сосновые молодняки демонстрировали удовлетворительное и хорошее развитие. У средневозрастных переходы между зонами более постепенные. Большая их часть имеет очень плохое и плохое состояние.

Таблица 1

Лесоводственно-таксационная характеристика древостоев (тип лесорастительных условий по Колесникову Б. П., 1973)

Расстояние Возраст, лет Средние Тип леса Тип ЛРУ

№ПП Румб от СУМЗа, диаметр, высота, Состав Бонитет

км см м

1 СВ 9,4 77 27,4 24,5 9С1Е ЕСтр I 331

2 СВ 11.5 77 29 30,2 9С1Б Сяг 1а 322

3 СВ 8,8 71 24,7 18,3 9С1Е Сяг III 322

4 ЮЗ 19,1 80 36,5 27 6СЗБ1Лц ЕСтр I 331

5 ЮЗ 19,7 132 44,1 29,3 8С1Б1ЛЦ ЕСтр II 331

6 СЗ 12 71 31,4 30,9 ЮС ЕСяг 1а 323

7 СЗ 11,2 93 31,2 26,7 ЮС ЕСтр I 331

8 юв 8,7 74 22,9 21,5 ЮС ед.Е Сяг II 331

10 СВ 10,6 78 32,5 25,3 9С1Лц ЕСяг I 323

12 юз 1.8 88 27,3 20,9 8С1Е1Б ЕСтр III 331

13 ЮВ 16,7 100 34,2 27,7 7СЗБ Сяг I 331

14 юз 16,4 144 44,3 30,2 5СЗБ2Лц ед.Е ЕСтр II 331

15 СВ 27,2 1 100 33,7 26,7 9С1Лц ед.Е,Б Сяглл I 332

А Б

Рис 1 Карты-схемы состояния 30-летних (А) и 70-летних (Б) сосновых гревостоев. на территории, приаегаюшей к СУМЗу. составленные на основе обобщения (в баллах) морфометрических показателей

Использование величин 011С древостоя в качестве основного критерия оценки его состояния позволяет проводить сравнение насаждений между собой. Однако такой подход не позволяет описать происходящие внутри древостоя структурные изменения и выявлять факторы, являющиеся причинами появления этих изменении Дополнение качественных оценок сосшяния древостоя статистическими показателями рядов распределения стволов по ступеням толщины, характеризующими структуру насаждения, является перспективным при определении факторов, наложивших отпечаток на развитие древостоя, а также оценке эффективности проведенных в них хозяйственных мероприятий

ГЛАВА 4. РАДИАЛЬНЫЙ ПРИРОСТ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ АЭРОПРОМЫШЛЕННЫХ ВЫБРОСОВ

СУМЗА

В качестве характеристики реакции древостоя на воздействие факторов среды целесообразно использовать наиболее информативные показатели продуктивности насаждения Таким показателем является текущий приросi по диаметру, позволяющий количественно оценить влияние внешних факторов среды на рост отде 1ьных деревьев или древостоев (Фи-мушин, 1979, Лиепа, 1985, Guderian, 19701.

Часто для определения ччвствнтельности годично) о радиального поироста сосны обыкновенной к влиянию аэропромышленных выбросов применяется подход, называемый в дендрохронологии традиционным (Innés, 1989) Результатом данного рода исследования является возможность изучения динамики радиальных приростов по пятилетиям (рис 2).

» ГП4 —■— ГП7 ПП12 -Y— ПП1Э

Рис. 2. Динамика радиального прироста по пятилетиям сосновых древосто-ев, испытывающих техногенное воздействие различной степени.

Насаждения на ПП 4, 7, 12 и 13 относятся к одной группе типов леса по режиму увлажнения - устойчиво свежие; а также растут на схожих почвах (Лесорастительные условия ..., 1973). В 70-летнем возрасте они характеризовались различным состоянием (табл. 2). Помимо этого, указанные древостой на момент закладки пробных площадей достигли возраста 80-100 лет, то есть, имели определенную историю развития в условиях, свободных от влияния загрязнения.

Но традиционный подход имеет недостатки. Величина годичного прироста зависит от влияния целого набора факторов: климата, возраста дерева, почвенно-грунтовых условий и т. д. Поэтому не корректно приписывать снижение радиального прироста по мере приближения к источнику выбросов исключительно влиянию техногенного загрязнения, хотя данный фактор может вносить свой вклад в снижение динамики ростовых процессов (Шиятов, 1973; Innés, 1989).

Таблица 2

Величины ПС (в баллах) по отдельным характеристикам и OI1C (в баллах), рассчитаные для сосновых древостоев, растущих в зонах с различным уровнем техногенной нагрузки

№ ПП Румб Расстояние от СУМЗа, км ПС (D) ПС (Н) ОПСМОРФ

4 ЮЗ 19,1 62 62 62

7 СЗ 11,2 22 46 32

12 ЮЗ 1,8 15 5 9

13 юв 16,7 36 47 41

В ходе исследований исключение неклиматических факторов проводилось с помощью индексирования и усреднения древесно-кольцевых хронологий (Шиятов и др., 2000). Анализ динамики индексов радиального прироста древостоя на ПП 12, расположенной в непосредственной близости от источника выбросов, позволяет выявить ее существенное отклонения от хода развитая индексов радиального прироста на ПП 4 (рис. 2). Влияния загрязнения на динамику индексов годичных радиальных приростов древостоев ПП 7 и 13 отмечено не было.

Для определения характера совокупного влияния на сосновые древостой природно-климатических факторов и антропогенного загрязнения были проанализированы данные по температуре и осадкам, полученные на станции Ревда с 1959 г. Было установлено, что синергический характер действия выбросов СУМЗа и нескольких засух в течение ряда лет в середине 1970-х годов вызвал у деревьев сосны на импактной ПП 12 появление жесткого углеводного дефицита и падение индексов приростов, продолжавшееся до середины 1980-х.

Устойчивость хвойных древостоев различных возрастов к техногенному загрязнению изучена мало. Анализ динамики индексов годичных радиальных приростов позволяет решить этот вопрос. Керны для изучения древесно-кольцевых хронологий сосновых молодняков импактной зоны были взяты на ПП 9, расположенной в 4 км северо-восточнее СУМЗа. Анализ динамики индексов приростов сосновых древостоев разных возрастов с очень низкими ростовыми характеристиками (ПП 9 и ПП 12) выявил наличие между ними значительных отклонений (рис. 2). При сравнении индексов радиальных приростов старшевозрастных сосновых древостоев (ПП 4) и молодняков импактной зоны (ПП 9) обнаруживается их значительное сходство. Это позволяет предположить, что молодые лесные культуры сосны, сформировавшиеся под постоянным влиянием аэропромышленных поллютантов, более устойчивы к засушливым условиям, чем находящиеся в аналогичной ситуации старшевозрастные.

Способность дендрохронологического подхода улавливать такого рода расхождения в динамиках ростовых индексов древостоев, находящихся в различном состоянии, позволило сделать вывод о возможности его использования при оценке устойчивости древостоев к воздействию на них поллютантов.

В динамике индексов радиальных приростов сосновых молодняков, произрастающих в импактной зоне, не наблюдается продолжительного спада в 1978 - 1984 г.г., который существует у средневозрастного древостоя в аналогичных условиях загрязнения. Напротив, она имеет много общего с ростовой динамикой средневозрастного древостоя фоновой ПП 4.

Рис 2 Динамика ип аексон m шчных ра (иа iuHmx nprpiK iob лречосюсн рас 13 щнх is фоновых (IIII -íj и им нам пы\ (1111 9 и III! 12) условиях

Данные факты могут свидетельствовать о большей устойчивости к действию поллютантов молодых древостоев, чье формирование проходило под постоянным действием аэропромышленных выбросов. При таком сравнении необходимо учитывать, что сопоставляемые древостой должны быть близкими по состоянию.

ГЛАВА 5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО СТРЕССОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРИ ОЦЕНКЕ

УСТОЙЧИВОСТИ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ К ДЕЙСТВИЮ АЭРОПРОМЫШЛЕННЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

Негативное влияние аэропромышленных загрязнений приводит к снижению интенсивности поступления ассимилятов из кроны к корням дерева. Было принято решение моделировать этот процесс путем удаления части луба. Интенсивность применяемого воздействия регулируется за счет удаления флоэмной ткани по всей длине окружности ствола либо определенной ее части. Таким образом деревья, растущие в фоновых условиях находятся под действием только экспериментального стресса. Растения импактной зоны помимо влияния дополнительного стресса испытывают еще и действие со стороны газовых поллютантов.

С целью изучения влияния дополнительного стресса на пигменнтный аппарат сосны был проведен анализ сезонных изменений содержания хлорофиллов в двухлетней хвое деревьев, характеризующихся различным жизненным состоянием, растущих на фоновой ПП 4 и импактной ПП 9 (рис. 3 и 4). Предварительно было проведено нормирование величин содержания хлорофиллов к показателю, зафиксированному у деревьев с определенным жизненным состоянием на каждой из ПП в момент закладки опыта с окорением. Сезонная динамика содержания других пигментов, ка-ротиноидов, в двухлетней хвое деревьев сосны, выросших в различных условиях загрязнения, аналогична динамике суммарного содержания хлорофиллов.

Были получены следующие результаты:

1. Дополнительный стресс получает развитие с течением времени и максимально проявляется во второй год ведения наблюдений.

2. При совместном воздействии атмосферного загрязнения и дополнительного стресса на модальные деревья эффект влияния последнего недостоверен. По-видимому, это является следствием проявления импакт-ными древостоями большей устойчивости к экспериментальному стрессовому воздействию. У модальных растений на фоновой ПП 4 под действием такой нагрузки наблюдали переход фотосинтетического аппарата в новое состояние.

А

25 05 04 15 06 04 06 07 04 27 07 04 17 08 04 07 09 04 28 09 04

дата

—♦—0% -»-90% —100% В

1 1 80 й

| 1 60 х

1 40

I

060

25 05 04 15 06 04 06 07 04 27 07 04 17 С8 04 07 09 04 28 09 04

ъ 1,80

о

ф г 1 60

X

1,40

1,20

1,00

0,80

0 60

25 05 05 1506 05 06 07 05 27 07 05 17 08 05 07 09 05 28 09 05 19 10 05

дата

—♦—0% —90% 100% Г

I 1'80

V

? 160 X

1.40 1.20 1 00 0 60 0,60

-0% ■

- 100%

25 05 05 15 06 05 06 07 05 27 07 05 17 08 05 07 09 05 28 09 05 19 10 05

дата

—»—0% -«—90% -*—100%

Рис. 3. Влияние экспериментального стресса на сезонные изменения суммарного содержания хлорофиллов а и б в двухлетней хвое деревьев сосны на ПП 4, характеризующихся определенным жизненным состоянием (А и Б -11114 модальные деревья; В и Г - угнетенные деревья)

Рис. 4. Влияние экспериментального стресса на сезонные изменения суммарного содержания хлорофиллов а и б в двухлетней хвое деревьев сосны на IIII9, характеризующихся определенным жизненным состоянием (А и Б -1111 4 модальные деревья; В и Г - угнетенные деревья)

3. Состояние угнетенных деревьев сосны, растущих на ГШ 4, испытывающих совокупное воздействие внутривидовой конкуренции и окоре-ния, резко ухудшалось в начале второго года наблюдения.

Рассматривали влияние экспериментального стрессового воздействия на антиоксидантную систему. Ее действие проявляется в полной мере в условиях сильного стресса, включающего в себя, помимо механических нарушений, совокупное влияние на древостой загрязнений и внутривидовой конкуренции. В течение первого года наблюдений не было выявлено отличий в сезонной динамике содержания катехинов у модальных и угнетенных деревьев на обеих ГШ. Существенное влияние дополнительного стресса наблюдалось только во второй год наблюдений.

Под действием дополнительного стресса изменяется оводненность хвои сосны. Этот показатель у деревьев на ПП 9 достоверно ниже, чем у растений, выросших на ПП 4. При этом содержание в хвое свободной воды изменялось под действием стрессовой нагрузки (табл. 3 и 4). На протяжении первого года эксперимента характер сезонной динамики уровня содержания свободной воды у окоренных деревьев был аналогичен тому, что наблюдался у неокоренных растений. Во второй год проведения эксперимента наблюдалось снижение содержания свободной воды в хвое 100%-ноокоренных деревьев. Характер изменения сезонной динамики уровня свободной воды в хвое угнетенных деревьев фоновой ПП 4 в первый год аналогичен тому, что наблюдался в случае с модальными. В 2005 г. у 100% окоренных угнетенных растений также наблюдалось снижение содержания свободной воды.

Таблица 3

Динамика содержания свободной воды в двухлетней хвое деревьев сосны (в отн. ед., за 1,00 принят показатель от 25.05 0ф, характеризующихся различным жизненным состоянием, на ГШ 4

дата модаль-ные-0% модаль-ные-90% модаль-ные-100% угнетен-ные-0% угнетен-ные-90% угнетен-ные-100%

25 05 2004 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

14 06 2004 1,57 1,74 1,52 1,05 1,13 1,09

05 07 2004 0,89 1.13 0,99 0,82 1 00 0,95

25 07 2004 0,68 0,53 0,78 0,46 0,71 0,72

15 08 2004 1,44 1,92 1,72 1,28 1.19 1,59

05 09 2004 1 19 1,38 1,13 0,82 0,95 0,99

27 09 2004 1 09 1,56 1,51 1,00 1,02 1,11

17 10 2004 1,75 1,63 1,66 1,07 0,89 0,86

30 05 2005 1,78 1,73 0 93 1,23 0,98 0,95

03 07 2005 1 82 1,81 0,75 0,96 0,98 0 57

03 08 2005 1,84 1,68 0,89

05 09 2005 1,64 1,64 0,69

05 10 2005 0,99 1,13 0,54

Таблица 4

Динамика содержания свободной воды в двухлетней хвое деревьев сосны (в отн. ед., за 1,00 принят показатель от 25.05.0$, характеризующихся различным жизненным состоянием, на ГШ 9

дата модальные-0% модальные-90% модальные-100% угнетенные-0% угнетенные-90% угнетенные-100%

25 05 2004 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

14 06 2004 1,49 1,71 1,22 1,47 1,38 1,42

05 07 2004 0,95 1,64 1,12 1,22 1,00 0,80

25 07 2004 1,37 1,60 1,24 1,36 1,45 1,04

15 08 2004 1.21 1,44 0,63 0,86 1,24 1.24

05 09 2004 1,41 1,53 1,15 1,08 1,05 1,22

27 09 2004 1,30 2,17 1,40 1,57 1,72 1,69

17 10 2004 1 78 1.57 1,40 1,28 1,38 0,98

30 05 2005 1,19 1,90 1,15 1,23 1,62 1,29

03 07 2005 1,57 2,27 0,93 1,36 1,43 1,37

03 08 2005 1,86 1,54 0,76 1,46 1,55 1 40

05 09 2005 1,16 2,03 1,19 1,22 1,31 1 34

05 102005 1,29 1,44 0,90 1,56 0,98 1,22

Реакция подверженных дополнительному стрессу модальных деревьев ГШ 9 была разной. Для растений, подвергшихся 90% окорению, характерно повышенное содержание свободной воды в хвое на всем протяжении опыта. Этот показатель у полностью лишенных флоэмы деревьев, напротив, с середины августа 2004 г. существенно ниже. У окоренных тонкомерных деревьев ГШ 9 не было отмечено достоверных различий в динамике содержания свободной воды в двухлетней хвое по сравнению с неокоренными. Вероятно, количество свободной воды фотосинтетического аппарата этих растений, сформировавшихся в условиях совокупного воздействия внутривидовой конкуренции и промышленного задымления, изначально находилось около своего нижнего предела. Влияние дополнительного стресса на содержании связанной воды сказывается значительно меньше.

Таким образом, изучение влияния дополнительного стресса на сезонную динамику отдельных физиологических характеристик деревьев сосны, произрастающих в условиях фона и импакта, позволило сделать следующие выводы:

1. Наибольшее влияние дополнительный стресс имеет на пигментный состав и водный обмен.

2. Комплексный анализ результатов позволяет выделить как минимум три уровня устойчивости лесных экосистем, в зоне действия аэропромышленных загрязнений:

1) Первый уровень устойчивости - это устойчивость древостоев с нормальным (фоновым) состоянием. К таким древостоям относятся исходные, неподверженные антропогенному воздействию, либо испытывающие слабое влияние лесные экосистемы. Для них характерна высокая чувствительность к погодным условиям, а также максимальная сезонная изменчивость содержания пигментов в хвое и ее оводненности.

2) Второй уровень наблюдается у древостоев, находящихся в переходном состоянии (буферная территория). Эти леса подвергаются существенному антопогенному воздействию (снижение абсолютных значений диагностических характеристик по сравнению с фоном), однако их репарационный потенциал обеспечивает частичное самовосстановление, что проявляется в отсутствии достоверных расхождений динамики индексов диагностических характеристик с тем, что наблюдалось на фоновых ПП в отдельные моменты вегетационного периода.

3) Устойчивость третьего уровня характерна для лесных экосистем импактной территории, находящихся в критическом (предшествующем гибели) состоянии. Эти древостой подвержены сильному негативному антропогенному воздействию. Репарационный потенциал живой экосистемы почти исчерпан, однако полной деградации еще не наступило. Для них характерны достоверно более низкие показатели абсолютных значений и индексов диагностических характеристик на протяжении всего года.

3. Эффект влияния дополнительного стрессового воздейс1вия развивается во времени. Следует отметить, что изменения динамики отдельных характеристик наблюдаются уже в первый год, но основные отклонения от контроля происходят во второй год.

ВЫВОДЫ

Проведенные в ходе работы над диссертацией исследования позволяют сделать следующие выводы:

1. Величины морфометрических показателей сосновых древостоев различных возрастов, произрастающих в зоне действия аэропромвыбросов, с приближением к СУМЗу уменьшаются. Состояние молодых и средневозрастных сосновых древостоев, испытывающих негативное стрессовое воздействие одинаковой интенсивности, достоверно различно. Большая часть сосновых молодняков района исследований характеризуется удовлетворительным и хорошим состоянием, тогда как в средневозрас гных насаждениях преобладают древостой с очень плохим и плохим состоянием.

2. С усилением влияния загрязнений в старшевозрастных древостоях происходит снижение величин радиальных приростов по пятилетиям. Уменьшение индексов годичных радиальных приростов в условиях многолетнего дефицита осадков по сравнению с фоновым состоянием наблюдалось только на импактной ПП. Это позволило выделить три состояния на-

саждений, сформировавшихся в условиях действия аэропромышленных выбросов: I - нормальное (древостой фоновой ПП); II - переходное (древостой буферных ПП, в которых под действием техногенных загрязнений уменьшаются абсолютные показатели приростов); III - критическое (им-пактные древостой, в которых под действием загрязнений помимо снижения приростов длительный дефицит осадков вызывает уменьшение величин индексов приростов).

3. Отсутствие уменьшения индексов годичных радиальных приростов при одновременном действии загрязнения и дефицита осадков у молодых сосновых насаждений, сформировавшихся в импактной зоне в условиях постоянного влияния СУМЗа, свидетельствует об их большей устойчивости к действию аэропромвыбросов. Реакция индексов годичных радиальных приростов на проявление стрессового воздействия может использоваться в качестве дополнительного критерия оценки устойчивости дре-востоев.

4. Реакция деревьев сосны на дополнительное стрессовое воздействие (окорение) развивается на протяжении более двух лет. При этом изменяется пигментный состав, содержание свободной и связанной воды, общая оводненность и состояние антиоксидантной системы хвои. Величина и характер физиологических реакций зависит от жизненного состояния дерева и силы техногенного воздействия.

5. Физиологические исследования позволили выделить не менее трех состояний деревьев: I - нормальное; II - переходное; III - критическое. Для второго состояния характерно наличие временных отклонений в сезонной динамике значимых физиоло! ических характеристик от нормы (фона). В критическом состоянии комплекс диагностических характеристик состояния хвои достоверно отличается от контроля

6 Анализ данных о лесохозяйственных мероприятиях, которым подвергался древостой в процессе формирования, их интенсивности и методах, а также материалов о состоянии (ОПСморф) и структуре (статистические показатели рядов распределения стволов по ступеням толщины) насаждения позволяет оценить эффективность проведенных в древостое работ.

ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:

1. Шавнин С. А., Иванченко В. Г., Голиков Д. Ю., Калинин В. А., Попов А. С. Оценка состояния лесонасаждений вблизи Хантайского во-дохранилща (Таймырский АО) // Экология Сибири, Дальнего Востока и Арктики (Е8ЕЕА-2001): Тез. докл., - Томск, 2001. - 191 с.

2. Веселкин Д. В., Мухин В. А., Шавнин С. А., Фомин В. В., Попов А. С. Строение эктомикориз и состояние древостоев сосны обыкно-

¿ообЛ

166Г

№ ~ 96 6 6

венной в условиях загрязнения СУМЗа // Леса Урала и хозяйство в них: Сб. научн. Трудов. - Вып. 23. - УГЛТУ, Екатеринбург, 2003. -с. 172-183.

3. Попов А. С., Королева Л. И,, Щавнин С. А. Динамика содержания фосфора и аммонийного азота в почвенном горизонте А( при комбинированном стрессовом воздействии на молодняки сосны // Материалы научно-технической конференции студентов и аспирантов / УГЛТУ. - Екатеринбург, 2003. - с. 45-46.

4. Тарасова Н. С., Попов А. С. Влияние комбинированного стресса и аэропромышленного загрязнения на сезонную динамику потребления азота и фосфора деревьями сосны обыкновенной // Экология и проблемы охраны окружающей среды: Тез. докл. XI Всероссийской студенческой конференции., - Красноярск, 2004. - с. 51-52.

5. Попов А. С., Шавнин С. А. Влияние комбинированного стресса и аэропромышленного загрязнения на сезонную динамику потребления 1ЧРК деревьями сосны обыкновенной // Материалы научно-технической конференции студентов и аспирантов лесохозяйствен-ного факультета / УГЛТУ. - Екатеринбург, 2004. - с. 40-41.

6. Голиков Д. Ю., Шавнин С. А., Крюк В. И., Попов А. С. Влияние стрессовых факторов на электрофизиологические характеристики прикамбиального комплекса ствола деревьев сосны обыкновенной // Материалы V международной науч.-техн. конф. "Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса" - УГЛТУ, Екатеринбург, 2005. - с. 115-116.

7. Шавнин С. А., Крюк В. И., Голиков Д. Ю., Марина Н. В., Новоселова Г. Н., Попов А. С. Использование дополнительного стрессового воздействия при экспресс-диагностике состояния и устойчивости деревьев сосны обыкновенной // Материалы V международной науч,-техн. конф. "Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса" - УГЛТУ, Екатеринбург, 2005. - с. 117-118.

8. Шинелев Д. М., Попов А. С., Сокова А. И. Влияние Первоуральско-Ревдинского промышленного узла на распределение по ступеням толщины деревьев сосны обыкновенной // Материалы II Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов -УГЛТУ, Екатеринбург, 2006. - с. 94-97.

Подписано в печать 24.04.2006 г. Объем 1 пл.; Заказ №79гНираж 100. 620100 Екатеринбург, Сибирский тракт, 37, Уральский государственный лесотехнический университет, отдел оперативной полиграфии.

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Попов, Артем Сергеевич

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.,.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОГЕННЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ НА ДРЕВЕСНЫЕ РАСТЕНИЯ И ЛЕСНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ.

1.1 Общее токсическое, действие аэропромвыбросов на древесные растения и экосистемы.

1.2 Стресс у растений.

1.3 Устойчивость растений и растительных сообществ к техногенным воздействиям.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Общая характеристика района исследования.

2.2 Краткая характеристика источников загрязнения.

2.3 Программа работ.

2.4 Методы исследований.

2.4.1 Методика проведения лесоводственно-таксационного описания лесных насаждений.

2.4.2 Дендрохронологические методы исследований.

2.4.3 Методика закладки эксперимента с применением дополнительного стрессового воздействия.л.

2.4.4 Физиолого-биохимические методы изучения состояния древосто-ев.

2.4.5 Использование статистических и геоинформационных компьютерных пакетов для анализа и обработки результатов.

2.5 Объем выполненных работ.

ГЛАВА 3. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА МОРФОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МОЛОДЫХ И СРЕДНЕВОЗРАСТНЫХ СОСНОВЫХ ДРЕВО-СТОЕВ В ЗОНЕ ДЕЙСТВИЯ ВЫБРОСОВ СУМЗА.

3.1 Оценка морфометрических показателей сосновых древостоев различных возрастов.

3.2 Зонирование сосновых молодняков и средневозрастных древостоев по морфометрическим характеристикам и их сравнительная оценка.

ГЛАВА 4. РАДИАЛЬНЫЙ ПРИРОСТ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ АЭРОПРОМЫШЛЕННЫХ ВЫБРОСОВ СУМЗА.

4.1 Влияние техногенных нагрузок различной степени интенсивности на характер повреждения сосновых древостоев.

4.2 Использование древесно-кольцевых хронологий для изучения влияния аэропромвыбросов на динамику радиальных приростов сосновых древостоев.

4.3 Сравнительный анализ устойчивости сосновых древостоев различных возрастов к действию аэропромышленных загрязнений.

ГЛАВА 5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО СТРЕССОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРИ ОЦЕНКЕ УСТОЙЧИВОСТИ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ К ДЕЙСТВИЮ АЭРОПРОМЫШЛЕННЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ.

5.1 Влияние дополнительного стресса на пигментный аппарат сосны обыкновенной.

5.2 Влияние дополнительного стресса на антиоксидантную систему.

5.3 Влияние дополнительного стресса на водный режим хвои.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Комплексная сравнительная оценка состояния сосновых древостоев в зоне влияния аэропромышленных выбросов Среднеуральского медеплавильного завода"

Актуальность темы. Важное место при решении проблем охраны и восстановления лесов отводится разработке методов оценки состояния и устойчивости древостоев к действию антропогенных факторов, включая аэропромышленные загрязнения. В настоящее время вопросы оценки состояния лесных экосистем изучены значительно лучше, чем проблема их устойчивости. Объектом исследования были выбраны сосновые древостой, поскольку сосна обыкновенная (Pinus sylvestris) - один из наиболее распространенных на Урале видов древесных растений. Вместе с тем, деревья сосны являются чувствительными индикаторами к влиянию различных загрязнений.

Цель й задачи исследований. Целью работы является проведение сравнительной оценки состояния и устойчивости сосновых молодняков и средневозрастных насаждений, испытывающих негативное воздействие аэропромышленных загрязнений СУМЗа.

Основные задачи исследований:

1. Сравнительное изучение основных морфометрических характеристик молодых и средневозрастных сосновых древостоев в районе исследования.

2. Изучение влияния аэропромышленных выбросов на динамику изменения индексов годичных радиальных приростов старшевозрастных сосновых древостоев, характеризующихся различной степенью угнетения.

3. Исследование возможности использования сравнительного анализа динамики индексов радиальных годичных приростов сосновых древостоев различных возрастов для оценки их устойчивости к действию загрязнений.

4. Изучение влияния дополнительного стрессового воздействия на сезонную динамику отдельных физиологических показателей с целью выделения различных уровней устойчивости фотосинтетического аппарата хвои сосны.

Научная новизна заключается в следующих основных результатах исследований, полученных автором в процессе работы над диссертацией и выносимых на защиту:

1. Проведено комплексное обследование средневозрастных сосновых древостоев в условиях действия техногенных загрязнений СУМЗа, позволяющее оценить их состояние.

2. Составлены карты-схемы состояния сосновых насаждений двух групп возраста по отдельным морфометрическим характеристикам, а также их совокупности. Сравнительный анализ карт позволил выявить различия в состоянии молодых и средневозрастных древостоев, испытывающих одинаковую техногенную нагрузку, и свидетельствует об ухудшении состояния древостоев с возрастом.

3. Установлено, что совокупное влияние аэропромышленных выбросов и продолжительного водного стресса, вызванного дефицитом осадков, приводит к уменьшению индексов годичных радиальных приростов старшевоз-растных древостоев и в меньшей мере сказывается на их величине в молодых насаждениях, сформировавшихся в условиях постоянного действия поллю-тантов.

4. Изучен характер изменений сезонной динамики отдельных физиологических характеристик двухлетней хвои деревьев сосны, испытывающих стрессовое воздействие различной природы, состава и интенсивности. Выделены как минимум три уровня устойчивости фотосинтетического аппарата сосны обыкновенной.

Практическая ценность работы. Заложенные в процессе выполнения работы пробные площади и результаты сравнительного анализа состояний сосновых древостоев разных возрастов могут быть использованы при реализации региональных экологических программ разных уровней, ведении локального мониторинга лесов и разработке рекомендаций по проведению ле-сохозяйственных мероприятий по снижению ущерба, наносимого лесам загрязнениями. Полученные данные свидетельствуют о возможности использования динамики отдельных ростовых и физиологических характеристик древостоев (индексов годичных радиальных приростов, содержания свободной воды и хлорофиллов в двухлетней хвое) в качестве критериев оценки уровней устойчивости к действию стрессовых факторов.

Апробация работы. Основные-результаты исследований доложены на научно-технических конференциях студентов и аспирантов УГЛТУ (Екатеринбург 2003, 2004); XI Всероссийской студенческой научной конференции "Экология и проблемы охраны окружающей среды" (Красноярск, 2004); Международной конференции "Экология Сибири, Дальнего Востока и Арктики (Е8РЕА-2001)" (Томск, 2001); V международной научно-технической конференции "Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса" (УГЛТУ, 2005).

Публикации. По материалам исследований опубликовано 8 научных работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка цитируемой литературы и приложения, изложена на 149 страницах машинописного текста, включает 22 таблицы и 24 рисунка. Список литературы содержит 139 библиографических ссылок, в том числе 18 на иностранном языке.

Заключение Диссертация по теме "Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними", Попов, Артем Сергеевич

Выводы

Проведенные в ходе работы над диссертацией исследования позволяют сделать следующие выводы: ф 1. Величины морфометрических показателей сосновых древостоев различных возрастов, произрастающих в зоне действия аэропромвыбросов, с приближением к СУМЗу уменьшаются. Состояние молодых и средневозрастных сосновых древостоев, испытывающих негативное стрессовое воздействие одинаковой интенсивности, достоверно 'различно. Большая часть сосновых молодняков района исследований характеризуется удовлетворительным и хорошим состоянием, тогда как в средневозрастных насаждениях преобладают древостой с очень плохим и плохим состоянием.

2. С усилением влияния загрязнений в старшевозрастных древостоях ® происходит снижение величин радиальных приростов по пятилетиям. Уменьшение индексов годичных радиальных приростов в условиях многолетнего дефицита осадков по сравнению с фоновым состоянием наблюдалось только на импактной ПП. Это позволило выделить три состояния насаждений, сформировавшихся в условиях действия аэропромышленных выбросов: I -нормальное (древостой фоновой ПП); II - переходное (древостой буферных ПП, в которых под действием техногенных загрязнений уменьшаются абсолютные показатели приростов); III — критическое (импактные древостой, в которых под действием загрязнений помимо снижения приростов длительф ный дефицит осадков вызывает уменьшение величин индексов приростов).

3. Отсутствие уменьшения индексов годичных радиальных приростов при одновременном действии загрязнения и дефиците осадков у молодых сосновых насаждений, сформировавшихся в импактной зоне в условиях постоянного воздействия СУМЗа, свидетельствует об их большей устойчивости к действию аэропрмвыбросов. Реакция индексов годичных радиальных приростов на проявление стрессового воздействия может использоваться в качеф стве дополнительного критерия оценки устойчивости древостоев.

4. Реакция деревьев сосны на дополнительное стрессовое воздействие (окорение) развивается на протяжении более двух лет. При этом изменяется пигментный состав, содержание свободной и связанной воды, общая овод-ненность и состояние антиоксидантной системы хвои. Величина и характер физиологических реакций зависит от жизненного состояния дерева и силы техногенного воздействия.

5. Физиологические исследования позволили выделить не менее трех состояний деревьев: I - нормальное; II - переходное; III - критическое. Для второго состояния характерно наличие временных отклонений в сезонной динамике значимых физиологических характеристик от нормы (фона). В критическом состоянии комплекс диагностических характеристик состояния хвои достоверно отличается от контроля.

6. Анализ данных о лесохозяйственных мероприятиях, которым подвергался древостой в процессе формирования, их интенсивности и методах, а также материалов о состоянии (ОПСморф) и структуре (статистические показатели рядов распределения стволов по ступеням толщины) насаждения позволяет оценить эффективность проведенных в древостое работ.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Попов, Артем Сергеевич, Екатеринбург

1. Аринушкина Е. В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во МГУ, 1970. - 492 с.

2. Арманд А. Д., Ведюшкин М. А., Тарко А. М. Модель воздействия промышленных загрязнений на лесной биогеоценоз // Влияние промышленных предприятий на окружающую среду. М: Наука, 1987. - с. 291-295.

3. Артамонов В. И. Растения и чистота природной среды. М: Наука, 1986.- 157 с.

4. Бабушкина Л. Г., Хухарева Л. А., Фалько Н. В. и др. Процессы липопе-роксидации хвои сосны обыкновенной в условиях аэротехногенного загрязнения // Растения и промышленная среда: тезисы докл. Днепропетровск, 1990.-с. 67-68.

5. Барахтенова Л. А., Николаевский В. С. Влияние сернистого газа на фотосинтез растений. Новосибирск: Наука, 1988. - 84 с.

6. Барткявичус Э. Л. Изменение радиального прироста сосновых древо-стоев в условиях локального загрязнения окружающей среды // Влияние промышленных предприятий на окружающую среду: Тез. докл. Пущино, 1984. - с. 19-21.

7. Беляева Н. В., Николаевский В. С., Маренова Г. А. Биохимические показатели для характеристики загрязнения атмосферы и состояния растениий // Экологические и физиолого-биохимические аспекты антропо-толерантности растений. Т. П.-Таллин, 1986. с. 52-54.

8. Бертитц С., Эндерляйн X., Энгманн Э. и др. Влияние загрязнений воздуха на растительность. М.: Лесная промышленность, 1981. - 184 с.

9. Богданова Д. А. Стволовые вредители в зоне промышленного загрязнения // Экология. 1987. - №1. - с. 87-90.

10. Бортитц С., Деслер Х.-Г., Эндерляйн X. и др. Влияние загрязнений воздуха на растительность. Причины. Воздействие. Ответные меры. Л: Лесная промышленность, 1981.- 181 с.

11. Вайчис М. В., Онюнас В. М., Славене Л. В. Влияние локального загрязнения атмосферы на лесные почвы и растительность // Почвоведение -1988-№Ц с. 98-107.

12. Васфилов С. П. Влияние загрязнения воздуха на сосну обыкновенную. Екатеринбург, 2005. - 215 с.

13. Виноградов Б. В., Кошель С. М., Кулик К. Н. Прогнозирование пространственно-временной динамики экосистем методом универсального кри-гинга // Экология 2000 - №5 - с. 323-332.

14. Воробейчик Е. Л., Садыков О. Ф., Фарафонтов М. Г. Экологическое нормирование техногенных загрязнений наземных экосистем (локальный уровень). Екатеринбург: УИФ Наука, 1994. - с. 173-178.

15. Воробейчик Е. А., Хантемирова Е. В. Реакция лесных фитоценозов на техногенное загрязнение: зависимость доза-эффект // Экология. 1994. - №3.

16. Воронин В. И. Биоиндикация крупномасштабных техногенных повреждений лесов Восточной Сибири. -,Автореф. дис. док. биол. наук. Красноярск, 2005. — 46 с.

17. Второва В. Н., Пьявченко Н. И. Влияние промышленных выбросов на растительный покров северных лесных экосистем // Влияние промышленных предприятий на окружающую среду. М.: Наука, 1987. - с. 143-147.

18. Ганжара Н., Рассохина В. Влияние реакции среды на микрофлору и качественный состав гумуса // Zesz. nauk. SJJWAR Warsz. Rol. 1977. Т. 16. S.

19. Генкель П. А. Физиология растений. -М: Просвещение, 1975. 335 с. Гетко Н. В. Растения в техногенной среде: Структура и функция ассимиляционного аппарата. - Минск: Наука и техника, 1989. - 208с.-с. 31-43.169.179.

20. Гире Г. И. Физиология ослабленного дерева. Новосибирск: Наука, 1989.-256 с.

21. Грешта Я. Влияние промышленной загрязненности воздуха на сосногвые и еловые древостой // Растительность и промышленные загрязнения. -Свердловск, 1970. -Вып.7. с. 20-25.

22. Гришанина Л. А. Исследование влияния аэрозагрязнения на почвы с целью поиска показателей для фонового мониторинга // Влияние промышленных предприятий на окружающую среду. М., 1987. - с. 291-296.

23. Гришанина Л., Фомина Г. Влияние промышленного загрязнения на процессы трансформации органического вещества // Влияние промышленных предприятий на окружающую среду. Пущино, 1984. - с. 51-53.

24. Гудериан Р. Загрязнение воздушной среды. -М: Мир, 1979. 193 с.

25. Запрметов М. Н. Основы биохимии фенольных соединений. М.: Высшая школа, 1974. - 213 с.

26. Запрометов М. Н. Фенольные соединения. М: Наука, 1993. - 272 с.

27. Зубарева Р. С. Пространственная дифференциация и классификация типов леса Билимбаевского массива-// Научные основы использования и воспроизводства таежных лесов Среднего Урала. 1986. - №2. - с. 30-31.

28. Илькун Г. М. Загрязнители атмосферы и растения // Физиология и биохимия культурных растений. 1971.- Т.З. - № 1. - с. 98-103.

29. Илькун Г. М. Газоустойчивость растений. Киев: Наукова думка, 1979. -246 с.

30. Калинин В. А. Модель оценки состояния пораженных древостоев // Актуальные проблемы экологии: экологические системы в естественных и антропогенных условиях среды. Свердловск: УрО АН СССР, 1989. - с. 41-43.

31. Капустин В. Г., Корнев И. Н. География Сведловской области. Екатеринбург: Средне-Уральское книжное издательство, 1996. - 281 с.

32. Ким Л. О. Физиологическая оценка газоустойчивости растений в условиях промышленного региона на примере Кузбасса. Автореф. дис. . канд. наук. - Казань, 1981. - 26 с.

33. Козловский Т. Водный обмен растений. М.: Колос, 1969. - 247 с.

34. Колесников Б. П., Зубарева Р/С., Смолоногов Е. П. Лесорастительные условия и типы лесов Свердловской области: Практическое руководство. -Свердловск: УНЦ АН СССР. 1974. - 178 с.

35. Крапивин В. Ф. О теории живучести сложных систем. М: Наука, 1978.-248 с.

36. Красинский Н. П. Теоретические основы построения ассортиментов газоустойчивых растений // Дымоустойчивость растений и дымоустойчивые ассортименты. -М., 1950.-е. 9-110.

37. Крокер В. Рост растений. М: 1950. 360 с.

38. Крэнг Р. Ф. Воздействие двуокиси серы на ультраструктуру листа // Взаимодействие лесных экосистем и атмосферных загрязнителей. Таллин, 1982. Ч. I.e. 161-165.

39. Крючков В. А., Новоселова Г. Н., Степанова И. П. Химический анализ лесного растительного сырья. Свердловск, 1988. - 74 с.

40. Крючков В. В. Предельные антропогенные нагрузки и состояние экосистем Севера // Экология. 1991. - №3. с. 28-40.

41. Кузьмичев В. В. Внешние и внутренние факторы процесса прироста древесных растений // Мониторинг лесных экосистем: Тез. докл. науч. конф. Каунас, 1986. - с. 294-295.

42. Кулагин Ю. 3. Дымоустойчивость древесных растений и проблема озеленения и лесовосстановления в промышленных районах Предуралья и Южного Урала. Автореф. дис. док. биол. наук. - JL: Ботанический институт им. В. Л. Комарова, 1964а. - 32 с.

43. Кулагин 10. 3. Влияние магнезитовой пыли на древесные растения // Записки Свердловского отделения Всесоюзного ботанического общества. -Свердловск, 19646.-е. 155-161.

44. Кулагин Ю. 3. Древесные растения и промышленная среда. М: Наука, 1974.- 126 с.

45. Кулагин Ю. 3. Индустриальная дендроэкология и прогнозирование. -М: Наука, 1985.- 117 с.

46. Кунин И. М., Инсарова И. Д., Трушин С. Б. Действие сернистого ангидрида на метаболизм растительной клетки // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. Т. П. — Л.: Гидрометеоиздат, 1979. -с. 87-124.

47. Куркин К. А. Системные исследования динамики лугов. М: Наука, 1976.-284 с.

48. Лебедева Е. В., Семенцова С. В. Характеристика микроскопических грибов, выделенных из почв Литовской ССР, загрязненных промышленными выбросами // Вестн. ЛГУ. 1985. №3. с. 40-44.

49. Лебеденко Л. А. Динамика размножения камбиальных клеток у сосны и ели // Восстановление леса на северо-западе РСФСР: Сб. тр. Лен. НИИЛХ. -Л., 1978.-е. 101-111.

50. Лесорастительные условия и типы лесов Свердловской области. — Свердловск, 1973,-с. 12-25.

51. Лиепа И. Я. Единый метод таксации реакции древостоя на антропогенное воздействие // Лесоведение. 1985. - №6. - с. 12-18.

52. Ловелиус Н. В. Изменчивость прироста деревьев. Л.: Наука, 1979.230 с.

53. Луганский Н. А., Залесов С. В., Щавровский В. А. Лесоведение. Екатеринбург, 1996. - 373 с.

54. Ляпунов А. А., Багриновская Г. П. О методологических вопросах математической биологии // Математическое моделирование в биологии. М: Наука, 1975.-е. 5-18.

55. Максимов Н. А. Краткий курс физиологии растений. М: Сельхозгиз, 1958.-559 с.

56. Мальхстра С. С., Хан А. А. Биохимическое и физиологическое Действие приоритетных загрязняющих веществ // Загрязнение воздуха и жизнь растений.-Л.: Гидрометеоиздат, 1988.-е. 144-190.

57. Мартынюк А. А., Данилов Н. И. Влияние промышленных выбросов на рост и производительность сосновых древостоев // Лесное хозяйство. — 1989. №4.-с. 17-19.

58. Мауринь А. М., Раман К. К. Оценка и прогнозирование эффекта загрязнения на лесные биоценозы // Изучение загрязнения окружающей природной среды и его влияние на биосферу. Л., 1986. - с. 175-177.

59. Маштина Т. И. Заводской дым как причина ослабления сосновых насаждений и распространение в них насекомых. Бюлл. Н.-т. информации Бел-НИИЛХ. - 1958. - №1. - с.48-50.

60. Медведев С. С. Физиология растений. Изд-во С.-Петербургского университета, 2004. - 335 с.

61. Методы биохимического анализа растений / Под ред. Полевого В. В. -Л.: ЛГУ, 1978.- 192 с.

62. Методы оценки состояния и устойчивости лесных экосистем: Тез. докл. межд. совещания. Красноярск, 1999.-215 с.

63. Михайлова Т. А. Эколого-физиологическое состояние лесов, загрязняемых промышленными эмиссиями. Автореф. дис. док. биол. наук. -Иркутск, 1997.-47 с.

64. Моисеев В. С. Таксация молодняков. Л., 1971. -343 с.

65. Николаевский В. С. Биологические основы газоустойчивости растений. Новосибирск: Наука. - 1979. - 278 с.

66. Николаевский В. С. Перспективные методы контроля качества среды для решения проблем биомониторинга // Экологический мониторинг в биосферных заповедниках социалистических стран. Пущино, 1982. — с. 205208.

67. Николаевский В. С. Влияние промышленных газов на растительность // Региональный экологический мониторинг (на примере Верхнеокского бассейна). М: Наука, 1983. - с. 202-222.

68. Николаевский В. С. Экологическая оценка загрязнения среды и состояния наземных экосистем методами фитоиндикации. Пушкино, ВНИИЛМ, 2002. - 220 с.

69. Огиевский В. В., Хиров А. А. Обследование и исследование лесных культур. М.: Лесная промышленность, 1974. - 24 с.

70. ОСТ 56-69-83 Пробные площади лесоустроительные. Метод закладки. -Москва, 1984.-60 с.

71. Папулов Е. С. Устойчивость сосновых древостоев к действию техногенных загрязнений в районе Первоуральско-Ревдинского промышленного узла: Дис. канд. с.-х. наук. Екатеринбург, 2003. - 170 с.

72. Пастернак П. С., Ворон В. П., Стельмахова Т. С. Воздействие загрязнения атмосферы на сосновые леса Донбасса // Лесоведение. 1993. - №2. - с.28.38.

73. Петров В. В. Жизнь леса и человек. М.: Наука, 1985. - 128 с.

74. Полевой В. В. Физиология растений. М: Высшая школа, 1989. - 464 с.

75. Полевой В. В. Эволюция гормональной системы растений // Эволюция функций в растительном мире.-Л., 1985.-е. 216-229.

76. Полевой В. В. Роль ауксина в системе регуляции у растений. — Л: Наука, 1986.-80 с.а

77. Портнов Г. Я., Уемов А. И. Исследование зависимостей между системными параметрами с помощью ЭВМ // Системные исследования. М: Наука, 1972.-е. 103-127.

78. Практикум по минеральному питанию и водному обмену растений. Учеб. пособие / Медведев С. С., Осмоловская Н. Г., Батов А. Ю. и др.; Под ред. Полевого В. В., Батова А. Ю. -Изд-во С.-Петербург. Ун-та, 1996. 164 с.

79. Прокаев В. И. Физико-географическое районирование Свердловской области. Свердловск, 1976. - 137 с.

80. Пудова Р. А. Влияние бора, меди и цинка на рост и водный обмен сеянцев некоторых древесных растений. Автореф. дис. . канд. наук. Л., 1972.- 22 с.

81. Работнов Т. А. Фитоценология. М: Изд-во МГУ, 1992. - 350 с.

82. Рачковская М. М., Ким Л. О. Изменение активности некоторых оксидаз как показатель адаптации растений к условиям промышленного загрязнения // Газоустойчивость растений. Новосибирск: Наука, 1980. - с. 117-126.

83. Розенберг Г. С. Модели в фитоценологии. М: Наука, 1984. - 240 с.

84. Рожков А. А., Козак В. Т. Устойчивость лесов. М.:Агропромиздат, 1989.-239 с.

85. Рунова Е. М. Влияние техногенного загрязнения на состояние хвойных древостоев: Автореф. дис. .докт. биол. наук. Красноярск, 1999. -42 с.

86. Свирежев Ю. М. Математические модели биологических сообществ // Математическая биология и медицина. М: ВИНИТИ, 1978. - с. 117-165. (Сер. Итоги науки и техники; Т.1). г

87. Сергейчик С. А. Устойчивость и поглотительная способность древесных растений к газообразным загрязнителям атмосферы в условиях Белоруссии. Автореф. дис. . док. наук. - Новосибирск, 1988. 33 с.

88. Сергейчик С. А. Древесные растения и оптимизация промышленнойгсреды. Минск: Наука и техника, 1984. - 168 с.

89. Сергейчик С. А. Сера как элемент питания и загрязнитель // Лесные экосистемы и атмосферное загрязнение. Л: Наука, 1990. - с. 24-33.

90. Силаева А. М. Структура хлоропластов и фактор среды. Киев: Науко-ва думка, 1978.-203 с.

91. Ставрова Н. И. Влияние атмосферного загрязнения навозбновление хвойных пород // Лесные экосистемы и атмосферное загрязнение. Л., 1990. -с. 121-144.

92. Стрессовые белки растений. Новосибирск: Наука, 1989. - 142 с.

93. Судачкова Н. Е., Гире Г. И., Прокушкин С. Г. и др. Физиология сосны обыкновенной. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1990. -248 с.

94. Сукачев В. Н., Зонн С. В., Мотовилов Г. П. Методические указания к изучению типов леса. -М.: АН СССР, 1961. 14 с.

95. Тарабрин В. П. Адаптация растений в условиях индустриальной среды // Всесоюзное совещание по вопросам адаптации древесных растений к экстремальным условиям среды. Петрозаводск: КФАН СССР, 1981. - с. 125126.

96. Тарчевский И. А. Катаболизм и стресс у растений. М: Наука, 1993.80 с.

97. Токарева Т. Г. Экологическая оценка техногенного воздействия на еловые леса Кольского полуострова: Автореф. Дис. . канд.биол. наук. М., 1992.-20 с.

98. Томас М. Д. Влияние загрязнения атмосферного воздуха на растения // Загрязнение атмосферного воздуха. Женева, 1962. с. 262-306.

99. Торлопова Н. П., Робакидзе Е. А. Влияние поллютантов на хвойные фитоценозы (на примере Сыктывкарского лесопромышленного комплекса). -Екатеринбург, 2003. 146 с.

100. Трулль О. А. Математическая статистика в лесном хозяйстве. Минск: Высшая школа, 1966.-231 с.

101. Уиттекер Р. Сообщества и экосистемы -М: Прогресс, 1980. 327 с.

102. Усманов И. Ю., Рахманкулова 3. Ф., Кулагин А. Ю. Экологическая физиология растений. М: Логос, 2001. - 223 с.

103. Федоров В. Д., Гильманов Т. ,Г. Экология. М: Изд-во МГУ, 1980.464 с.

104. Фимушин Б. С. Закономерности роста сосновых древостоев и методика оценки ущерба, наносимого им промышленными выбросами в условиях пригородной зоны Свердловска: Дис. Канд. с.-х. наук. Свердловск, 1979. - 170 с.

105. Фирсова В. П., Павлова Т. С., Ужегова И. А., Дедков В. С. Серые лесные почвы Предуралья и их рациональное использование. Свердловск, 1982.-с. 3-44.

106. Фирсова В. П., Павлова Т. С., Дедков В. С., Прокопович Е. В. Почвенный покров Билимбаевского лесхоза // Научные основы использования и воспроизводства таежных лесов Среднего Урала. Свердловск, 1986. - с. 4587.

107. Флейшман Б. С. Основы системологии. М: Радио и связь, 1982. - 382г

108. Фомин В. В., Шавнин С. А. Экологическое зонирование состояния лесов в районах действия атмосферных промышленных загрязнений // Экология-2001 №2 - с. 104-108.

109. Фомин В. В., Нагимов 3. Я., Шавнин С. А., Голиков Д. Ю. Географические информационные системы Екатеринбург, 2003. - 105 с.

110. Фуксман И. Л., Габукова В. В., Ивонис И. В., Новицкая Л. Л., Шуля-ковская Т. А. Оценка физйолого-биохимческих показателей для диагностики поражения поллютантами сосны обыкновенной // Лесоведение. 1997. - №1. -с. 57-63.

111. Хочачка П., Сомеро Дж. Биохимическая адаптация. М: Мир, 1988.586 с.

112. Чернобровкина Н. П. Экофизиологическая характеристика использования азота сосной обыкновенной. Санкт-Петербург: Наука, 2001. - 173 с.

113. Черненькова Т. В. Структурные реакции лесных фитоценозов южной и1северной тайги на промышленные загрязнения // Влияние промышленных предприятий на окружающую среду. М.: Наука, 1987. - с. 147-157.

114. Чертов О. Г. Экология лесных земель. Л., 1981. - 192 с.

115. Чертов О. Г., Меньшикова Г. П. О воздействии кислых осадков на лесные почвы // Изв. АН СССР. Сер. биол. 1983. №6. с. 906-913.

116. Шварц С. С. Эволюционная экология животных. — Тр. Ин-та биол. УФАН СССР, 1969. - Вып. 65. - 198 с.

117. Шевякова Н. И. Метаболизм серы в растениях. М: Наука, 1979. - 167с.

118. Шилова И. И., Махнев А. К., Лукьянец А. И. Геохимическая трансформация почв и растительности в районах функционирования предприятий цветной металлургии // Экологические аспекты оптимизации техногенных ландшафтов. Свердловск, 1984. = с. 115-117.

119. Шиятов С. Г. Дендрохронология, ее принципы и методы // Проблемы ботаники на Урале. Записки Свердловского отделения ВБО. Свердловск, 1973. Вып. 6.-с. 53-81.

120. Шиятов С. Г., Ваганов Е. А., Кирдянов А. В., Круглов В. Б., Мазепа В. С., Наурзбаев М. М., Хантемиров Р. М. Методы дендрохронологии. Часть I. Основы дендрохронологии. Сбор и получение древесно-кольцевой информации. Красноярск, 2000. - 79 с.

121. Шяпятене Я. А. Закономерности усыхания сосняков в зоне интенсивных промышленных выбросов // Лесное хозяйство. 1988. - №2. - с. 43-46.

122. Юсупов И. А., Луганский Н. А., Залесов С. В. Состояние сосновых мо-лодняков в условиях аэропромвыбросов. Екатеринбург: УГЛТА, 1999. — 185 с.

123. Ярмишко В. Т. Оценка состояния подземных органов растений в условиях промышленного загрязнения // Влияние промышленных предприятий на окружающую среду. Пущино, 1984. - с. 230-231.

124. Ярмишко В. Т. Особенности развития корневых систем сосны // Влияние промышленного атмосферного загрязнения на сосновые леса Кольского полуострова. Л., 1990. - с. 84-94.

125. Ярмишко В. Т. Сосна обыкновенная и атмосферное загрязнение на европейском Севере.-СПб.: БИНРАН, 1997.-210 с.

126. Brady N., Weil R. Elements of the the nature and properties of soil, 2nd edn. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 2004.

127. Buch M. W. Von. Humusformen unveltbelasteter Bestände Hamburger Waldungen // Forstarchiv.1982. Bd 53. S. 46-51.

128. Cook E. R. A time series analysis approach to tree-ring standartization. Unpublished Ph. D. Dissertation. University of Arizona, Tucson, AZ, USA, 1985.

129. Darrall N. M. The effect of air pollutants on physiological processes in plants. Plant Cell Environ 12:1-30, 1989.

130. Guderian R. Untersuchungen über quantative Beziehungen zwischen dem

131. Schwefelgehalt von Pflanzen und dem Schwefeldioxidgehalt der Luft. Z. Pflanizenkrankh. Pflanzenschutz 77, 1 Teil 200-220, II. Teil 289-308, III. Teil 387-399, 1970.

132. Mudd J. B. Sulfer dioxide // Responses of plants to air pollution. New York etc., 1975. P.9-22.

133. Schnitzer M. Effects of low pH the chemical structure and reactions of hu-mic substances // Effects of acid precipitation on terrestrial ecosystems. NATO Adv. Res. Inst., Scarborough, 1978. Preprint, 37 p.

134. Schulze E.-D. Air pollution and forest decline in a spruce (Picea Abies) forest. Science 244:776-783, 1989.

135. Schulze E.-D., Beck E., Müller-Hohenstein K. Plant ecology Springer Berlin - Heidelberg, 2005.

136. Selye H. The evolution of the stress concept. Am Sei 61:693-699, 1973.

137. Stratmann H. Zeilsetzung im Bereich des Immissionsschutzes. Dortmund. Bergmann-Verlag, Schriftenr. d. Arbeitsgem. Rationalisierung d. Landes Nordrhein-Westfalen 133, 1972.

138. Ulrich B. A concept of ecosystem stability and of acid deposition as driving force for destabilization // Effects of accumulation of air pollutants in forest ecosystems. Dordrecht, 1983. P. 1-29.

139. Область: Свердловская Управление: Свердловское Лесхоз: Билимбаевский Лесничество: Первоуральское № квартала: 107 № выдела: 44

140. Таксационная характеристика пробы

141. Осн. эл. леса Район ТЛУ Тип-леса Бонитет Состав яруса Возраст, лет1. С У-Нв 331 ЕСтр I 9С1Е 11

142. Ср. высота сосны, м Ср. диаметр сосны, см Абс. полн., м2/га. Полн. отн., отн. ед. Запас, м3/га Запас сухостоя, м3/га24,5 27,4 34,7 0,8 370 1,7

143. Расстояние от СУМЗа, км: 9,4 Направление от СУМЗА, румб: СВ

144. Площадь пробы, га: 0,54 Подрост: ель, береза

145. Подлесок: можжевельник, рябина, шиповник, ракитник Ж.Н.П.: мхи, черника, брусника, осока, орляк

146. Положение и рельеф: средняя часть пологого склона северо-западной экспозиции

147. Средние значения морфометрических параметров модельных деревьев, значения показателей состояния по отдельным морфометрическим параметрам древостоя (в баллах), а также значение обобщенного показателя состояния древостоя на пробной площади (в баллах).

148. Параметр Среднее значение Ст. отклонение1. Н, м 24,5 1,2 ПС (Н) 461. Б, см 21,А 8,1 ПС (Э) 16опс 271. Название почвы: дерновая

149. Область: Свердловская Управление: Свердловское Лесхоз: Билимбаевский Лесничество: Первоуральское № квартала: 71 № выдела: 21

150. Таксационная характеристика пробы

151. Осн. эл. леса Район ТЛУ Тип леса Состав яруса Возраст, лет1. Бонитет 1. С У-Нв 322 Сяг 9С1Б 771а

152. Ср. высота сосны, м Ср. диаметр сосны, см Абс. поли., м2/га Полн. отн., отн. ед. Запас, м3/га Запас сухостоя, м3/га30,2 29,0 45 1,0 610 16,9

153. Расстояние от СУМЗа, км: 11,5 Направление от СУМЗА, румб: СВ

154. Площадь пробы, га: 0,42 Подрост: сосна, ель, береза, пихта Подлесок: рябина, можжевельник, ракитник

155. Ж.Н.П.: осока, черника, купальница, борец высокий, костяника, земляника, брусника,герань, лапчатка гусиная Положение и рельеф: нижняя часть пологого склона западной экспозиции

156. Средние значения морфометрических параметров модельных деревьев, значения показателей состояния по отдельным морфометрическим-параметрам древостоя (в баллах), а также значение обобщенного показателя состояния древостоя на пробной площади (в баллах).

157. Параметр Среднее значение Ст.отклонение1. Н, м 30,2 Чо ПС (Н) 781. Б, см 29,0 7,8 ПС (В) 26опс 45г