Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Оценка состояния и защитных характеристик древесно-кустарниковых насаждений в условиях г. Уфы при действии ионизирующего излучения

ВАК РФ 03.02.01, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Оценка состояния и защитных характеристик древесно-кустарниковых насаждений в условиях г. Уфы при действии ионизирующего излучения"

На правах рукописи

АСКАРОВ АЙБУЛАТ ДАМИРОВИЧ

ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ И ЗАЩИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДРЕВЕСНО-КУСТАРНИКОВЫХ НАСАЖДЕНИЙ В УСЛОВИЯХ Г. УФЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Специальности: 03.02.01. - Ботаника (биология), 03.02.08 - Экология (биология)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

11 НОЯ 2015

Оренбург - 2015

005564523

Диссертационная работа выполнена на кафедре экологии и природопользования ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный педагогический университет им.М.Акмуллы».

Научный руководитель: Кулагин Андрей Алексеевич

доктор биологических наук, профессор

Официальные оппоненты: Зайцев Глеб Анатольевич

доктор биологических наук, доцент, ФГБУН Уфимский институт биологии РАН

Ямалов Сергей Маратович

доктор биологических наук, доцент ФГБУН Ботанический сад - институт УНЦ РАН (г. Уфа)

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Саратовский

государственный университет им. Н.Г. Чернышевского»

Защита диссертации состоится «25» ноября 2015 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.180.02 при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Оренбургский государственный педагогический университет» по адресу: 460014, г.Оренбург, ул. Советская 19.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Оренбургского государственного педагогического университета» Тел/факс: 8(3532)772452; E-mail: ibrae@ospu.ru.

Автореферат разослан «19» октября 2015 г. и размещен на официальном сайте http://www.ospu.ru

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук, доцент

Crf.'X^

V

Мушинская Н.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Древесно-кустарниковая растительность является естественным барьером на пути миграции экотоксикантов (Десслер, 1981; Голубец, 1982; Алексеев, 1987; Гетко, 1989; Горышина, 1991; Фролов, 1998; Кулагин, 2006; Keller, 1985). Однако вопросы возможности использования древесных растений для снижения радиационного загрязнения окружающей среды исследованы фрагментарно, а в городе Уфе систематических работ ранее вообще не проводилось. Исследователи утверждают (Клечковский, 1956; Гулякин, 1968; Гулякин, Юдинцева, 1973; Павлоцкая, 1974; Алексахин, 1982; Израэль, 1984; Холл, 1989; Молчанова, Караваева, 2001; Юдинцева, Старков, 2001; Василенко, 2004; Александров, 2005; Hanson, 1967; Schaweroff, 1974; Chester et al., 1981), что развитие жизни на Земле всегда происходило в присутствии радиационного фона. Радиоактивное загрязнение является основной его составляющей частью в современной биосфере. Радионуклиды активно вовлекаются в круговорот веществ и накапливаются в живых организмах. Они становятся неотъемлемым звеном пищевых цепей и играют существенную роль в функционировании экосистем. Основными источниками радиационного загрязнения окружающей среды является - космическое излучение, солнце, горные породы, а также радиоактивные загрязнения вызванными деятельностью человека (АЭС, ядерные отходы, оружие, стройматериалы, мусорные свалки, сжигаемое топливо, медицинские процедуры и оборудование), которые необходимы в использовании в наше время, но при этом пагубно влияющие на окружающую среду и на живые организмы (Кузин, 1981; Алексахин, 1982; Кудряшов, Беренфельд, 1982; Бабаев и др., 1984; Ярмоненко, 1988; Холл, 1989; Старков, 2001; Александров, 2005, 2007; Ильязов, 2006; Баюров, 2008; Ashe, 1961).

Объект исследования - лесные насаждения в пределах санитарно-защитной зоны г. Уфы, территории массового присутствия населения и промышленные зоны.

Цель работы - оценить состояние древесно-кустарниковой растительности г. Уфы в условиях негативного влияния, вызванного источниками радиоактивных загрязнений.

Достижению вышеуказанной цели способствовало решение следующих

задач:

1. Определить видовой состав древесно-кустарниковых насаждений в санитарно-защитной зоне г. Уфы.

2. Охарактеризовать древесно-кустарниковую растительность г. Уфы и оценить ее относительное жизненное состояние;

3. Определить уровень радиационного фона окружающей среды в условиях города Уфы, а также близ потенциальных источников радиационного загрязнения и почвенного покрова;

4. Оценить способность насаждений к снижению уровня радиационного загрязнения г. Уфы.

5. Составить картосхему территории г. Уфы на основе фитоиндикационных исследований параметров радиационного загрязнения.

Научная новизна работы заключается в оценке защитных характеристик насаждений древесных растений при действии радиационного загрязнения в условиях г. Уфы, которое впервые выполнено для данной территории. Установлены достоверные показатели влияния насаждений на снижение уровня радиоактивного загрязнения. В работе раскрываются механизмы взаимодействия растительных объектов с источниками радиоактивного загрязнения и предлагает создание многовидовых, многоярусных насаждений с целью снижения негативного воздействия радиационного загрязнения.

Практическая значимость работы определяется необходимостью обоснования использования защитных характеристик древесно-кустарниковой растительности в создании санитарно-защитных насаждений при озеленении в условиях радиационного загрязнения окружающей среды. Для оптимизации состояния окружающей среды наибольшая эффективность при действии ионизирующего излучения установлена для многовидовых насаждений, которые по своей структуре напоминают естественные леса, имеющие в своем составе: 1 ярус - деревья, 2 ярус - подлесок и 3 ярус - кустарники.

Полученные данные и картосхемы могут использоваться при проведении работ МУП «Горзеленхоз» г. Уфы, а также в учебном процессе для студентов биологических и лесохозяйственных профилей ВУЗов и ССУЗов Российской Федерации.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Насаждения, представляющие собой многовидовые растительные сообщества с ярко выраженной ярусностью в условиях радиационного загрязнения г. Уфы проявляют наибольшую устойчивость по сравнению с моновидовыми и мертвопокровными древостоями.

2. Степень влияния древесно-кустарниковых насаждений на снижение радиационного загрязнения связана с такими параметрами как относительное жизненное состояние древостоев, биоразнообразие и бонитет насаждений, а также наличие многоярусности.

Организация исследований. Исследования проводились в период с 2012-2015 гг. на кафедре экологии и природопользования Башкирского государственного педагогического университета им. М. Акмуллы. Исследовательская деятельность осуществлялась в рамках работ по договорам №63/6 от 31.12.2010 г. «Разработка городской целевой программы «Мониторинг состояния среды обитания и здоровья населения городского округа город Уфа Республики Башкортостан на 2012-2016гг.»», №0301300448614000054-0275585-01 от 21.11.2014г. «Организация исследований по изучению загрязненности почвенного покрова г. Уфы, в т.ч.: исследование почвы г. Уфы на наличие суперэкотоксикантов, составление электронной карты техногенной нагрузки на почвенный покров г. Уфы» с Администрацией городского округа г. Уфа Республики Башкортостан.

Обоснованность выводов и достоверность результатов работы

обеспечены значительным объемом фактического материала, полевыми экспериментами с применением современных методов проведения исследований и подтверждением их методами математической статистики.

Декларация личного участия. Автор лично производил работы по аналитическому обзору литературы, формулированию цели, гипотезы и задач исследований, выбору методик, сбору фактического материала, закладке полевых опытов, проведению камеральных работ, анализу и обобщению результатов исследований и формулированию выводов.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на научных конференциях различного уровня: 2 международных (Самара-Тольятти 2014; Москва, 2015); 1 региональной (Уфа, 2014).

Публикации. Основные результаты исследований изложены в 8 научных публикациях, в том числе в 3 статьях в журналах, рекомендованных ВАК МОН РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 185 страницах и включает введение, 5 глав, выводы и 10 приложений. Список литературы включает 179 наименований, в том числе 28 на иностранных языках и 2 ссылки из интернета. В работе имеется 30 таблиц и 68 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость работы.

ГЛАВА 1. Обзор литературы

В данной главе рассматриваются вопросы влияния радионуклидов на растительность, общие понятия радиации, источников радиационного загрязнения, влияния радиации на окружающую среду и на человеческий организм. Рассматриваются принципы нормирования в области радиационной безопасности и радиационной обстановки с учетом оценок состояния растительности (Виноградов, 1950; Бак, Александер, 1963; Тимофеев-Ресовский и др., 1967; Кузин, Каушанский, 1981; Кудряшов, Беренфельд, 1982; Ярмоненко, Вайнсон, 1988; Израэль и др., 1990; Старков, Мигунов, 2003; Ильязов, 2006; Баюров, 2008; Зеленская и др., 2014; Odum, 1957; Evans, 1965; Schaweroff, 1974; Chi-Yu King, 1980; Cameron, 1982; Crameri, 1989; Schery, Wasiolek, 1993; Hotzl, 1994; Techa..., 2000; Hall, 2003; Hall, Giaccia, 2012).

ГЛАВА 2. Краткая физико-географическая характеристика г. Уфы

2.1. Физико-географическая характеристика

Уфа - город Российской Федерации, столица Республики Башкортостан. Крупный промышленный, транспортный, научный и культурный центр России. Численность населения — 1 077719 человек. Город расположен на берегу реки Белой, при впадении в неё рек Уфы и Дёмы, на Прибельской увалисто-волнистой равнине, в 100 км к западу от хребтов Башкирского (Южного) Урала. Лежит преимущественно в междуречье рек Белой и Уфы на Уфимском полуострове. Площадь города составляет 753,7 км" (Административно-территориальное..., 2007).

«Уфимский полуостров» расположен в юго-восточной части ВосточноЕвропейской платформы, приурочен к восточной окраине Русской равнины (Рождественский, Журенко, 1961). В геоморфологическом отношении г. Уфа является всхолмленной равниной. Ее абсолютные высоты колеблются от 82 до 240 м. Сложен разновозрастными толщами осадочного чехла.

Климат г. Уфы континентальный, неустойчивый, характеризующийся частыми колебаниями в количестве выпадающих осадков и резкими перепадами температуры воздуха (Алисов, 1947; Авдеев, 1960; Немкова, Климанов, 1968; Очерки ..., 1970; Климат Уфы, 1987). Среднегодовая температура воздуха составляет 3,8°С. Самая низкая среднемесячная температура - 12,4°С приходится на январь. Абсолютный минимум составляет - 48,5°С. Средняя температура июля равна 19,7°С, а абсолютный максимум достигает +38,6°С. На территории г. Уфы преобладающими ветрами являются ветры южного и юго-западного направлений. Среднегодовая скорость ветра -3,1-4,4 м/сек (Климат Уфы, 1987; Государственный доклад..., 2013).

Гидрологическую сеть территории зеленой зоны г. Уфы составляют бассейны крупных водных артерий республики. Речная сеть в районе г. Уфы представлена рекой Белой и ее притоками: рр. Уфой, Демой, Уршак, Сутолокой, а также рр. Шугуровкой и Шакшой - притоками р. Уфы (Абдрахманов, 2005). В окрестностях города расположены многочисленные озера, большинство из которых приурочено к поймам рек (Гареев, 2001).

Почвенный покров характеризуется большим разнообразием и комплексностью (Богомолов, 1954; Тайчинов и др, 1959; Бурангулова и др, 1969; Очерки .... 1970; Тайчинов, Бульчук, 1975; Хайретдинов и др., 1981; Хазиев и др, 1985, 1995; Мукатанов, 1993, 2002; Почвы Башкортостана, 1995). В северной части исследуемой территории в основном преобладают серые лесные и темно-серые лесные почвы. Данный тип почв приурочен и к выровненным поверхностям водоразделов. На склонах водоразделов, на вершинах холмов располагаются темно-серые лесные остаточно-карбонатные почвы. Черноземы типичные и черноземы выщелоченные с небольшими участками темно-серых лесных почв приурочены к южной и юго-западной частям г. Уфы.

Почвообразующие породы имеют тяжелый механический состав (легкие глины и тяжелые суглинки) и высокую обеспеченность карбонатами. Распределение почв в значительной степени связано с рельефом и увлажненностью, которая, в свою очередь, определяется как интенсивностью поверхностного стока выпадающих осадков, так и уровнем залегания грунтовых вод (Мукатанов, 1993).

Общая площадь лесов г. Уфы составляет 21576 га. Покрытые лесной растительностью земли занимают 94,1%, непокрытые - 1,7% общей площади (Лесохозяйственный регламент.., 2008).

Для территории зеленой зоны г. Уфы в прошлом было характерно господство широколиственных лесов с участками луговых степей. В настоящее время травянистая растительность значительно нарушена воздействием человека и сохранилась небольшими фрагментами на лесных полянах, склонах и опушках.

Основными лесообразующими древесными породами лесного массива являются липа мелколистная (Tilia cordata Mill.), дуб черешчатый (Quercus robur L.), ольха черная (Alnus glutinosa L.) и осина (Populus trémula L.). В составе лесных культур успешно произрастают тополь бальзамический (Populus balsamifera L.), ясень обыкновенный (Fraxinus excelsior L.), сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.) и ель обыкновенная (Picea abies L.). В числе подлесочных пород распространены: лещина обыкновенная (Corylus avellana L.), черемуха обыкновенная (Prunus padus L.), бересклет бородавчатый (Euonymus verrucosus Scop.), встречается крушина слабительная (Rhamnus cathartica L.), шиповник майский (Rosa majalis Herrín.).

Травянистая растительность представлена овсяницей луговой (Festuca pratensis Huds.), мятликом луговым (Роа pratensis L.), пыреем ползучим (Elytrigia repens L.), тысячелистником обыкновенным (Achillea millefolium L.), осотом полевым (Sonchus arvensis L.), земляникой лесной (Fragaria vesca L.), манжеткой обыкновенной (Alchemilla vulgaris L.) и др. На заболоченных местах встречаются осока береговая (Carcx riparia Curt.), ситник острый ('/uncus acutus L.) и камыш лесной (Scirpus sylvaticus L.), на пахотных участках и сенокосных угодьях - сорняки (пырей ползучий, вьюнок полевой (Convolvulus arvensis L.), сурепка обыкновенная (Barbarea vulgaris W.T.Aiton), и др.), а на поймах произрастают представители 66 семейств папоротникообразных, голосеменных и цветковых растений; из 655 видов высших растений - 35 отнесены к числу редких и исчезающих (Лесохозяйственный регламент.., 2008; Хайретдинов, Сахибгареев, 2008).

ГЛАВА 3. Объекты и методы исследований

Объекты исследований. Древесно-кустарниковая растительность г. Уфы на пробных площадях. Также объектом исследований является потенциальные источники радиационного загрязнения и почвы г. Уфы.

Методы исследований и объем выполненных работ. Определение таксационных показателей древостоев: согласно методики полевых исследований (Сукачев, 1966; Алексеев, 1990), эклиметром ЭВ-1 (Россия) определялась высота древостоев, диаметр определялся мерной вилкой на высоте 1,3м и возраст отдельных деревьев (Анучин,1981,2004; Поляков, Набатов, 1983; Верхунов и др., 2002; Справочник..., 2003). Видовую принадлежность определяли по С.К. Черепанову (1995). Определение относительного жизненного состояния древостоев. Характеристика и определение относительного жизненного состояния древесных насаждений проводилась у 100 деревьев на каждой пробной площади, в случае меньше 100 - то у всех деревьев (Сукачев, Зонн, 1961), согласно методики В.А. Алексеева с соавторами (1990). Выполнена визуальная оценка относительного жизненного состояния деревьев. Оценивались следующие признаки: густота кроны (% от нормальной густоты), наличие мертвых сучьев (в % от общего количества сучьев на стволе), степень повреждения листьев токсикантами, патогенами и насекомыми (средняя площадь некрозов, пятнистостей и объеданий в % от площади листа).

Определение уровня радиационного загрязнения проводились по результатам регулярных наблюдений на пробных площадях. Измерение уровня радиационного фона ведется в мкР/час. На территории г. Уфы, в 7-ми административных районах были заложены 25 пробных площадей (табл. 1). На пробных площадях определены две точки, на которых выполняются замеры по радиационному загрязнению. Одна точка - без насаждений, вторая - с насаждениями, то есть первая, основная точка (ОТ) располагается на открытой местности - в общественных местах, на улицах, в жилых районах, у входов в здания. Вторая - контрольная точка (КТ) закладывается в закрытом или полуоткрытом пространстве - в насаждениях: парки, сады, скверы, бульвары и небольшие зеленые участки.

Уровень радиационного фона определялся индикатором радиоактивности «Эколог». Измерения проводились на высоте 1 метра от уровня почвы. Время замеров — в светлое время суток, с 9:00-10:00 до 18:00-19:00 часов. Замеры проводились 6 раз в месяц: 4 - в будние дни и 2 - в выходные. В течение исследуемого месяца определялось среднее значение буднего и выходного дня для каждой пробной площади (за месяц, за сезон, за год).

Проводились измерения гамма-фона возле предприятий и заводов (потенциальные источники радиационного загрязнения) и в почвах (в КТ). Тип почв определен с использованием пособий по почвоведению (Почвоведение..., 1972; Зеликов, 1981; Практикум..., 1986; Почвы..., 1995, 1997; Методические..., 2011). Замеры вблизи предприятий выполнялись в течение календарного года в будние и выходные дни по одному разу в месяц, и устанавливалось среднее значение за год. Замеры по радиационному загрязнению в почвах выполнялись в летний сезон, по 1-му разу в месяц, и определялось среднее значение за сезон.

Уровень радиационного фона в почвах определялся на глубине до 0,5 метра, а также на поверхности асфальта или брусчатки (ОТ).

Статистическая обработка результатов исследований. Фактический материал отбирался на протяжении 3-х лет - в период с 2012 по 2015 гг. Математическая обработка полученных данных производилась с использованием методов статистического анализа (Плохинский 1985; Исхаков и др., 2013). Полученные фактические показатели радиационного фона обрабатывались с использованием программы Microsoft Excel 2010, где подсчитывали среднее арифметическое и среднее квадратичное отклонение.

В качестве числовой характеристики вероятностной связи используются коэффициенты корреляции (Исхаков и др., 2013).

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ

4Л. Видовой состав древесно-кустарниковых насаждений в санитарно-защитной зоне г. Уфы.

Породный состав насаждений городского округа г. Уфа разнообразен. Это обусловлено благоприятным географическим положением и климатическими условиями. Он представлен многочисленными видами твердолиственных, мягколиственных, хвойных и кустарников. Преобладающими являются мягколиственные насаждения, которые составляют 63,3% от площади покрытой лесом (таб.1). Твердолиственные породы составляют 27,3% (табл.2). Хвойные породы составляют 4,2%, площади хвойных насаждений представлены в табл.3. Кустарники и другие породы составляют 5,2%.

Таблица 1

Распределение площадей мягколиственных насаждений по _преобладающим породам _

№ Преобладающая порода Площадь, ra, (%)

1 Липа мелколистная (Tilia cordata Mili.) 6986 (54,4%)

2 Ольха черная (Alnus glutinosa L.) 2280(17,8%)

3 Береза повислая (Betula péndula Roth.) 1055 (8,1%)

4 Осокорь (Populus nigra L.) 926(7,1%)

5 Тополь бальзамический (Populus balsamifera L.) 759 (6,0%)

6 Ива белая, (Salix alba L.) 449 (3.6%)

7 Осина (Populus trémula L.) 331 (2,6%)

8 Ольха серая (Alnus incana L.) 52 (0,4%)

Всего 12839

Таблица 2

Распределение площадей твердолиственных насаждений по _преобладающим породам ___

№ Преобладающая порода Площадь, га

1 Дуб черешчатый (низкоствольный) (Quercus robur L.) 2320 (42,0%)

2 Вяз шершавый, гладкий (Ulmus glabra Huds.. laevis Pall.) 2185(39,5%)

3 Ясень обыкновенный (Fraxinus excelsior L.) 548 (9,8%)

4 Клен осторолистный (Acerplatanoides L.) 297 (5,3%)

5 Дуб черешчатый (высокоствольный) (Quercus robur L.) 186 (3,4%)

Всего 553«

Таблица 3

Распределение площадей хвойных насаждений по преобладающим __породам ______

№ Преобладающая порода Площадь, га

1 Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.) 439 (51,3%)

2 Ель обыкновенная Picea abies L.) 288 (33,7%)

3 Лиственница Сукачева (Larix sukaezewii Djil. Dyl.) 126(14,7)

4 Сосна сибирская кедровая (Pinus sibirica Du Tour.) 2 (0,3%)

Всего 855

Но мер зам ера

Краткая характеристика пробных площадей представлена в таблице 4.

Таблица 4

Фактический адрес

Ул. Ленина, 5

Ул. 3. Валнди, 3

Ул. Силикатная, 7

Ж/д вокзал

Б-р Ибрагимова, 84

Краткая характеристика пробных площадей

Пробные площади

Основная точка

Верхнеторгова я площадь (Гостиный двор)

Входная зона БГУ

Перед Уфимским заводом железобетонны х изделий

У входа ж/д вокзал

На перекрестке бульвара и ул.

Бол. Гражданская

Контрольная точка_

Театральный скверу Гостиного двора

Группы посадок перед жилым домом

Небольшой массив с западной стороны от завода

У ж/д вокзала на берегу реки Белой

В центре сквера 50-летия Победы

Расстоян ие м/у измеряв мымн ТОЧ.. M

115

300

100

140

270

Ширина зеленых насажде ний, M

20

20

15

20

190

Видовой состав и возраст насаждений

4Лл35 ЗЯс37

Е.К41Б41АК.45+В54+РЯ6ЭО-*-КЛ. ОСТ-43+Кл.ЯС.5з+Чр.40+Яб20

(куст. - сирень, бояр., туя бузина, жимол-ть, магония)

6С||4Б,5+ЛП25+Чр23 (куст. - ирга, яблоня)

8Кл.яс.|б2Тц (подлесок — клен ясен., тополь; куст, - шиповник)

7Т«*3 Кл.яс.эо (подлесок — вяз, ясень, кл.яс., ива)_

ЗТ5б2Е-об-27С2зЯззБз2Е.к.зз+К л яс.39+Лпм+В45+Кл.ост-30

(куст. — боярышник, сирень, спирея, пузыре плод ник)

6 Ул. Ахметова, 324 Перед жилым домом В центре парка Волна 300 200 6Лп^2Л552Ясз|+Е-об 53 (подлесок - кл.яс., ива; куст. - пузыре плодник, снежноягодник, спирея, жимолость) Рядовая посадка

7 Пр. Октября, 34 У входа т/ц «Семья» За массивом у дворца Культуры 180 60 6Л п^2Ь492С47+Е . кол 35 (куст. - сирень, пузыреплодник, роза) Рядовая посадка

8 Пр. Октября, 120 Входная зона Адмннистраци и городского округа г. Уфы В центре парка им . М. Гаф>ри 400 140 5Лд^4Е.об 45Кл ост.2з+Д?о+ -Я25+Туо (подлесок - ель обыкн., клен остр.) Лесной массив

9 Пр. Октября, 137 Перед городским дворцом культуры В центре сквера Дубки 120 80 5Дбо4Е.об.2уБ2| (подлесок - клен яс., ель обыкн., дуб, ясень, рябина; куст. — пузыреплодник, чубушник, спирея) Лесной массив

10 Ул. Комарова, 5 Территория м ечеть- медресе «Ляля-Тюльпан» В центре парка Победы 270 240 ЗЕ.об.зо2Сз12Яз52Е,кол.4кБб5 +Рябз2+Л55+Яб50 (куст. — пузыреплодник, снежноягодник) Группы посадок

11 Ул. Энергетиков, I У входа в здание Лесной массив в вост. части от здания 90 50 8Кл.яс.2з2В:б+Тзб (подлесок кл.яс., вяз, тополь, ива) Лесной массив

12 Ул. Орджонмкидз е, 6 Перед жилым домом В центре парка Первомайски й 180 150 5Лпз52Ряб.2з2Б4зЕ.об-э9+Я25+ Л65 (куст. - сирень, чубушник, жимолость, спирея) Группы посадок

13 Ул. Сосновская, 112 У остановки «Новостройка» Лесной массив с восточной стороны 60 45 80л.Чз7Б48Кл.яс.зо (подлесок — ольха ч., клен яс., вяз, черемуха; куст. -бузина) Лесной массив

14 Ул. Гвардейская, 39а У входа пивоваренной компании «Балтика» Зеленый массив напротив входа компании 140 30 8Т4О2ИВ25 (подлесок —тополь, ива, кленяс.. вяз) Лесной массив

15 Б-р Т)"хвата Янаби, 24 Перед жилым домом Зеленый участок вдоль улицы 90 15 6Б.82Кл.ЯС.2эТ61ИВ52 (подлесок - клен яс., ясень; куст. - сирень) Группы посадок

16 Ул. Маршала Жукова, 29 Автопарковка у входа в т/ц «Простор» Зеленый участок у берега озера Кашкадан 300 150 6Сго2 В . пир.) 7Л пт+Б 1 о (куст. — яблоня, рябина) Группы посадок

17 Ул. Менделеева. 201 Перед жилым домом Лесной массив со стороны реки Уфы 130 70 6С«4ЛЯ ■ Рядовая посадка

18 Ул Батырская, 41 Перед родильным домом №4 Лесной массив с юго-вост. стороны ПО 60 7СбзЗ Кл.яс. и (полпесок — клен яс.. клен остр.; куст. - бузина) Рядовая посадка

19 Пр. Салавата Юлаева, 1 Перед жилым домом В центре сада им. Салавата Юлаева 180 100 ЗС212Кл.яс-з72Яз72Т.пир,,5Вд 4+Е.об.з2+Бзо+Ряб4о (куст. ~ рябина, пузырепл) Группы посадок

20 Ул. Кооперативна я, 8 Перед жилым домом Зеленый массив у берега р. Белой 80 15 8Т,6Кл.яс.,&В1Я (подлесок - тополь, ива, вяз, клен яс.) Группы посадок

21 Ул. Рубежная, 174 Автопарковка у входа т/ц «Mera» Зеленый участок с западной стороны от т/ц 1200 200 4В222Д6з2Чер25Т27Лп20+Пвзз +Я)6+КЛ.ЯС.18 (подлесок — клен яс., дуб, тополь, вяз. черемуха, липа, ясень; куст. - шиповник) Лесной массив

22 Ул. Центральная, 29 Ж\д станция Дема Зеленая полоса вдоль улицы 130 30 5Т624Я42Б18 (куст. - пузырепл., клен татарский, туя, калина, боярышник) Рядовая посадка

23 Утттино на перекрестке шоссе м-5 с дорогой в сторону Уптино Лесной массив с южной стороны от шоссе 400 270 3 Л492 Б^ЗКл.ост.З^Л П28Д11В29 (подлесок - клен острол., клен татарский, вяз, липа, ива, лещина; куст. -бересклет) Лесной массив

24 Аэропорт Площадь у входа в аэропорт Зеленая полоса вдоль трассы Аэропорт -Уфа 360 140 4Т472Кл.яс. ,^Я2$Лп.з5Е. об^Бд 5+Ябзз (подлесок - клен яс., ясень, яблоня, липа, рябина; куст. — пузырепл., шипов., жим-ть) Рядовая посадка и группы посадок

25 Локотки Перед въездом в деревню Локотки Лесной массиве восточной части деревни 500 150 90л.ч36В17+Б13+Чер2о (подлесок - ольха ч., вяз, ива, черемуха) Лесной массив

4.2. Анализ относительного жизненного состояния древесных насаждений г. Уфы

Относительное жизненное состояние древесных насаждений на территории г. Уфы в среднем составляет 78,1% по количеству стволов деревьев и 79,1% по объему стволов деревьев, то есть деревья относятся к категории «ослабленных». В основном это сопровождается снижением облиственности за счет увеличения поражения кроны и листьев.

Среднее относительное жизненное состояние древесных пород на данных пробных площадях определяли с учетом вклада отдельных пород деревьев по объему древесины и по количеству стволов (таб. 5).

Таблица 5

Анализ насаждений, произрастающих в пределах пробных площадей на _территории г. Уфы. ____

пп № Фактический адрес Видовой состав и возраст насаждений 1л, % ОЖС ЬУ, % ОЖС Бон итет Класс возр. Пол нота

I Ул. Ленина 5 4ЛПС35 ЗЯС37 Е.К.41Б41АК.45+В54+ Рябзо+Кл.ОСТ.43+Кл. ЯС.53+Чр.40+Яб20 82,7 здоров ое 78,5 ослабл енное 2 4 0,3

2 Ул. 3. Валиди 3 6С184Б15+ЛП25+ЧР25 95,9 здоров ое 88,9 здоров ое 1 2 0,4

3 Ул. Силикатная 7 8Кл.яс.1б2Тц 91,6 здоров ое 92,8 здоров ое 1а 2 0,9

4 Ж/д вокзал 7Т5бЗКл.яс.зо 60,5 ослабл енное 54,9 ослабл енное 1 6 0,6

5 Б-р Ибрагимова 84 ЗТ5„2Е.об.27С2зЯз5Б 32Е.К.ЗЗ+КЛ.ЯС.Э9+ЛП 34+В45+КЛ.ОСТ.30 86,7 здоров ое 77,3 ослабл енное 3 6 0,2

6 Ул. Ахметова 324 6ЛП342Л552ЯС31+Е.0 6.53 73 ослабл енное 72,4 ослабл енное 1 4 0,6

7 Пр. Октября 34 6ЛП342Б492С47+Е.КО Л.35 74,5 ослабл енное 80,6 здоров ое 1 4 0,7

8 Пр. Октября 120 5Лп«4Е.об.45Кл.осг .23+Д70+Я25+Т90 78,1 ослабл енное 74,8 ослабл енное 1 5 0,9

9 Пр. Октября 137 5Дбо4Е.об.29Б21 89,4 здоров ое 83,6 здоров ое 2 3 0,8

10 Ул. Комарова 5 ЗЕ.об.зо2С512Ясз52Е .К0Л.48Б65+Рябз2+Л5 5+Я650 84,7 здоров ое 93,6 здоров ое 2 2 0,6

11 Ул. Энергетиков 1 8КЛ.ЯС.2З2В26+ТЗ6 73,9 ослабл енное 76,1 ослабл енное 1 3 0,8

12 Ул. Орджоникидзе 6 5Лпз52Ряб.282Б4зЕ.о 6.39+Я25+Лб5 74,3 ослабл енное 81,5 здоров ое 2 4 0,6

13 Ул. Сосновская 112 80Л37Б48КЛ.ЯС.ЗО 61,9 ослабл енное 72 ослабл енное 1 4 0,8

14 Ул. Гвардейская 39а 8Т4О2ИВ25 76,5 ослабл енное 79,6 ослабл енное 1а 4 0,6

15 Б-р Тухвата-Янаби 24 6Б282Кл.яс.2зТб1Ив5 2 78,1 ослабл енное 83,5 здоров ое 1 3 0,8

16 Ул. Маршала Жукова 29 6См2В7Т.Ш!рпЛп7 +Б,о 83,6 здоров ое 94,9 здоров ое 1а 1 0,2

17 Ул. Менделеева 201 6С654Л55 72,1 ослабл енное 73,7 ослабл енное 2 4 0,8

18 Ул. Батырская 41 7Сб53Кл.яс.2о 78 ослабл енное 78 ослабл енное 2 4 0,9

19 Пр. Салавата Юлаева 1 ЗС212КЛ.ЯС.З72ЯЗ72Т .ПИр.з5В44+Е.0б.з2+ Б30+РЯ640 83 здоров ое 84.7 здоров ое 1 2 0,4

20 Ул. Кооперативная 8 8Т1бКл.яс.18В18 99,2 здоров ое 99 здоров ое 1 2 0,7

21 Ул. Рубежная, 174 4В222Дбз2Чер25Т27Л П20+ИВзз+Я1б+КЛ.ЯС •18 69,5 ослабл енное 70,2 ослабл енное 1 2 0,8

22 Ул. Центральная 29 5Тб24Яс42Б]8 83,9 здоров ое 77,8 ослабл енное 2 6 0,5

23 Уптино ЗЛ492Б452КЛ.ОСГ.25Л П28Д45В29+ТЗЗ 68,9 ослабл енное 66,3 ослабл енное 1 5 0,9

24 Аэропорт 4Т172Кл.яс.19Я;бЛпз 5Е.06.65Б45+Я633 62,5 ослабл енное 72,9 ослабл енное 2 5 0,8

25 Локотки 90лзбВ 17+Б15+Чер2о 70,6 ослабл енное 69,4 ослабл енное 1 4 0,7

Общее ОЖС 78,1 ослабл енное 79,1 ослабл енное

Оценивая относительное жизненное состояние насаждений в целом между расчетами по количеству деревьев и объему стволов определили, что на некоторых пробных площадях значения ОЖС отличаются. На ПП№1, 5, 22 расчеты по количеству деревьев оценивались как «здоровое», а по объему стволов деревьев «ослабленное». На ПП№7, 12, 15 обратная ситуация, по объему стволов «здоровое», а по количеству деревьев «ослабленное». Максимальный показатель ОЖС наблюдается на ПП№20 (99-99,2%) «здоровое» деревья, а наименьший - на ПП№4 (54,9-60,5%) «ослабленное».

4.3. Оценка способности снижения радиационного загрязнения древесно-кустарниковои растительностью в условиях г. Уфы

На протяжении всего срока исследования (с 2012 по 2015 гг.), были установлены средние показатели радиационного фона г. Уфы за календарный месяц, за сезон и за год. В течение 3-х лет радиоактивность окружающей среды г. Уфы не превышала допустимые нормы безопасности (20 мкР/час). В целом радиационная обстановка города благоприятна.

Сезонная динамика радиационного загрязнения г. Уфы характеризуется скачкообразными изменениями (рис. 1), но в пределах норм радиационной безопасности. В сезонной динамике была определена тенденция к снижению уровня радиационного загрязнения (РЗ) в весенний период за счет появления зеленной массы древесно-кустарниковых насаждений. В остальных сезонах года уровень РЗ в насаждениях имеет тенденцию к увеличению.

9,5

7,5 зима весна лето осень

-ОТбудн 9,29 8,94 9,39 9,06

--ктбуд 9,56 8,77 9,7 9,68

:----ОТ 8ЫХ 8,99 9 9,16 9,21

9,26 8,74 9,71 9,56

Рис. 1. Сезонная динамика радиационной обстановки г. Уфы

В результате проведенных исследований установлено, что достоверные различия между ОТ (без насаждений) и КТ (в насаждениях) по радиационному фону г. Уфы за месяц составили 28,5%, за сезон - 31%, за календарный год -40%.

Достоверные различия за календарный год установлены на отдельных пробных площадях (рис. 3). Повышенный уровень мощности экспозиционной дозы гамма-излучения КТ наблюдается на ПП№5, 10, 12, 21 в будние и выходные дни, на ПП№19 в будние дни. на ПП№7, 16, 17 в выходные дни, за счет радиоактивности почвы. Защитные свойства древесно-кустарниковых насаждений г. Уфы при действии ионизирующего излучения (по КТ) отмечаются на ПП№4, 8, 25, в будние и выходные дни, 3 в будние дни, 15 в выходные дни (рис. 2).

На основе анализа показателей радиационного загрязнения в 7-ми административных районах г. Уфы, установили среднюю годовую радиоактивность в будние и в выходные дни на ОТ и КТ (рис. 4). Где наблюдается незначительное повышение (в пределах погрешности) гамма-фона в насаждениях. Также определили общий средний радиационный фон города Уфы - 9.25 мкР/час, с квадратичным отклонением ±0,69 мкР/час.

• - Пробные площади Щг~ О - Повышенный гамма-фон в КГ - Повышенный гамма-фон в ОТ

Рис. 2. Достоверные различия между ОТ (без насаждений) и КТ насаждениях) по радиационному фону г. Уфы за календарный год.

М 1:120000

Проведенный анализ свидетельствует о том, что на пробных площадях (ПП№3, 4, 8, 15, 25), где древесно-кустарниковая растительность является преградой ионизирующему излучению, сформирован подлесок, что может способствовать защите окружающей среды от радиации. При этом на других пробных площадях (ПП№5, 7, 10, 12, 16, 17, 19, 21), на которых в насаждениях радиационный фон выше, подлесок не выражен (исключение составляет ПП№21).

В качестве числовой характеристики вероятностной связи используем коэффициенты корреляции, значение которых показаны в табл. 6.

Таблица 6

Показатели коэффициентов корреляции, характеризующие зависимость отдельных параметров насаждений и уровня радиационного заг рязнения

окружающей среды г. Уфы.

№ Показатели коэффициента корреляции КТ в буд.дни КТ в вых.дни ОТ в бул.,и III ОТ в вых.дни

1 ОЖС по колич. стволов - уровень РЗ 0,3 0,33 - -

2 ОЖС по объему стволов - уровень РЗ 0,33 0,34 - -

3 Количество видов насаждений -уровень РЗ 0,41 0,42 - -

4 Класс возраста насаждений - уровень РЗ -0,18 -0,16 - -

5 Полнота насаждений - уровень РЗ -0,25 -0,28 - -

6 Бонитет - уровень РЗ 0,35 0,48 - -

7 Почва - уровень РЗ 0,68 0,63 - -

8 Брусчатка/асфальт - уровень РЗ - - 0,63 0,51

9 Предприятия - уровень РЗ 0,12 0,2 -0,16 -0,14

10 Наличие подлеска - уровень РЗ 0,38 0,49 - -

В результате корреляционного анализа установлено, что на радиационный фон г. Уфы большее влияние оказывают (умеренная связь) поверхностная часть - почва, где значение коэффициента корреляции составило 0,68-0,63 (будние, выходные дни), и брусчатка/асфальт - 0,63-0,51. Умеренная связь также установлена между другими признаками: ОЖС по количеству и объему стволов (значение коэффициента корреляции более 0,3), количество видов насаждений (более 0,4), бонитет (0,35-0,48) и наличие подлеска (0,38-0,49).

икР/час

- Прооная площадь

- радиационный фон О!*

- радиационным фон КТ

Рис. 3. Картосхема территории г. Уфы по параметрам радиационного загрязнения. * ОТ - основная точка (на открытых участках); КТ - контрольная точка (в насаждениях).

4.4. Состояние почвенного покрова г. Уфы

По результатам исследований радиационного загрязнения почв на территории г. Уфы установлено, что уровни гамма-фона не превышают допустимые нормы требований радиационной безопасности. Но значительно превышают средний годовой уровень радиационного фона города (рис. 4). Это также наблюдается на всех пробных площадях в летний период, где среднее

значение радиационного фона почвы составило 12,72 мкР/час, а средний радиационный фон в летний период в насаждениях - 9,71 мкР/час.

Также установлены показатели радиационного фона твердой поверхности на ОТ (асфальт/брусчатка), где гамма-фон достоверно не отличается: 9,44 мкР/час - твердая поверхность ОТ, 9,28 мкР/час - окружающая среда ОТ.

; * ~ сред, годовой радиацивн. фон почв

12,5 ~ 12

£ 11,5

5 11 £

£ 10,5

I 10

ш

£ 9,5

8 7,5 7

в ОТ будн Г«КТбуд

ОТ 8ЫХ КТ аых

Рис. 4. Общие годовые показатели радиационного фона г. Уфы.

4.5. Потенциальные источники радиационного загрязнения г. Уфы

Потенциальные источники радиационного загрязнения окружающей среды равномерно распределены в городе Уфе и ее окрестностях (рис. 5). Анализ потенциальных источников (предприятия, заводы) загрязнения показал, что они не являются основными источниками радиационного загрязнения г. Уфы. Средний радиационный фон возле предприятий и заводов составил 9,66 мкР/час.

Наивысшие уровни гамма-фона установлены возле Уфимского научно-производственного предприятия «Молния», Северной свалки, несанкционированной свалки (возле пос. Зубово) - в будние дни 11-11,42 мкР/час. Наибольшая концентрация потенциально опасных в радиационном отношении предприятий наблюдается в Орджоникидзевском районе и в Уфимском районе - 7 промышленных предприятий, а в Ленинском и Дсмском районах потенциальные источники радиационного загрязнения отсутствуют. Наименьший уровень гамма-фона определили в Уфимском районе возле Уфимского трансформаторного завода «Электрозавод», ОАО «Башметаллопторг» - в выходные дни 8,5 мкР/час.

ГЛАВА 5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДРЕВЕСНО-КУСТАРНИКОВЫХ РАСТЕНИЙ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Г. УФЫ ПРИ РАДИАЦИОННОМ ЗАГРЯЗНЕНИИ (ЗАКЛЮЧЕНИЕ)

В заключении в обобщенном виде представлены результаты проведенных исследований. В основном видовой состав древесно-кустарниковых растений представлен аборигенными видами - Tilia cordata Mill., Alnus glutinosa L., Quercus robur L„ Pinus sylvestris L„ Picea abies L. и др., где доля лиственных насаждений (93,2%), больше чем хвойных (6,8%). При этом относительное жизненное состояние лиственных деревьев оценивается как «ослабленное» -74,9%, а хвойных - «здоровое» - 84,3%. В течение исследуемых 3-х лет радиоактивность окружающей среды г. Уфы в целом благоприятна -9,25мкР/час. Показано, что древесно-кустарниковая растительность является преградой ионизирующему излучению (20% из 25 пробных площадей, на которых сформирован подлесок). На остальных пробных площадях в

20

I/ 1:120000

I - Пробное площади » Потенциальные источники радиационного загрязнения

;....... ¥ . /..

Рис. 5. Карта-схема г. Уфы с нанесением пробных площадей предприятий - потенциальных источников радиационного загрязнения.

Рога seipas с r b' i>e

насаждениях по отношению к открытым безлесным участкам радиационный фон выше, что определяется радиоактивностью почвы - 32%. Определены особенности взаимодействия растительных объектов с источниками радиоактивного загрязнения и сформулированы предложения по созданию многовидовых, многоярусных насаждений для оптимизации состояния окружающей среды. Рекомендуется использовать следующие виды древесных растений Acer platanoides L„ Tilia cordata Mill., Alnus glutinosa L„ Populus trémula L. Salix alba L., Picea abies L„ Ulmus glabra Pali., Betida pendula Roth.

Анализ потенциальных источников радиационного загрязнения на территории г. Уфы (предприятия, заводы) свидетельствует, что они не являются основными источниками радиационного загрязнения. Средний радиационный фон возле предприятий и заводов - 9,66 мкР/час.

ВЫВОДЫ

1. В условиях г. Уфы относительное жизненное состояние (ОЖС) насаждений характеризуется как «ослабленное», как по количеству стволов (78,1%), так и по объему стволов деревьев (79,1%). Состояние древостоев определяет радиационную обстановку г. Уфы (г > 0,3). Количество видов в насаждениях (г > 0,4), бонитет насаждений (г 0,35-0,48) и наличие подлеска (г 0,38-0,49) также оказывают действие на уровень гамма-фона города Уфы.

2. При создании защитных насаждений для снижения негативного влияния радиации рекомендовано формировать многовидовые, многоярусные насаждения, состоящие из 1 яруса - древостой, 2 яруса - подлесок, 3 яруса -кустарники.

3. Выявлены защитные свойства древесно-кустарниковых насаждений в отношении снижения негативного влияния радиации: на 20% пробных площадей древесно-кустарниковая растительность является барьером ионизирующему излучению. Установлены территории, где уровень радиационного фона среди насаждений выше по сравнению открытыми безлесными участками. Достоверные различия в уровне радиации отмечаются на 8 (32%) пробных площадях из 25, что обусловлено радиоактивностью почвы. Достоверные различия средних годовых показателей радиационного фона в местах с насаждениями и без насаждений по г. Уфе составили 40%.

4. Показатели радиационного фона почв (под насаждениями) в среднем выше (на 26,4%) аналогичных параметров атмосферы (среди насаждений). Таким образом, содержание радионуклидов в почве оказывают влияние на уровень гамма-фона окружающей среды. Средние годовые показатели радиационного загрязнения почв г. Уфы составило 12,74 мкР/час, а в насаждениях - 9,38 мкР/час.

5. Уровни радиационного фона на территории г. Уфы не превышают допустимых значений нормы радиационной безопасности, и составляют в среднем 9,25 мкР/час. Уровень гамма-фона возле потенциальных источников радиационного загрязнения г. Уфы - промышленных предприятий составляет 9,66 мкР/час, таким образом, предприятия не являются основными источниками РЗ.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Аскаров А.Д., Кулагин A.A. Анализ защитных характеристик Оревесно-кустарниковых насаждений г. Уфы при действии радиации в зимний период // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. Том 16 номер 1 (3). Самара, 2014. - С. 705-709.

2. Аскаров А.Д., Кулагин A.A. Оценка защитных характеристик древесно-кустарниковых насаждений г. Уфы при действии радиации в осенний и згшний период // Вестник Тамбовского университета. Сер. Естественные и технические науки. - Тамбов, 2014. - Т. 19. - Вып. 3. - С. 1019-1023.

3. Аскаров А.Д., Кулагин A.A. Оценка влияния древесно-кустарниковых насаждений на радиационный фон в г. Уфе // Известия Самарского научного lfeumpa Российской академии наук. Самара, 2015. - Т. 17 номер 2 (6) - С. 12571263.

4. Аскаров А.Д. Определение защитных свойств древесно-кустарниковых насаждений г. Уфы при действии ионизирующего излучения // Экология и природопользование: прикладные аспекты: материалы IV Региональной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Уфа: Аркаим, 2014. - С. 19-22.

5. Аскаров А.Д Оценка защитных характеристик древесно-кустарниковых насаждений г. Уфа при действии ионизирующего излучения в осенний период // Вщновлення порушених природних екосистем: Матер1али V м1жнародноТ науково'1 конференцн (м. Донецьк, 12-15 травня 2014 р.) — Донецьк, 2014. - С. 281-283.

6. Аскаров А.Д. Определение защитных свойств древесно-кустарниковых насаждений г. Уфы при действии ионизирующего излучения в осенний и зимний период // Инновационные подходы к обеспечению устойчивого развития социо-эколого-экономических систем. Материалы Международной конференции (19-21 мая 2014 г. Самара - Тольятти). Кассандра, Издательство Самарского государственного экономического университета, Самара - Тольятти 2014. - С. 13-17.

7. Аскаров А.Д., Кулагин A.A. Степень влияния сезонной динамики и древесно-кустарниковой растительности на радиационную обстановку г. Уфы // Экологические проблемы промышленных городов. 7-я Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием. Часть 2. Саратов, 2015. -С. 10-12.

8. Аскаров А.Д., Кулагин A.A. Анализ защитных свойств древесно-кустарниковых насаждений г. Уфы при действии радиации в течение календарного года // Труды четвертой международной научно-практической конференции молодых ученых «Индикация состояния окружающей среды: теория, практика, образование», 16-18 апреля 2015 года: сборник статей. - М.: Буки-Веди.-С. 79-82.

Лиц. на издат. деят. Б848421 от03.11.2000 г. Подписано в печать 06.10.2015. Формат 60X84/16. Компьютерный набор. Гарнитура Times New Roman. Отпечатано на ризографе. Усл. печ. л. - 1,5. Уч.-изд. л. - 1,3. Тираж 100 экз. Заказ №127

ИПК БГПУ 450000, г.Уфа, ул. Октябрьской революции. За