Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Средозащитная и мелиоративная роль лесных насаждений вдоль автодороги Воронеж - Ростов-на Дону

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Средозащитная и мелиоративная роль лесных насаждений вдоль автодороги Воронеж - Ростов-на Дону"

НОВОЧЕРКАССКИЙ ОРДША "ЗНАК ПОЧЕТА" ШШИйРНО-МЕШОРЛ'ПШШЙ ИНСТИТУТ им. А.К.КОРТУНОВА

СРЕД03Щ1ТНАЯ И МЕЛИОРАТИВНАЯ РОЛЬ ЛЕПНЫХ НАСАЖДЕНИЙ ВДОЛЬ АВТОДОРОП1 ВОРОНЕН - РОСТОВЧ1А-ДОНУ

Специальность: 11.00.II - "Охрана окрукаящей средни

рациональное использование природных ресурсов"

На правах рукописи

■ ШУМАКОВА Галлна Евгеньевна

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степс ни кандидата сельскохозяйственных наук

Нойочеркасск - 1993

Работа выполнена в Новочеркасском ордена "Знак почета" кнл&нерцо-мелиоративном институте им. А.К. Кортунова.

Научныа руководитель - доктор сельскохозяйственных паук,

' профессор В.М. Ивонин.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Е.В. Полуэктов; кандидат сельскохозяйственных наук, доцэнт Тровога Г.Ф.

• Ведущзо предприятие - Ростовское Управление лесами.

Защита диссертации состоится s/^-5 1993 г.

в 10 часов на заседании специализированного совета К 120.76.01 Иовочоркасского ордена "Знак почета" иягекерно-келшратизного института им. А.К. Кортунова по адресу:

346403 г. Новочеркасск

Ростовской области,

ул. Пушкинская, 111, ауд. 236

»

С диссартацйой коаио ознакомиться ' в библиотеке института.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью предприятия, просим направлять ученому секретарю специализированного совета.

' Автореферат разослан ■ 0/Otn3> g&_ _ 1S93 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат сельскохсзяаственных наух, профессор

Г.Н. Картъшенко

ОБЩАЯ лЛРЛК

Актуальное т ь т е м и определяется тс:.;, что в Госсип .уровень выбросов вредных веществ в атмосферу от тргттсшр -тннх средств и предприятий транспортно-дорог-шого кемплзкеа в 1991 г. составил 34-35 млн. т (35-40 Z всех видов вмбросов в гезультз-тп хозяйственной деятельности). Главным источником вредных выбросов является автотранспорт - 22 млн. т в год, га них 9---06 при-надтазиг ггрдтккыу источникам.

Околог/иескиа ущерб от применения от-широв'ли; ; Сзнз;ша оценивается в 2,5-3 млрд. руб/год. Недостаток кеэтилированного бзнеша ко позволяет вводить система нейтрализации отработанных газов автомобилей, которыо могли бы уменьшить ¡я токсичность (Государственный доклад "О состоянии окрукзюзэй природной среду Российский Федерации з 1991 году").

Поэтому скосистсг.ы, тяготоюпткэ к автомобильным дороге:.! с илтенг/ып-л дви:::ениеи, страдают от техногенного загрязнения. Про-тгконпссть дорог общего ПОЛЬЗ^ВаНИЯ с твердым покрытием в России составляет около 500 тсс. ¡см. Следовательно в зоно активного загрязнения автомобильных дорог расположены экосистемы на площади около 160 тыс. кк^. сни расчленяются автодорогами, здесь нарушается г/^рологпчсский роим терротории, прерьзаэтея пути миграции ¡жзотних, разругается глета та обитания, ухудиается кккрокли-кпт, Н'З^.узаотся почта и др.

р стоппогт и лесостоплой ослах страны автодороги расчленяет в основном агроэкосистемы, что ведет к снижению их продуктивности и ухудшению качества сельскохозяйственной продукции. Средством за-гшты придог-о:;п;ых агроэкосистем от техногенного загрязнения могут слететь придорожные лзоныэ насаждения, занимающие в странах СНГ

окало 200 тыс. га..

Эта насаздония проектируют к создает с далью:

- обеспечения безопасности дожшия автомобилей;

- зацши дорогого полотна от зэвосов снегом и проздовре;,¡энного ого разрушения;

- длительной эксплуатации средств доро:кноз службы связи и сигнализации;

- повьеония эстетической оценки придоро;ашх ландга^тов;

- защита насолснных пунктов от пыли и иума.

Эти Функции придоро:хных лесных насаздештя достаточно подробно исследованы В.Ф. Сидоренко и др., Е.П. Сзу.о2лэк и др., Ш.И. Д.-годшуа, II.Т. Макаричовым, X. Поакором и др.

Результаты подобных исследования использованы для составления "Векоксвдацил по изысканию и проектированию снбгозад-;ргКБаа-цих лосных полос вдоль автомобильных дорог. - И., 1932" и других аналогичных нормативных докугантов.

Б госледпое врсыя, в связи с усиленным антропогенным воздействием на экосистемы, всо болыюе вникание удаляет изучена сро-дозащггпшх функций лесов и ^защитных лесных насаждений, основываясь на работах Г.С>. Морозова, Г.Н. Высоцкого, A.A. КоетэноБЗ и др. Особоо внимание уделяется санитарно-гигиенической роли эоловых насаждений, рекреационных лесов и а1рслэсомэлиоративных на-сахздэниа (В.Т. Ииколазнко. 1931: Н.Р. Казота, В. Чепляк, 1936; У.Х. Скит , 19S5; Е.С. Павловский, 1938 и др.).

При этом отсутствует единое мнениэ о роли; придорожных лесных паюс в saajrre прилегающих агроландл-?^гов от газообразных загрязн;ш>лсй.

В итасеихря "Предлокониях по создашь защитных лесных насаждения для снижения загрязнения воздуха, почв и воды вредными от-

хсдзж прсзйводствз в условиях Среднего и 7Ьекнэго Поволжья. -Волгоград, 1S37", рекомендовано, что при интопсгашс!? двииошэт вдоль "автодорог взамен сногозадоряивакзпс лосных .полос слодуот создавать яасаздения гигиенического типа на расстоянии 50 м от обочины. Конструкция их должна бьггь ачурно-плотной. Но рекомендовано размещать плодовыо порода в рядах лесных полос, обращенных я дорого.. ,

Тагам образом дая рааоноз интенсивного сельского хозяйства стопной зоны вблизи автомагистралей крайнэ недостаточно данных по таксационной характеристик«? и состоянта прздорояпых лостшх полос, загрязнонга пр;пго:.шого слоя атгосфоры, почв и фитоцэнозов токсич-гасм готаллати, сродоззгзтгноа и тлиоративной роли прэдоро:кных лесных полос. Это затрудняет научное обоснование состава и структуры средоззппшшх придорожных агрозкосистел, затаенных лзснк??л насаггдонияга.

Для получения необходимых данных нг?.;и проведепы научные исследования в 1933-1991 гг. по темам НИР ПИКИ П 897 (Государственный регистрационный не:,rap 01.037.0003181) и N 923-М ' (ГРН 01.90.0002704).

Цель исследований - выяснение сродозапзгпгоа и ?*елиораггивной роли придорожных лесных полос на автодороге с интенсивным движением авто;юбилей в степной зоне. Для доеттагепия этой дали были поставлены следующие задачи:

- тоучить существующие прняорстхпые лесные полосы;

- исслодозэть сродозэпштную роль придорожных лесных полос;

- определить содержание техногенных токсичных загрязшггелей в <*'л-тоцонозах;

- изучить ХОЛЗОрЭТИВНУ» голь ПрИДОрОЖНЫХ лесных- полос,

II а у ч н а я новизна заключается в получения но-

бых для исследуемого региона данных по характеристикам придорожных лесных полос и их роли в предупреждении загрязнения токсичными металлами придорожных агроэкосистем. Уточнона система движения свинца в придорожных агроэкосистемах, защищенных лесными полосами.

Практическая ценность работы заключается в определении протяженности загрязнения токсичными металла:.™ почв и агроценозов, в определении участков придорожных агрозко-систем, где не рекомендовано возделывание сельскохозяйственных культур; уточнении рекомендации о запрещении размещения плодовых и ягодных древесных растений в придорожных лесных полосах не только в-опушечных рядах со стороны дороги, но и со стороны поля.

Апробацияработы Основные положения диссертационной работы докладывались и обсувдались на научных конференциях молодых ученых и специалистов ВНИАЖИ по проблемам защитного лесоразведения (Волгоград, 1988, 19> - гг.), Казахского СХИ (Алма-Ата, 1989 г.), на зональных научно-практических конференциях в Западно-Сибирском филиале ВНИАЛМИ . (Кулунда, 1989 г.) и Алтайском СХИ (Барнаул, 1990г.), научно-технических конференциях НИМИ (1989, 1990, 1993 гг.).

Производственная проверка результатов исследований проведена в Ремонтно-строительном управлении N 5 Управления автодороги "Воронеж - Ростов-на-Дону".

По материалам работы опубликовано 9 печатных работ, отракяю-одх содержание диссертации.

Объем работы Диссертация постоит из ввода яка, шести глав, евших вчводов и рекокендаци?. прокзвэдст5у. щ'лхж-ниа и списка использованных источников. Сбщиа а'т-ом 183 страниц, в том числе .95 страниц машинописного токог;:, '

р/суякоь. 23 _ тгблиц и 23 приложений. Список использованных источников Б1с.тачзет ¿йЪ наи\'.еновану.2, в том тесле _2_ иностранных. В дассоргэши использованы данные анализов образцов: 95 почвенных, 65 снега, 36 воздуха, 13 листьев и плодов древесных растения, 1С0 наземной массы агроценозов. При проведении анзхл-зов в работе участвовали H.H. Каталевскил, А.П. Коренев, В.В. Некрасова, Г.А. Соловьев, Т.Г. Степаносовэ. При описании почвенных разрззеа использовали консультации В.И. Леезз и Г.О. :'~сова.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе проводятся обзор литературы по данному вопросу и обоснование выбранного направления работ.

Србдосзщггауэ роль лесов охарактеризовал! в своих класскчес-ких работах Г.О. Морозов, Г.Н. Высоцкий, В.П. Сукачев, A.A. Молчанов (1973) и Др.

Особенно детально исследованы водоохранные (ГЛ. Высоцкий, 1933; В.В. Рахманов, 1975; A.B. Побэдинсюй, 1979; П.'5. Идзсн, 1930; II.A. Воронков, 1933 и др.),' почвозэщтгныэ (В.А. Бодров, 1937; Н.И. Сур, 1940; Г.А. Харитонов, 1950; C.B. Зонп, 1954; A.B. Козленке, 195-1; Н.П. Кэлиниченко, If.Г. Зыковг 1936; В.М. йвонкн, 1993 и др.) и ?«элиорзтивные (Б.В. Кэрузпа> T94Ü;- Г.И. Ыатякил, 1952; А.Р. Константинов и др., 1974; К.И. Дэлгилэвич, 1973; B.IÍ. Виноградов, 1973; Е.С. Павловский, 1973; B.W. Изонин, 1993 и др. ) Функции лосоз и ззгсшшх лесных насаждения.

Кэ этой основе обосновано запзтюе лесоразведение как совокупность организационно-хозягственных, лесокультурных и • лесовод-ствекно-тсхнических мероприятий по создании, выращиванию и использования насаждений из деревьев и кустарников для запиты

сельскохозяйственных угодий, почвы, дорог, каналов, населенных пунктов, производственных предприятии и других объектов от неблагоприятных природных явлений: засухи, суховеев, сильных ветров, водаоа эрозии, пыльных бурь, снежных и песчаных заносов, наводнений, селевых потоков и др., а также от неблагоприятных техногенных воздействий: эмиссий промышленных предприятий и транспорта, техногенного шума, запыленности воздуха, загрязнения почвы, вода и пр. (Е.С. Павловский, 1936 и др.).

При усиливающейся хозяйственной деятельности на автодорогах возросло количество автомобилей. К J580 г. число автомобилей составило около 450 млн. Среднегодовой пробег каждого автомобиля равен 15 тыс. км. В среднем он обедняет при этом атмосферу на 4,35 т кислорода и насыщает ее 3,25 т углекислого газа, 0,53 т оксида углерода, 0,09 т углеводородов, 0,03 т окевда азота и не кенео 1 кг свинца. К 2000 году следует оавдать по кепьсея юре 2-3-кратного увеличения автопарка и соответственный рост выбрэсоз вредных веществ с выхлопными газами в атмосферу (A.M. Алпатьев, 1983; Г.Ы. Хлъкуй, 1978 и др.). Кроме автомобилей загрязняющие вещества в атмосферу выбрасывайте стационарные, организованные и неорганизованные источники.;Так, в 1988 году в нашей стране предприятия теплоэнергетики выбросили 15 млн. т вредных веществ; черной и цветной металлургии - 16 млн. т, нефтедобывающей, перёрэбатываэ-- езй и нефтехимической промышленности - 9 млн. т; газовой и угольной прокидденности - 4,4 млн. т (В.Ы. Квонин , 199! и др.).

Обобщение научных данных исследований авторов различных стран го взаимодействию кезду лэснъми экосистемами и примесями атмосферного воздуха провел У.X. Смит (19S5). Он выдвинул оригинальную концзпци» о трех классах взаимодействия лесных экосистем с атмосферными подлотантами по содержанию в окру»а»и;еа среде.

разработал схемы передвижения свинца в придорожных агрспчосисто-мах, которые ауздгются в уточнении применительно к условиям нашего региона.

Противоречивы выводы зарубежных авторов о пылезащитной и шу-мозззитноа функции лести насаждений. Недостаточно освещены в литературных источниках данные по таксации придорожных лесных насаждений .

Сбзор литературы определил вьгаеперзчисленныэ цели исследований.

Во второй главе охарактеризованы объекты, природные услозия, программа и методика исследований. В качестве объекта рассматривается автодорога Вороне« - Ростов-на-Дону. Для исследования выбран участок домой в 313 км от контрольного пункта Аксай (1055 км) до .контрольного пункта Погучар (742 км). На этом участке г"-»-тодороги определены три района для закладки экологических профилей:

') загрязняющего воздействия выбросов промышленных предприятий гг. Ростова-на-Дону и Новочеркасска (1055-1045 юл);

2) горящих и пылязих захтных терриконников (933 км);

3) относительно тестой атмосферы (742 кч).

С каэдом районе .закладывались экологические профили, пзресе-Kawi»iie под прямым .углом полотно автодороги и прилегающие к ним агроэкосистекы с придоргазшми лесными полосами и без них.

Природно-климатические условия на всем протяжении автодороги благо]юшпнью .' _ для выращивания сельскохозяйственных культур, котогуо подвергаются значительному загрязнению ЕСЛ5Д-ств/о неблагоприятного антропогенного воздействия.

Методика исследований заключалась в следующем. Дяя изучения 1».>нцг>рот!.чх леених насаждений были заложепы. временные пробные

площади, по которым давались общая и таксационная характеристики. Все имеющиеся лесные насаждения были разделены на классы. В лесных насаждениях и на открытых полевых участках закладывали полнопрофильные почвенные разрезы, из которых после морфологического описания отбирали почвенные образцы с целью определения водно-физических, химических свойств почвы, а также содержание в них •пскелых металлов. Огбор образцов воздуха, снега, почв и растительных образцов проводили в точках на расстоянии 5-10, 25-30, 50, 100, 150, 200-220 от полотна автодороги в открытых и лосо-мелиорированных агроэкосистемах. Листья древесных пород отбирали в конце вегетационного периода в одинаковых для каждого экологического профиля условиях. Для выяснения мелиоративной роли лесных насаждений вдоль автодороги определяли влажность почв, высоту снегкного покрова и урожайность сельскохозяйственных культур по общепринятым методикам. Математическая обработка табличных результатов проводилась на ЭВМ с использованием программ (Б.М. Я-io-нин, 1987), обработка_ данных урожайности сельскохозяйственных культур проводилась методом регрессионного анализа (Б.А. Доспехов, 1979). Экономическая эффективность лесных насаждений расчитывалась на основании данных выбросов свинца на 1 км автодороги по методике A.C. Быстрова (193G).

В третьей главе приведены результаты исследования почвенных разрезов, заложенных в количестве 6 штук на экологических профилях в лесном и полевом подразделении соответстаеньо. Корфоло7-и-чоское описание, водно-физические и химические свойства почв представлены в сравнении разреза полевого и лесного подразделений по каждому из почвенных горизонтов. Рассматриваемую почву можно отнеети к чернозему обыкновенному тян»лосуглинисгоку слабодеградированному на лессовидных суглинках. В целом почва района

наших исследований среднеплодородна с хорошми водао-физичоекнми и химическими показателями. Почва под пологом лесных насаждения по всем показателям превосходит почву открытых подразделения, что свидетельствует о почвоулучсающэм действии лесных насаждений.

Результаты исслодования существующих лесных насаздоний представлены в виде таб.»;*Цм таксационных характеристик (15 пробных площадей). Главными породами придорожных лесных насаждений являются робиния лз»экация (P.obinia pseutiacacia) евргаг-гдаанский гибрид тополя (Populus <3eltoide3), ясень ланцв''"raxinus lancodata) дуб черешчатыг (Quercus robur), клен üj"! ■ .'„лстный (Acer platanolöes); сопутствующими - абрикос обыкновенный (Araenlaca vulgaris), клен татарский (¿tatarlcim), лох узколистный ("Elaeagnus angu3ti.folia),

яблоня лесная (Malus sylvestris), груша дикая (Ругиз conaunls), тополь евроамериканский; кустарника";1. - смородине! золотая "CRlbes sureura)^ сьидина" кроваьо-киоснал ■Jüiiilulnea), акшия желтая (Caragsna arborescens).

Лоскыо насаждения, произрастающие в настоящее время, вдоль автодороги Воронеж - Ростов-на-Дону разделены нами на классы: широкие (более пяти рядов) обычно одиночные плотной конструкции с подлеском из кустарника лесные полосы по одну из сторон дороги; уз;г/л (конее пяти рядов) обычно продуваемой конструкции по одну из сторон дороги; широкие лесныэ полосы по обоим сторонам дороги; узкие леные полосы по обеим сторонам дороги; по обеим сторонам дороги расположены лесные полосы, охща из которых узкая, другая широкая; система лзсеых полос, состоящая из двух и более с тетю-лосным пространством, занятым обычно полевыми подразделениями.

На основании графиков хода роста главных пород по высоте и диаметру кожно сказать, что 'все рассматриваемые породы обладают

хороним приростом по ьысото и диаметру. Лучиим и наиболее стабильным приростом отличаатся робиния лжеакация. Рассматриваемые породы образуют довольно продуктивны© насаждения, к возрасту

п ♦

15-30 лот они достигает высоты 9-16 к и запаса 74-450 м- /га. График хода роста главных пород по высоте (А) и диаметру (Б)

г\ Возраст у.агп

Дуб черешчатыа Робиния лжеакация Клон остролистны? Абрикос обыкновенный

3 В 9 /2 15 7& 21 Ъоъюст.легп

1 - Евроакордаавский гибрид тополя

2 - Клен остролистный

3 - Робиния лжоакацияй

4 - Луб черешчатый

5 - Йрикос обыкновенный

Гис. 1.

В четвертой глазе рэсстготрена средозащитная роль лесных насаждений и определена зона активного загрязнения придорожной аг-роэкосистомы (ПАЗС) в наветренную сторону. Придорожная агрозко-систома состоит из ПП - приквветного подразделения, Л1 - лесного подразделения и ПП - полевого подразделения.

В отарытых подразделениях ПАЭС происходило постепенное уменьшение содержания свинца в образцах воздуха по мере удаления от дороги. В лесоаелиорированннх ПАЭС наиболее высокие концентрации свинца зафиксированы в прикюветном подразделении, в полевом подразделении содержание евгашэ меньше в 2-3 раза, что свидетельствует о положительном влиянии лесных насаждений в перераспределении тяжелых металлов над ПАЭС.

Пэгрессионн^й анализ табличных данных привел к получения следующих уравнений связи по свинцу для открытой ПАЗС:

Уъ = 0,94 - 0.0023Х, при Г = -0,99 ± 0,07; (1)

для лесомслиорировашюй ПАЗС:

Уь = 0,36 - 0.0003Х, при г = -0,38 ± 0,17; (2)

В приводенных зависимостях приняты следующие обозначения: - содеркание металла в атмосферной пыли, мкг/м ; X - расстояние от дороги в наветренную сторону, м; г - коэффициент парной корреляции.

Загрязнение снежного покрова тяжелыми металлами изучалось на. образцах различного' срока выпадения, по содержанию в твердой и •.гидкой фазе. Основные выводы получены на основании анализа образцов месячного срока выпадения. При обработке табличных данных по- • лучили еледушдае уравнения связи: ми открьггой ПАЗС

у„,_ - Д^д.З^/л0,057. гши г = -0,972 ± 0,0?-' . .(3)

ьл 4

для ПАХ:

Уск = 346,66/Х0'757, при г = -0,856 ± 0,109 В уравнениях 3 и 4 приняты следующие обозначения: Усн ~ содержанке свинца гь талой вода , мкг/л, X - расстояние от дороги, н.

Содержание свища в воде талого снега, мкг/л.

Упкг/л 2ао{

<50 /00 50

ю го зо 40 ¿о 60 М ¡о ва юа х,м

1 -'открытая ПАЭС

2 — лесокелиорированная ПАЭС

Рис. 2.

Графическое решение уравнений (3 и 4) показало, что с учетом Фонового содеркания свинца в снеге, зона повышенного загрязнения распространяется в наветренную сторону от дороги на расстояние: в открытой ПАЭС - около 100 м, в ПАХ с лесной полс-сой -около 30 м, т.е. в последнем случае повышенное содор:>;.-)Чу.а сь/аца наблюдается -Только в прикввстном и лесном подразделениях Т1ДЗС.

' Содержание тяжелых металлов в черноземах. обыкн&вс-'шнх изуча -.

лись нами па придорожных агрозхосжтеках двух танов: открытых и лосомелиорированных, 1:ромв того миграция тя: полых металлов вглубь почвы рассматривалась па пржеро почвенных разрезов в лесной полосе и в поле. Анализ табличных данных показывает, что в районе исследований, где выбросы переданных и стационарных источников создает сложную картину загрязнения почв (1045-1055 юл автодороги) в открытой ПАХ. по мере удаления от автодороги в наветренную сторону отмечено постепенное уменьшение содержания свинца в верхних горизонтах почвы. Содержание других элементов связано с особенностями переноса и осаядения металлов от стационарных источников гг. Гостова-на-Дону и Новочеркасска. В придорожных агроэко-системах с лесными насаждениями наиболее сильное загрязнение свинцом отмечено в прикюветком и лесном подразделениях.

Данные исследований в районе горящих и пыляп^гх шахтных тер-риконников (533 км автодороги) подтверждают эти вывода. В районе относительно чистого приземного слоя атмосферы уровень загрязнения верхних слоев почв значительно ниже, однако при этом сохраняется вышеописанные особенности распределения ;,кзталлов по кере удаления от дороги. В результате получены следующие за-

висимости:

- для районов с загрязняющим воздействием промышленных предприятий, пылящих и горяигих шахтных торриконнкков (1055-933 км)

Уп = - 0,015л, при г = -0,703 ¿0.159; (5)

- для районов с относительно чистой атмосферой (742 км)

Ун Г.,."5 - 0.009Х, при г = -0,303 ±0,169 (6)

Р» уравнениях (5) и (С) принято,- что 7а - сцпергамио свилиа в слое почв 0-20 см, ■:

л - расстояние ог дорога, м.

Общий фон содержания свинца в слое почв 0-20 см для районов 1 и 2 равен 10-11, а для района 3 - 7-3 мг/кг. Решая уравнения (5) и (6) относительно фонового содержания свища в почвах, получим протяженность -загрязненных зон, рзвных соответственно 104 и 94 м. Следовательно, на'участках без лесных полос почвы загрязнены свинцом на протяжении около 100 м от автодороги в наветренную сторону, что согласуется с предыдущими выводами по снежному покрову . Под пологом придорожных лесных полос" накопление свинца происходит в поверхностных горизонтах. Кроме свинца в верхних горизонтах почв под пологом лесных полос происходит накопление кеда, цинка, никеля, марганца, алюминия, кадмия, кобальта в районе N 1, меди, цинка, никеля, марганца, алюминия, кадмия, кобальта для района N 2, шли, цинка, никеля, марганца, кадмия, кобальта, магния, бария, стронция для района N 3. Это свидетельствует об аккумуляции всех техногенных выбросов под пологом лесных насаждений. Уровень загрязнения поверхностных горизонтов на открытом участке значительно ниже.

В пятой главе показано содеркание тяжелых металлов в листьях и плодах древесных растений, а также их состояние. Содержание металлов в листьях и плодах представлено в таблице 1, 2. Па основании этих данных можно сказать,.что накопление различных металлов для тех или иных пород связано с биологией породы, а также с особенностями строения .истовой поверхности.

Количественное накопление металлов зависит от степени загрязненности различных районов, а также интенсивности движения, которая для первых, двух районов составляет 35, а для третьего 20 тыс. автомашин в сутки (данные Управлении автодороги Воронок -Ростов-на-Дону).

' Накопление фитотоксичных металлов в древесных растениях нри-

Таблица 1

Содэреиние металлов в листьях и плодах древесных растения, мг/кг

Порода Элемент

Си 2п Сг N1 ГЬ МП Ге А1 СгЗ Со

1 2 п 4 5 6 7 8 9 10 11

1045-1055 км дороги (промышленные выбросы предприятия, район 1>

■Листья

липы мол- 10,43 29,5 1,02 1,70 6,73 106,4 1075,6 767,2 0,043 0,33 колистной

Листья робинии лже- 7,83 21,9 0,70 2,83 5,13 47,6 742,4 461,2 0,020 0,36 акации

Лис гья

ясеня лан- 9,94 19,5 0,34 3,32 3,68 33,0 585,2 404,2 0,056 0,44

цетного

Листья абри- '

коса с<5ык-11,12 23,9 0,56 0,94 6,62 71,1 505,9 234,6 0,023 0,42

новеиного

933 км дороги (горяаио и гшшиэ иахтные терриконники; район 2)

Листья ев- - - ■

роакери- 10,34 21,4 0,66 2,12 0,90 85,2 243,0 Ш,8 0,034 0,32

канского

гибрида

тополя

Хвоя сосны Обык- 4,12 34,4 0,82 0,74 4,40 46,6 600,8 318,6 0,014 0,18

нобокной

Листья лоха узко- 15,93 ¿0,3 0,45 1,86 2.27 152,5 551,6 316,4 0,036 0.17 листного

Листья сви-

дины кро- 7,99 и,5 0,23 1,20 1,70 39,9 222,8 127,2 0,0ТЗ 0,24

вэво-красной

Продолжение табл. 1

1 2 3 4 5 7 о О 9 10 11

742 км дороги (относительно чистая атмосфера, район 3)

Листья 9,93 22,2 0,33 1,23 1,95 51,2 362,2 100,5 0,015 0,23 груши

Плоду 8,34 23,2 0,32 0,34 0,46 20,0 100,0 49.2 0,006 0,17 груши

Листья смо-

родагаы зо- 6,24 18,4 0,24 1,50 1,48 37,0 301,6 173,2 0,054 0,14 лотой

То же,

плоды 4,0 11,4 0,16 0,43 0,54 7,4 76,4 34,8 0,010 0,14 Листья

Яблони 8,39 16,6 0,37 1,ОТ 2,70 аЗ,4 510,5 261,7 0,590 0,19 лесноа

Листья дуба чореп- 2,62 15,6 0,^6 0,36 0,52 31,6 110,2 60,4 0,004 0,06 ч этого

Таблица 2

t

Содррианке металлов в ягодах смородины золотой (742 км автодороги), кг/кг

Косто отбора образца Элемент

РЬ Сг Cd Со Zn Си

Ciiyco4ma ряд со стороны: дороги ПиЛ.Ч 7,2 7,6 0,5 0.4 0,05 0,05 1,5 1,2 14,0 12,0 3,4 2,7

дородных лесных нгса.здзнка приводит к га угнетению, что проявляется в морозе и некрозе листьев, их преждевременному- опэду и сухо&ерыинноети. Последствием постепенного пакоаюния тяглых металлов в лесных экосистемах могут быгь необратимые нарушения их сгруетур. '

В связи с проблемой контроля за состоянием окружающей среда и качеством получаемой продукции растениеводства,- проводили определение содержания тяжелых металлов в различных частях растеши. Паки изучались культуры наиболее часто встречающиеся в нашел регионе и выращиваемые вблизи автодороги.

Г. культурах озимой именины и ярового ячу.еня определялось сс-■•'.оталлов в зерне и соломе. По свинцу кояно сделать вывел о значительно;': содержании в солоке озимой пшеницы и ярою го ячхеня. как в открытом, так и в лосоувлиоркрованнсм подраздело-•липх, со;;ср:к^нке свинца в зерне было значительно ниже. Так в при-ккеетном подразделении в зерне озимой пкенииы 0,23 мг/кг свинца, а в солоде 0,56 мг/кг, в зерне лмвого'ячменя 0,24 мг/кг, в солоде - 0.73 мг/кг для лосомолиорированного подразделения. Аналогичные результата получены во всех точках как лесомелиорирпванного, так и открытого подразделения. Накопление тяжелая металлов многолетники травами изучалось на примере люцерны. Максимальное накопление свинца надземной массой люцерны зафиксировано в прикювет-ном подразделении лесомелиорирозанной ПАХ. С каждым последующим укосом накопление свинца люцерной увеличивается. Зависимость со-длг.-ка;гия свинца в люцерне от рэсстшшия от автодороги показана в уравнениях". ■ - для открытой ПАХ

У , 7.4 - 0,012л, при г = - 0,£> ± 0,02; ' .(7)

ш'и | 1

- 1т.-л ПАХ

УЛЦ = 7,5 - 0,026Х, при г = - 0,97 ± П,ПЗ. (8)

где У^ц - содержание свинца в надземной массе люцзрны, мг/кг; X - расстояние от автодороги.

На основании полученных уравнений связи можно сказать, что лесные полосы защищают агроценозы от загрязнения свинцом. Особенно опасно выращивать люцерну в пригеоветном подразделении.

В шестой главе представлены данные результатов изучения мелиоративной роли придорожных лесных насаждений. В придорожной аг-роэкосистеме нами исследовалось снегорасиределение на снегомерных маршрутах, совпадающих по расположению с экологическими профилями, а также динамика почвенной влаги в разрезах лесных у. полевых подразделений. При изучении снегораспределения нами рассматривались три случал: 1-й - дорожное полотно расположено на одном уровне с прикювэткым подразделением, 2-й - дорожное полотно расположено в ьыемко по отношении") к т>рик»ветному подразделе-кко, 3-й - дорожное полотно расположено на насыпи по отношению ¡с прйкиьстному и последующим подразделениям. По результатам исследований- можно сделать вывод, когда дорожное полотно расположено в выемке или на насыпи, лесные полосы в основном служат для защеты ' дорожного полотна от заносов снегом, они способствуют накоплению снега в прикюветном и лесном подразделениям ПАЭС. В случае. когда дорожное полотно построено на одном уровне с црикюветным и другими подразделениями ПАЭС, лесные полосы относительно равномерно накапливают снег в полевом подразделении. При этом их снегозащитные функции по.отношению к дорожному полотну ьыраьюны слл-^ бее.

Исследования показали, что запасы влахи в половых [¡/>ярч;->де-лониях больше, чем в лесных, за.исключением глубоких юри^'Ч-лов (135-150 см), где запасы маги год шдогом .лесной шлосы были

больше.

Влияние придоракных лесных полос на урожай сельскохозяйственных культур определяет зону мелиоративного действия.

Загрязнение гючбы.и др. сопредельных сред существенно сказывается на урожае люцерны. Зерновые культуры мены» страдает от загрязнения.

Экономическая эффективность лесных насаждений определялась по трем типам территория, входящих в зону активного загрязнения придорояиых а1"розкосистом: пашня, пастбища, сады и -ьчддики.

Расчет проводился для суиэсггвуших в настояш,ее время ^-ск^х насаждения. Рассчитывался ущерб, предотвращенный 1 га лесной полосы, защищающий кэздьт из типов территория. Наибольшим был ущерб, предотвращенный лесными насаждениями, защищавшими сады и виноградники 41СОТ руб/год. Общая экономическая эффективность лесных насаждений, защищающих пашню больае всех остальных типов в связи с большой протяженностью территорий, занятых пащнэа вдоль дороги. Сбщэдэкономическая о&фективность по всем видам территорий составляет в сумме 10 нля. 763 тыс. руб/год.

вывода

1. Все придорожные лесные полосы вдоль автодороги моию разделить на основные классы: одиночная широкая лесная полоса (более пяти обычно плотной конструкции с под."?сном из кустарни-

ка, расположенная по одной из сторон дороги; одиночная узкая лес-нал полоса (менее пята рядов) , сбЬгавэ продув^ечой конструкции, раек." нокенная по одной из сторон дороги; ийрониэ- лесные полосы, располовинь» но обеим сторона* дороги; у;?Кйв ЛЭСКЫ9 ПОЛОСЫ,- рэс-пол-^нйе» по обвкм . сторонам ¡щагл; по обеим сторонам дороги

расположены лесные. полосы, одна из которых широкая, а другая узкая; система лесных полос, состоящая из двух и более кулис с межкулисными пространствами, занятыми половыми подразделениями. . 2. Придорожные лесные полосы улучшают ьодно-физическио и химические характеристики черноземов обыкновенных под своим пологом и способствую!" образованию придорогшых агрозкосистем, состоящих из пршсюветного, лесного и полевого подразделения, занятых преимущественно культурной флорой.

3. Главными породами лесных полос придорожных агрозкосистем являются робиния лжеакация, ясень ланцетный, дуб череичатый, евроа-морикаиский гибрид тополя. Эти порода образуот довольно продуктивные насаждения. К возр)асту 15-30 лет они достигал- высоты 9-1 & метров к запаса 74-450 ы3/га.

4. приземный слой атмосфзрного воздуха над придорожными а гроз-коспстемами загрязнен техногенными выбросами передвижных и стационарных источников - свинцом, марганцем, висмутом, титаном и друга,л металлами. По мере удаления от автодороги ь наветренную сторону Г,0Сте?}8;1Н0 сндадагся в приземном слое атмосфер« кош«»н-' трлции этих загрлзниголей. Придорожные лесные полисы, являясь основными элементами ПАХ, защища-тг полевые тадрзз.целе-ж от техногенного атмосферного загрязнения.'.

5. Зона повышенного (над фоном) загрязнения тяжелыми металлами ' снежного покрова но распространяется далее 100 н от ¡автодороги в

наветренную сторону. При наличии тюидоройяой лесной полосы зона загрязнения снега ограничена прикаветным и лесны« подрэзг-'ления-ш ПАСС (протяженность до 30 м).

6. Б открытой 1а5С постепенно уменшаощееся загрязнение верхнего слоя черноземов свинцом зафиксировано в зоне до 100 м в наг.ет-реннуи сторону от автодороги. В ПАХ с лесными полосами под их

пологом аккумулируется в верхних горизонтах черноземов следущиз металлы: свинец, медь, цинк, никель, кадмия, марганец "и др. Аккумуляция этих па»татактоп обеспечивает защиту полевых подразделения ПАХ, но создает опасность медленных и необратимых изменения в лесных насаждениях. '

7. Накопление Фитотсксичных металлов в древесных растениях при-дорощых лесных иасамдэвий приводит к их угнетению, что проявляется в морозе и некрозе .листьев, их преждевременном опаде. Из всего ассортимента пород придорожных насажде:гий - наиболее сильно страдает от загрязнения абрикос обыкновенный и сосна обыкновенная.

3. Зафиксировано постеганное уменьшение загрязнения тяжелыми .металлами наземной массы агроценозсв пзгениш, ячменя и многолетних трав по неге удаления от автодороги. Особенно четко это проявляется я "ценозах ."оцлркн. Придорожные лесные полосы защищает агроценозы от загрязнения свинцом.

9. Лескке полосы вдоль автодороги выполнял» снегозащитные Фун-ктт по отко;^.ни"л к полотну автодороги, мелиоративные по отношения х тржмвэтнпму и полевому подразделениям, в этом отношении прг>япочтйтв.лькес< леск-^ полосы, посаженные на одном уровне с полотном а;угоя>ро1'и, которые способствует более равномерному рас-сил га и пог*чшаэт высоту снежного покрова в полевом поту^здолсп: ий.

13. пхяМпОСТЪ Г;о1;?. В Ьврхнкх ГЪ]'НЗОН вык8 пи СраЫ:С(1ИМ с рзлтупов в плавок и ласкглг подразделениях.

НЯЧ5Й Ь ПГ.ДГЛЗ^^КИИХ бОЛЬЯв» Ч<?Я В .»еСКЫХ 3» НС-

;с.г.-,ч0нк.г-« Г«уб---К-Х ГОуНГ-".••.тог», Где ЗЧИЭСЫ ВАЭГН ПОД ЛЕСНОЙ ПОЛОС-.;,,-, 7, >*д«-.м г-ридороуные лесные полосы увелйЧКйаыг /-л.*ь.- -л, •гедМКПГОДНЬ* КУЛЬТУР 5 1ШеБЫХ Ирй1?.»р02НйХ ЕОДрЗЗ-¡■■¿ТУ ЯГТ^ЖОСИСТеМ. '

11. Экономическая э^ективность прэдорожных лесных полое определяется видом сельскохозяйственной придорокной агроэкосистемы.

Общая экономическая эффективность для пашни - 1,2; пастбищ -0,13; садов и виноградников - 1,5 (при нормативе - 0,12).

ПРШОШКЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. На участке автодороги без придорожных лесных полос в зоне до 100 метров в наветренную сторону рекомендуется выращивать только технические культуры и семенники кормовых культур. На участках с придорожными лесными полосами эта культуры следует выращивать б прикюветных подразделениях ПАЭС.

2. В Гр^цоряхных ¿¡ясных полосах не рекомендуется cdop ii'-'роз и ягод' с деревьев и кустов в радах, как со стороны дороги, так и со стороны поля.

3. Па участке автодороги без придоронлых лесных насаждении до 1СЗ и распространяется зона активного загрязнения в наветренну» сторону,.а на участках с придорожными лесными полосами в зоне до 30 к (прикювечные участки) не рекомендуется возделывать основные половые сельскохозяйственные ¡сультурл. Здесь возможно лищь ьыра-¡циьание технических культур и семенников кормовых культур.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы...

1. Срздозащитная и келиоративная роль 'лесных изсч^денил ы»ч«ь автодорог // Экологические аспекта aiрхавеомзлиорации ь 3--падной Сибири. Тез. докл. к к.пр.ков*. поев." Г.0•>"-* BIEÍW3®. - Барнаул, 1939. - С. 93-99.

2. Сродг.за:аггаая и мелиоративная роль лесных аасгздэя;гл вд'\ль автодороги Воронен - Гостов-яа-Дояу. - к'~т-ктя, '>"9. - С. 20-21. Капсриллы Всосокш. научко-пра<гг. коКсронцки "Г-;с."о.,ч колоднт ученых и сшциа.ллстоэ в иятеасификавдл с.-х. пр-ва".

3. "елг.оратквпая роль лесных насзздегша вдоль автодорог.'! Воьпгоч

- Гостев-нп-Дону // Поь'т'-уэнта э-М^ктиваоста исшяьтончик.«

ресурсов в сельском хозяйстве. Тезисы конфорежсг.!. ТТ. П. - Новочеркасск, 1539. - С. 267-269. л. зенита згролэнгаэу'гов от загрязнения тязэлкги • ♦ //

Локл. ГЛСХп^Л. - 15-0. V 5. - С 42-45. ^з сосшт.). 5. п.«копл-ж:е тляелмх металлов листьями различных древесных пород // Тезисы нэучн. - пракгич. кокф. "Вклад колсдах ученых и лтонйэ.я»стой в коиплокстпс проблем тякор'-аис*

н'г. - ЯЬРЯчорхясск, 1550.

- 43 с.

Си вли.'«яи? лесных полос на содьскохозкйстбвнпыо культуры //

»аалгич&сии* пробжхы химизации сельскою ХОЗМОТЪЗ. - Барнаул, 1550. - С. 54-56. 7. полосы и загрязнение тягодкми металлами придпрслччух

аг^оэкопистем // Полезащкгкоо ..лесоразведение н его эйеятиэ-пг'сть. Сб. научн. трудов. Был. ? (100). - Волгоград, 15~0. -С-. 103-124, (в соаэт.). 3. Гл»гггга Черноземов от техногенного загрязнения // Улуч^онкз и использование малопродуктивных почв. - Новочеркасск, 1951. -С. 103-105.

5. Глнйгиь техногенного загрязнения на- состояние • првдэрожнъа лоенчх ьолос // "»ескоа вур>нэл. 1551. " б - С. 12-17.(2 соаотг.-).