Влияние аэротехногенного загрязнения на плодоношение дубовых древостоев
Передельский Н.А. (МГТУ, г. Майкоп, РФ)
The influence of air pollution on fruit-bearing process and quality seeds Quercus robur are studied.
Промышленное производство, особенно химическое, оказывает значительное влияние на лесные экосистемы.
ОАО «ЕвроХим – Белореченские Минудобрения» расположен в 8 км от г. Белореченска Краснодарского края, являясь крупным производителем фосфорных и комплексных удобрений на Юге России, ежегодно выбрасывает в атмосферу сотни тонн загрязняющих веществ, которые разносятся ветром и покрывают значительные площади. Преобладающими компонентами пылегазовых выбросов являются фтористый водород (HF), сероводород (H2S), двуокись серы (SO2), хлор (Cl), серная кислота (H2SO4)
Древесная растительность района исследований Северо–Западного Кавказа представлена преимущественно дубово-грабовыми и дубово-ясеневыми древостоями с подлеском из боярышника, свидины, бересклета и лещины. Дуб черешчатый (Quercus robur L.) является лесообразующей породой и в наиболее значительной степени подвержен воздействию аэротехногенных поллютантов. Дуб черешчатый начинает плодоносить с 20-30 - летнего возраста. Семенные годы повторяются через 4-5 лет. Цветет с распусканием листьев в апреле – мае. Желуди овальные и продолговатые, длиной до 4 см, с шипиком на вершинке, погруженные на 1/3 – 1/4 в плюску. Желуди созревают и опадают в сентябре – начале октября. Но в последние годы репродуктивная способность дуба значительно снизилась. Семенные годы стали редкостью и не столь обильны как раньше. Только в отдельных местах можно встретить группы плодоносящих деревьев. Иногда наблюдается обильное цветение без образования желудей. А если желуди и образуются, то повреждаются насекомыми-вредителями или загнивают. Причины снижения уровня плодоношения и естественного возобновления рассматривались многими авторами: Алентьевым (1990), Прибыловой (1991) и др.
По результатам исследований М.В. Прибыловой (1991), только при практически полном отсутствии повреждения ассимиляционного аппарата (не более 5 – 10%) формируется хороший урожай желудей. Но так как дубовые древостои подвергаются воздействию аэротехногенных выбросов и первую очередь ассимиляционные органы верхнего яруса (см. рис. 1), то хорошего урожая дуба черешчатого ожидать не приходиться.
Рисунок 1 - Дехромация листьев дуба черешчатого
Повреждение ассимиляционного аппарата сказывается на нарушении обменного процесса в древесных растениях, что приводит ослаблению их защитных функций и последующему снижению их репродуктивной способности. На процесс плодоношения и естественное возобновление древесных растений оказывают влияние много различных факторов: погодные, почвенно-грунтовые, гидрологические условия, вспышки болезней и насекомых-вредителей, а также лесохозяйственная деятельность человека.
На основании комплексного изучения таксационных характеристик, визуальных наблюдений и лабораторных исследований первопричиной снижения плодоношения и очень слабого возобновления дуба, являются выбросы химзавода. Усугубляют процесс климатические аномалии, болезни и насекомые вредители. Они действуют эпизодически, но являются настоящими инициализирующими факторами, так как деревья уже ослаблены аэротехногенными выбросами и не способны более защищать себя с той же эффективностью против данных стрессовых факторов.
Отрицательному влиянию поллютантов наиболее подвержен дуб черешчатый и слабее другие, сопутствующие ему породы (ясень, граб, клен). Ослабление деревьев приводит к снижению плодоношения в насаждениях, увеличению интервала между семенными годами, что значительно снижает возможность естественного восстановления дубрав. Изреживание древостоев, в результате отмирания деревьев дуба, нарушение породного состава разных ярусов насаждений усложняют нормальное развитие самосева и подроста дуба, и выход его в верхний ярус за счет интенсивного разрастания подлесочных пород, прежде всего лещины, свидины и прочих, а также задернения почвы.
Данные плодоношения на постоянных пробных площадях представлены в (табл.1)
Таблица 1 - Изменение плодоношения дубовых древостоях
|
№ ппп |
Румб розы ветров |
Расстояние от химзавода, км |
Средний балл плодоношения |
Среднее значение |
||||
|
Годы наблюдений |
||||||||
|
2001 |
2002 |
2003 |
2004 |
2005 |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
7 |
С |
1 |
0,7±0,36 |
0,5±0,34 |
0,5±0,34 |
0,4±0,33 |
0,6±0,35 |
0,54±0,34 |
|
5 |
С |
3 |
0,5±0,31 |
- |
0,6±0,32 |
0,3±0,29 |
- |
0,28±0,18 |
|
6 |
С |
4 |
1,3±0,43 |
1,1±0,41 |
1,3±0,43 |
0,7±0,37 |
0,9±0,39 |
1,06±0,41 |
|
4 |
Ю |
1 |
1,1±0,42 |
1,0±0,40 |
0,7±0,34 |
0,8±0,36 |
0,8±0,36 |
0,88±0,38 |
|
1 |
Ю |
6 |
1,0±0,43 |
0,7±0,38 |
1,2±0,46 |
1,2±0,46 |
0,8±0,40 |
0,98±0,33 |
|
2 |
Ю |
8 |
- |
0,7±0,37 |
0,5±0,33 |
0,4±0,31 |
- |
0,23±0,20 |
|
3 |
Ю |
10 |
0,2±0,18 |
1,3±0,43 |
1,4±0,45 |
0,9±0,38 |
0,5±0,24 |
0,86±0,34 |
|
13 |
Ю |
15 |
1,2±0,42 |
0,7±0,38 |
1,5±0,47 |
1,4±0,45 |
1,0±0,37 |
1,16±0,42 |
|
12 |
В |
3 |
1,4±0,45 |
1,2±0,42 |
1,0±0,38 |
1,1±0,42 |
1,1±0,42 |
1,16±0,42 |
|
15 |
В |
4 |
1,2±0,43 |
1,0±0,39 |
0,8±0,35 |
0,9±0,37 |
1,0±0,39 |
0,98±0,39 |
|
11 |
В |
15 |
0,6±0,34 |
0,6±0,34 |
0,9±0,40 |
1,2±0,46 |
1,0±0,42 |
0,86±0,39 |
|
8 |
З |
3 |
0,2±0,18 |
- |
0,5±0,26 |
- |
- |
0,14±0,09 |
|
9 |
З |
5 |
0,4±0,22 |
- |
- |
0,2±0,18 |
0,3±0,22 |
0,18±0,12 |
|
10 |
З |
6 |
0,4±0,22 |
0,3±0,20 |
0,2±0,18 |
- |
0,5±0,26 |
0,28±0,17 |
|
14 |
З |
10 |
0,8±0,37 |
0,5±0,31 |
0,6±0,33 |
0,7±0,35 |
0,9±0,39 |
0,70±0,35 |
На основании анализа полученных результатов по шкале оценки плодоношения и урожайности дуба черешчатого (Сухоруких, 2002) на постоянных пробных площадях, за годы наблюдений, плодоношение отсутствовало либо было очень слабым, только у единичных деревьев.
Следует особо отметить, репродуктивную способность ясеня обыкновенного. Крупное быстрорастущее дерево, прекрасно переносит влияние аэротехногенных выбросов и благодаря наличию у него плода – крылатая семянка охватывает большие площади. Семена ясеня обыкновенного меньше повреждаются насекомыми вредителями и болезнями, обладают высокой всхожестью. Также хорошо плодоносит боярышник ярко красный, но он менее устойчив к воздействию поллютантов, по сравнению с ясенем обыкновенным.
В лабораторных условиях был сделан анализ желудей на доброкачественность. Доброкачественность семян – это количество полнозернистых здоровых семян с характерной для данного вида окраской зародыша и эндосперма, выраженное в процентах от общего числа семян, взятых для анализа (Вересин и др., 1978). Доброкачественность определялась у желудей дуба черешчатого, методом взрезывания и распределением на категории согласно ГОСТ 13056.8 – 68.
В табл. 2 показан баланс доброкачественности желудей дуба черешчатого.
Таблица 2 - Качество желудей дуба черешчатого в зависимости от удаленности от химзавода
|
№ ППП |
Румб розы ветров |
Расстояние от химзавода, км
|
Количество доброкачественных семян, шт./ % |
Количество поврежденных семян, шт./ % |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
7 |
С |
1 |
128/74,0 |
45/26,0 |
|
5 |
С |
3 |
120/71,9 |
47/28,1 |
|
6 |
С |
4 |
164/64,3 |
91/35,7 |
|
4 |
Ю |
1 |
163/53,6 |
141/46,4 |
|
1 |
Ю |
6 |
148/63,8 |
84/36,2 |
|
2 |
Ю |
8 |
154/67,8 |
73/32,2 |
|
3 |
Ю |
10 |
неурожай |
- |
|
13 |
Ю |
15 |
179/77,2 |
53/22,8 |
|
12 |
В |
3 |
182/53,1 |
161/46,9 |
|
15 |
В |
8 |
138/73,0 |
51/27,0 |
|
11 |
В |
15 |
111/74,5 |
38/25,5 |
|
8 |
З |
3 |
132/55,5 |
106/44,5 |
|
9 |
З |
5 |
118/66,7 |
59/33,3 |
|
10 |
З |
6 |
144/75,0 |
48/25,0 |
|
14 |
З |
10 |
171/80,3 |
42/19,7 |
|
Контроль |
ЮВ |
60 |
230/86,8 |
35/13,2 |
По данным табл. 2, наибольший процент доброкачественных семян на исследуемых пробных площадях составил 80,3 % в западном направлении на расстоянии 10 км от химзавода, но меньше чем на контрольной пробной площади 86,8 %. Наибольший процент поврежденных семян 46,9 % определен в восточном направлении на расстоянии 3 км от химзавода, что значительно больше, чем на контроле – 13,2 %.
На основании проведенных исследований оценки плодоношения и качества желудей можно утверждать, что воздействие аэротехногенных выбросов негативно сказывается на репродуктивной способности дуба черешчатого.
Литература
1. Алентьев П.Н. Проблемы восстановления и выращивания дубрав. -Майкоп, 1990. -256 с.
2. Вересин М.М., Ефимов Ю.П., Арефьев Ю.Ф. Справочник по лесному селекционному семеноводству. – М.: Агропромиздат, 1985. – 245 с.
3. Прибылова М.В. Насекомые - вредители лесных семян Северного Кавказа. – Краснодар: Кн. Изд.- во, 1991. – 224 с.
4. Сухоруких Ю.И. Шкала оценки плодоношения и урожайности дуба// Лесное хозяйство. -№6. -2002. -С.36-37.