Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Определение устойчивости лесных экосистем методами биоиндикации: на примере лесов Орловской области

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Определение устойчивости лесных экосистем методами биоиндикации: на примере лесов Орловской области"

Гераськина Наталья Петровна

На правах рукописи

□0305813Т

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ МЕТОДАМИ БИОИНДИКАЦИИ НА ПРИМЕРЕ ЛЕСОВ ОРЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

03 00 16 -экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Калуга - 2007

003058137

Работа выполнена на кафедре охраны труда и окружающей среды Орловского государственного технического университета

Научный руководитель доктор биологических наук, профессор Громова В С

Официальные оппоненты- доктор биологических наук Лунев М И

кандидат биологических наук Устюжанина О А,

Ведущая организация' Тульский государственный педагогический университет

заседании Диссертационного Совета К 212 085 01 в Калужском государственном педагогическом университете им К. Э Циолковского по адресу: 248023, г. Калуга, ул Ст. Разина, 26, ауд 219

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Калужского государственного педагогического университета им К Э Циолковского (г.Калуга, ул. Ст. Разина, 26).

Автореферат разослан « д/ » 2007 г

Защита диссертации состоится

часов на

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук

Стрельцов А Б

Общая характеристика работы Актуальность темы. В настоящее время в процессе хозяйственной деятельности людей постоянно усиливается антропогенное давление на лесные экосистемы, что ведет к нарушению их динамического равновесия По ориентировочным оценкам, в России общая площадь лесных массивов, пораженных только промышленными выбросами, достигает 1 млн га (Лес России, 1995) В Орловской области за последние столетия площади, занятые лесными экосистемами, катастрофически сократились и в настоящее время, по различным данным, составляют от 7 до 9% территории (Радыгина, Киселева, Пригоряну, 2004) На территории области присутствуют стационарные и передвижные источники загрязнения окружающей среды По данным Управления Федеральной службы по надзору в сфере природопользования по Орловской области (до 2005 года - Управление Природных ресурсов по Орловской области), в 2003 году в атмосферу стационарными источниками выброшено 13,41 тыс тонн газообразных и 1,35 тыс тонн твердых веществ Суммарные выбросы передвижных источников составляют более 96,9 тыс тонн в год, в том числе, автомобильный транспорт - 96,1 тыс тонн (Доклад «О состоянии окружающей природной среды Орловской области в 2003 году», 2004) Атмосферные миграционные процессы способствуют формированию потоков загрязняющих веществ из атмосферы на наземные экосистемы, в том числе на лесные сообщества и подстилающие их почвы, степень загрязнения которых оказывает непосредственное влияние на состояние растений

Наряду с воздействием на лесные экосистемы промышленного и автотранспортного загрязнения, в настоящее время существенно возрастает рекреационная нагрузка, обусловленная развитием индустрии отдыха и развлечений в естественной природной обстановке Влияние данных факторов на лесные экосистемы Орловской области изучено недостаточно

Ухудшающееся состояние лесных комплексов требует постоянного эффективного контроля над влиянием антропогенных факторов на их устойчивость Устойчивость экосистемы, рассматриваемая как соотношение между величиной стрессирующего воздействия и степенью полученного повреждения, в целом зависит от устойчивости организмов, то есть их способности сохранять относительное постоянство внутренней среды -гомеостаз - в определенном диапазоне внешних воздействий (Чиркова, 2002) Наиболее чутко реагируют на изменения окружающей среды виды-биоиндикаторы, по наличию, состоянию или поведению которых судят об изменениях в окружающей среде или ее характерных особенностях (Бурдин, 1985) Изучение их количественного и качественного состава позволяет оценить состояние экосистемы в целом Для лесных экосистем решающее значение имеет состояние видов-эдификаторов, которыми являются древесные растения

К общепринятым методам оценки состояния лесных экосистем в лесном хозяйстве относится составление таксационной характеристики древостоя и лесопатотогический мониторинг, которые дают лишь общее представление о состоянии древесного яруса в настоящий момент. Наиболее перспективным

3

методом оценки состояния экосистем является биоиндикационный анализ, позволяющий получить интегральную оценку качества окружающей среды (Дочинжер, 1982, Климец, 1994, Виноградов, 1994, Жариков, Ротарь, 1996, Венгеров, Нумеров, 1996, Стрельцов, Шестакова, Логинов, Шпынов, Константинов, 1997, Стрельцов, 1998, 1999, 2003, 2005, Захаров, 1981, 1987, 2001, Захаров, Баранов, Борисов, 2000, Емельянова, 2000, Гилева, Нохрин, 2001, Константинов, 2001, Стрельцов, Устюжанина, 2001, Уа1ката, Ког1оу, 2001, Жданова, 2003) Однако в настоящее время биоиндикационные методы разработаны для ограниченного количества видов древесных растений, что не позволяет дать сравнительную характеристику состояния различных видов деревьев в лесном сообществе

Цель и задачи исследования. Основная цель настоящего исследования заключается в определении устойчивости лесных экосистем Орловской области, испытывающих различные антропогенные воздействия, методами биоиндикации, разработке методических подходов для использования биоиндикации при оценке устойчивости различных видов деревьев лесного сообщества

Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи

1 Определить уровни загрязнения тяжелыми металлами лесных почв в зоне воздействия промышленных предприятий и автомагистралей

2 Определить уровни накопления этих металлов в листьях растений-эдификаторов лесного сообщества, плодах дикорастущих плодовых деревьев и плодовых телах шляпочных грибов

3 Изучить динамику биоиндикационных и лесотехнических показателей стабильности развития видов-эдификаторов лесных экосистем в зависимости от уровня воздействия на экосистему промышленных выбросов, автотранспортных загрязнений, рекреационной нагрузки

4 Изучить динамику биоиндикационных и лесотехнических показателей видов-эдификаторов лесных экосистем в условиях Особо Охраняемых Природных Территорий (далее - ООПТ)

5 Провести сравнительную оценку методов определения устойчивости лесных экосистем, используемых в лесном хозяйстве и методов биоиндикационной оценки стабильности развития растений

6 Оценить статистическую достоверность различий биоиндикационных показателей на территориях с различной антропогенной нагрузкой по интегральным показателям и по отдельно взятым признакам

7 Определить уровень зависимости стабильности развития древесного яруса лесных экосистем от загрязненности почвы тяжелыми металлами

Положения, выносимые на защиту

1 При оценке состояния лесных экосистем целесообразно использовать биоиндикационные методы определения уровня стабильности развития древесных растений-эдификаторов по морфометрическим признакам

2 Биоиндикационные показатели состояния видов-эдификаторов коррелируют с накоплением тяжелых металлов в лесной почве

3 Для оценки стабильности развития дуба черешчатого в условиях антропогенного воздействия возможно использовать разработанную балльную шкалу

4 В зависимости от интенсивности воздействия на экосистему промышленных выбросов, автотранспортных загрязнений, рекреационной нагрузки биоиндикационные показатели стабильности развития древостоя имеют более выраженную динамику по сравнению с лесотехническими

Научная новизна

1 Впервые произведена сравнительная оценка устойчивости лесных экосистем Орловской области, расположенных в промышленной зоне, вдоль автомагистралей, в рекреационной зоне и в условиях ООПТ с учетом биоиндикационных и лесотехнических показателей

2 Разработан вариант балльной шкалы коэффициента асимметрии для дуба черешчатого

3 Выявлены закономерности влияния техногенного загрязнения атмосферы и педосферы на растения древесного яруса лесных экосистем

Научно-практическая значимость работы. Полученные данные могут использоваться для оценки состояния лесов лесостепной зоны, при установлении нормативов выбросов загрязняющих веществ для лесных территорий Предполагается задействовать их в рамках экологического мониторинга на урбанизированных и охраняемых территориях, а также при ведении хозяйства в пригородных лесах Результаты исследований помогут Апробированные в данной работе и предложенные автором методики ранней диагностики состояния лесов могут применяться как в научных, так и в практических целях Результаты проведенных исследований используются в учебном процессе

Обоснованность и достоверность результатов исследования подтверждается достаточным объемом исходного материала, использованием современных методов анализа и обработки полученных данных

Апробация работы Основные положения диссертации были доложены на научно-практической конференции «Перспективы использования природных ресурсов Орловской области» (Орел, 2001), на V Международной научно-практической конференции «Экология и безопасность жизнедеятельности» (Пенза, 2005), Всероссийском постоянно действующем научно-техническом семинаре «Экологическая безопасность России и риск от техногенных аварий и катастроф» (Пенза. 2006), а также на ежегодных межвузовских конференциях ОГУ, ОрелГТУ с 2001 по 2005 год

Публикации. По материалам диссертации опубликовано девять печатных работ, отражающих ее основное содержание, одна работа принята к печати

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, обзора литературы, пяти глав, заключения, выводов списка литературы, содержащего

133 источника, в том числе 8 зарубежных авторов Работа изложена на 154 страницах, содержит 37 таблиц, 48 рисунков, 12 приложений

Основное содержание работы Глава 1. Проблема определения степени устойчивости лесных экосистем (обзор литературы)

Дается подробный обзор существующих методов определения устойчивости лесов и древесных насаждений, применяемых в лесном хозяйстве Обобщаются и анализируются данные отечественных и зарубежных авторов по применению биоиндикационных показателей для оценки состояния живых организмов Приводится обзор работ по применению данных методов к растительным организмам, образующим лесные экосистемы Показано, что наиболее изучено влияние антропогенных факторов на стабильность развития березы бородавчатой (Betula pendula Roth), сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L ), липы мелколистной (Tilia cordata Mill ), ольхи черной (Alnus glutinosa L), менее исследована антропогеннообусловленная динамика биоиндикационных показателей дуба черешчатого (Quercus robur L) Применительно к изучению устойчивости развития рассмотрена проблема оценки достоверности полученных результатов с использованием дисперсионного анализа и непараметрических методов (^-критерий Уилкоксона для независимых выборок) (Лакин, 1990) Глава 2. Объекты и методы исследований

Дается описание экологических условий Орловской области Оценивается состояние воздушной среды области, которое определяет загрязнение всех сопредельных сред (в том числе почв и растительности) Приводится общая характеристика лесов Орловской области и их видов-эдификаторов Объектами исследования являются типичные лесные экосистемы области мелколиственные, широколиственные, хвойно-широколиственные леса Исследовалось состояние следующих видов древесных растений-эдификаторов лесных сообществ березы бородавчатой (Betula pendula Roth), сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L ), дуба черешчатого (Quercus robur L )

На 12-ти лесных участках Орловской области, испытывающих различную антропогенную нагрузку, определялся уровень загрязнения почв тяжелыми металлами (Zn, Cd, Cu, Pb), степень накопления данных токсикантов в листьях деревьев первого яруса, а также в плодах дикорастущих плодовых деревьев яблони лесной (Malus sylvestris (L) Mill), груши обыкновенной (Pyrus communis L ) и плодовых телах шляпочных грибов (Russula vesca L ) Сбор материала производился в следующих местах

1 в окрестностях промышленных предприятий Орловской области с разным объемом выбросов загрязняющих веществ ОАО Мценский Литейный завод (МЗАЛ, точка 1), ОАО ОСПАз (СПЗ, точка 2), ОАО «Отрадинский сахарный завод» (Отрада, точка 3),

2 на территориях, прилегающей к крупным автодорогам Орловской области с разной интенсивностью транспортного потока автотрасса Орел -Москва (точки 4, 5), Орловская объездная автодорога (точки 6. 7),

3. на территориях, которые служат местом повседневного отдыха, где отсутствуют промышленные предприятия, расстояние от ближайшей автодороги с твердым покрытием составляет более 100 м окрестности озера «Светлая жизнь» (точка 8), лесопарковая зона Знаменка Орловская (точка 9),

4 в функциональных зонах национального парка «Орловское Полесье» особо охраняемая зона по дороге к с Старое в 5 км от п Жудре (точка 11), зона рекреации п Жудре (точка 12),

5. в качестве контрольных участков использовались лесные сообщества, находящиеся на территориях, значительно удаленных от источников загрязнения и не испытывающих интенсивной рекреационной нагрузки лес в 9 км от с Клейменово (контроль), заповедная зона НП «Орловское Полесье» в 3 км отд Радовище (точка 10, контроль 2)

Для каждого участка составлялась таксационная характеристика древостоя, определялось лесопатологическое состояние, учитывался видовой состав травянистого яруса Оценка стабильности развития древесных растений-эдификаторов лесного сообщества проводилась по флуктуирующей асимметрии листьев лиственных деревьев и по комплексу морфологических признаков хвойных

Отбор проб растительного и почвенного материала, определение автотранспортной и рекреационной нагрузки производились по существующим методикам (Захаров, 2000, Доспехов, 1979, Федорова, Никольская, 2001, Ханбеков, 1985) Анализ почвенных проб и растительного материала на содержание в них тяжелых металлов проводился атомно-абсорбционным методом (ГОСТ 30178-96). Всего изучено 390 почвенных образцов. 78 образцов плодов, 72 - грибов, 2400 образцов хвои и 5700 листовых пластинок

Для удобства сопоставления показателей разных видов деревьев применена балльная система, так как она (в противоположность многочисленным значениям какого-либо параметра) позволяет проводить более упрощенную и генерализованную оценку В настоящей работе использовалась балльная шкапа, предложенная для березы бородавчатой (Betula pendula Roth ) Захаровым В М. Оценка состояния сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L) по комплексу морфологических признаков производилась с учетом биометрических показателей хвои, побегов, почек с использованием пятибалльной градации в сравнении с контролем (Федорова, Никольская, 2001) Для дуба черешчатого была разработана пятибалльная шкала, поскольку к моменту начала исследований в 2001 г не существовало шкалы, разработанной для Quercus robur L Построение шкалы и вычисление границ баллов было сделано на основе методик, описанных ГФ Лакиным (1990) и Е Л Константиновым (2001) Предлагаемая нами шкала для определения уровня стабильности развития дуба черешчатого (Quercus robur L) по степени асимметричности листовых пластинок включает 5 баллов, где 1-й балл -условная норма, 2-й - 4-й - угнетенное состояние различной степени, а 5-й балл - критическое состояние (таблица 1)

Таблица 1 - Шкала оценки стабильности развития дуба черешчатого (Quercus robur L)__

Балл Величина показателя стабильности развития

I < 0,065

II 0,065 - 0,070

III 0,070 - 0,075

IV 0,075 - 0,083

V > 0,083

Для оценки общей устойчивости древесного яруса экосистемы определялась величина стрессирующего воздействия (давление антропогенной нагрузки) и степень полученного повреждения (отклонение в уровне стабильности развития растений) Сила стрессирующего воздействия оценивалась нами по параметрам выбросов загрязняющих веществ, величине автотранспортной и рекреационной нагрузки на экосистему В качестве показателя степени повреждения мы использовали баллы стабильности развития балл флуктуирующей асимметрии (для лиственных деревьев), балл морфологического развития (для хвойных) Полученные данные сравнивались с показателями контроля

Глава 3. Определение степени устойчивости лесных экосистем Орловской области к антропогенной нагрузке биоиндикационными методами

Приведены данные по количественному и качественному составу выбросов промышленных предприятий (точки 1, 2, 3), по плотности транспортного потока и уровню окиси углерода в выхлопных газах автотранспорта на автодорогах (точки 4, 5, 6, 7), результаты определения рекреационной нагрузки в зонах повседневного отдыха населения (точки 8, 9) По всем точкам проанализировано содержание солей тяжелых металлов Cd, Zn, Си, Pb в лесных почвах и в тканях деревьев

Лесные экосистемы представляют собой сосново-березовый разнотравно-злаковый лес (точки 1, 3), березовый разнотравно-злаковый (точки 2, 8, 9), березово-дубовый ландышево-снытьевый (точки 4, 5), сосново-березовый разнотравно-злаковый лес (точки 6, 7) Древесный ярус образован березой бородавчатой (Betula pendula Roth ) и сосной обыкновенной (Pinus sylvestris L ) в возрасте 30-35 лет

В районе Мценского Литейного завода уровень стабильности развития деревьев, рассчитанный по величине флуктуирующей асимметрии листьев и по показателям морфологического развития хвойных, соответствует 5 баллу, что по Захарову означает критическое состояние растений и свидетельствует о низкой устойчивости Эти данные согласуются с таксационными показателями в сравнении с контролем снижен бонитет (2 класс) и полнота (0,6) древостоя, но признаки деградации, отмечаемые в лесопатологическом мониторинге, такие как суховершинность деревьев, наличие очагов размножения вредителей, явное повреждение и поражение листьев и хвои и т п , отсутствуют Сходную

динамику имеют лесотехнические и биоиндикационные показатели древесного яруса в районе Орловского Сталепрокатного завода

Вблизи Отрадинского сахарного завода величина флуктуирующей асимметрии листьев березы соответствуют 2-му баллу, то есть имеет слабые отклонения от контроля О том, что экосистема испытывает негативное влияние промышленных выбросов, свидетельствуют показатели развития хвои и побегов сосны обыкновенной они значительно ниже контрольных и соответствуют 3-4 баллу Это позволяет относить хвойные деревья к индикаторам загрязнения окружающей среды Лесотехнические характеристики в сравнении с описанными выше участками не изменяются (таблица 2)

Таблица 2 - Показатели состояния древесного яруса лесных экосистем в зоне воздействия промышленных предприятий__

№ точки Состояние по данным лесопатологического мониторинга Средний балл асимметрии листьев березы бородавчатой (Betula pendula Roth) Средний балл морфологического развития сосны обыкновенной (Pmus sylvestris L)

1 без нарушений V V

2 без нарушений V -

3 без нарушений II III- IV

Контроль без нарушений I 1

Степень повреждения лесных экосистем в зоне воздействия промышленных предприятий не имеет прямой зависимости от общего объема токсичных выбросов данных предприятий Общий объем атмосферных выбросов Мценского Литейного завода ниже, чем у других обследованных предприятий в 6,2 - 13,4 раза Но в состав специфических выбросов этого завода входят вещества, способные реагировать между собой в атмосфере и воде, образуя новые более токсичные соединения В результате, в районе Мценского Литейного завода устойчивость лесной экосистемы более низкая, чем в контроле и сходна с показателями леса, развивающегося в районе Орловского Сталепрокатного завода (с самым большим из исследуемых заводов объемом поллютантов)

В результате промышленных выбросов в почве происходит накопление тяжелых металлов В сравнении с контролем в точке 1 их концентрация превышена в 1,04 - 5,92 раз, в точке 2 - в 2,45 - 5,89 раз, в точке 3 - в 1,02 - 3,10 раз Величина флуктуирующей асимметрии листьев березы достоверно коррелирует с показателями загрязнения почв тяжелыми металлами, в особенности по цинку (г = 0,63) и свинцу (г = 0,56) Морфологические показатели развития сосны обыкновенной имеют отрицательную корреляцию с содержанием в почве этих металлов, длина хвоинок коррелирует с

содержанием в почве цинка (г = - 0,6) и свинца (г = - 0,78) В плодах яблони лесной (Malus sylvestris (L ) Mill) и груши обыкновенной (Pyrus communis L ) содержание тяжелых металлов превышает контрольные показатели в 4 - 8 раз и значительно выше ПДК Своеобразными аккумуляторами тяжелых металлов являются шляпочные грибы - по сравнению с плодами цветковых растений древесного яруса грибы накапливают в 2 - 3 раза больше солей тяжелых металлов Таким образом, тяжелые металлы входят в состав организмов, лежащих в основе цепей питания лесной экосистемы, и, нарушая протекание биохимических процессов, гомеостаз, влияют на снижение устойчивости организмов, что отражается на морфогенетических признаках организма и выявляется биоиндикационно

Влияние автотранспорта на состояние лесных систем определяется рядом факторов структурой и плотностью транспортного потока, загрязнением окружающей среды токсичными веществами, удаленностью от транспортного полотна Транспортные потоки на Орловской объездной автодороге и автодороге Орел - Москва различаются структурой и плотностью В структуре транспортного потока на автотрассе Орел - Москва преобладает легковой автотранспорт, доля которого составляет 77,3% Суммарная загруженность дороги автотранспортом - 17,4 тыс автомобилей в сутки, что соответствует средней интенсивности движения (ГОСТ - 17 2 2 03 - 77) Оценка загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автомобилей по концентрации окиси углерода показала, что на данном участке она составляет в среднем 2,85 мг/м3, что не превышает ПДК На Орловской объездной автодороге плотность потока на 12% ниже, в основном за счет уменьшения количества легковых машин, доля которых здесь -73% При этом доля грузового автотранспорта возрастает до 20%, поэтому при более низкой суммарной интенсивности движения (15,4 тыс автомобилей в сутки), концентрация окиси углерода на данном участке выше - 3,62 мг/м3

В 10 м от дорожного полотна автодороги Орел - Москва (точка 4) концентрация цинка в почве превышает контрольные показатели в 2,67 раз, кадмия - в 6,19 раз, меди - 1,49 раз, свинца - в 6,36 раз Обнаружена корреляция высокой степени между величиной флуктуирующей асимметрии листьев дуба и показателями загрязнения почв цинком (г = 0,83) и свинцом (г = 0,71) Показатели флуктуирующей асимметрии листьев березы бородавчатой и дуба черешчатого, образующих древесный ярус лесной экосистемы, свидетельствуют о нарушении в развитии организмов и низкой устойчивости (показатель асимметрии листьев составляет 5 баллов) Ослабленное состояние древостоя подтверждается данными лесопатотогического мониторинга (преобладают растения с заметными повреждениями листьев, на листьях присутствуют желтые пятна, наблюдается скручивание листа, сухие кончики и явная асимметрия листовой пластинки) и таксационной характеристикой древостоя (2 - 3-й класс бонитета, полнота - 0,6)

При удалении от транспортного полотна на 100 м концентрация тяжелых металлов в почве уменьшается, однако остается в 0,7 - 1,96 раза выше контрольных значений Деревья на участке леса, расположенном в 100 м от

10

автодороги Орел - Москва (точка 5), внешне нормально развиты, листовые пластинки не имеют видимых повреждений Биоиндикационные показатели деревьев повышаются на 1 балл, но остаются на уровне, свидетельствующем об угнетенном состоянии (показатель асимметрии - 3-4 балла)

В 10 м от Орловской объездной автодороги (точка 6) концентрация в почве тяжелых металлов превышает контроль по цинку в 2,06 раза, кадмию - в 1,24, меди - в 1,77, свинцу - в 9,45 Показатели древесного яруса свидетельствуют о сильном угнетении деревьев, снижены биоиндикационные и таксационные показатели На расстоянии 100 м от автодороги (точка 7) в листьях и хвое содержание тяжелых металлов уменьшается приблизительно в 2 раза, снижаются и коэффициенты накопления Стабильность развития березы и сосны повышается, но оптимальных значений не достигает (таблица 3)

Таблица 3 - Показатели состояния древесного яруса лесных экосистем на территориях, прилегающих к автодорогам___

№ точки Состояние по Средний Средний Средний балл

данным балл балл морфологичес

лесопатологическо асимметрии асимметрии кого развития

го мониторинга листьев листьев дуба сосны

березы черешчатого обыкновенной

бородавчатой (Quercus (Pinus

(Betula robur L ) sylvestris L )

pendula Roth)

4 ослаблен V V -

5 без нарушений IV III- IV -

6 ослаблен V - III

7 без нарушений III - II-III

Контроль без нарушений I I I

Динамика показателей флуктуирующей асимметрии листьев березы и дуба имеет сходную тенденцию по мере удаления от автодороги стабильность развития деревьев повышается, что еще раз показывает барьерную роль лесных насаждений, задерживающих распространение загрязняющих веществ Таксационная характеристика древостоя в интервале 10 -100 м от дорог не изменяется

По нашим данным в условиях промышленного и автотранспортного загрязнения хвоя сосны менее интенсивно накапливает в себе тяжелые металлы, чем листья березы, что подтверждает наличие у сосны барьерных механизмов, препятствующих проникновению в клетки тяжелых металлов

Рекреационная нагрузка на лесные экосистемы определяется прокладыванием троп, накатыванием дорог, вытаптыванием мест стоянок, организацией стихийных свалок, разжиганием костров Имеет значение также удаленность от крупных городских источников загрязнения окружающей среды

Среднегодовая единовременная рекреационная нагрузка на изучаемых участках колеблется от нормы - 1,09 чел/га, - в районе озера «Светлая жизнь» (точка 9) до превышающей нормативные значения для данного типа леса в районе Знаменки Орловской (точка 8) - 2,69 чел/га В среднем нарушенные участки в исследуемых экосистемах составляют 20 - 37,2 кв м/га

В почве рекреационных зон отмечено незначительное превышение, по сравнению с контролем, содержания тяжелых металлов, в особенности цинка и свинца В почве лесной экосистемы, расположенной в районе Знаменки Орловской, содержание тяжелых металлов более высокое, что, по-видимому, обусловлено близостью к областному центру

Между обследованными рекреационными участками наблюдается различие в показателях биоиндикации в районе озера «Светлая жизнь» асимметричность листьев березы соответствует 1 баллу, а в районе Знаменки Орловской достигает 3 балла, что свидетельствует о состоянии угнетения По данным лесопатологического мониторинга и таксационной характеристики древостоя существенных различий не выявлено В травянистом ярусе лесов в рекреационных зонах наблюдается нарушение сомкнутости напочвенного покрова, обусловленное вытаптыванием и засорением, и расширенное представительство злаков на утрамбованных площадках в местах туристических стоянок

Глава 4. Определение степени устойчивости лесных экосистем на Особо Охраняемых Природных Территориях бноиндикационными методами. На примере национального парка «Орловское Полесье»

Величина антропогенной нагрузки в обследованных функциональных зонах национального парка «Орловское Полесье» соответствует установленным режимам охраны и не превышает нормативов, установленных для данного типа леса (Ханбегков, 1985) Флуктуирующая асимметрия листьев березы бородавчатой во всех трех зонах не превышает 1-го балла, что свидетельствует о высокой стабильности развития и устойчивости Листья дуба черешчатого в заповедной зоне (контроль 2) также имеют низкую асимметрию, не превышающую 1-го балла В особо охраняемой зоне асимметрия листьев дуба выше - средние показатели соответствуют 2-му баллу В зоне регулируемого рекреационного использования асимметрия листьев дуба достигает 3-го балла Это показывает особую чувствительность дуба к условиям произрастания и доказывает пригодность биоиндикационных показателей для определения состояния растений при небольших антропогенных нагрузках на ООПТ Показатели развития вегетативных и генеративных органов сосны обыкновенной достигают высокого уровня во всех трех зонах, что выявляет оптимальность условий воздушной и почвенной среды на территории парка для роста и развития сосновых насаждений

Таксационная характеристика древостоя во всех трех точках национального парка свидетельствует о высоком уровне развития древостоя, признаков патологического состояния леса не выявлено

Глава 5. Статистическая обработка полученных данных

Проверка статистической значимости различий была осуществлена как в отношении интегрального показателя флуктуирующей асимметрии листьев древесных растений исследуемых экосистем (Захаров, 2000), так и по каждому отдельно взятому признаку (Козлов, 2001) Для этого использовался метод дисперсионного анализа с группировкой по месту сбора, а также тест Уилкоксона (Манна-Уитни) для независимых выборок

Различия показателей асимметрии листьев березы бородавчатой в зоне воздействия промышленных предприятий являются статистически значимыми и по всем отдельным признакам, и по интегральному показателю асимметрии Наблюдаются значительные различия усредненных показателей асимметрии листьев березы бородавчатой, произрастающей в лесных экосистемах в окрестностях Мценского литейного и Орловского сталепрокатного заводов (соответственно 0,061 и 0,060), в сравнении с контролем (0,034) Аналогичные показатели для Отрадинского сахарного завода (0,041) отличаются от контроля не так значительно, незначительны и разницы дисперсий данных выборок (рисунок 1)

0 070 -■-•-•-■-■-■-

0 065

0 060 0 055

S 0 050

ф

О 0 045

0 040

0 035

0 030 •

О 025 ---•—

МЗАЛ

Рисунок 1 - Групповые средние, дисперсии и доверительные интервалы интегральных показателей флуктуирующей асимметрии березы бородавчатой (Betula pendula Roth ) в зоне воздействия промышленных предприятий

СПЗ Отрада Клеименово Место сбора

Меап ГП*ЗЕ _ ±1,96*SE

Применение И'-критерия Уилкоксона доказало, что показатели асимметрии листьев березы вблизи Мценского литейного и Орловского сталепрокатного заводов, между собой различаются незначительно и в то же время по всем признакам достоверно отличаются от контроля Экосистема вблизи Отрадинского сахарного завода занимает промежуточное положение

На территориях, прилегающих к промышленным объектам, показатели морфологического развития сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L) снижаются в сравнении с контролем длина почек на 31 - 43%, длина побегов на 60-61 %, длина хвои на 8 - 24 % Соответственно изменяются их дисперсии (рисунок 2)

МЗАЛ Клейменове Отрада Место сбора

п Мееп

LU±SE Ц ±1,96'SE

Рисунок 2 - Групповые средние, дисперсии и доверительные интервалы показателей развития хвои сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L) в зоне воздействия промышленных предприятий

На примагистральных территориях и в рекреационных зонах показатели асимметрии листьев деревьев первого яруса также имеют статистически значимые различия, как по интегральному показателю, так и по большинству отдельных признаков (рисунок 3, 4, 5)

0 08

{t 005

а.

О

004

Орел-Москва_10 Клеимвново Обгездная_ЮО

Орел-Москва_ЮО 0бъездная_Ю Место сбора

и Меап

m±sE Т *1,98'SE

Рисунок 3 - Групповые средние, дисперсии и доверительные интервалы интегральных показателей флуктуирующей асимметрии березы бородавчатой (Betula pendula Roth ) на примагистральных территориях

0 11

h ф о.

о

0 07

0 06

Клеимвново Орел-Мос,-ва_1СО

Орел-Мосгеа_Ю

Место сбора

Рисунок 4 - Групповые средние, дисперсии и доверительные интервалы интегральных показателей флуктуирующей асимметрии дуба черешчатого (Оиегсиэ гоЬиг Ь ) на примагистральных территориях

Клвйменово Объездная_100

Объездная_10 Место сбора

Рисунок 5 - Групповые средние, дисперсии и доверительные интервалы показателей развития хвои сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L) на примагистральных территориях

Отличия в стабильности развития березы бородавчатой (Betula pendula Roth ) и сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L ) в трех функциональных зонах национального парка «Орловское Полесье» незначительны, различия показателей асимметрии по большинству признаков достоверными не являются У дуба черешчатого эти различия более выражены, однако достоверными они являются не по всем признакам

Корреляционный анализ показателей флуктуирующей асимметрии листьев деревьев и данных о содержании в почве тяжелых металлов выявил наличие положительной корреляционной связи высокой и средней степени между показателями асимметрии листьев березы бородавчатой и дуба черешчатого и содержанием в почве цинка и свинца (рисунок 6) Корреляции между величиной асимметрии листьев березы и дуба и содержанием в почве кадмия и меди не обнаружено

Оценка достоверности коэффициентов корреляции с помощью /-критерия Стьюдента показала, что они являются достоверными в 60% случаев

г

свинца и показателем асимметрии березы бородавчатой (Betula pendula Roth.).

Выявлена отрицательная корреляционная зависимость средней степени между наличием в почве цинка и соинца и показателями развития сосны обыкновенной. С содержанием а почве кадмия и меди морфологические показатели сосны, по нашим данным, не коррелируют.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

Лесные экосистемы, развивающиеся в условиях антропогенного воздействия, испытывают существенные нагрузки, связанные с загрязнением окружающей среды, что негативно отражается на уровне стабильности развития и устойчивости древесного яруса.

Токсичные вещества из атмосферы проникают в растение через устьичный аппарат, из почвы всасываются корневой системой. В дальнейшем они накапливаются н вегетативных и генеративных органах растений, снижают уровень обменных процессов растительного организма, замедляют его рост и развитие, нарушают гомеостаз.

Изменения и развитии растений регистрируются различными методами. Таксационная характеристика древостоя определяет отклонения в росте деревьев в сравнении с принятой шкалой, лссопатологический мониторинг осуществляется с целью обнаружения поражений леса, прежде всего болезнями и вредителями, биоиндикация регистрирует даже небольшие нарушения в стабильности развития организмов и позволяет оперативно оценить уровень воздействия негативных факторов среды.

Влияние на древесные растения загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах промышленных предприятий, зависит не только от общего объема

I

выбросов, но и от наличия в них специфических веществ, способных при взаимодействии образовывать еще более токсичные соединения Так, в зоне воздействия Мценского литейного завода показатели состояния древесного яруса значительно ниже, чем в контроле и в других исследованных промышленных районах, в силу проявления синергетного эффекта загрязняющих веществ, входящих в состав выбросов Наиболее значимо влияние таких процессов на развитие растений оценивается по биоиндикационным показателям - флуктуирующей асимметрии лиственных (Quercus robur L и Betula pendula Roth,) и комплексом морфологических показателей хвойных деревьев (Pinus sylvestris L )

Стабильность развития деревьев в зоне автотранспортного загрязнения изменяется в зависимости от расстояния от дорожного полотна На расстоянии 10 м наблюдаются не только биоиндикационные, но и визуальные нарушения в развитии деревьев - поражение листьев желтые пятна, скручивание, сухие кончики и явная асимметрия листовой пластинки, хвои некрозы, уменьшение длины, плотная расположенность на побегах При удалении от автодороги на 100 м показатели состояния экосистемы, в том числе и биоиндикационные, улучшаются, так как лесная полоса задерживает распространение загрязняющих веществ, производимых автотранспортом, однако оптимальных значений они не достигают, что свидетельствует о недостаточности 100-метровой зоны леса для ликвидации токсического эффекта автотранспортных выбросов

Уровень рекреационной нагрузки оказывает выраженное негативное влияние на чувствительные виды-эдификаторы, такие, как Quercus robur L Betula pendula Roth стабильно развивается и при рекреационной нагрузке, превышающей норму для данного типа леса

В условиях национального парка «Орловское Полесье» и на территориях, значительно удаленных от источников антропогенного воздействия, развитие лесных экосистем происходит без отклонений, о чем свидетельствует и таксационная характеристика древостоя и биоиндикационные показатели На особо охраняемой и рекреационной территории национального парка методами биоиндикации регистрируются начальные негативные изменения развития Quercus robur L, что позволяет выделить его в качестве биоиндикатора состояния окружающей среды

Полученные результаты позволяют сделать следующие выводы 1. В зоне воздействия промышленных предприятий в почве содержание цинка превышает фоновый уровень в 1,01 - 2,87 раза, кадмия - в 1,07 - 3,77 раза, меди - 1,04 - 2,52 раза, свинца - в 3,10 - 5,92 раза

На территориях, вплотную прилегающих к автодорогам, концентрация тяжелых металлов превышает контрольные показатели по цинку — в 2,06 - 2,68 раза, кадмию - 1,24 — 6,19 раз, меди - в 1,5 - 1,77 раза, свинцу - в 6,36 - 94,5 раза При удалении на 100 м от дорожного полотна в почвах лесных экосистем концентрация тяжелых металлов снижается в 1,5-3 раза благодаря барьерной функции растений

В рекреационных зонах в сравнении с контролем содержание цинка повышено в 1,01 - 1,5 раза, кадмия - в 1,2 раза, меди - в 1,33 - 1,48 раза, свинца - в 2,32 - 2,39 раза

2 Накопление тяжелых металлов в растительных тканях находится в зависимости от концентрации этих элементов в почве и вида растений Наибольших значений концентрация тяжелых металлов достигает в листьях и хвое деревьев, произрастающих в 10 м от дорожного полотна Так в листьях березы, произрастающей в 10 м от автодороги Орел - Москва, концентрация цинка в 38,14 раз больше контрольных показателей, кадмия - в 1,03, меди - в 3,48, свинца - в 4,35 раз Накопление тяжелых металлов убывает в ряду береза бородавчатая - дуб черешчатый - сосна обыкновенная Концентрация тяжелых металлов в листьях березы бородавчатой превосходит их содержание в листьях дуба в 1,27 - 1,5 раза и в хвоинках сосны - в 1,5 - 1,6 раза Наибольшие концентрации тяжелых металлов обнаруживаются в плодовых телах грибов, они превосходят показатели листьев в среднем на 25%, а показатели плодов Malus sylvestris (L.) Mill, и Pyrus communis L на 40%

Накопление тяжелых металлов в растительных тканях сопровождается изменением биоиндикационных показателей

3 Биоиндикационные показатели видов-эдификаторов лесных экосистем при воздействии на экосистему промышленных выбросов снижаются до 2 - 5 балла, в зависимости от уровня автотранспортных загрязнений - до 3 -5 балла, от уровня рекреационной нагрузки на экосистему - до 2 - 3 балла Лесотехнические показатели меняются менее четко- в промышленных зонах и вдоль дорог бонитет деревьев понижается до второго класса, а в рекреационных зонах остается на уровне первого класса

Для устойчивости лесных экосистем, занимающих прилегающие к промышленным зонам территории, имеет значение наличие в выбросах предприятия веществ, способных реагировать между собой с образованием новых высокотоксичных соединений Так, выбросы Мценского Литейного завода, приводят к значительному снижению биоиндикационных и лесотаксационных показателей древесного яруса лесной экосистемы Интегральный показатель асимметрии листьев березы на данной территории достигает 5 балла, как и на территории, прилегающей к ОСПАЗ, объем выбросов которого в 13,4 раза больше Из учитываемых предприятий наименьший негативный эффект вносят загрязнения, производимые Отрадинским сахарным заводом, среди которых нет таких высокотоксичных соединений, как в выбросах металлургических предприятий Снижение показателей стабильности развития деревьев здесь происходит у березы до 2 балла, у сосны, как более чувствительного вида, до 3 - 4 балла

4 В условиях рекреационной нагрузки и на ООПТ динамика лесотехнических показателей не выражена Отмечается только изменение биоиндикационных показателей, значения которых находятся в зависимости от биологических особенностей вида деревьев наиболее чувствительным видом оказался Quercus robur L, в незаповедных зонах наблюдается снижение показателей флуктуирующей асимметрии его листьев до 2 - 3 балла

5 При наличии отклонений в развитии древесного яруса лесных экосистем происходят изменения лесотехнических и биоиндикационных показателей Таксационная характеристика древостоя и лесопатологический мониторинг учитывают признаки нарушения древесного яруса, проявляющиеся на высоких стадиях дигрессии Возможность количественно оценить состояние древесного яруса на стадии скрытых изменений в условиях антропогенной нагрузки разной степени дает определение величины флуктуирующей асимметрии листьев и морфологических показателей хвойных В условиях рекреационной нагрузки и на ООПТ биоиндикационные показатели становятся основными

6 Проведение дисперсионного анализа с группировкой по месту сбора доказало статистическую значимость различий величины флуктуирующей асимметрии листьев березы бородавчатой, дуба черешчатого, а также морфологических показателей сосны обыкновенной на территориях, испытывающих влияние промышленного и автотранспортного загрязнения, как по интегральным показателям, так и по отдельно взятым признакам (р< 0,05)

На территории НП «Орловское Полесье» различия биоиндикационных показателей асимметрии листьев березы и побегов сосны по большинству признаков достоверными не являются, у дуба черешчатого эти различия более значительны, однако достоверными они являются не по всем признакам

Применение теста Уилкоксона (Манна-Уитни) для независимых выборок подтвердило результаты дисперсионного анализа

7 Величина флуктуирующей асимметрии листьев и морфологических показателей хвойных достоверно коррелирует с показателями загрязнения почв тяжелыми металлами для березы бородавчатой по 5-ти показателям, для дуба черешчатого по 4-м, для сосны обыкновенной - по 3-м Выявлена положительная корреляция показателей асимметрии листьев березы и дуба с содержанием цинка и свинца (полученные значения коэффициента корреляции указывают на наличие средней (0,3 < г < 0,7) и сильной (/• > 0,7) положительной корреляционной связи, особенно отчетливо она выражена у дуба) Определяется отрицательная корреляция между наличием в почве цинка и свинца и меристическими показателями развития вегетативных органов сосны В большинстве случаев эта связь средней степени (0,3 < г < 0,7)

8 Среди видов-эдификаторов лесных экосистем на территории Орловской области наиболее устойчивой к антропогенному загрязнению является береза бородавчатая Накапливая в своих тканях тяжелые металлы, она эффективно их нейтрализует и развивается более стабильно, чем два других вида-эдификатора - дуб черешчатый и сосна обыкновенная, которые, согласно другой стратегии выживания растений, создают внутриклеточные барьеры на пути проникновения загрязняющих веществ и содержат меньшее их количество, проявляя при этом, согласно биоиндикационным показателям, более низкую стабильность развития и устойчивость

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1 Гераськина H П Оптимизация оценки экологического состояния лесных экосистем // Проблемы экономического образования и экономики Сборник статей международного семинара Вып 3 - Орел ОГУ, 2002 - С 4851

2 Гераськина H П К вопросу об оценке устойчивости лесных экосистем // Природные ресурсы - основа экономической стратегии развития региона Сб научн статей Под ред Л H Новикова - Орел Изд-во ОРАГС, 2002 - С 212-217

3 Гераськина H П Определение степени негативного влияния автотранспорта на лесные экосистемы методами биоиндикации // Экология и безопасность жизнедеятельности Сборник материалов Y Международной научно-практической конференции. - Пенза, РИО ПГСХА, 2005 - С 62-64

4 Гераськина H П Биоиндикация лесных экосистем в зоне воздействия промышленных предприятий И Экологическая безопасность регионов России и риск от техногенных аварий и катастроф Сборник статей Вссросс пост действ научно-технич семинара - Пенза, 2006 - С 95-97

5 Гераськина H П Определение устойчивости лесных экосистем ООПТ «Национальный парк «Орловское Полесье» // Агроэкологические проблемы сельскохозяйственного производства Сборник статей Всеросс научно-практич Конференции - Пенза, 2006 - С 14-16

6 Гераськина H П Биоиндикация лесных экосистем НП «Орловское Полесье» // Региональные проблемы заповедного дела Материалы междунар науч -практич конференции, поев 90-летнему юбилею гос заповед системы России, 30-летию гос природ заповедника «Саяно-Шушенский», 15-летию гос природ заповедника «Хакасский» 23-27 июля 2006 г Шушенское - Абакан, 2006 - С 303 - 304

7 Громова В С, Гераськина H П , Дмитровская Т А Эколого-гигиенические аспекты влияния автотранспорта на лесные экосистемы // Проблемы охраны и экологического мониторинга природных ландшафтов и биоразнообразия Сборник статей Всероссийской научно-практической конференции - Пенза, 2006 - С 26-28

8 Гераськина H П Биоиндикационная оценка уровня устойчивости лесных экосистем //Известия ОрелГТУ - Орел ОрелГТУ, 2006 - С 18-21

9 Гераськина H П Биоиндикационная оценка устойчивости лесных экосистем к промышленному загрязнению среды // Вестник ВГУ Сер «Химия Биология Фармация» - Вып 2 -2006 - С 128- 132 (Издание рекомендовано ВАК)

Подписано к печати 25 03 2007 Формат 60x84 1/16 Печать ризография Объем 1,4 уел печ л Тираж 100 экз Заказ №175

Отпечатано в отделе оперативной полиграфии Территориального органа Федеральной службы государственной статистики по Орловской области 302001, г Орел, пер Воскресенский, 24

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Гераськина, Наталья Петровна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Проблема определения степени устойчивости лесных экосистем (Обзор литературы).

1.1 Место и роль оценки устойчивости лесов в практике природосбережения и лесовосстановления.

1.2 Анализ существующих методов определения степени устойчивости лесов и древесных насаждений.

1.3 Биоиндикационные методы, их применение для оценки устойчивости лесных экосистем.

ГЛАВА 2. Объекты и методы исследований.

2.1 Экологическая характеристика района исследования.

2.2 Объекты исследования.

2.2.1 Общая характеристика лесов Орловской области.

2.2.2 Характеристика видов-биоиндикаторов.

2.3 Методы.

2.3.1 Методы сбора полевого материала.

2.3.2 Методы лабораторной обработки.

2.3.3 Вычисление уровня рекреационной нагрузки.

2.3.4 Методы определения устойчивости экосистемы.

2.3.5 Методы статистического анализа.

ГЛАВА 3. Определение степени устойчивости лесных экосистем

Орловской области к антропогенной нагрузке биоиндикационными методами.

3.1 Состояние лесных экосистем вне зоны воздействия промышленных предприятий и автотранспорта.

3.2 Состояние лесных экосистем в зоне воздействия промышленных предприятий.

3.3 Состояние лесных экосистем на территориях, прилегающих к автодорогам.

3.4 Состояние лесных экосистем в пригородных рекреационных зонах.

ГЛАВА 4. Определение степени устойчивости лесных экосистем на Особо Охраняемых Природных Территориях биоиндикационными методами. На примере национального парка «Орловское Полесье».

4.1 Функциональное зонирование территории национального парка «Орловское Полесье».

4.2 Состояние лесных экосистем в заповедной зоне национального парка «Орловское Полесье».

4.3 Состояние лесных экосистем в особо охраняемой зоне национального парка «Орловское Полесье».

4.4 Состояние лесных экосистем в рекреационной зоне национального парка «Орловское Полесье».

ГЛАВА 5. Статистическая обработка полученных данных.

5.1 Оценка статистической значимости полученных данных.

5.2 Корреляционный анализ результатов исследования.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Определение устойчивости лесных экосистем методами биоиндикации: на примере лесов Орловской области"

Актуальность темы. В настоящее время антропогенное давление на лесные экосистемы постоянно усиливается. В результате происходит изменение физических и химических характеристик среды, что ведет к нарушению динамического равновесия лесных экосистем. По ориентировочным оценкам, в России общая площадь лесных массивов, пораженных только промышленными выбросами, достигает 1 млн. га (Лес России, 1995). Ухудшающееся состояние лесных комплексов требует постоянного эффективного контроля над влиянием антропогенных факторов на их устойчивость.

Устойчивость экосистемы рассматривается как соотношение между величиной стрессирующего воздействия и степенью полученного повреждения. Она же в целом зависит от устойчивости организмов, то есть их способности сохранять относительное постоянство внутренней среды - гомеостаз - в определенном диапазоне внешних воздействий (Чиркова, 2002). Наиболее чутко реагируют на изменения окружающей среды виды-биоиндикаторы, по наличию, состоянию или поведению которых судят об изменениях в окружающей среде или ее характерных особенностях (Бурдин, 1985). Изучение их количественного и качественного состава позволяет оценить состояние экосистемы в целом. Для лесных экосистем решающее значение имеет состояние видов-эдификаторов, которыми являются древесные растения.

Одним из современных и наиболее перспективных методов оценки состояния экосистем является биоиндикационный анализ, который дает интегральную оценку ситуации, так как живые организмы реагируют на все воздействия окружающей среды (Дочинжер, 1982; Климец, 1994; Виноградов, 1994; Жариков, Ротарь, 1996; Венгеров, Нумеров, 1996; Стрельцов, Шестакова, Логинов, Шпынов, Константинов, 1997; Стрельцов, 1998, 1999, 2003, 2005; Захаров, 1981, 1987, 2001; Захаров, Баранов, Борисов, 2000; Емельянова, 2000; Гилева, Нохрин, 2001; Константинов, 2001; Стрельцов, Устюжанина, 2001; Valkama, Kozlov, 2001; Жданова, 2003). Использующиеся в настоящее время методики определения устойчивости лесных экосистем нуждаются в доработке на основе внедрения биоиндикационных методов.

Комплексное воздействие различных антропогенных факторов привело к тому, что в Орловской области за последние два столетия площади, занятые лесными экосистемами, катастрофически сократились и в настоящее время, по различным данным, они составляют от 7 до 9% территории (Радыгина, Киселева, Пригоряну, 2004).

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха в области являются стационарные источники: промышленные, топливно-энергетические, транспортно-дорожные, сельскохозяйственные и другие предприятия, а также передвижные источники: автомобильный, железнодорожный и воздушный транспорт.

По данным Управления Федеральной службы по надзору в сфере природопользования по Орловской области (до 2005 года - Управление Природных ресурсов по Орловской области), в 2003 году в атмосферу стационарными источниками выброшено 13,41 тыс. тонн газообразных и 1,35 тыс. тонн твердых веществ. Суммарные выбросы передвижных источников составляют более 96,9 тыс. тонн в год, в том числе: автомобильный транспорт -96,1 тыс. тонн (Доклад «О состоянии окружающей природной среды Орловской области в 2003 году», 2004). Наряду с воздействием на лесные экосистемы промышленного и автотранспортного загрязнения, в настоящее время существенно возрастает рекреационная нагрузка, обусловленная развитием индустрии отдыха и развлечений в естественной природной обстановке. Влияние данных факторов на лесные экосистемы Орловской области изучено недостаточно.

Цель и задачи исследования. Основная цель настоящего исследования заключается в определении устойчивости лесных экосистем Орловской области, испытывающих различные антропогенные воздействия, методами биоиндикации, разработке методических подходов для использования биоиндикации при оценке устойчивости различных видов деревьев лесного сообщества.

Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:

1. Определить уровни загрязнения тяжелыми металлами лесных почв в зоне воздействия промышленных предприятий и автомагистралей.

2. Определить уровни накопления этих металлов в листьях растений-эдификаторов лесного сообщества, плодах дикорастущих плодовых деревьев и плодовых телах шляпочных грибов.

3. Изучить динамику биоиндикационных и лесотехнических показателей видов-эдификаторов лесных экосистем в зависимости от уровня воздействия на экосистему промышленных выбросов, автотранспортных загрязнений, рекреационной нагрузки.

4. Изучить динамику биоиндикационных и лесотехнических показателей видов-эдификаторов лесных экосистем в условиях Особо Охраняемых Природных Территорий (далее - ООПТ).

5. Провести сравнительную оценку методов определения устойчивости лесных экосистем, используемых в лесном хозяйстве и методов биоиндикационной оценки стабильности развития растений.

6. Оценить статистическую достоверность различий биоиндикационных показателей на территориях с различной антропогенной нагрузкой по интегральным показателям и по отдельно взятым признакам.

7. Определить уровень зависимости стабильности развития древесного яруса лесных экосистем от загрязненности почвы тяжелыми металлами.

Научная новизна исследования: 1. Впервые произведена сравнительная оценка устойчивости лесных экосистем Орловской области, расположенных в промышленной зоне, вдоль автомагистралей, в рекреационной зоне и в условиях ООПТ с учетом биоиндикационных и лесотехнических показателей.

2. Разработан вариант балльной шкалы коэффициента асимметрии для дуба черешчатого.

3. Выявлены закономерности влияния техногенного загрязнения на растения древесного яруса лесных экосистем.

Научно-практическая значимость работы. Полученные данные могут использоваться для оценки состояния лесов лесостепной зоны, при установлении нормативов выбросов загрязняющих веществ для лесных территорий. Предполагается задействовать их в рамках экологического мониторинга на урбанизированных и охраняемых территориях, а также при ведении хозяйства в пригородных лесах. Апробированные в данной работе и предложенные автором методики ранней диагностики состояния лесов могут применяться как в научных, так и в практических целях. Результаты проведенных исследований используются в учебном процессе.

Обоснованность и достоверность результатов исследования подтверждается достаточным объемом исходного материала, использованием современных методов анализа и обработки полученных данных.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на научно-практической конференции «Перспективы использования природных ресурсов Орловской области» (Орел, 2001), на V Международной научно-практической конференции «Экология и безопасность жизнедеятельности» (Пенза, 2005), Всероссийском постоянно действующем научно-техническом семинаре «Экологическая безопасность России и риск от техногенных аварий и катастроф» (Пенза, 2006), а также на ежегодных межвузовских конференциях ОГУ, ОрелГТУ с 2001 по 2005 год.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, отражающих ее основное содержание, одна работа принята к печати.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, пяти глав, заключения, выводов, списка литературы, содержащего 133 источника, в том числе 8 зарубежных авторов. Работа изложена на 154 страницах, содержит 37 таблиц, 48 рисунков, 12 приложений.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Гераськина, Наталья Петровна

137 ВЫВОДЫ

1. В зоне воздействия промышленных предприятий в почве содержание цинка превышает фоновый уровень в 1,01 - 2,87 раза, кадмия - в 1,07 - 3,77 раза, меди - 1,04 - 2,52 раза, свинца - в 3,10 -5,92 раза.

На территориях, вплотную прилегающих к автодорогам, концентрация тяжелых металлов превышает контрольные показатели по цинку - в 2,06 - 2,68 раза, кадмию - 1,24-6,19 раз, меди - в 1,5 - 1,77 раза, свинцу - в 6,36 - 94,5 раза. При удалении на 100 м от дорожного полотна в почвах лесных экосистем концентрация тяжелых металлов снижается в 1,5-3 раза благодаря барьерной функции растений.

В рекреационных зонах в сравнении с контролем содержание цинка повышено в 1,01-1,5 раза, кадмия - в 1,2 раза, меди - в 1,33 - 1,48 раза, свинца - в 2,32 - 2,39 раза.

2. Накопление тяжелых металлов в растительных тканях находится в зависимости от концентрации этих элементов в почве и вида растений. Наибольших значений концентрация тяжелых металлов достигает в листьях и хвое деревьев, произрастающих в 10 м от дорожного полотна. Так в листьях березы, произрастающей в 10 м от автодороги Орел - Москва, концентрация цинка в 38,14 раз больше контрольных показателей, кадмия - в 1,03, меди - в 3,48, свинца - в 4,35 раз. Накопление тяжелых металлов убывает в ряду: береза бородавчатая - дуб черешчатый - сосна обыкновенная. Концентрация тяжелых металлов в листьях березы бородавчатой превосходит их содержание в листьях дуба в 1,27 - 1,5 раза и в хвоинках сосны - в 1,5 - 1,6 раза. Наибольшие концентрации тяжелых металлов обнаруживаются в плодовых телах грибов, они превосходят показатели листьев в среднем на 25%, а показатели плодов Malus sylvestris (L.) Mill, и Pyrus communis L. на 40%.

Накопление тяжелых металлов в растительных тканях сопровождается изменением биоиндикационных показателей.

3. Биоиндикационные показатели видов-эдификаторов лесных экосистем при воздействии на экосистему промышленных выбросов снижаются до 2 - 5 балла; в зависимости от уровня автотранспортных загрязнений - до 3 -5 балла, от уровня рекреационной нагрузки на экосистему - до 2 - 3 балла. Лесотехнические показатели меняются менее четко: в промышленных зонах и вдоль дорог бонитет деревьев понижается до второго класса, а в рекреационных зонах остается на уровне первого класса.

Для устойчивости лесных экосистем, занимающих прилегающие к промышленным зонам территории, имеет значение наличие в выбросах предприятия веществ, способных реагировать между собой с образованием новых высокотоксичных соединений. Так, выбросы Мценского Литейного завода, приводят к значительному снижению биоиндикационных и лесотаксационных показателей древесного яруса лесной экосистемы. Интегральный показатель асимметрии листьев березы на данной территории достигает 5 балла, как и на территории, прилегающей к ОСПАЗ, объем выбросов которого в 13,4 раза больше. Из учитываемых предприятий наименьший негативный эффект вносят загрязнения, производимые Отрадинским сахарным заводом, среди которых нет таких высокотоксичных соединений, как в выбросах металлургических предприятий. Снижение показателей стабильности развития деревьев здесь происходит у березы до 2 балла; у сосны, как более чувствительного вида, до 3 - 4 балла.

4. В условиях рекреационной нагрузки и на ООПТ динамика лесотехнических показателей не выражена. Отмечается только изменение биоиндикационных показателей, значения которых находятся в зависимости от биологических особенностей вида деревьев: наиболее чувствительным видом оказался Quercus robur L., в незаповедных зонах наблюдается снижение показателей флуктуирующей асимметрии его листьев до 2 - 3 балла.

5. При наличии отклонений в развитии древесного яруса лесных экосистем происходят изменения лесотехнических и биоиндикационных показателей. Таксационная характеристика древостоя и лесопатологический мониторинг учитывают признаки нарушения древесного яруса, проявляющиеся на высоких стадиях дигрессии. Возможность количественно оценить состояние древесного яруса на стадии скрытых изменений в условиях антропогенной нагрузки разной степени дает определение величины флуктуирующей асимметрии листьев и морфологических показателей хвойных. В условиях рекреационной нагрузки и на ООПТ биоиндикационные показатели становятся основными.

6. Проведение дисперсионного анализа с группировкой по месту сбора доказало статистическую значимость различий величины флуктуирующей асимметрии листьев березы бородавчатой, дуба черешчатого, а также морфологических показателей сосны обыкновенной на территориях, испытывающих влияние промышленного и автотранспортного загрязнения, как по интегральным показателям, так и по отдельно взятым признакам (р< 0,05).

На территории НП «Орловское Полесье» различия биоиндикационных показателей асимметрии листьев березы и побегов сосны по большинству признаков достоверными не являются, у дуба черешчатого эти различия более значительны, однако достоверными они являются не по всем признакам.

Применение теста Уилкоксона (Манна-Уитни) для независимых выборок подтвердило результаты дисперсионного анализа.

7. Величина флуктуирующей асимметрии листьев и морфологических показателей хвойных достоверно коррелирует с показателями загрязнения почв тяжелыми металлами для березы бородавчатой по 5-ти показателям, для дуба черешчатого по 4-м, для сосны обыкновенной - по 3-м. Выявлена положительная корреляция показателей асимметрии листьев березы и дуба с содержанием цинка и свинца (полученные значения коэффициента корреляции указывают на наличие средней (0,3 <г< 0,7) и сильной (г> 0,7) положительной корреляционной связи, особенно отчетливо она выражена у дуба). Определяется отрицательная корреляция между наличием в почве цинка и свинца и меристическими показателями развития вегетативных органов сосны. В большинстве случаев эта связь средней степени (0,3 < г < 0,7).

8. Среди видов-эдификаторов лесных экосистем на территории Орловской области наиболее устойчивой к антропогенному загрязнению является береза бородавчатая. Накапливая в своих тканях тяжелые металлы, она эффективно их нейтрализует и развивается более стабильно, чем два других вида-эдификатора - дуб черешчатый и сосна обыкновенная, которые, согласно другой стратегии выживания растений, создают внутриклеточные барьеры на пути проникновения загрязняющих веществ и содержат меньшее их количество, проявляя при этом, согласно биоиндикационным показателям, более низкую стабильность развития и устойчивость.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Гераськина, Наталья Петровна, Орел

1. Авров Ф.Д. Восстановление устойчивых лесных насаждений // Лесное хозяйство. 2000 - №2. - С. 33-35.

2. Айвазян С.А. Прикладная статистика. Основы моделирования и первичная обработка данных. М.: Финансы и статистика, 1983. - 237 с.

3. Акнука Э. Раук Ю. Хвойные деревья индикатор техногенной нагрузки в промышленном ландшафте // Изв. АН ЭССР. Биология. 1986. - Т. 35. - № 2. -С. 131-141.

4. Арефьев Ю.Ф. Леса и проблемы повышения их устойчивости // Экологический вестник села. Вып. 7. - Орел : ОрелГАУ, 2001. - С. 28-37.

5. Арефьев Ю.Ф. Энтоморезистентность лесных монокультур // Лесной журнал.- 1994. № 4. - С12-17.

6. Атлас Орловской области / Управление общего и профессионального образования администрации Орловской области. Орловский государственный университет. М.: Федеральная служба геодезии и картографии России, 2000. -48 с.

7. Безель B.C., Кряжимский Ф.В., Семериков Л.Ф., Смирнов Н.Г. Экологическое нормирование антропогенных нагрузок // Экология. 1992. -№6. - С.3-12.

8. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем / Под ред. Р.Шуберта. М.: Мир, 1988.-267 с.

9. Биология. Большой энциклопедический слрварь / Гл. ред. М. С. Гиляров. 3-е изд. - М.: Большая Российская энциклопедия, 1999. - С 316.

10. Биотест. Интегральная оценка здоровья экосистем и отдельных видов / Захаров В.М., Кларк Д.М. М.: Московское отд. Международного фонда "Биотест", 1993. - 68 с.

11. Битвинскас Т.Т. Дендроклиматические исследования.- Л.: Гидрометеоиздат, 1974.- 172 с.

12. Виноградов Б.В. Растительные индикаторы и их использование при изучении природных ресурсов. М.: Высшая школа, 1964. - 328 с.

13. Гилева Э.А., Нохрин Д.Ю. Флуктуирующая асимметрия краниометрических признаков у восточноевропейской полевки из зоны радиационного неблагополучия // Экология. 2001. -. № 1. - С. 44-49.

14. Гиляров М.С. Почвенные беспозвоночные как показатели почвенного режима и условий среды // Биологические методы оценки природной среды. Сб. науч. статей. М.: Наука, 1978. - С. 78-90.

15. Горышина Т.К. Экология растений. М., 1979. - 368 с.

16. Демаков Ю.П. Устойчивость лесных экосистем: диагностика, прогноз, управление. На примере сосняков Марийского Заволжья. Дис. . д-ра биол. наук. М.: Институт лесоведения РАН, 2000. - с. 18.

17. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1979. - 414 с.

18. Дочинжер Л.С. Атмосферные загрязнители и их влияние на листья лесных деревьев // Взаимодействие лесных экосистем и атмосферных загрязнителей. Таллин, 1982. - 4.1. - С. 48-75.

19. Дубров A.M., Мхитарян B.C., Трошин JI.H. Многомерные статистические методы. -М.: Финансы и статистика, 2000. 134 с.

20. Егоров М.Н. Популяционная фенетика естественных и искусственных насаждений сосны обыкновенной // Популяционная фенетика. М. : Наука, 1997.-С 199-204.

21. Еленевский А. Г., Радыгина В. И. Определитель сосудистых растений Орловской области. Орел : Труд, 1997. - 208 с.

22. Емельянова Ж.В. Биоиндикационная оценка качества городской среды по состоянию здоровья детей (на примере г. Калуга) Автореф. Дисс . Канд. биол. наук. 03.0.29. / Калужский гос. Пед ин-т. Калуга, 2000. - 23 с.

23. Жариков В.В., Ротарь Ю.М. Биоиндикация качества воды по инфузориям-индикаторам // Волжский бассейн: экологическая ситуация и пути рационального природопользования. Тольятти : ИЭВБ РАН, 1996. - С. 45-48.

24. Жданова Н.П. Анализ фенотипической изменчивости при оптимальных и неоптимальных условиях развития в эксперименте и в природных популяциях на примере прыткой ящерицы. Автореф. Дисс. . канд. биол. наук. М., 2003. -23 с.

25. Зайцев Г.Н. Построение шкал балльной оценки // Биометрические методы. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1975. - С. 30-40

26. Закс Лотар. Статистическое оценивание М.: Статистика, 1976. - 98с.

27. Захаров В.М. Асимметрия животных М.: Наука, 1987. - 216 с.

28. Захаров В.М. Асимметрия морфологических структур животных как показатель незначительных изменений состояния среды // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. Л. : Гидрометеоиздат, 19816. - Т. 4. - С. 59-66.

29. Захаров В.М. Гомеорез: онтогенетический, популяционный и эволюционный анализ. // Термодинамика и регуляция биологических процессов. М.: Наука, 1984. - С. 294-302.

30. Захаров В.М. Онтогенез и популяция (стабильность развития и популяционная изменчивость) // Экология. -2001. № 3. - С. 164-168.

31. Захаров В.М. Флуктуирующая асимметрия как показатель гомеостаза развития //Генетика. 1981в. - №13. - С. 241-256.

32. Захаров В.М. Чубинишвили А. Т., Дмитриев С. Г., Баранов А. С. и др. Здоровье среды: практика оценки. М.: Центр экологической политики России, 2000. - 320 с.

33. Захаров В.М., Баранов А.С., Борисов В.И., Валецкий А.В. Кряжева Н.Г., Чистякова Е.К., Чубинишвили А.Т. Здоровье среды: методика оценки. М. : Центр экологической политики России, 2000. - 68 с.

34. Захаров В.М., Борисов В.И., Баранов А.С., Валецкий А.В. Оценка здоровья среды на участках с разным уровнем радиационного загрязнения. Млекопитающие. Стабильность развития. // Последствия Чернобыльской катастрофы: Здоровье среды. М., 1996. - С. 65 - 76.

35. Захаров В.М., Борисов В.И., Баранов А.С.,- Валецкий А.В. Оценка здоровья среды на участках с разным уровнем радиационного загрязнения. Рыбы. Стабильность развития // Последствия Чернобыльской катастрофы: Здоровье среды. М., 1996. - С. 41 - 48.

36. Захаров В.М., Зюганов В.В. К оценке асимметрии билатеральных признаков: как популяционной характеристике // Экология. 1980. - № 1. - С. 10-16.

37. Захаров В.М., Крысанов Е.Ю. Оценка здоровья экосистем // Последствия Чернобыльской катастрофы: Здоровье среды. М., 1996. - С. 104105.

38. Захаров В.М., Крысанов Е.Ю. Проблема оценки последствий Чернобыльской катастрофы для здоровья среды // Последствия Чернобыльской катастрофы: Здоровье среды. М., 1996а. - С. 9 - 11.

39. Захаров В.М., Крысанов Е.Ю., Пронин А.В. Методология оценки здоровья среды. // Последствия Чернобыльской катастрофы: Здоровье среды. -М., 19966.-С. 22-23.

40. Захаров В.М., Чубинишвили А.Т. Мониторинг здоровья среды на охраняемых природных территориях. М. : Центр экологической политики России, 2001а. -148 с.

41. Захаров В.М., Чубинишвили А.Т., Баранов В.И., Борисов В.И. и др. Здоровье среды: методика и практика оценки в 'Москве. М. : Центр экологической политики России, 2001. - 68 с.

42. Захаров В.М., Яблоков А.В. Анализ морфологической изменчивости как метод оценки состояния природных популяций // Новые методы изучения почв, животных в радиоэколог, исследованиях. М.: Наука, 1985. - С. 176-185.

43. Захаров, В.М. Критерии оценки стабильности развития в природных популяциях // ДАН СССР. 1981а. - Т. 258. - № 1. - С. 254-256.

44. Инструкция по заполнению форм ежегодной лесопатологической отчетности М.: Российский Центр Защиты Леса, 2002. - с 2-8.

45. Казаков Л.К., Моторин Д.Н. Индикация и оценка экологических ситуаций в промышленных регионах // Экология и промышленность России. -1998.-№4.-С. 32-36.

46. Киреева, Н.А., Мифтахова A.M., Галимзянова Н.Ф. Индикация загрязнения почв нефтью по состоянию комплекса микроскопических грибов // Экология и промышленность России. 2000. - № 1. - С 38-40.

47. Козлов М. Стабильность развития: мнимая простота методики (о методическом руководстве "Здоровье среды: методика оценки") // Заповедники и национальные парки. -М., 2001, №36. - с. 23-25.

48. Константинов Е.Л. Особенности флуктуирующей асимметрии листовой пластинки березы повислой (Betuia pendula Roth.) как вида биоиндикатора. Автореф. дис.канд. биол. наук: 03.00.16. Калуга, 2001. - 20 с.

49. Криволуцкий Д.А., Михальцова З.А., Штанчаева У .Я. Флуктуирующая асимметрия почвенных животных метод контроля состояния окружающей среды // Фенетика популяций Сб. науч. тр.. - М., 1985. - С.18-19.

50. Криволуцкий Д.А., Шаланки Я., Гусев А.А. Международное сотрудничество в области биоиндикации антропогенных изменений среды // Биоиндикация и биомониторинг. М.: Наука, 1991. - 288 с.

51. Криволуцкий, Д.А. Почвенная фауна в экологическом контроле М., Наука, 1994.-269 с.

52. Кряжева Н.Г., Чистякова Е.К. Мониторинг состояния природных популяций растений по гомеостазу развития // Новые методы исследования популяций. : Междунар. научн.-практич. совещан. : Рабоч. материалы. М. : Ин-т биол. развит, 1995. - 8 с.

53. Кулагин А.А., Шагиева Ю.А. Древесные растения и биологическая консервация промышленных загрязнителей / Отв. ред. Г. С. Розенберг. М. : Наука, 2005.- 190 с.

54. Куликов Н.В. Биоиндикация радиоактивного загрязнения внутренних водоемов // Биологические методы оценки природной среды. М.: Наука, 1978. -С. 152-158.

55. Лакин Г. Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1980. - 293 с.

56. Лес России: энциклопедия / Под общ. ред. А.И.Уткина, Г.В.Линдемана,

57. B. И.Некрасова, А. В. Смолина М. : Большая Российская энциклопедия, 1995. -447с. ил.-С.216

58. Леса Орловской области. // Леса СССР. М., 1966. - С. 162-195.

59. Лесная энциклопедия. В 2 т. / Под ред. Г. И. Воробьева. М. : Советская энциклопедия, 1985. - 563 с.

60. Мирошников А.Б., Огрель Л.Ю., Балятинская Л.Н. Биотесты для оценки экологического состояния природных водных объектов (на примере Белгородской области) // Экология и промышленность России. 2000. - № 5.1. C. 12-15.

61. Николаевский B.C. Биомониторинг, его значение и роль в системе экологического мониторинга и охране окружающей среды // Методологические и философские проблемы биологии. Новосибирск': Наука. Сиб. отделен., 1981.-С. 341-354.

62. Оливериусова JI. Оценка состояния окружающей среды методом комплексной биоиндикации // Биоиндикация и биомониторинг. М. : Наука,1991.-С. 39-45.

63. Орлов П. А. Растительный мир // Природа Орловской области. Орел, 1961.-С. 136-177.

64. Петров Е. Г. Эколого-биологические аспекты адаптации и повышения устойчивости лесных экосистем в условиях антропогенного воздействия // Проблемы устойчивости биологических систем : сб. науч. статей. М. : Наука,1992.-С. 78-85.

65. Писаренко А.И., Страхов В.В. О лесной политике России. М. : Юриспруденция, 2001. - 160 с.

66. Погребняк П.С. Основы лесной типологии. 2-е изд. - Киев, 1955. - 268с.

67. Положение о лесопатологическом мониторинге / Федеральная служба лесного хозяйства России. М., 1993. - 11 с.

68. Популяционная фенетика / Отв. редактор член-кор. РАН д.б.н. А. В. Яблоков. М.: Наука, 1997. - 254 с.

69. Последствия Чернобыльской катастрофы: Здоровье среды / Под ред. В. М. Захарова, В. Ю Крысанова. М., 1996. - 170 с.

70. Преображенский B.C. Методические указания по характеристике природных условий рекреационного района // Географические проблемы организации туризма и отдыха. Вып. 1. - М., 1975. - С. 34-39.

71. Преображенский B.C., Казанская Н.С. Рекреационные нагрузки и методы их определения // Предложения по организации и размещению национальных парков, памятников и культурно-исторических мест в СССР. -М., 1970.-С. 28-33.

72. Природа Орловской области / Под ред. В. Антонова. Орел. : Орловское книжное издательство, 1981.-271 с.

73. Проект организации национального парка «Орловское Полесье».-Орел, 1994.- 167с.

74. Пронин М.И. Человек, лес, фауна М.: Лесная промышленность, 1981. -368 с.

75. Простейшие методы статистической обработки результатов экологических исследований. М., Экосистема, 1998. - 124 с.

76. Пузаченко Ю.Г. Биологическое разнообразие, устойчивость и функционирование. // Проблемы устойчивости биологических систем : сб. науч. ст. М.: Наука, 1992. - С. 3-6.

77. Радыгина В.И. Растительный покров // Изучение географии Орловской области в школе. Под ред. Тихого. Орел, 1997. - С. 14-17.

78. Радыгина В.И., Киселева Л.Л., Пригоряну О.М. Зональная растительность Орловской области // За страницами учебника географии Орловской области : краткие краеведческие очерки. Под. ред. А. М. Сараевой и Л. В. Суханова. М.: Изд-во МГУ, 2004. - С. 96-103.

79. Разумовский С.М. Закономерности динамики биогеоценозов // Избранные труды : сб. науч. ст. / сост. К. В. Киселева, О. Г. Чертов, Е. М. Веселова; КМК Scientific Press. М., 1999. - С. 237-554.

80. Риклефс Р. Основы общей экологии / Пер. с англ. М., 1979. - С. 389.

81. Рубцов И.А. Мошки как индикаторы загрязнения текучих водоемов // Биологические методы оценки природной среды. М. : Наука, 1978. - С 138151.

82. Рысин Л.П., Абатуров А.В., Савельева Л.И. Динамика хвойных лесов Подмосковья. М.: Наука. 2000. - 221 с.

83. Скокова А.А. Растения индикаторы загрязнения природной среды // Рязанский экологический вестник. - 1995. - № 5. - С. 8-11.

84. Солдатов П.К., Давронов И. Д. Соя Glycine Max (L.) как тест-объект для изучения мутагенности пестицидов // Цитология и генетика. 1989. - № 6. -С. 25-29.

85. Сорочинский Б.В., Грозинский Д.М. Ряска многолетняя как индикатор радионуклидного загрязнения // Радиобиол. съезд.: Пущино. 1993. - Ч-З.- С. 944-945.

86. Состояние и охрана окружающей среды Орловской области в 2003 году. Доклад под общей ред. А. Н. Новикова. Орел, 2004. - 272 с.

87. Справочник работника лесного хозяйства / Под ред. акад. АН БССР И. Д.Юркевича, В. П. Романовского, к. б. н. Д. С. Голода. Минск : Наука и техника, 1986. - С. 45-47.

88. Стрельцов А.Б. Логинов А.А., Шпынов А.В. Оценка качества городской среды // Экологические и метеорологические проблемы больших городов и пром. Зон. Тезисы докл. Всеросс. науч. конф. С-Пб, 1999. - С. 42-43.

89. Стрельцов А.Б. О некоторых современных проблемах регионального экологического мониторинга. // Экологический мониторинг: научный и образоват. аспект. Материалы Всеросс. н-практ конф. Киров, 2002. - С. 18-20.

90. Стрельцов А.Б. Проблемы создания системы биологического мониторинга Калужской области // Вопросы археологии, истории, культуры и природы Верхнего Поочья. Тезисы докл. VII конф. Калуга : Издательский педагогический центр «Гриф», 1998. - С.156-158.

91. Стрельцов А.Б. Реализация биологического мониторинга в Калужской области // На пути к устойчивому развитию. Бюллетень Центра эколог, полит. России. 1999а. - № 6(10). - С. 41-42.

92. Стрельцов А.Б. Региональная система биологического мониторинга на основе анализа стабильности развития. // Использование и охрана природных ресурсов России. М., 2003. - № 4-5. - С.74-81.

93. Стрельцов А.Б. Региональная система биомониторинга на основе анализа стабильности развития. Дисс. . д-ра. биол. наук. Калуга, 2005. - 350 с.

94. Стрельцов А.Б. Региональная система биомониторинга. Калуга : ЦНТИ, 2003а.-158 с.

95. Стрельцов А.Б. Флуктуирующая асимметрия как показатель здоровья среды. // V Всеросс. науч.-практич. конф. «Образование и здоровье». Тезисы докладов. Калуга, 19996. - С. 156-158.

96. Стрельцов А.Б. Шестакова Г.А., Логинов А.А., Шпынов А.В., Константинов Е. Л. Организация школьного биологического мониторинга территории г. Калуги как реализация системы городского биомониторинга. -Калуга : КГПУ, 1997. 24 с.

97. Стрельцов А.Б., Логинов А.А. Биоиндикационный метод оценки антропогенного воздействия на городскую среду // Экологические и метеорологические проблемы больших городов и промышленных зон. Тезисы докл. Всеросс. науч. конф. С-Пб, 1999. - С. 40-41.

98. Стрельцов А.Б., Логинов А.А., Константинов Е.Л. Локализация загрязнения почвенного воздуха метаном с помощью биоиндикации. // V

99. Всеросс. науч.-практ. конф. «Образование и здоровье». Тезисы докладов. -Калуга, 1999в. С.151-152.

100. Стрельцов А.Б., Логинов А.А., Устюжанина О.А. Моделирование и прогноз состояния качества городской среды г. Калуги. // Экологические и метеорологические проблемы больших городов и пром. Зон. Тезисы докл. Всеросс. науч. конф. С-Пб, 1999. - С.145-146.

101. Стрельцов А.Б., Шестакова Г.А. Биомониторинг в системе экологической безопасности. // Экологическое сознание экологическая безопасность. - Калуга, 1994. - С. 110-112.

102. Стрельцов А.Б., Шестакова Г.А., Логинов А.А., Константинов Е. Л. Инновации в оценке качества окружающей среды. // Регион, экономика, наука и инновации : тезисы докл. регион, науч.-практич. конф. Калуга, 1999, - С. 122123.

103. Сукачев В .Н. Труды совещания по лесной. М., 1951. - 324 с.

104. Сукачев В.Н. Ученые записки. ЛГУ : Сер. биол. наук. - 1949. -Вып. 17. - №92. - С 3-12.

105. Тютюнник Ю.Г. Количественная фитогеохимическая индикация загрязнения воздуха городов тяжелыми металлами. // Экология. 1994. - № 1. -С. 84-85.

106. Федорова А.И., Никольская А. Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды. М.: Владос, 2001. - 288 с.

107. Федорчук В.Н., Бурневский Ю.И. Рекомендации по определению и использованию типов леса при лесоустройстве (на примере Ленинградской области). Л.: Лен НИИЛХ, 1986. - 71 с.

108. Черненькова Т.В. Тяжелые металлы в растениях и почве большого города. // Биоиндикация в городах и пригор. зонах. М., 1993. - С. 49-54.

109. Черненькова Т.В. Фитоиндикация ранних стадий техногенного нарушения северотаежных биоценозов // Биоиндикация и биомониторинг : сб. науч. стат. М.: Наука, 1991. - С. 114-120.

110. Черненькова Т.В. Фитоценотические исследования ельников кустарничково-зелеиомошиых в окрестностях Мончегорского металлургического комбината. // Лесоведение. 1995. - № 1. - С. 57-65.

111. Чиркова Т.В. Физиологические основы устойчивости растений. СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского университета, 2002. - 244 с.

112. Чистякова Е.К. Анализ стабильности развития в природных популяциях растений на примере березы повислой (Betula pendula Roth.). Автореф. дис. к-та биол. наук: 03.00.15. М.: Ин-т биол. развит. - 1997. 20 с.

113. Шестакова Г.А., Казанцева Г.Г. Последствия загрязнения почвы атмосферными выбросами предприятий цветной металлургии // Растит-ть и пром. загрязнения. Свердловск, 1970. - С. 67-70.

114. Шестакова Г.А., Стрельцов А.Б., Константинов E.JI. Методика сбора и обработки материала для оценки стабильности развития березы повислой. -Калуга, 1997.- 16 с.

115. Щербаков А.П., Свистова И.Д., Джувеликян Х.А. Биомониторинг загрязнения почвы газовыми выбросами автотранспорта. // Экология и промышленность России. 2001. - № 6. - С. 32-35.

116. Anne P., Mawri F., Gladstone S., Freeman С. D. Is fluctuating asymmetry a reliable biomonitor of stress? A test using life history parameters in soybean // Int. J. of Plant Sci. — 1998. — Vol. 159. — P. 559—565.

117. Bjorklund M., Merila J. Why some measures of fluctuating asymmetry are so sensitive to measurement error? // Ann. Zool. Fen. 1997. - Vol. 34. -P. 133—137.

118. Merila J., Bjorklund M. Fluactuating asymmetry and measurement error // Systematic Biol. — 1995. — Vol. 44. — P. 97—101.

119. Moller A.P., Swaddle J. P. Asymmetry, developmental stability, and evolution. — Oxford: Oxford Univ. Press, 1997. — 291 p.

120. Palmer A.R. Waltzing with asymmetry // Bioscience. 1996. - Vol. 46. - P. 518-532.

121. Valkama J., Kozlov M. V. Impact of climatic factors on the developmental stability of mountain birch growing in a contaminated area // J. of Appl. Ecol. — 2001. — Vol. 38. — P. 665—673.

122. Van Dongen S., Molenberghs G., Matthysen E. The statistical analysis of fluctuating asymmetry: REML estimation of a mixed regression model // J. of Evol. Biol. — 1999. —Vol. 12. —P. 94—102

123. Zvereva E.L., Kozlov M. V., Haukioja E. Stress responses of Salix borealis to pollution and defoliation // J. of Appl. Ecol. — 1997. — Vol. 34. — P. 1387— 1396.