Воздействие атмосферных промышленных выбросов как одного

ВЕДЕНИЕ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА В УСЛОВИЯХ ДЛИТЕЛЬНОГО
ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ
CONDUCTING THE FORESTRY IN THE CONDITIONS OF LONG
TECHNOGENIC POLLUTION
Чжан С.А., Рунова Е.М., Пузанова О.А. (ФГБОУВПО «БрГУ», г. Братск, РФ)
Zhang S.A., Runova E.M., Puzanova O.A. (The Bratsk state university)
В статье представлены результаты рекомендации по ведению лесного хозяйства в условиях длительного промышленного загрязнения
In article results of the recommendation about conducting a forestry in the conditions
of long industrial pollution are presented
Ключевые слова: аэротехногенное загрязнение, ведение лесного хозяйства, устойчивость, интродуценты, лесные экосистемы
Keywords: aerotechnogenic pollution, forestry conducting, stability, интродуценты,
wood ecosystems
Воздействие атмосферных промышленных выбросов как одного из наиболее значимых факторов, определяющих состояние лесов в индустриально развитых регионах, характеризуется длительной временной протяженностью и
значительными географическими масштабами. До настоящего времени ощущается явный недостаток обобщенной информации об ответной реакции лесных
экосистем на определенные уровни промышленного загрязнения.
Леса Братского района формируются в условиях продолжительного и интенсивного действия воздушного загрязнения. При этом лесные экосистемы находятся в
различных стадиях деградации и различаются по типам состояния [1]. Полностью
деградированные лесные экосистемы - “техногенные пустоши” - сконцентрированы
вокруг главного источника загрязнения (Братского алюминиевого завода). На удалении 10 км от источника загрязнения техногенные редколесья постепенно переходят в дефолиирующие леса, которые по площади значительно превышают техногенные пустоши и техногенные редколесья. В лесных экосистемах, подверженных воздушному загрязнению, на стадии дефолиирующих лесов происходят серьезные нарушения питательного режима почв.
Высокое загрязнение воздуха на значительной территории связано с климатическими условиями, неблагоприятными для рассеивания выбросов. Известно, что рассеивающая способность атмосферы резко снижается при слабых ветрах (0-1 м/с), застоях воздуха, мощных приземных температурных инверсиях и туманах. В районе
Братска со сложными условиями рельефа местности повторяемость слабых ветров у
земли в разные месяцы года составляет 41%.
Наличие вредных веществ в воздухе оказывает негативное антропогенное
воздействие на природную среду и, прежде всего на лесные массивы в районе Братска. Поступающее в природную среду через атмосферу техногенное
вещество в виде пыли, обогащенной рядом химических элементов, оседает, в
основном, в подстилке и верхнем дерновом горизонте почв (0,5-5-10 см). В результате вокруг алюминиевого завода (БрАЗа) образуется ареал с повышенным
содержанием в почвах фтора и алюминия. Особенно насыщен этими элементами слой подстилки мощностью 6-8 см. Содержание здесь алюминия достига1
ет 30-35%, а фтора - 1,5-2%. Так как фтор токсичен и отрицательно влияет на
жизнедеятельность микрофлоры, процесс разложения подстилки заторможен,
вследствие чего ее мощность в 2-3 раза выше, чем мощность лесной подстилки
в фоновой зоне. По сравнению с подстилкой в верхнем дерновом горизонте
концентрация алюминия и фтора значительно снижена, но заметно превышает
фоновую (в частности, фтора - в 15-20 раз) [1].
Многолетние исследования лесных массивов города Братска и Братского
района показывают, что состояния древостоев ухудшается [2]. Нарушается
корреляция между основными таксационными показателями [3]. По результатам исследований [4] были выделены зоны загрязнения: I зона экстремального
загрязнения (протяженность от основного источника загрязнения на север – 12
км; на юг – 10 км; на запад – 22 км и на восток – 22 км); II зона – зона сильного
загрязнения, граница которой располагается на расстоянии 20 км на север, 18
км на юг, 28 км на запад и 30 км на восток; III зона – зона слабого загрязнения,
граница которой находится в радиусе 50-60 км от источника загрязнения. В
связи с уменьшением валовых выбросов промышленных предприятий можно
отметить: в I зоне – зоне экстремального загрязнения произошло незначительное улучшение состояния древостоя за счет снижения суммарного количества
выбросов и улучшения качества очистки (средний балл категории состояния
составил -3,4); во II зоне – зоне сильного загрязнения изменений в состоянии
не произошло (средний балл категории состояния составил – 1,9); в III зоне –
зоне слабого загрязнения произошло ухудшение в состоянии древостоев (средний балл категории состояния изменился от 1,4 – 1,8).
В связи с полученными результатами по состоянию древостоев ведение
лесного хозяйства на территориях [5], подверженных аэротехногенному воздействию, должно ориентироваться, прежде всего, на поддержание средообразующих свойств лесов, выполняющих санитарно-гигиенические и иные средообразующие функции, и базироваться на уровне загрязнения насаждений, фактическом их состоянии и прогнозе его динамики под влиянием интегрального взаимодействия комплекса экологических факторов.
Основой мероприятий, направленных на замену погибших и восстановление поврежденных выбросами насаждений в минимально возможные сроки,
является лесовосстановление, проводимое, как и в обычных условиях, путем
естественного, искусственного и комбинированного способов восстановления
лесов. При этом, в весьма крупных очагах поражения с большими площадями
погибших и усыхающих насаждений, следует ориентироваться на использование естественного потенциала лесов к самовосстановлению, в том числе и как
промежуточный этап для формирования в последующем с помощью рубок ухода смешанных хвойно - лиственных древостоев.
В целях содействия естественному возобновлению леса в условиях загрязнения
рекомендуется в зонах экстремального и сильного загрязнения сохранять газоустойчивые и устойчивые древесные и кустарниковые виды лесных растений в составе естественного возобновления, осуществлять частичную подсадку устойчивых видов на
участках с недостаточным количеством подроста и самосева.
2
В зоне сильного загрязнения культуры создают из среднеустойчивых видов, а в зоне слабого поражения допустимо выращивание малоустойчивых видов лесных растений, размещая посадки рядами или кулисами перпендикулярно
по отношению к источнику загрязнения. Высокую эффективность в условиях воздействия промышленных выбросов показало создание подпологовых культур.
При достаточном количестве благонадежного подроста газоустойчивых древесных видов может проводиться прореживание древостоя слабой интенсивности совместно с уходом за подростом для формирования смешанных насаждений.
При формировании насаждений в зонах экстремального, сильного поражения целесообразно ориентироваться, прежде всего, на прочистки и прореживание. Проведение проходных рубок нецелесообразно из-за возможного снижения сомкнутости полога до критического уровня и интенсификации отпада деревьев под воздействием выбросов.
Аэротехногенное воздействие обуславливает увеличение объемов санитарнооздоровительных мероприятий и, прежде всего, сплошных и выборочных санитарных рубок, в очагах поражения насаждений. При этом сплошные санитарные рубки
могут назначаться независимо от возраста древостоев после серии выборочных санрубок или как отдельное мероприятие в насаждениях, полностью утративших биологическую устойчивость и санитарно-гигиенические функции.
В целях быстрой замены погибшего насаждения технология проведения
санитарных рубок должна предусматривать формирование древостоя из жизнеспособных деревьев второго яруса или подроста как хвойных, так и лиственных
видов, а при их отсутствии – создание лесных культур из газоустойчивых лесных растений.
В насаждениях зоны слабого загрязнения, а также в лесах с повышенным
уровнем загрязнения, но без видимых признаков их поражения, использование,
охрана, защита и воспроизводство лесов осуществляются в соответствии с рекомендациями для незагрязненных территорий.
Проведенные исследования показали, что при решении проблем озеленения г.
Братска в первую очередь необходим подбор газоустойчивых видов растений, как из
представителей местной флоры, так и выведенных искусственным путем [6].
Представители местной флоры имеют преимущество перед интродуцированными видами, потому что в процессе филогенеза они адаптировались к местным условиям. С эстетической точки зрения также оправдано применение в
озеленении аборигенных видов в связи с тем, что они вносят элемент местного
колорита. К таким аборигенным и давно интродуцированным видам относятся:
клен ясенелистный (Acer negundo), черемуха обыкновенная (Рadus avium), яблоня ягодная (Malus baccata), сирень обыкновенная (Syringа vilgaris), вяз приземистый (Рumila ulmus), роза иглистая (Rosa acicularis Lindl.), рябина сибирская (Sorbus sibirea Hedl.), ива козья (Salix caprea L.), кедр (Pinus sibirica Du
Tour), лиственница сибирская (Larix sibirica Ldb.), пихта (Abies sibirica Ldb.),
сосна обыкновенная (Pinus silvestris L.), смородина черная (Ribes nigrum L.), береза пушистая (Betula pubescens Ehrh), боярышник (Crataegus laevigata), бузина
красная (Sambucus racemosa L.), кизильник (Cotoneaster lucidus Schlecht), ольха
кустарниковая (Alnus fruticosa Rupr), тополь бальзамический (Populus
3
Balsamitera.), тополь душистый (Populus suaveolecns Fisch), осина (Populus
tremula L.) и другие.
Многие из приведенных выше видов древесной растительности, такие как осина, береза повислая, ива козья, рябина сибирская, сирень обыкновенная, кизильник, в большей или меньшей степени угнетены, а листья их повреждены
или деформированы под воздействием промышленных выбросов. Наиболее устойчивой и перспективной из испытанных древесно-кустарниковых видов оказалась желтая акация, а полную непригодность выявили осина, береза повислая,
шиповник иглистый. Проведенные исследования показали, что наиболее морозоустойчивым и устойчивым к загрязнению из рассмотренных пород являются
гибриды тополей и ив. Из них заслуживает внимания тополь душистый, который хотя и уступает по продуктивности и декоративности тополю бальзамическому, но является устойчивым и высокорослым.
На основе результатов работы предлагаются следующие рекомендации по
ведению лесного хозяйства на территориях, подверженных длительному техногенезу (табл.1).
Таблица 1 – Мероприятия по повышению устойчивости фитоценозов в условиях техногенного пресса
Особенности
фитоценозов
1.
2.
2.
2.
3.
2.
Зона 1экстремального загрязнения
Зона 2сильного
загрязнения
Зона 3слабого загрязнения
С наличием сухостоя
С наличием сухостоя
Выборочные и сплошные Выборочные санитарные
санитарные рубки
рубки с удалением ослабленных, поврежденных деревьев
С наличием хвойного С наличием хвойного С наличием хвойного
подроста
подроста
подроста
Проведение рубок ухода Проведение рубок ухода
Проведение рубок
ухода
Без подроста
создание лесных культур создание
смешанных
из газоустойчивых лес- хвойно-лиственных
ных растений.
культур как наиболее
биологически устойчивых
Примечание: 1- характеристика древостоев; 2 – мероприятия
Список использованных источников
1. Михайлова, Т.А. Эколого-физиологические исследования состояния лесов, загрязняемых промышленными эмиссиями./ Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук. – Иркутск, 1997. – с. 36-43.
2. Михайлова, Т.А. Оценка состояния сосновых лесов при длительном действии алюминиевого завода / Т.А.Михайлова, Н.С. Бережная // География и природ, ресурсы. 2000. №
1.- С. 43-50.
3. Михайлова Т.А., Бережная Н.С. Динамика состояния сосновых лесов при изменениях эмиссионной нагрузки // Сибирский экол. журн. – 2002. – № 1. – С. 113–120.
4
4. Рунова Е.М., Угрюмов Б.И., Нежевец Г.П., Чжан С.А. Организация лесопользования
в зонах промышленного загрязнения. Рекомендации. - Братск, БрИИ, 1998 г., 44 с.
5. Чжан, С.А. Особенности влияния техногенного загрязнения на хвойные древостои.
(Монография) / С.А. Чжан – Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2010 – 116 с.
6. Чжан, С.А. Состояние хвойных древостоев в зоне действия алюминиевых производств (статья) / Чжан С.А., Рунова Е.М., Пузанова О.А.// Хвойные бореальной зоны. –
2008.- №3-4.- с.305-308.
7. Чжан, С.А. Устойчивость древостоев, подверженных длительному аэротехногенезу
(статья)/ Чжан С.А., Рунова Е.М., Пузанова О.А.// Вестник КрасГАУ. - Красноярск, 2010. № 6. – с.74-76.
5