ВЛИЯНИЕ МКАД НА ПРИДОРОЖНЫЕ ЛЕСНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ
Лысиков А.Б. (ИЛ РАН, Московская область, РФ)
Technogenic effects of Moscow circular motor road on adjacent forests are discussed. Distinct changes in plantings condition, chemical composition of the forest soil in the roadside area, namely, increasing alkalinity, salinity, the content of heavy metals were registered. The leading negative role of antifreeze materials application on road is emphasized.
Развитие промышленности и транспорта, рост численности населения в Москве и ближнем Подмосковье, приводят к возрастающей урбанизации лесных насаждений и других природных ландшафтов. Помимо сокращения площадей лесов, загрязнения их разнообразными техногенными выбросами, повреждения и деградации древостоев и почв в результате строительства и проведения коммуникаций, происходит также ухудшение санитарного состояния насаждений в результате неумеренной рекреационной нагрузки на городские и пригородные леса, лесопарки и зеленые зоны.
Лесные насаждения играют важную роль в жизни города. Леса и парки служат источником кислорода, обогащают воздух фитонцидами, делая его целебным, очищают от пыли и загрязняющих веществ, обеспечивают благоприятную температуру и влажность воздуха и почвы, задерживают осадки и регулируют сток. Лес имеет значение и как фактор, положительно влияющий на психо-эмоциональную сферу человека.
Главным источником загрязнения природной среды Москвы и ближнего Подмосковья является дорожный транспорт, доля его выбросов составляет более 80% от общего объема загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу. С тех пор, когда вокруг Москвы было закончено строительство Московской кольцевой автодороги (МКАД) прошло более сорока лет. Изначально четырехполосная, после реконструкции 1995-97 гг, дорога превратилась в широкую десятиполосную магистраль, опоясывающую город 109-километровой лентой.
Как и любая другая автомобильная трасса, МКАД с самого начала своего функционирования оказывала все более возрастающее негативное воздействие на прилегающие лесные насаждения. В непосредственном контакте с дорогой находятся леса Национального парка “Лосиный остров”, Серебряноборского опытного лесничества, Битцевского, Хлебниковского, Тропаревского и Кузьминского лесопарков, других ценных природных комплексов. В состав насаждений входят ель, сосна, дуб, липа, клен, береза, осина и другие породы, характерные для зональных хвойно-широколиственных лесов. Под пологом деревьев присутствует большое разнообразие кустарников: лещина, жимолость, бересклет, крушина, бузина, калина, дерен, карагана, ирга. В напочвенном покрове встречаются сотни видов травянистых растений, в том числе и довольно редких, таких, как фиалка удивительная, купальница европейская, любка двулистная, страусник обыкновенный, купена многоцветковая, колокольчик широколистный. Некоторые из этих растений включены в число охраняемых видов в Москве и Московской области.
При прокладке дороги в конце пятидесятых годов прошлого века через лесные массивы были разрублены просеки. На территории Серебряноборского лесничества, расположенного на западе столицы, почти половина площади, занятой МКАД, пришлась на уникальные сложные сосновые боры. Многие крупномерные деревья, не приспособленные к порывам сильного ветра, оказались на опушке, что привело к их выпадению, и сильному повреждению ближайшей к трассе полосы леса. Впоследствии сложились устойчивые древостои, приспособленные к новым условиям освещённости и ветровой нагрузки. После 1997 г., в результате проведения реконструкция и расширения МКАД, вновь происходило приспособление лесных сообществ к изменившимся условиям в зоне влияния новой опушки.
Воздействие выбросов автотранспорта и других факторов, связанных с функционированием МКАД, визуально наблюдается вдоль магистрали по повреждениям ветвей, изменённым формам древесных крон, большому числу суховершинных деревьев в составе опушки. Отмечается пожелтение и изреживание крон, измельчание и потеря листвы и хвои. Под воздействием токсических элементов, попадающих в растения через почву и внекорневым путем, падает прирост деревьев по диаметру и высоте, снижается продуктивность и устойчивость лесных насаждений. Ослабленные древостои становятся легкой мишенью для болезней и вредителей леса. В конечном итоге все это приводит к усыханию и гибели леса.
Повреждение лесного сообщества является результатом интеграции повреждений различных видов во всех ярусах лесного фитоценоза и нарушения межвидовых взаимодействий между ними. Специальные мониторинговые наблюдения показывают отрицательное воздействие МКАД на функционирование лесных сообществ, включающих деревья, кустарники, подрост, травяно-кустарничковый ярус, мелких животных, водоросли и микробное население в придорожной зоне шириной 50-100 метров.
Влияние автомагистрали на лесные сообщества складывается как многофакторное негативное воздействие, которое включает поступление широкой гаммы токсических веществ из выхлопов автотранспорта, таких как оксиды углерода и азота, бенз(а)пирен, углеводороды, сажа, примеси тяжёлых металлов (свинец, медь, кадмий, цинк) и другие вредные соединения. В лесные экосистемы попадают также горюче-смазочные материалы, пыль от перевозимых сыпучих грузов, продукты истирания дорожного покрытия и резины, содержащие кальций, серу, фтор и другие элементы, многие из которых способны накапливаться в растительности и почве.
Характер воздействия МКАД на лесные насаждения постоянно изменяется из-за резкого усиления транспортного потока и многократного увеличения в последние 10-12 лет количества применяемых на дороге противогололёдных материалов, которые стали одним из ведущих отрицательных факторов. Дополнительное поступление химических загрязнителей (натрия, хлора, кальция, магния, органических соединений) в леса придорожной зоны происходит в виде эмульсий и взвесей реагентов, образующихся при движении транспорта и при уборке снега. Фитотоксичность смеси перечисленных соединений, попадающих, главным образом, в почву, изучена слабо, хотя известно, что при комплексном воздействии может проявляться эффект синергизма.
Наряду с оценкой воздействия на почву традиционных загрязнителей, связанных с функционированием автомобильного транспорта, особое внимание приходится уделять проявлениям искусственного галогенеза почвы, выражающегося в резком увеличении содержания в почве легкорастворимых солей, преимущественно, хлорида натрия. Отмечено интенсивное подщелачивание почвы, трансформация состава почвенного поглощающего комплекса, в котором диагностируется избыток кальция и наличие натрия. Воздействие на лес токсичных хлоридных проотивогололедных материалов приводит к заметной перестройке структуры фитоценоза, усыханию и гибели насаждений, развитию в почве процессов засоления.
Результаты наших исследований показали, что изменения многих почвенных показателей прослеживаются до дистанции 100 м от МКАД в глубь леса, при этом в ближней зоне (10-20 м) они настолько существенны, что по химическим характеристикам почвы не удается установить ее типовую принадлежность. Так, значения рН водной вытяжки из почвы верхних горизонтов достигали в придорожной зоне в периоды интенсивного применения противогололедных материалов значения 8,5-8,7 против 5,5-6,0 в контроле (250 м от МКАД), содержание в почве поглощенного кальция - 20,0 против 1,5-2,5 мг-экв .100 г-1.
Функционирование МКАД существенным образом изменяет физические и химические показатели лесной почвы придорожной зоны, уменьшает ее естественное плодородие. Наблюдается значительное подщелачивание верхних горизонтов почвы, увеличение содержания серы и легкорастворимых солей, особенно за счет хлоридов, отмечается накопление тяжелых металлов с 2-4-х кратным превышением предельно допустимых норм по валовому содержанию свинца, меди и цинка.
Информативным диагностическим критерием аэрального поступления загрязнителей от МКАД может служить накопление тяжелых металлов, солей и других загрязнителей в почве приствольной микрозоны березовых парцелл в лесных насаждениях по сравнению с межкроновым пространством, как результат действия вод, стекающих по стволу. При этом содержание загрязнителей в почве под стволом деревьев снижается на 40-65 %, по мере удаления от дороги.
С использованием в последние годы в системе городского жилищно-коммунального хозяйства нового поколения противогололедных материалов, таких, как хлористый кальций модифицированный (ХКМ) и других, а также применения более точных дозирующих устройств, масштабы солевых повреждений растительности несколько снизились. Результаты изучения почв свидетельствуют, что эти изменения привели к некоторому освобождению поглощающего комплекса почвы от иона натрия, однако количество его в верхнем минеральном горизонте почвы придорожной зоны пока еще более, чем в 6 раз превышает фоновое содержание в контроле. В то же время, величина общего содержания солей в верхнем минеральном горизонте почвы уменьшились незначительно. Количество хлора в почве вблизи дороги сохраняет 5-кратное превышение фоновых значений, значения рН водной и солевой вытяжки остаются пока слишком высокими для зональных дерново-подзолистых почв (7,7 и 6,8 соответственно).
Ценные лесные массивы Москвы и Ближнего Подмосковья выполняют важнейшие средообразующие, природоохранные, рекреационные и эстетические функции, очищают воздух столицы, обеспечивают возможность полноценного отдыха на природе миллионам жителей. Необходимо приложить максимум усилий для охраны и защиты лесных экосистем, находящихся в зоне влияния МКАД и других крупных городских и пригородных дорог, чтобы сохранить для будущих поколений уникальные природные комплексы.