ВЛИЯНИЕ ДУМЧИНСКОГО ШЛАКООТВАЛА НА ЕСТЕСТВЕННОЕ ВОЗОБНОВЛЕНИЕ ГЛАВНЫХ ЛЕСООБРАЗУЮЩИХ ПОРОД
Иванов В.П., Глазун И.Н., Шелухо В.П., Нартов Д.И.
(БГИТА, г.Брянск, РФ)
This article about influence the rubbish heap of Duminichy aluminium plants to the natural regeneration the mains species. The rubbish heap consist of 3 mln. t. harmful wastes. At a short distance (300 m) the natural regeneration is absent.
К настоящему времени в центральных областях России сформировалась весьма тревожная, а местами кризисная экологическая обстановка в результате интенсивного техногенного воздействия промышленных предприятий. Неблагоприятная экологическая ситуация отмечена в районе г.Мценска Орловской области в результате влияния довольно уникального объекта техногенного характера – гигантского шлакоотвала. В 1956 г. в Мценске было начато строительство Завода алюминиевого литья – филиала объединения автоЗИЛ, которое велось высокими темпами, и в январе 1963 г. была получена первая партия вторичного алюминия.
Практически сразу возникла проблема с хранением шлакоотходов. Для этого в 7 км юго-восточнее г. Мценска была выделена открытая площадь рядом с сельхозугодьями и лесным массивом (свыше 460 га) Думчинского лесничества. В начале 90-х годов площадь шлакоотвала составляла свыше 10 га, с общим объёмом шлака - около 3 млн. т.
Состав шлакоотвала представлен следующими компонентами: Al2O3 – 52.3%, SiO2 – 10.9%, Fe (мех.) – 7,0%, MgO – 6.2%, KCl – 5.9%, MgCl2 – 3.0%, Fe2O3 – 3.5%, CaCl2 – 1.2%, CuO – 1.2%, NaCl – 1.0%, CaO – 0.75%, ZnO – 0.70%, MnO – 0.50, TiO2 – 0.13%, Cr2O3 – 0.10%, SnO2 – 0.05%, PbO – 0.032%, Сажа – 1,0%, прочие примеси – 4,54%. Класс опасности шлака – III. Кроме того, при его увлажнении выделяются газообразные вещества и соединения, среди которых водород составляет 70-90%, метан – 5-30%, аммиак – до 0,5%, сероводород – 0,05-1,0%, сернистый ангидрид – 0,4-0,5%.
Учитывая, что суточное поступление свежих шлаков в отвал достигало 250 т, в атмосферу при смачивании шлака осадками выделялось до 255 тыс. л в сутки фитотоксичных загрязнителей, имеющих кислую природу. В последние годы поступление свежего шлака в отвал значительно сократилось, тем не менее, его длительное, отрицательное влияние на лесной биогеоценоз привело к деградации древостоев. В этих условиях особый интерес представляет изучение влияния шлакоотвала на естественное возобновление или подрост как важнейший компонент лесных насаждений.
Способность подроста образовать в будущем древостой I яруса может свидетельствовать как о его потенциале, так и о перспективах существования природно-территориального комплекса в зоне указанного техногенного объекта. Изучение влияния шлакоотвала на естественное возобновление главных лесообразующих пород позволит дать прогноз развития лесного биогеоценоза.
В исследованиях использовали метод круговых площадок (по 10 м2), которые закладывались в количестве не менее 50 шт на выдел. Выдела были выбраны на удалении до 2 км от шлакоотвала начиная. На каждой учётной площадке характеризовали элемент нанорельефа, сомкнутость подлесочного яруса, доминирующий вид в нём.. Был проанализирован живой напочвенный покров, который также является важным диагностическим признаком состояния лесного биогеоценоза, оказывает влияние практически на все его компоненты.
При закладке применялась методика разработанная Тихоновым (1991). Подрост был разбит на группы высот (мелкий - до 0,5 м; средний -0,51-1,5 м и крупный - выше 1,5 м) и категории качества (световой, переходный, теневой). Перечёт всех живых древесных особей подроста вели по породам, ступеням толщины, по происхождению (семенное, порослевое от пня, и др.). На каждой площадке устанавливали возраст наиболее перспективного вида подроста, тип леса.
Как известно, предварительное возобновление зависит от ряда факторов, в число которых входят: состав материнского полога, полнота древостоев, густота, климат, тип леса и др. Поэтому для выявления влияния отвала сопоставлялись выдела со схожими таксационными показателями.
Проведенные исследования показали, что наибольшее количество подроста - 40 тыс. шт/га отмечено в 11выд. 7 кв. на расстоянии более 1800 м от шлакоотвала. Возобновление состава 8Яс2Кл в основном благонадежное, равномерно распределено по площади, о чем свидетельствует его высокая встречаемость - 100 %. Хорошее качество возобновления обусловлено средней полнотой (0,6) дубово-липового материнского насаждения, которое не препятствовало появлению подроста, и предохраняло ясень от заморозков. В выделах 5, 7, 8, 10, 12 сформировалось очень густое возобновление с преобладанием ясеня, который довольно теневынослив. В целом, подрост куртинный, приурочен к небольшим прогалинам, где густота достигает свыше 100 тыс. шт/га.
Таким образом, в кв. 7 на удалении свыше 1800 м от шлакоотвала наблюдается успешное возобновление, представленное в основном ясенем, клёном и липой, что свидетельствует о высокой реабилитационной способности существующих насаждений.
На расстоянии 1200 м от объекта загрязнения (кв. 6, выд. 12 произрастает густое возобновление в количестве 20 тыс. шт/га. Спелый осинник невысокой полноты (0,6) позволил возобновиться ясеню и клену, но по мере приближения к шлакоотвалу (менее 1200 м) густота подроста снижается: в 6 выделе она составила 5660 шт/га, в 10 - 8000 шт/га. Следует отметить, что состояние подроста так же ухудшается с приближением к загрязнителю.
На более близком расстоянии от шлакоотвала показатели состояния подроста снижаются. Так в 5 выделе (350 м) подрост с преобладанием клёна мелкий, групповой, сомнительного состояния, встречаемость его ниже среднего уровня (2 тыс. шт/га) не вполне равномерная (48%). В выделах 4, 13 (300-600 м от шлакоотвала) подрост из клена и липы в основном мелкий, неблагонадежный, располагается одиночно и неравномерно, количество его составляет около 1000 шт/га, т.е. можно считать, что возобновление отсутствует. Очевидно, что это вызвано отрицательным воздействием шлакоотвала.
На расстоянии до 300 м от загрязнителя (выд. 1, 2, 7, кв. 6) подроста нет совсем. Его отсутствие напрямую связано с близостью шлакоотвала. В этих выделах (с невысокой полнотой) развит подлесок из лещины, липы, рябины, которые так же мешают возобновлению. Установлено, что в 6 кв. хорошее возобновление происходит в восточной части. По мере приближения к шлакоотвалу густота подроста снижается до полного исчезновения, а состояние его ухудшается.
Таким образом, по мере приближения к шлакоотвалу отрицательное влияние его на естественное возобновление возрастает: оно проявляется с расстояния около 500 м, а на удалении до 250-350 м возобновление отсутствует полностью.
Эти наблюдения подтверждают исследования живого напочвенного покрова. По мере роста загрязнения уменьшается его видовое разнообразие, выпадают лесные виды, их доля в биомассе значительно уменьшается. В то же время фитомасса живого напочвенного покрова возрастает, что связано с разреживанием крон и угнетением чувствительных видов травянистых растений, мхов и лишайников. Выявленное негативное влияние на рост и биологическую устойчивость лесных травянистых растений имеет чёткую зависимость воздействия от расстояния до шлакоотвала.
Для повышения рекреационной ёмкости и устойчивости насаждений необходима очистка леса от захламлённости, расчистка просек и лесных дорог. Можно рекомендовать проведение рубок главного пользования в спелых и перестойных осиновых древостоях с очаговым поражением белой полосатой гнилью. Специфические лесозащитные мероприятия по борьбе с болезнями и стволовыми вредителями нецелесообразны, ввиду их неочагового характера.