ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА СОСТОЯНИЕ СОСНОВЫХ ДРЕВОСТОЕВ
Чжан С.А. (БрГТУ, г.Братск, РФ)
The results of research of influence of the ecological factors on a condition of pine woods in area of city of Bratsk are given.
Необходимость проведения настоящих исследований вызвана острой экологической обстановкой, сложившейся в индустриальных районах Сибири.
Цель проводимых исследований - выявление воздействия промышленных выбросов на лесные массивы, расположенные вокруг г.Братска.
Методика исследований заключается в исследовании заложенных пробных площадей, которые расположены в трех зонах воздействия промвыбросов: 1 - зона необратимых повреждений древостоя; 2 - зона видимых повреждений древостоя; 3 - зона скрытых повреждений.
Основными источниками выбросов являются БРАЗ, БЛПК, завод отопительного оборудования, ГЭС и ряд теплостанций. Из-за близкого расположения промышленных источников относительно друг друга происходит перемешивание пылегазовых выбросов, что осложняет установленные доли участия каждого предприятия в загрязнении природной среды. В целом основными по массе и токсичности компонентами выбросов предприятий исследуемого промышленного узла являются фтористый водород, сероводород, сероуглерод, хлор, техногенная пыль.
Длительное воздействие вредных промышленных выбросов вызывает необратимые изменения в состоянии лесных насаждений, снижает энергию роста, продуктивность, приводит к ослаблению, затем частичной или полной гибели древостоев.
Исследования проводились на постоянных и временных пробных площадях по общепринятым методикам в районе Братско-Усть-Илимского ТПК. Объектами исследования явились приспевающие, спелые и перестойные сосновые древостои в зоне воздействия фтор- и хлорсодержащих компонентов выбросов алюминиевого завода и лесопромышленного комплекса г. Братска.
Основным методом исследования являлся метод пробных площадей, на которых в течение 15 лет определялись таксационные показатели и устойчивость древостоев по шкале, приведенной в Санитарных правилах РФ за 1998 г. Средний состав насаждений на пробных площадях - 6С3Л1Б,Ос. Преобладающие типы леса разнотравный, мшистый, брусничный.
Получены результаты, характеризующие устойчивость насаждений в возрасте 80, 110, 140 лет. Критерием устойчивости являлся средний балл категории состояния, который определяли как средневзвешенную величину всех деревьев на пробной площади. По результатам исследования выявлено, что: в возрасте 80 лет средний балл категории состояния составил 2,8; в возрасте 110 лет - 3,2; в возрасте140 лет - 3,8.
Из полученных результатов можно сделать вывод: весьма существенно прослеживается связь степени ослабления и усыхания древостоев с их возрастом, т.е. более устойчивыми являются приспевающие насаждения, менее устойчивыми - спелые древостои.
В дальнейшем планируются исследования устойчивости древостоев по другим возрастным группам.
Рассматривая, состояние древостоев, подверженных промышленным выбросам на постоянных пробных площадях нельзя не отметить изменение следующих таксационных показателей: средний диаметр, среднюю высоту, радиальный прирост, запас, полноту.
Получены следующие результаты:
1. Увеличение среднего прироста по высоте у насаждений не происходит, так как наблюдается отмирание более высоких деревьев.
2. Прирост по диаметру ниже в древостоях подверженных промвыбросам, чем в контрольных древостоях. Значения радиального прироста подвержены большим колебаниям, это объясняется многообразием факторов, оказывающих влияние на его величину, а также колебания уровня загрязнения атмосферы.
3. В связи с отмиранием древостоя происходит снижение полноты насаждения.
4. Поскольку объемообразующие показатели древостоев (высота, диаметр, полнота) уменьшаются, то существенно снижаются запасы древостоя (в среднем на 35%).
По данным постоянных и временных пробных площадей выявлено, что на склонах, обращенных к источнику выбросов, степень повреждения насаждений выше; наиболее устойчивыми к воздействию токсикантов являются молодняки и средневозрастные насаждения; наименее устойчивыми являются сосна (Pinus silvestris) и лиственница (Larix sibirica), наиболее устойчивы – береза (Betula pendula) и осина (Populus tremula).
На постоянных пробных площадях ежегодно производилась оценка и описание состояния деревьев. Особое внимание обращали на характер отпада деревьев по классам Крафта и его объем. При обработке материалов перечета деревьев на пробных площадях в различных зонах загазованности учитывалось, какой балл категории состояния соответствует классам Крафта. По полученным результатам прослеживается определенная закономерность между этими двумя показателями. Для зоны необратимых изменений и зоны видимых повреждений деревья высших классов Крафта (I,II) обладают наибольшей устойчивостью. Для зоны скрытых можно отметить интересную закономерность. Наиболее высокие деревья (I класса Крафта) повреждаются поллютантами и имеют сравнительно невысокую устойчивость.
Используя программу ЭВМ «Simple Formula», получены следующие уравнения зависимости среднего балла категории состояния и классов Крафта:
для 1 зоны - зоны необратимых изменений
y = 1/ ( -0,046 x2 - 0,802 ln (x) + 0,523 x),
где у - средний балл категории состояния; х - класс Крафта.
для зоны 2 - зоны видимых повреждений
y= 1/ ( -0,00138 exp (x)+ 0,188 ln(x) + 0,469/x)
для зоны 3 - зоны скрытых повреждений
y= exp(-8,4763/exp(x)+0,0053 exp(x)+4,3226/x)
По полученным зависимостям можно сделать вывод: прослеживается довольно высокая корреляция между средним баллом категории состояния и классами Крафта.
Следует обратить внимание, что на поврежденной территории скопилось большое количество усыхающей и сухостойной древесины, снижающей санитарную и эстетическую ценность насаждений и требующей срочной рубки. На постоянных пробных площадях количество сухостойной древесины колеблется от 20 до 88 % от общего количества.
Происходящий процесс ослабления и отмирания способствует бурелому и ветровалу сосны. Чаще всего напора ветра не выдерживают сильно ослабленные деревья различных диаметров (от 16 до 44 см), относящиеся к разным классам Крафта и в основном, пораженные стволовыми гнилями.
По данным постоянных пробных площадей, больше всего пострадала сосна обыкновенная (Pinus sylvestris). Видимо лишь определенные направления и сила ветра, а также поверхностное залегания корневой системы способствует повреждению древостоев от ветровала.
Среднее, по всем пробным площадям, число пораженных от ветровала деревьев составило 6% от общего числа деревьев. На некоторых пробных площадях произошел резкий скачок в увеличении пораженных ветровалом деревьев.
Ветровал в зеленой зоне г. Братска приводит к захламлению насаждений и усиливает неблагополучное санитарное состояние леса.
Работа выполнена в рамках ФЦП “Интеграция”, проект А0034 “Геофизические и биологические проблемы лесных экосистем”, в котором БрГТУ является головным исполнителем.