Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние технологических выбросов новгородского производственного объединения "Азот" на лесную растительность

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

Автореферат диссертации по теме "Влияние технологических выбросов новгородского производственного объединения "Азот" на лесную растительность"

министерство сельского хозяйства и продовольствия российской федерации

приморская сельскохозяйственная академия

2 9 ДПР 1936

на правах рукописи

БЕЛОВ Александр. Никитович

влияние технологических выбросов новгородского производственного объединения "азот" на лесную растительность

06.03.03. Лесоведение и лесоводство, лесные поиарц и борьба с ними

автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

УССУРИЙСК 1936

Работа выполнена на кафедре ботаники Российского государственного университета им А.И. Герцена ( г. Санкт-Петербург ),Уссурийского государственного педагогического института (г.Уссу -рийск) и Приморской государственной сельскохозяйственной академии ( г. Уссурийск ).

Научные руководители и доктор биологических наук, доцент |.Д. ¡1. Алексенко|;

дс-зтор сельскохозяйственных наук, член - корреспондент ДБО МАЛ ВШ, профессор Г.В. Гуков.

Социальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, старвай научный сотрудник ^ М. А. Шешуков;;

кандидат географических наук Н.С. Шихова.

Ведущее учреждение:•. Горно-таёжная станция ДВО РАН.

Защита состоится L¿t<&3 " 1--Э6 г. в /О часов

на заседании диссертационного совета К. 120.60,01 по специальности 06.03.03. ( лесоведение' к аыовох;сг£о; ¿»свае пожары и борьба с ними ) при Приморской гозудгустсгпксй сельскохозяйственной академии.

С дисссрт&аяей üosao ознаковитьсл в бк?яготзке Приморской государственной сельскохозяйственной аг;здскг:и.

Aí'Topcí'^ps? разослан »/У,» __" 1996 г.

Сгзав«е as esrcí,t?Oi-33 в двух заверенные

mí--, просек по адресу: 632510, Уссурийск - 10,

проспект Ercxcvc, -íi. пгсха, учёноиу секрета,® дзтаеряадаон-

нсгг co¿'e?!:-

y4¿hi;ít ü-'rрь X;HC0üpTc:¿:Q:b;i'0 сч-iava

Костырика Т. Б.

В В Е Д Е'.Н. И Е

Актуальность ггоббдекч. Изделие влияния диоксида серы на растительность проводится з пирогах маситабах на протяжении более века. Влияние окислов азота й смеси ойнаясв азота с диоксидом серы изучено далеко не полно, что Связано с кпенлей многих исследователей о низкой токсичности оксйдов'азота. К тому яе большинство исследований проводилось на культурных растениях или в лабораторных условиях. Исследования в природных условиях на лесных экосистемах крайне малочислеяы, проаодяцЗесз в основном в райках хоздоговорных тем по мониторингу оирузаЭ2;ёй Среды в зоне влияния технологических выбросов предприятий по лро1йвадству азотных удобрений. Наша работа позволяет получить рЯД'ДЙНних о влиянии атыосфзрного загрязнения, преобладающий!* йв!гпой{знтаг*и которого являются окислы азота и диоксид серы, й диагностировать' его степень и характер комплексного воздействия на лесные экосистемы.

■ Пель-рабаты. Выделить хараятерные признаки влияния атмосферного загрязнения, с преобладанием окислов азота и диоксида серы на растительность в двух типах лесных экосистем - осиннике кислично-таволговом и сосняке черяячно-сфагновом, в зависимости от степени воздействия.

Задачи: 1. Изучить влияние технологического загрязнения на количественные признаки различных ярусоз растительности. 2. Рассмотреть воздействие техногенных ползтантов на морфометричесяизлпо-казатели'поД^бста ели высотой до 2,5 и. 3. Установить содердание элементов минерального питания в однолетней хвое подросте ели и надземных частях нйт£офилышх растений травяно-кустарничяового яруса при различной степени техногенного влияния. 4. Выделить растения - индикаторы данного типа загрязнения. 5. Установить комплекс признаков, Характеризующей влияние данного типа загрязнения на окружающую среду.

Научная,новизна, Впервые для района исследования проведено йЗучение воздействие атмосг.ерного загрязнения на количественные характеристики подлеска и морфокетрические показатели подроста ели цо 2,5 м высотой. Установлена связь между содержанием марганца в однолетней хвое ели, а такяе в.надзейнбйчасти некоторых травянистых нктрофильных растений и интенсивностью воздействия атмосферного загрязнения с преобладанием окислов азота.

Апробация полд{днаых_реа.ультагов. Основные йолсаения диссер-

тации обсуздены на конференции молодых учёных в БИН РАН (1992 г.). По теме диссертации опубликовании три статьи.

Практическое значение. Материалы диссертации использовались при проведении мониторинга состояния окружающей среды в районе действия Новгородского производственного объединения "Азот". Полученные данные и практические рекомендации могут быть использованы и на других объектах, связанных с аналогичным атмосферным загрязнением.

Объём работы. 'Диссертация состоит из 7 глав, заключения, списка литературы и прилоаений. Работа содержит Ц5 страниц, илластри-рованна 10 рисунками и 21 таблицей в тексте. 4 таблицы вынесены в прияовение.

1.СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ИССЛЕДОВАНИЯ

5 фоновое загрязнение атмосферы предприятий по производству минеральных азотных удобрений входят, в оскйзаа», оксиды серы С1У) и скисла азота ( Еразаунскене Д.И., Янудас Г.П. 1384; Дырешсов С.А., Савицкая С.Н., Лукоыская К.А. и да., 1988). Ашиак, как фоновый загрязнитель щелочной природы фактически безвреден для растительности { Зайков Г.Е., Маслова-С.А», Рубайло ВЛ., 1991; Алексеев В.А. 1990). Двуокись серы является скаьнодейстгуггда сесиииляционным ядом (Негруцкая В.И., 1968; Идькун Т.М., Кструк В.В., 1968; . Кулагин В. 3., 1974; Malbdtra S.S., Eiisa A.A., 1S76; Ziegler I., 3975). Некоторые исследователи (Алексеев. B-Ä. к др. 1S80) откосят оксиды азота к слабым токсЕкаш-аи. -На asz взгляд белее верна точка зрения других автороз (»«wart. D., Tjoti-Ü К. г Fennici, 1981; TOmpsan С.Е., anti all, 1983H1 ССГЛаСКО liOTCpOa TCKCEsSCEOS БСЕДеЙСТВЕБ ОКСИДОВ

азота в определённых у слогах вдкшшо в большей степени, чем действие диоксида серы.Пр.: согузстяаи вгздейгяазх окислов азота и диоксида серы на рсотеака soaioga» явдшгя caasprasaa маьеаавп t.'w.,

1979), актатоккока UsüöBüen Т.Ы., Е111±агаз I. iL. , Growth D., 1980) Й'простого cyKüapi.Oi'O воздействия (Тоsgaem С. Ь. and all 19SO).

Проведённый ля'К-рахуршй обзор пеназал, что действие диоксида сора на раогеаа?: eis 2 опизе, ms и еа пркрздках экосистемах изучено xcy.cso.. Дйапакв оигслов азота и снеси окислов азота и диоксида серы, С преобладанием первых, ш лесные экосистемы освещены недостаточно, чча связало со стра'1 отческий значением объектов с подобный характеров выброесш.

2. ПРОГРАММ. И НЕТОДИЯА ИССЛЕДОВАНИЯ

Наиа работа яв^ется частью больаого исследования, проводимо-

го сотрудниками кафедры ботаники Российского государственного педагогического университета км. А.И. Герцена в рамках хоздоговора пс мониторингу скрунающей срады в зоне влияния технологических выбросов Новгородского производственного объединения "Азот"..

Исследования проводились в двух наиболее характерных для изучаемого района ■птах леса - кислично-таволговом ( травяно-тавол-говом) и чернично-сфагновом. Наблюдения проводились на стационарных площадках', залоаенных в 1935 году сотрудниками кафедры ботаники ЛГПИ им. А.И. Герцена, под руководством доктора биологических наук, профессора С.А. Лиренкова. Пробные площадки расположены на различном растоянии от промышленной площадки комбината "Азот" с учётом господствующего направления ветров в вегетационный период, в зонах сильного (0 - 2 км от промышленной площадки), среднего ( 2 -4 км), слабого (4-8 км) влияния технологических вабгосов и.относительно чистой (фоновой)-зоне (свыше 8 км). Границы зон влияния были выделены методами биоиндикации с учётом данных о промысленных выбросах. Исследования проводились по интенсивному типу, т.е. по большому числу параметров. Наибольшее внимание уделялось кис-лично-таволговому типу леса, как наиболее характерному для района исследования.

Пробные шшвдцки закладывались в идентичных лесорастительных условиях (табл. 1, 2). Число деревьев определялось сплоаным перечётом. Средняя высота вычислялась как среднее арифметическое 5 -15 замеров высот деревьев, диаметр которых близок к среднему. Возраст определялся приростным буравом по 5 - 10 деревьям основного элемента леса, и по 3 - 5 деревьям остальных элементов леса. Запас древостоя каядого элемента леса вычислялся общепринятыми методами лесной таксации. Общий запас древостоя определялся суммированием запасов всех древостоев элементов леса. Численность и проективное покрытие подроста и подлеска определялись на 10 учётных площадках размером 5 х 5 м. Параметры елового подроста выявлялись по 20 модельным деревцам. Точность определения возраста елового подроста (-2-3 года) устанавливалась экспериментально.

Проективное покрытие травяно-кустарничнового и мохово-лишайни-кового ярусов определялось на 20 - 25 площадках ( 1 х 1 м ), отдельно по видам и в целом по ярусам растений с использованием методики Л.Г. Раменского ( 1971 ). Сходство описания нижних ярусоз растительности з различных зонах влияния определялось по формуле П. Наккара, различие - по формуле В.К. Василевича ( 1969 ). Про-

Таблица 1

Характеристика пробках яшощадей типа леса кислично-таволгового, клаос ,бонитета П, тип яесшх «емель - суглинки слабодренированных .равнин с главными муллееики .слабопсдзолистими почвами

р jPaa- Расстояние. от прошел. площадки, км Состав Возраст, лет tawota йрево- ©цга-я Запас древесины, м3/га ■Подлесок проек- Подрост, Кол-во видов

нор, :П/П га тивное покрытие, % экз./га ТКЯ МЛЯ

Í >0,5 1,Б 40с 4Б ШОл 80 Й77 61 1240 26 3

2 0,Б 2,5 40с4Б 1Е10л 80 ■0,7-5 251 49 1160 28 3

3 0,5 8,0 БОсЭБ 1Е 80 Ш 34 1720 26 3

4 0,ó 40 50сЗР 1Е 80 'О,«« Мд . ¡9 2740 31 4

Условные обозначения: В - BeVulá ¡péndula I.oth., В. pubescería Ehrh. E - Picaa abies ( L.) Karst.

Ол - ¡Unus inoana ( L.) Moench, A. glutinosa (L.í Qartn. Oc - Topulus trebiula L.

ТКЯ -травяно-кустарничковый ярус МЛЯ - мохово-лишайниковый прус ПП - пробная площадь

i

i

Таблица 2

Характеристика пробных площадей типа леса чернично-сфагнового, класс бонитета Ш, тип лесных земель - болото переходного типа, почвы - . торф переходный

Размер, П/П га

Расстоя- подлесок Ипп пп „„„„,,

ние от Воаоаст Полнота 'Запа° пР°ектив" Полоо.т -

Состав В03Раст' древе- нов по- |10ДР°-Т.

промышл площадки, км

дет

древостоя

сины, м3/га

Подлесок

Подроет,-крытие, экз./га ТКЯ

МЛЯ

5 0,5 3 Юс 70 0,66 170 6 5480 12 з.

6 0,5 8 Юс 70 1,07 339 5 7010 12 4

7 0,6 40 Юс 70 0,91 337 3 70.20 12 4

I

Условные обозначения: С - Р1пизау1*ез1;1з I.

ТКЯ - травяно-кустарничковый ярус МЛЯ - мохово-лишайнйковый ярус ПП - пробная площадь

дуХтивность травяно-кустарничкового и мохово-дкаайниковых ярусов определялась на 25 укосных площадках размером 25 х 25 см. Для удобства исследований к травяно-кустарничковому ярусу наш был отнесён подлесочный вид - малина об-.кновенная, при определении продуктивности которого использовались только однолетние побеги.

Кислотность почвы и другие её химические свойства определялись пр методикам, принятым в лесном почвоведении. Все лабораторные анализы почв выполнялись в лаборатории Новгородского производственного объединения "Азот".

Содержание злеаентов минерального питания в подземных частях растений определялось на рентгено-фдшоресцентном анализаторе

теракр.бша.

3. ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования проводились в Новгородской области, на территории Новгородского административного -района, в лесах,, расположенных к северо-востоку от ПО ""Азот". Комбинат "Азот" находится на рассто-нии бки от границы иидой застройки города Новгорода. Данная территория относится, к Вдышнь-Вшгеовгягшу гтвсаорфа^згкчесашу -району.

Исследуемая территория отличается рввшщвш! рельсфоа, наличием плоских и низких водоразделов, сгайьаг разз^глеи речной сети. Атмосферные и грунтовые воды здесь, б сочеташа с биологическими факторами, вызывают обширное1 развитие гтроцессаз заЗагачаванЕЯ, с образованием крупных болот.

Климат района уизренно-хододный,, пергаодшй от карского к континентальному,

ИсследоашЕЯ гщородозсь в лесах Новгородского лесхоза (Таганское и Советское В гааботашгчеснои отношении территория Таганского в ¿гесирчества относится к Волховскому району подзоны та£г»'. '

4, РДрШЩ ТВХНОЛОЛ'.ЧЕСЩ5Г ВЫЕРССОЗ НА

содтащщ: дщюз растительности

Сшюшше пеоэчзты дрсзостоез на пробных гшзщадях в типе ле?а пдкззда бальшук з^заеиндсть насавдений. Наиболее штещедз ? дднзх езлы?агс и ередрего влияния техногенных еыкдднй ( ргс,дтаявд!§ шяду деродщзи - 3,2 - 4,2 ц сдответ-сд-зенко), В фокдвой в зоне слабого влзщняя езревениость меньшая ( 2,2 " 2,4 м). На пробной площади в -зоне сильного влияния, за период с 1986 по 19Э1 гг. провпоадр значительно уменьшение числа де-

ревьев и запаса древесины. Потери произошли, прежде всего, за счёт деревьев большего диаметра, т.е. более крупных. Наибольший отпад г.о чиелу деревьев наблюдается у осины и ели, небольшой у берёзы, а количество деревьев ольхи увеличилось, в основном за счёт молодых деревьев. Второй полог древесного яруса нб ДаййоЙ пробной площади практически отсутствует.

В зоне среднего влияния снййёнйё общей численности древостоя за ИзучаёИй пёриод, значительно Меньше. Однако, в первом пологе отпад, в процентном сооММёнйи, сходен с таковым для пробы в зоне сильного ИЛИйНйй* ЧЙШ16 Деревьев второго полога возросло на 50%, чей и объясняе?бя мэйьйёё значение потерь по запасу и общей численности древостоя.

Пробная площадь в зоне алабого влияния технологических выбро-соз характеризуется наиболШШ запасом древесины. Характер изреки-вания древостоя близок к естёё®!>°нному, т.е. отпад происходит за счёт самых крупных деревьев пёрвбгб полога и самоизрекиванйя второго. К естественным процессам йэреЖййаййя добавляется воздействие техногенных эмиссий, выражающееся в отпаде не только самых слабых по энергии роста деревьев, но я б&йёё Крупных. Показатели древостоя выше фоновых, свидетельствуют о нёШйчйн факторов оптимизирующих питание растений. Таковыми являются содержащиеся в составе технологических выбросов, окислы азота, онайызеюцие удобряющее влияние на растительность лесных экосистем [Sdsgis 2. е., and ail, 1978).

В типе леса чернично-сфйгйёвв.ч наибольший запас древостоя отмечается на пробной плоцйдй а ййоси^ельно чистой ( фоновой ) зоне, а наибольшее число дерейЬёв - в зоне слабого влияния. На пробе зоны среднего вЯйянйя характеристики древостоя значительно ниже. Рассмотреть изменения,- происшедшие за период с 1986 по 1991 гг., представляется возможным линь для зон среднего и слабого влияния, ввиду отсутствия данных по фоновой зоне за 1986 г.

В зонах среднего и слабого влияния отпад по запасу древесины в первом пологе древесного яруса значительно ниже ( в процентном соотношении), чем для проб кислично-таволгового типа леса. Изреши-вание второго полога этих же пробных площадей значительно более выраженное и происходит в основном за счёт тоййомерных деревьев лиственных пород, что характерно для процессов самоизреашвания.

Изрежизание первого древесного яруса растительности вызывает осветление остальных древесных ярусов и снижает конкуренцию, что

-Не-

благоприятно сказывается на условиях роста оставиихся растений и в известкой мере противодействует угнетающему влиянию загрязнения. Наиболее высокие значения проективного покрытия подлеска отмечаются в зонах влияния технологических выбросов. Наибольшее обилие здесь иыают светолюбивые ( рябина обыкновенная ), нитрофильные ( черёмуха обыкновенная ) и ацидофильные ад;ы ( сморддина чёрная ). Баэифильный вид - крушина ломкая- встречается только в зонах слабого влияния и относительно чистой ( фоновой ).

Хвойный подрост обоих типов леса представлен елью обыкновенной. Листенный подрост типа леса кислично-таволгового - в зоне сильного влияния технологических вьйрасов представлен ольхой и осиной ( 2 : 2,5 ), среднего - ольхой к осиной (2 : 1 ), слабого - берёзой и осиной ( 1 : 4 ), в относительно чистой ( фоновой ) зоне - осиной. В чернично-сфагновом типе леса листвевдкй подрост представлен преимущественно берёзой.

Для кислично-таволгового типа леса, общеё количество подроста ели заметно возрастает по мере удаления от источника техногеннго загрязнения ( табл. 3 ). Причиной втеку является как "прямое негативное действие технологических выбросов комбината, так и более мощное развитие тревяно-куетарвичкового яруса растительности в зонах действия техногенного загрязнения. Б зонах сильного, среднего и слабого влияния для данного ища дага наблюдается диспропорция возраст-' ного состава ( псщрост старзях возрастов имеет бодъпую численность, чем подрост младших .и всходы ). В чсрвдяпо-сфагновом типе леса наи-меньезе количество педроста ели в зоне среднего влияния, количество подроста в зоне слабого елгпшян и в относительно чистой ( Фоноеой ) зоне, примерно одинаково и более чаи в В раза превышает таковое для зоны среднего влишшг. Низкое количество ели ыладшх возрастов в зоне среднего &шяь'гл, тацгз обусловлено действием техногенных эмиссий. Б фоновой и ьолз слабого влиялыя па подрост оказывает отрицательное всэдейст&;2 гисокое обилие чгрюиш в тр&вяно-куст&рничковом ярусе, которая, разрастаясь, изменяет некоторые факторы среды, такие как освещенность, ¿кшгсгство угдезщелзго гага в приземных • слоях воздуха, етгездзкоегь .'мдетклки. Цдкзиеюю морфоиетрическне показатели ( табл. 4 ) подроста еяи отцечеры на пробных плдщдях в зонах сильного, среднего и слабого влияния технолпгичес|«".х выбросов. Причиной этому служит удобряючзр действие окислов азота, содерващихся в технологических выбросах. Приросты главного и -бокового побегов в этих

Количество иизнеспособного родроста^ экз./га ( 1990 г.)

Таблица 3

Основные показатели ■ ПП 1' ПП 2 ПП 3 ПП 4 ПП 5 ПП 6 ПП 7

Подрост ели: •

1. всходы 200 140 80

2. до 0,5 м — 40 — ■ 160 240 280 2200 '

3. 0,6 - 1,5 м 240 160 680 , 960 280 280 1080

4. свыше 1,5 м 280 480 280 1200 600 660 . 400

Общее кол-во подроста ели 520 680 960 2520 1120 3980 3860

Лиственный подрост ' 720 480 760 ( 1240 4360 3130 3160

Условные обозначения: ПП - пробная площадь

Таблица 4

Морфометричесрие показатели хвойного подроста

. Зона влияния ->-1Г~ Воораст, лет —........-г- Внсо- м Диаметр у 09ЙКИ корня, см « •"'.V Охвоен-яость, шт./см ' Длина хвои, , мм 1-------- — Вес хвои, г

. 1990 г ♦ 1991 г. 1 1 1990 г. 1991 г.

ь 30 1,65 Й_,б-0,3 19 17*0,4' 16*0,4 0,26 0,26

2. 23 1,20 2,8-0,4 17 16*0,5' 16*0,3 0,23 0,24

3. 25 1,65 2,7-0,3 14 18*0,4 12*0,8 ■ 0,21 0,21

4. 28 1,24 2,6*0,3 Н 12*0,3 11*0,5 0,16 0,14 1

же зонах ( табл. 5 ) танке вкпе, там в фоновой, что связано с удобряющим действием окислов азота и стимуляцией апикальных почек кислыми газами. В относительно чистой ( фоновой ) зоне распределение величины прироста главной" оси побега подроста ели по годам зависит от погодных условий. Так, например, влагообеспеченнкз годы с температурами вегетационного периода 14 - 15° С, характеризуются высокими показателями прироста, а засушливый 1988 год отразился низкими по высоте ^приростами подроста ели обыкновенной. В зонах сильного и среднего влияния тот ае 1988 год характеризуется относительно высокши показателями прироста подроста ели. -Это связано с уменьшением токсического действия на прирост' диоксида серы в связи с закрытием в этом году цеха по производству серной кислоты. Закрытие в 1989 году первой очереди цеха по производству нитрофоска и последующее сникзние количества выбросав аггаелав азота екгакло их значение .как атмосферного токсиканта. Как результат этого произошло резкое увел4.4енив прироста главного побега в 1930 и 1991 гт. То есть, действовавшие ранее, как атмосферные токсиканты,- окислы азота приобрели значение минерального удобрения. Распределен:!» пзггчггы приростсз главного побега по годам в зоне слабого влияния технояогзчесжах набросав имеет промежуточный характер и зависит кгк от когтгчества шгб-росов, -так и от иетеофякторов.

Следует отметить, что всё вкпесквзанное относится к подросту до 2,5 м высоты, приросты главного и бокового побегов подроста ели высотой свыне 2,5 м угнетаются воздействием технологических эмиссий»

т-к. менее защищены выиестаящши ярус гаги растительности, у

5. СОДЕРВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ШНЕРАЛЫЮГО ПИТАНИЯ В ОДНОЛЕТНЕЙ ХВОЕ ПОДРОСТА ЕЛИ В ТРОТЕ ' ЛЕСА КИСЛИЧНО-Д АВ0ЛГ0В0М

Атмосферное загрязнение' оказывает заметное влияние на поглощение и содержание в .. растениях 5лементов минерального питания, повышая содержание одних и снижая других.

Результаты наших исследований показывавт, что наиболее высокое сййераание марганца отмечается в хвое подроста ели в зоне сильного влияния технологичеешх выбросов, и резко снаиаицяхся по мер-- удаления от истоСкика загрязнения. Это связано прежде всего с тем, что одной из функций марганца является н йтрализация нитратов (Власюк П.А. и др., 1979), которые образуются ь больпих количествах при

Таблица 5

Показатели длины среднегодовых вертикальных приростов (а) й боковых ветвей (б)

подроста ели обыкновенной (в см)

Зона Показа- .Годы наблюдений -

влияния тели Л» 1 1

1086 1987 1988 1980 1900 1991;

1 а 7,8*0,5 8,8*0,4 .9,0*0,3 8,0*0,4 11,5*0,2 15*0,2..

б 40,0 45,0 38,2 91,2 23,0 11,7

2 а 8,4*0,6 8,4*0,4 10,3*0,4 •8,2*0,3 11,7*0,3 18^1-0,3

б 63,0 45,7 38,5 30,1 23,9 15,0

3 а 7,9*0,4 7,7*0,3 7,7*0,4 * 7,0*0,4 6,0*0,5 11,7*0,4

б 46,8 40,7 37,0 30,8 22,3 11,7

4 а 6,2*0,4 5,1*0,4 , 4,3*0,5 6,0*0,6 5,1-0,4 7,3*0,6

б 46,7 40,9 36,5 27,6 17,9 10,6

фумигации окислами азота. Содернание кремния, способствующего равномерному распределению марганца тканях растений и его детокси-кации ( Савицкая H.H., 1986 ), в хвое подроста в различных зонах влияния коррелирует с содержанием марганца. Высокое содержание марганца оказывав! антагонистическое действие на поглощение магния ( Савицкая H.H.,1987 ) и железа. Высокое содержание стронция в однолетней хвое ели обыкновенной в зоне наиболее близкой к источнику загрязнения и снижение его накопления по мере удаления от него, указывает на техногенный источник поступления этого элемента в лесные экосистемы.

6. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВЫБРОСОВ НА ТРАВЯНИСТО-КУСТАРНИЧКОВЫЕ И МОХОВО-ЛИЭАЕНИКОВЫЕ ЯРУСА РАСТИТЕЛЬНОСТИ '

В типе леса кислично-таволговом под воздействием атмосферного загрязнения с преобладанием окислов азота произошло повышение проективного покрытия и продуктивности травяно-ку^тарничкоЕого яруса и снижение этих показателей у мохово-лиаайникового. В зонах сильного, среднего и слабого влияния продуктивность травяно-кустар-ничкового яруса значительно ( 3 - 1,5 раза ) превысила оптимальную для данной экосистемы величину ( 0,6 т/га )'. Чётко выражено повышение проективного покрытия и продуктивности в зонах сильного, среднего и слабого влияния технологических выбросов группы нитр^филь-ных растений - малины обыкновенной, гравилата речного, звездчатки дубравной, крапивы обыкновенной, таволги вязолистной и, особенгз, недотроги обыкновенной. Снижение полноты древостоя под воздействием атмосферного загпязнения в зонах- сильного и среднего вл.:яния, привело к выпадению -из видового состава травяно-кустарничкового яруса теневыносливых растений - вики лесной, грушанки средней, двулепест-ника альпийского, сочевника весеннего.

В типе леса чернично-сфагновом продуктивность и проективное покрытие травяно-кустарничкового яруса от зоны среднего влияния к относительно чистой ( ф'човой ) зоне, за счёт увеличения в покрыли? доли чувствительных к загрязнению кустарничков - черники и брусники. Проективнсз покрытие и продуктивность мохово-лишаинико-рого яруса', напротив, наивысшее в зоне слабого влияния имеющей наиболее сомкнутый древостой. За период с 1986 по 1990 гг. в зонах среднего и слабого влияния произошло значительное снижение проективного покрытия мохово-лишайникового яруса иод воздействием изре-

живания древостоя и воздействизм' технологических выбросов (в зоне среднего влияния" проективное покрытие снизилось с 59% до 30%, в зоне слабого влияния - с 66« до 55%). наименее устойчивым к техногенному загрязнению в ко'хово-лиаайниковом ярусе является дикранум извилистый, имеющий наименьшее проективное покрытие и продуктивность ,в зоках действия атмосферного загрязнения.

7. СОДЕРЖАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ В НАДЗЕМНОЙ ЧАСТИ НИТРОФИДЬНЫХ РАСТЕНИЙ '

В механизме Детоксикации нитратов, образующихся в растениях под действием фумигации окислами азота, играют ванную роль такие -■элементы минерального питания, как марганец, магний и железо. Известно, что различные растения имеют раздав кеханйЗыы дётоксикации нитратов. Например, малина обыкновенная использует марганец и железо, а гравилат речной, таволга вязааистная, крапива двудомная и недотрога обыкновенная - преимущественно магний- Также как и в случае однолетней хвои ели, в надзегшой части нй$рсфальных растений наблюдается повьшеняое содержание техногенного стронция в зонах сильного и среднего влияния технологических выбросов.

Изменение технааогачесгой схекы maaáííííSSá "Азот" в 1988 и 1989 гг. резко уыеньпшга соДзрганЕе дшшййй серы в составе технологических выбросов и вызвало преобладание в них окислов азота. В результата произошло згва?нае изазаенае кажошШнгд ваДэгайшми частями травянистых растений злеиентоз, y4acTBj'Ei53x з механизме деток-сикация нитратов, в зонах действия техногенных эйййсйй. Сравнив полученные нааа дешыз с катераалааи других асследователей ( Вайчйс М.В. и др., 1SB8 ) и результатам предыдущих исшедованкй, мы пришли к выводу, что сйецафшса накопления растёкшши áaesíeiSíóB минерального пйтаыия под воЭДвйствяеи атиосферного загрязнений с преобладанием диоксида серы и окислов азота, зависит от соотношения вышеуказанных ксипоЬентов в газовой смеси

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По материала^ каких исследований, а также данных, полученных сотрудниками кафедры ботаника Ленинградского государственного педагогического института им. А.И- Герцена в период с 1986 по 1991 гг, можно сделать следующие выводы'.

1. Основными токсическими веществами Технологических выбросов Новгородского производственного объединения "Азот", составляющими

фоновое загрязнение, являются диоксиды серы и окислы азота. Смесь этих газов, в существующем сейчас соотношении и концентрации в атмосфере, оказывает разрушающее влияние на экосистемы лесов, внося дисбаланс менду их элементами.

2. Наиболее высокая кислотность лесных почв отмечается на территории, прилегающей к промышленной площадке комбината, что обусловлено поступлением в почву с осадками соединений кислых газов.

3. Устойчивость изученных нами лесасбразувдих древесных пород к техногенным полютантам распределяется следующим образом в порядке понинения; ольха серая - берёза повислая и пушистая - сосна обыкновенная - оскна обыкновенная - ель обыкновенная.

4. Хвойные породы плохо переносят действие атмосферных загрязнителей, т.к. не имеют возможности освобождаться от накопленных токсикантов за счёт енегодного сбрасывания листьев.

5. Низкая устойщрость осины обусловлена еочетанкзы воздействия атмосферного за-рязнения и дерезорапруцщгоцих гряйов рода ¡гояез.

6. Влияние, атмосферных загрязнителей сказывается пренде всего на первом ¡тологе древесного яруса растительности.

7. Судя яр изменению состава и запаса древостсев за период с 1986 П0 1990 гг. в зонах среднего и слабого влияния технологических выбросоз, древесный ярус, а следовательно и вся экосистема типа леса сосняка чернично-сфагнового, более устойчива к техногенному Загрязнению, чем экосистема типа леса осинника кислично-та-волгового. Это связано как с индивидуальной устойчивостью основной лесообразующей порода' к данному типу загрязнения, так и с большей способностью торфяных почв к его нейтрализации.

8. Выраженность подлеска обоих типов лесов в зонах действия техногенных эмиссий выше, чем ^ фоновой, что обусловлено изреаиванием древост^л и преобладанием в видовом составе ацидофильных и нит-рофильных кустарнике-.

о ^

9. Негативное влияние технологических выбросов прямо или косвенн

( через- стимуляцию развития травяно-кустарничкового яруса' растительности ) сказывается на всходы и подрост ели высотой до 0,5 о чём свидетельствует их малое количество или полное отсутствие в зонах близких к промышленной площадке комбината.

10. Подрост ели высотой от 0,5 до 2,5 м испытывает стимулирующее влияние технологических выбросов за счёт удобряющего действия содержащихся в гтх окислов азота и стимуляции апикальных почек кислыми газами. Это выражается в высоких показателях охвоеннос-ти побега, массы и длины хвои, прироста главного и боковых побегов.

11. Подрост ели йысотой свыае 2,5 и, также как и первый полог древесного яруса растительности, испытывает угнетающее влияние технологических выбросов.

12. Атмосферное загрязнение с преобладанием окислов азота стимулирует развитие травяно-кустарничкового и мохово-лишайникового ярусов растительности в типе леса кислично-таволговом. Это обусловлено улучаением светового режима ( за счёт изреживания древостоя ) и удобряющим влиянием соединений азота.

13. Продуктивность и величина проективного покрытия травяно-куе^ар-, ничкового яруса в типе леса чернично-сфагновом возрастает по мере удаления от источника загрязнения, за.счёт увеличения в покрытии доли кустарничков - черниаи и брусники.

14. Воздействие техногенного загрязнений вызвало снижение обилия видов иохово-лшайникового яруса чернично-сфагкового типа леса.

15. Видами отрицательной индикации данного типа загрязнения, имеющие низкие значения проективного покрытия шш полностью отсутствующими в зонах с высота! содержанием полютантов в атмосфере, будут: в подлеске - крушина ломкая; в травяно-кустарничковом ярусе - грушанка средняя, сочевичник весенний, двулег. зстник альпийский, черника обыкновенная; в мохово-лишайниковом ярусе -дикрануы волнистый.

16. Видами положительной индикации, имеющими наивысшие показатели проективного покрытия и продуктивности в зонах действия техногенных эмиссий являются: в древесном ярусе - ольха серая ( явный нитрофил ); в подлеске - черёмуха обыкновенная; в травяно-кустарничковом ярусе - группа нитрофильных растений - гравилат речной, звездчатка дубравная, таволга вязолистная, крапива двудомная, недотрога обыкновенная, малина обыкновенная. Наиболее характерным индикатором данного типа загрязнения является недотрога обыкновенная, имеющая наивысшие показатели продуктивности

и проективного покрытия в зонах сильнего и среднего влияния, и отсутствующая под пологом леса в относительно чистой фоио-

1?. Тип леса кислично-таволговый приближается к постинвариантному периоду развития. Судя по наиболее изреаенному древостою, отсутствию второго полога главного древесного яруса и лиственного подроста з зоне сильного влияния технологических выбросов, данная экосистема здесь находится в состоянии необратимого распада, возмонна смена лесной формации на луговую.

15. Атмосферное загрязнение с преобладанием окислов азота стимулирует увеличение содерзания марганца и велеза в однолетней хвое ели и надземных частях травянистых растений.

19. Накопление стронция в однолетней хвое ели и-надзешигх частях травянистых растений имеет выравенный техногенный характер.

На основании проделанной раб.оты, для восстановления н стабилизации лесных фитоценозов в зонах сильного и среднего плкянкя технологических выбросов, нами предлагается следующее:

1. Провести известкование и предпринять- меры по улучшению дренада почв, для уменьшения их кислотности.

2. Проводить сгагудярные санитарно-защитные рубки с целью уменьшения распространения грибных заболеваний деревьев и излишнего поступления в no^sy биогенного азота, стимулирующего разрастание травянистой нитрофадьнай растительности.

/ Список рабсг, опубликованных по материалам диссертации

Белов А.Н. Влияние технологических выбросов Новгородского ПО "Азот" на подрост ели ( Picea аЫез ) // Труды 1У молодёжной конференции ботаников Сшгкт-Петербурга. - Санкт-Петербург, БИН RAH, 1992, ч. 1У, деп. в ВИНИТИ 10.06.93-, № 1624 - В. 93. С. 4 - 6.

Белов А.Н., Савицкая С.Н. Влияние техногенных эмиссий Новгс эодского ПО "Азот" на состояние древесного яруса растительности ц

о

Сб. мат. конф. "Экологические проблемы северо-запада России."

Псков, 199"; С. 62 - 64.

Балоз А.Н. Влияние технологических выбросов Новгородского производственного объединения "Азот" на с. стояние травяно-кустарничко-зого яруса в типе леса осиннике кислично-таволговом.// Сб. научн. трудов. У11 Арсеньевские чтения. Уссурийск, 1193. С. 140 - 142..

вой зоне

ШОВ АЛЕКСИЙ? НИКИТОВИЧ

ВЛИЯНИЕ ТЕХНЫГОГИЧЕСШ1Х ВЫБРОСОВ ЮБГОРОДСКОГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО СЕВДИНЕШЯ "АЗОТ" НА ЛЕСНУЮ РАСТИТЕЛЬНОСТЬ

06.03.03. Лесоведение и лесоводства, лесные пожары и борьба с ними

АВТОРЕФЕРАТ-диссертации на соискание ученой степени кандидата сгдьско^озяйствеянкх наук

ПодаисаЕО в печать 15.04.96 г. Формат 60x90 1/16. Букага пксчшт. Печать офсетная. Уч.-изд. л. 1,2. Ткрал 100 эта. Заказ я!

Участок оперативной полиграфии Приморской государственной оазьекохозяйственной академии. >■55500. Уссурийск, ул. Раздельная, 8.