WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 |

Влияние аэротехногенного загрязнения на хвойные и лиственные древостои в новгородской области

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

БОРИСОВА

Оксана Васильевна

ВЛИЯНИЕ АЭРОТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ НА ХВОЙНЫЕ

И ЛИСТВЕННЫЕ ДРЕВОСТОИ В НОВГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

03.00.16 – Экология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Тольятти

2009

Работа выполнена на кафедре ботаники и дендрологии Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии им. С. М. Кирова

Научный руководитель: кандидат биологических наук, доцент Чепик Федор Андреевич
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Кулагин Алексей Юрьевич
доктор сельскохозяйственных наук, профессор Никонов Михаил Васильевич
Ведущая организация: Институт леса Карельского НЦ РАН

Защита диссертации состоится 23 декабря 2009 г. в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д 002.251.01 при Институте экологии Волжского бассейна РАН по адресу:

445003, Самарская обл., г. Тольятти, ул. Комзина, 10.

Тел. (8482) 489-977; факс (8482) 489-504; E-mail: ievbras2005@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института экологии Волжского бассейна РАН, с авторефератом – в сети Интернет на сайте ИЭВБ РАН по адресу: http://www.ievbran.itlt.ru

Автореферат разослан 20 ноября 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат биологических наук А.Л. Маленев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из мощнейших источников поступления токсикантов в окружающую среду Новгородской области являются отходы предприятия по производству минеральных удобрений (АО «АКРОН»). Учитывая то, что лес является основным природным ресурсом Новгородской области и расположена она между двумя крупными мегаполисами (гг. Санкт-Петербург и Москва), в процессе исследований все большую актуальность приобретают вопросы оценки современного состояния лесов, их устойчивости под влиянием разнообразных антропогенных факторов, в том числе промышленного атмосферного загрязнения.

В последние годы исследователями получены оригинальные материалы по изучению антропогенного воздействия на видовой состав и структуру лесов зеленой зоны Великого Новгорода (Леса..., 1998; Никонов, 2003; Андреева, 2007; Борисова, 2009). Анализ литературных источников позволил нам оценить состояние изученности лесных экосистем в указанном районе, выявить те вопросы, которые остаются вне поля зрения исследователей или на которые даны поверхностные ответы. Все это имело решающее значение при выборе темы диссертационной работы, при подборе объектов и методов исследований лесных сообществ в районе расположения предприятия по производству минеральных удобрений в Новгородской области.

Цель исследований – изучить и оценить воздействие атмосферных выбросов предприятия по производству минеральных удобрений (АО «АКРОН») на хвойные (Pinus sylvestris L.) и лиственные (Populus tremula L.) древостои в южно-таежных лесах Новгородской области. Для достижения цели требовалось решить следующие задачи:

  • изучить особенности строения и жизненное состояние исследуемых лесных фитоценозов, расположенных на разном расстоянии от основного источника загрязнения окружающей среды в Новгородской области;
  • оценить воздействие промышленного атмосферного загрязнения на ассимиляционные органы древесных растений (Pinus sylvestris и Populus tremula);
  • исследовать влияние техногенного загрязнения на радиальный прирост хвойных и лиственных деревьев и древостоев, как интегральный показатель их состояния и потенциальных возможностей;
  • оценить изменения жизненного состояния древостоев в пространстве и времени;
  • выявить изменения в жизненном состоянии отдельных деревьев и древостоев на фоне снижения интенсивности загрязнения окружающей среды выбросами АО «АКРОН».

Научная новизна и теоретическая значимость работы. Изучены особенности строения и состояние лесных сообществах с преобладанием сосны обыкновенной (Pinus sylvestris) и осины (Populus tremula), расположенных в районе действия выбросов АО «АКРОН». Впервые оценены степень повреждения хвои сосны и листьев осины, а также интенсивность радиального прироста деревьев и древостоев в зависимости от их удаления от источника эмиссии. Впервые выполнены современные анализ и оценка изменения жизненного состояния хвойных и лиственных древостоев в пространстве и времени. Впервые выявлены изменения жизненного состояния отдельных деревьев и древостоев сосны обыкновенной и осины на фоне существенного снижения загрязнения окружающей среды выбросами АО «АКРОН».



Практическая значимость и реализация результатов исследований. Заложенная серия постоянных пробных площадей и полученные многочисленные количественные и качественные характеристики жизненного состояния отдельных деревьев и древостоев представляют собой фундаментальную основу для долговременного экологического мониторинга лесных экосистем Новгородской области. Материалы диссертации включены в лекционные и учебно-практические курсы «Промышленная ботаника», «Биология роста и размножения растений», читаемые на кафедре ботаники и дендрологии СПбГЛТА для магистров и аспирантов, а также используются при проведении полевых практик, выполнении квалификационных работ.

Декларация личного участия автора. Автором разработана программа, определена цель и поставлены задачи, подобраны основные методы исследований. Автором или при непосредственном его участии заложены постоянные пробные площади в районе действия АО «АКРОН», в 2001-2005 гг. собран оригинальный фактический материал, выполнен его статистический анализ, обсуждение и обобщение. В работу включены материалы исследований, в которых автор принимала непосредственное участие и являлась автором и соавтором работ, опубликованных по их результатам.

Достоверность результатов и обоснованность выводов обеспечивается применением современных методов, значительным объемом фактического материала, использованием статистических методов обработки и анализа полученных результатов. Автором выполнены детальные описания лесной растительности на 12 постоянных пробных площадях, более чем у 3000 деревьев оценено их жизненное состояние, отобрано свыше 400 кернов древесины для определения возраста деревьев и изучения динамики их прироста по диаметру (построения хронологических рядов), отобрано более 600 образцов хвои сосны и листьев осины для морфометрических исследований и оценки их поврежденности.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

- исследованные лесные сообщества имеют простую структуру, нормальное распределение деревьев по высоте и диаметру, практически чистые по составу, одновозрастные;

- атмосферное загрязнение вызывает повреждение ассимиляционных органов растений, уменьшение их размеров, снижение продолжительности жизни хвои сосны;

- под влиянием аэротехногенного загрязнения снижается интенсивность радиального прироста древесины у хвойных и лиственных деревьев;

- на фоне существенного уменьшения объемов загрязнения окружающей среды интенсивность процессов повреждения ассимиляционного аппарата и крон деревьев снижается.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на международных научных конференциях: «VII молодежная конференция ботаников» (СПб, БИН РАН 2000 г.); «V-я научная конференции КФ ПетрГУ» (Апатиты, 2002 г.); Ежегодные научно-практические конференции молодых ученых (СПбГЛТА, 2003–2009 гг.); «Антропогенная трансформация таежных экосистем Европы: экологические, ресурсные и хозяйственные аспекты» (Петрозаводск, 2004 г.); «Биоразнообразие, охрана и рациональное использование растительных ресурсов Севера» (Архангельск, 2007 г.); «Фундаментальные и прикладные проблемы ботаники в начале XXI века» (Петрозаводск, 2008 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и списка литературы, включающего 227 наименований, 28 из них на иностранных языках. Работа изложена на 154 страницах, иллюстрирована 24 таблицами и 28 рисунками.

Благодарности. Выражаю глубокую благодарность научному руководителю – к.б.н., доценту Ф.А. Чепику за всестороннюю поддержку и помощь в работе. Я признательна сотрудникам кафедры ботаники и дендрологии СПбГЛТА к.б.н., доцентам А.Ф. Потокину, В Ю. Нешатаеву, А А. Егорову за ценные советы в ходе обсуждения рукописи диссертации. Самые теплые слова благодарности моей семье за терпение, понимание и поддержку. Благодарю всех, кто способствовал появлению настоящей работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ВЛИЯНИИ АТМОСФЕРНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ НА ЛЕСНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ

(обзор литературы)

Одним из основных компонентов промышленных выбросов, отрицательно влияющим на ассимиляционный аппарат и общее состояние растений, является двуокись серы (SO2). Негативное воздействие на растительность оказывают аммиак (NH3), двуокись азота (NO2), озон (O3), фтористый водород (HF), хлористый водород (HCl) (Кулагин, Сметанина, 2001; Методы …, 2002; Никонов, 2003; Кулагин, 2006; Hanisch, Kilz, 1990; Kamulainen et al., 1998).

В настоящее время мы располагаем многочисленными данными по оценке воздействия атмосферных загрязнителей на лесные экосистемы и отдельные их компоненты на Европейском Севере (Болтнева и др., 1982; Федотов и др., 1983; Зябченко, 1984; Черненькова и др., 1989; Влияние промышленного …, 1990; Лукина, Никонов, 1993; Ярмишко, 1997, 2005; Прожерина, 2001; Черненькова, 2002; Никонов, 2003; Цветков, Цветков, 2003 и др.); на Северо-Западе (Алексеев и др., 1988, 1990; Матинян, 1998; Румянцева, 2006); в средней полосе и на юге России (Тарасенко и др., 1991; Рязанцева и др., 1999; Таранков, Матвеев, 2000; Егорова, 2006); на Урале (Давыдова, 1982; Юсупов, Кряжевских, 1993; Власенко и др., 1995; Иванов и др., 1995; Кулагин, Сметанина, 2001; Кулагин, 2006), в Сибири (Лайранд и др., 1980; Баркалова и др., 1993; Зубарева, 1993; Игнатьева, 2005); в странах бывшего СССР (Пастернак и др., 1985, 1990, 1993; Вайчис и др., 1988; Чубанов, 1989; Buozyte, 2004; Сергейчик и др., 2003, 2005; Ворон и др., 2008); в Западной Европе (Влияние загрязнений …, 1981; Енсен, 1982; Состояние сосняков …, 1997; Burianek, 1993; Jalkanen et al., 1995; Raitio et al., 1995; Sverdrup et al., 1995; Aamlid et al., 2000; Forest Condition…, 2000; Tervahattu et al., 2001). На основе проведенного анализа литературных данных разработаны цель, задачи и программа диссертационной работы.





ГЛАВА 2. КРАТКИЙ ОЧЕРК УСЛОВИЙ ПРОИЗРАСТАНИЯ ЮЖНО-ТАЕЖНЫХ ЛЕСОВ НОВГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

Новгородская область располагается на северо-западе Русской равнины в зоне умеренно-континентального циклонического климата. Современное состояние растительного покрова является результатом длительного исторического процесса изменений, происходящих под влиянием природных факторов и интенсивной хозяйственной деятельности человека. Особый интерес для нас представляют леса, их разнообразие и жизненное состояние. В лесном фонде Новгородской области преобладают насаждения естественного происхождения. Основными лесообразующими породами являются ель (36%), сосна (16%), береза (27%) и осина (21%).

В последние десятилетия достаточно большая опасность лесам Новгородской области исходит от токсических веществ, выбрасываемых в воздушную среду промышленными предприятиями (Сучков, Никонов, 1991; Леса …, 1998; Никонов, 2003 и др.). Негативное воздействие на лесные экосистемы оказывает одно из крупнейших предприятий – производителей азотных и комплексных удобрений – АО «АКРОН». К наиболее распространенным загрязнителям относятся аммиак, окислы серы, азота, углерода, соединения фтора, кислотные осадки, образованные серной и азотными кислотами (Леса …, 1998; Никонов, 2003). Анализ отчетных статистических данных показывает, что в конце 1980-х гг. объем техногенных выбросов АО «АКРОН» составлял 28-30 тыс. т/год, а в начале текущего столетия этот показатель заметно снизился и не превышает сейчас 5 тыс. т/год.

ГЛАВА 3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Изучение влияния атмосферного загрязнения на южно-таежные лесные сообщества и оценка их устойчивости проводились на территории Новгородской области на 12 постоянных пробных площадях (ППП) размером от 0,10 до 0,30 га. ППП расположены на удалении от 1 до 22 км от АО «АКРОН в наиболее типичных участках лесных массивов и с учетом розы ветров.

Основными объектами изучения являлись наиболее распространенные на данной территории типы лесных сообществ – сосняки сфагновые и осинники разнотравные. Возраст древостоев основных лесообразующих видов (Pinus sylvestris и Populus trumula) на ППП составляет: сосны обыкновенной – 60, 85 и 110 лет; осины – 90–95 лет. Подбор и закладка ППП выполнялись по общепринятым (ГОСТ 16128-70) и подробно описанным в литературе методикам (Моисеев, 1971; Рысин и др., 1988; Методы …, 2002). На пробных площадях визуальному обследованию и инструментальному измерению подвергалось каждое дерево. В процессе исследований особое внимание уделялось оценке состояния хвои и листьев, образцы которых отбирали, как правило, с трех модельных деревьев (десяти ветвей) в средней части крон деревьев с южной их стороны с середины июля до середины августа. В качестве моделей в фоновых условиях отбирали здоровые, без видимых повреждений и с нормально развитой кроной деревья, которые образовывали верхний полог древостоя. У сосны обыкновенной учитывали продолжительность жизни хвои. Определяли состояние хвои сосны и листьев осины (интенсивность повреждения хлорозами и некрозами) и давали оценку их жизненности по 6 классам (Ярмишко, 1997; Методы …, 2002).

Для каждого дерева на пробной площади устанавливали категорию жизненного состояния. При этом руководствовались классификацией, подробно изложенной в работах: Алексеев В. А., 1990; Ярмишко В.Т., 1997; Санитарные правила …, 1998; Методы …, 2002.

Для оценки динамики радиального прироста ствола на каждой пробной площади у 25–30 деревьев, выбранных пропорционально распределению по ступеням толщины, с помощью бурава Пресслера отбирали образцы древесины (керны) на высоте 1,3 м. Возраст дерева устанавливался по кернам, отобранным у основания ствола (0,25 м). Для статистической обработки данных использовалась в основном программа Statistica 6.0 и Microsoft Excel XP.

ГЛАВА 4. СТРУКТУРА И СОСТОЯНИЕ ДРЕВОСТОЕВ В РАЙОНЕ ДЕЙСТВИЯ АТМОСФЕРНЫХ ВЫБРОСОВ АО «АКРОН»

В окрестностях Новгородского промышленного комплекса исследованные лесные сообщества с преобладанием Pinus sylvestris и Populus tremula характеризуются упрощенной структурой, нормальным распределением деревьев по диаметру и высоте, однопородным составом и возрастом. Сообщества сосны обыкновенной относятся к сфагновым, осины – к разнотравным типам леса.

Анализ высотной структуры исследованных древостоев показал, что большинство распределений отличается небольшими диапазонами (5–7 м), унимодальностью, резкой островершинностью, центральной симметрией или слабой отрицательной асимметрией. В соответствии с этим высота большинства (60–80 %) особей в древостоях различается не более, чем на 2 м.



Pages:   || 2 | 3 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.