Автореферат: Состояние хвойных насаждений зоны широколиственных лесов и репродукция сосны обыкновенной в условиях промышленного загрязнения

В ельниках количество возобновления колеблется от 42 шт./га (в зоне умеренного промвоздействия) до 2000 шт./га (в зоне слабого промвоздействия). Доля благонадежного возобновления в обследованных ельниках составляет 29,2…60%. В целом в возобновлении преобладает мелкий подрост - 43,1 %.

В разных зонах воздействия фторсодержащих промвыбросов состав возобновления существенных различий не имеет. В породном отношении он представлен елью, кленом, единично отмечался подрост дуба (25 шт./га) и сосны (125 шт./га).

Как показало обследование, 97,2 % подлеска в сосняках и 96,2 % в ельниках не имеют внешних признаков ослабления, что свидетельствует о высокой устойчивости подлесочных пород к фтористым выбросам. Для всех зон промвоздействия характерно преобладание подлеска средней крупности.

В зоне сильного промвоздействия сосняки и в ельники характеризуются густым подлеском (8,5…11,3 тыс.шт./га), а в остальных зонах - редким и средней густоты (1,8…4,8 тыс.шт./га).

В разных зонах воздействия промвыбросов подлесок имеет неоднородный состав (таблица 4).

Таблица 4 - Породный состав подлеска в разных зонах промвоздействия

И в сосняках и в ельниках б-разнообразие подлеска возрастает по мере удаления от источника промвыбросов.

В подлеске обследованных ельников в целом преобладают лещина (53,7%) и рябина (25,6 %), а в сосняках - малина (62,2 %), лещина (14,0 %) и рябина (14,0%). Встречаемость остальных пород существенно ниже и составляет от 0,1 до 6,7 %.

В условиях воздействия щелочных выбросов подрост отмечается везде, причем общее его количество увеличивается по мере возрастания техногенной нагрузки, но меняется породный состав.

Доля благонадежного подроста в условиях воздействии фторсодержащих выбросов мала и не имеет связи со степенями промвоздействия. В условиях же щелочных выбросов доля благонадежного подроста имеет устойчивую тенденцию увеличения по мере снижения нагрузки аэрополлютантов.

При щелочном воздействии отмечается более разнообразный породный состав естественного возобновления, чем при фтористом, с преобладанием ели европейской и клена остролистного.

Максимальная густота подлесочных пород отмечается в зонах сильного промвоздействия как щелочных, так и фторсодержащих выбросов.

Наибольшее б-разнообразие подлеска при щелочном воздействии отмечается с зоне сильного влияния, при действии фторсодержащих аэрополлютантов б-разнообразие подлеска возрастает по мере уменьшения уровня воздействия промвыбросов.

8 Общие выводы и рекомендации по режиму ведения лесного хозяйства при хроническом воздействии аэрополлютантов

8.1 Общие выводы

На основании анализа экологических условий района проведения исследований, литературных источников, результатов проведенных исследований нами сформулированы общие выводы по теме работы:

1. Формы, пути и механизмы воздействия щелочных и фторсодержащих выбросов загрязнений во многом схожи. Они оказывают негативное воздействие разной степени на состояние насаждений и их компонентов.

2. Уточнены методы и критерии зонирования при хроническом щелочном воздействии, а также предложены критерии и разработаны принципы зонирования лесов при хроническом воздействии фторсодержащих выбросов.

3. При усилении воздействия щелочных аэрополлютантов и фторсодержащих выбросов ухудшается состояние древостоев, увеличивается текущий отпад и доля ослабленных в разной степени деревьев. Заметное изменение состояния древостоев наблюдается в хвойных насаждениях с 40…50 лет, проявляясь сильнее в приспевающих и спелых древостоях. Степень ослабления зависит от уровня воздействия поллютантов. Ослабление фтористыми выбросами не связано с особенностями таксационных характеристик насаждений.

4. Действие промвыбросов приводит к угнетению лишайниковых сообществ. Фтористые выбросы формируют «лишайниковую пустыню». Показатели расселения лепрарии серой (Lepraria incana Ach.) и гипогимнии вздутой (Hypogymnia physodes L.) можно использовать для индикации хронического промышленного воздействия и уточнения границ при зонировании территории.

5. Под влиянием аэрополлютантов происходят изменения и нарушения репродуктивных процессов сосны обыкновенной. По мере увеличения промвоздействия происходит не существенное уменьшение размеров шишек (длины и ширины) и фертильного яруса. При увеличении воздействия аэрополлютантов отмечается значительное снижение сохранности семязачатков. Большая их часть гибнет во 2-й вегетационный период. Природа промвыбросов играет роль при высоких уровнях воздействия.

6. Загрязнение атмосферы аэрополлютантами оказывает отрицательное влияние на генеративные процессы в мужской репродуктивной сфере сосны. При увеличении воздействии происходит уменьшение количества проросшей пыльцы, увеличивается доля пыльцы с аномалиями пыльцевых трубок, доля непроросших зерен. Показатели жизнеспособности пыльцевых зерен при сильном и умеренном воздействии фторсодержащих выбросов существенно ниже показателей пыльцы, из насаждений, произрастающих в условиях щелочного воздействия, что свидетельствует о большей их агрессивности.

9. Действие промвыбросов оказывает отрицательное влияние на процессы естественного возобновления непосредственно - ухудшая репродуктивные способности древостоев и воздействуя на качество возобновления, а также косвенно через изменение освещенности подполгового яруса, способствуя более интенсивному разрастанию подлесочных пород. При этом действие фторсодержащих выбросов оказывается более негативным.

8.2 Рекомендации по режиму ведения лесного хозяйства

Для слежения за состоянием лесов на территориях подверженных промышленному загрязнению, необходимо осуществление лесопатологического мониторинга (ЛПМ) (Руководство по проектированию …., 2007). Периодичность наблюдений должна быть 2…3 года. ЛПМ осуществляется методами лесопатологической таксации и учетов на постоянных пунктах наблюдения (ППН).

Для организации эффективного ЛПМ необходимо зонирование территории с выделение зон с различной степенью промвоздействия. Для этого рекомендуется использовать классификации хвойных насаждений, разработанные и апробированные в ходе проведенных исследований.

При проведении работ по зонированию важную роль играют методы биоиндикации. При проведении работ по лихеноиндикации в условиях действия промвыбросов предлагаем разработанные нами шкалы показателей поселения эпифитных лишайников.

Все лесохозяйственные мероприятия должны учитывать степень воздействия загрязняющих веществ и быть дифференцированными.

В зонах сильного воздействия в состав насаждений следует вводить устойчивые к промвыбросам породы, например лиственницу европейскую (Larix decidua Turcz.). Большей устойчивостью здесь отличаются однопородные сосновые древостои, устойчивость же ельников повышается в смешанных насаждениях.

Целесообразно сохранять и создавать ступенчатые опушки из устойчивых пород: акации белой (Robinia pseudacacia L.), караганы (Caragana arborescens Lam.), сирени (Syringa vulgaris L.), рябины (Sorbus aucuparia L.), бересклета бородавчатого (Euonymus verrucosa Scop.) и европейского (Euonymus europaea L.), тополей, березы повислой (Betula pendula Roth.), клена остролистного (Acer platanoides L.), лещины обыкновенной (Corylus avellana L.).

Накопление сухостоя и захламленности в обследованных насаждениях происходит с интенсивностью 1,6…5,0 % в год от запаса, поэтому проведение СОМ может иметь периодичность 4…5 лет.

Прореживания и проходные рубки в сосняках рекомендуется проводить неравномерно-куртинным методом изреживания с поддержанием относительной полноты 0,5…0,7.

Рекомендуется запрет сбора шишек и семян в зонах сильного воздействия как щелочных так и кислых промвыбросов.

Лесовосстановление рекомендуется проводить методом посадки лесных культур (при фтористом воздействии) или комбинированным методом (при действии щелочных выбросов). Лесные культуры создавать смешанными, с долей участия хвойных пород не более 70 %. Для содействия естественному возобновлению при щелочном воздействии необходимо проведение изреживания подлеска.

В зонах умеренного промвоздействия должны широко использоваться меры содействия естественному возобновлению, сохранение существующего подроста и обеспечение восстановления насаждений из растений, наиболее приспособленных к конкретным экологическим условиям.

В зонах слабого и фонового промвоздействия выбросы не оказывают существенного влияния на состояние насаждений и на особенности режима ведения лесного хозяйства.

Публикации по теме диссертации

1. Кистерный Г.А. О частичной женской стерильности сосны обыкновенной в районе распространения фтористых промышленных выбросов / Г.А. Кистерный, Д.М. Паничева // Леса Евразии - Северный Кавказ: Матер. VIII Межд. конф. мол. уч. - М.: МГУЛ, 2008. - С 150-151.

2. Паничева Д.М. Влияние промвыбросов щелочной природы на сохранность семязачатков сосны обыкновенной / Д.М. Паничева // Экология 2007: VII Пущинская межд. шк.-семинар по экологии. - М.: МГУЛ, 2008. - С. 78-81.

3. Паничева Д.М. Гаметофитная сохранность семязачатков сосны обыкновенной при хроническом воздействии щелочных промвыбросов /Д.М. Паничева // Проблемы лесоведения и лесоводства: Сб. науч. тр. - Гомель, 2005. - Вып. 63. - С. 228-230.

4. Паничева Д.М. Динамика состояния сосновых древостоев, произрастающих в зоне хронического промышленного воздействия щелочного типа / Д.М. Паничева, В.П. Шелухо // Лесной вестник. - М: МГУЛ, 2007. - № 6. - С.59 - 61.

5. Паничева Д.М. Зонирование пригородной лесной территории по степени негативного воздействия промвыбросов с использованием ГИС-технологий (на примере насаждений г. Дятьково). / Д.М. Паничева, А.М. Бердов // Лесной вестник. - М.: МГУЛ, 2009. - № 1 (64). - С. 159 - 162.

6. Паничева Д.М. Модификация естественного возобновления сосновых насаждений выбросами цементного производства / Д.М. Паничева // Леса Евразии - Русский север: Матер. VII Межд. конф. мол. уч. - М.: МГУЛ, 2007. - С. 42 - 43.

7. Паничева Д.М. Обоснование индикаторов зонирования территории по степени негативного воздействия фтористых выбросов на хвойные леса на примере зеленой зоны г. Дятьково / Д.М. Паничева, А.М. Бердов, В.П. Шелухо// Вестник АГАУ. - Барнаул: АГАУ. - 2009. -№ 4 (54). - С.45 - 49.

8. Паничева Д.М. Состояние эпифитной растительности при загрязнении лесов поллютантами цементного производства / Д.М. Паничева // Проблемы лесоведения и лесоводства: Сб. науч. тр. ИЛ НАН РБ. - 2007. - Вып. 67. - С. 596-600.

9. Экология. Защита растений. Исследование репродуктивной сферы сосны обыкновенной и естественного возобновления в условиях техногенеза: Метод. указ. к преддипломной практике и НИР для студентов, обучающихся по направлению 656200 «Лесное хозяйство и ландшафтное строительство» - Сост.: Г.А. Кистерный, Д.М. Паничева. - Брянск: БГИТА, 2009. - 20c.