Научная статья на тему 'Влияние техногенного загрязнения на дендрохронологические параметры сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L. )'

Влияние техногенного загрязнения на дендрохронологические параметры сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L. ) Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
213
69
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ДЕНДРОХРОНОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ / РАДИАЛЬНЫЙ ПРИРОСТ / ТЕХНОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ / DENDROCHRONOLOGICAL ANALYSIS / RADIAL GROWTH / TECHNOGENIC POLLUTION

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Полякова Гульнара Радиковна, Уразгильдин Руслан Вилисович

Рассмотрено влияние техногенного загрязнения на дендрохронологические параметры сосны обыкновенной в условиях углеводородного загрязнения Уфимского промышленного центра.I

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Полякова Гульнара Радиковна, Уразгильдин Руслан Вилисович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

t is considered the technogenic pollution influence on pine dendrochronological parameters in Ufa industrial center hydrocarbon pollution conditions.

Текст научной работы на тему «Влияние техногенного загрязнения на дендрохронологические параметры сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L. )»

Вестник Челябинского государственного университета. 2013. № 7 (298). Биология. Вып. 2. С. 191-194.

Г. Р. Полякова, Р. В. Уразгильдин

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ НА ДЕНДРОХРОНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ (Pinus sylvestris Ь.)

Рассмотрено влияние техногенного загрязнения на дендрохронологические параметры сосны обыкновенной в условиях углеводородного загрязнения Уфимского промышленного центра.

Ключевые слова: дендрохронологический анализ, радиальный прирост, техногенное загрязнение.

Введение. Промышленные предприятия совершенствуют системы по утилизации отходов, снижают негативные выбросы в окружающую среду, но проблема загрязнения по-прежнему остается актуальной.

Согласно Государственному докладу [1], в Уфимском промышленном центре (УПЦ) преобладает углеводородное загрязнение с преимущественным содержанием в составе выбросов смесей предельных и непредельных углеводородов с участием окиси углерода, окислов азота, сероводорода, сернистого газа и ряда других соединений. Индекс загрязнения атмосферы Уфы определяется высокой концентрацией формальдегида и бенз(а)пирена.

Дендрохронологический анализ дает возможность оценить динамику прироста древостоя за весь период его существования, позволяет определить климатически обусловленные изменения ширины годичных колец и выявить степень воздействия неклиматических (в том числе антропогенных) факторов на состояние древостоя. Прирост древесины является интегральным показателем состояния деревьев, позволяющим дать объективную оценку и выявить начавшиеся изменения и нарушения в экосистеме на ранней стадии, когда внешние параметры еще заметно не изменились [2]. Средний прирост и характер его колебаний за исследуемый интервал времени дают ценную информацию о процессе функционирования древостоев в зоне действия антропогенных факторов [3]. К примеру, показано значительное снижение радиального прироста древостоев сосны в условиях превышения ПДК по двуокиси серы, свинцу и мышьяку [4].

Следует отметить, что исследований, посвященных изучению влияния техногенного загрязнения на дендрохронологические параметры ле-сообразователей Предуралья, мало и они фрагментарны. В Республике Башкортостан насчитывается множество промышленных центров химического и нефтехимического профиля, велик вклад в ухудшение экологической обстановки от нефтедобывающего, горнорудного комплексов и выбросов автомобильного транспорта [1]. Все это обуславливает необходимость проведения дендрохронологических исследований на территории промышленных центров региона.

Цель. На примере УПЦ охарактеризовать изменения дендрохронологических параметров сосны обыкновенной в условиях промышленного загрязнения.

Материалы и методы. Методы исследований выбирались с учётом поставленных задач и имеющихся методических разработок. Пробные площади были заложены в зоне сильного загрязнения и относительном контроле. Во всех случаях имели место лесные культуры сосны.

По ранним исследованиям, древостои сосны обыкновенной в условиях УПЦ характеризуются как «сильно ослабленные» (XV = 44,8 %) [5]. Деревья имеют слабо сформированную крону, стволы слабо очищены от мертвых сучьев, велика доля сухостоя и отмирающих деревьев. Жизненное состояние древостоев в контроле оценивается как «здоровое» (XV = 97,3 %). Деревья имеют сформированную крону, стволы очищены от мертвых сучьев, отсутствуют значительные повреждения хвои. Доля сухостоя в насаждениях составляет 1,6 %. Таксационная характеристика древостоев представлена в таблице.

Таксационная характеристика древостоев сосны в УПЦ

Место Возраст, лет Состав Н, м D, см Класс бонитета Полнота Запас, м3/га

Промзона 48 8С1В1Кл 19 24 1 0,2 200

Контроль 54 10С 24 20 1А 0,8 300

Для дендрохронологических исследований использованы те же пробные площади.

Древесные керны брались у средних по диаметру деревьев с помощью приростного бурава по 20 моделей с каждой пробной площади. После сушки и шлифовки кернов проведена абсолютная датировка колец прироста. Ширина годичных колец измерялась с помощью окулярного винтового микрометра МОВ-1-15. Ложные и выпавшие годичные кольца выявлялись методом перекрёстной датировки.

Для лучшего выявления возрастных особенностей роста, ряды и серии радиального прироста преобразовали в ряды и серии прироста по площади поперечного сечения ствола. Для выделения участков со сходной динамикой изменения прироста использованы математические приёмы приведения криволинейных функций к прямолинейному виду (логарифмирование) [3].

Для оценки влияния погодных условий на прирост сопоставлены дендрохронологические параметры с среднелетними данным по метеостанции Уфы (рис. 1). Среднелетняя температура воздуха в период 1941-2010 гг. составляет +16,9 °С, амплитуда температур — 6,3 °С. Самое холодное лето было в 1969 г. (абсолютный минимум +14 °С), самое теплое в 2010 г. (абсолютный максимум +20,3 °С). Среднелетняя сумма осадков в период 1966-2010 гг. составляет 53,8 мм.

Результаты и обсуждение. В условиях промышленного загрязнения радиальный прирост сосны неравномерен в течение всего рассматриваемого периода и имеет большие перепады, особенно на начальных этапах онтогенеза (рис. 2а). В первые годы жизни прирост в целом меньше (max 4,4 мм), чем в условиях контроля (max 5,2 мм), но период активного прироста молодых

растений в промзоне более растянут по времени (13 лет), чем в контроле (8 лет). В целом прослеживается тесная взаимосвязь между изменениями климатических условий (особенно осадков) и величины годичного прироста, наиболее ярко проявляющаяся в периоды 1974-75, 1983— 86, 1990—93, 2009—11 гг. (на графике отмечены ромбиками). Однако имеются и периоды расхождения: в 1975—78 и 2003—08 гг., несмотря на благоприятные климатические условия, наблюдается значительный спад прироста, а в 1978— 80 и 1998—2003 гг. при ухудшении условий — значительное его увеличение. Также четко указанные периоды прослеживаются и на графике прироста по площади сечения (рис. 2б). Данные перепады свидетельствуют о том, что при увеличении температуры и влажности хроническое загрязнение совместно с пиковыми выбросами оказывают угнетающее действие на надземную фитомассу, опосредованно уменьшая прирост, а при понижении климатических параметров углеводородный тип загрязнения может оказывать стимулирующее действие. На графике логарифмированного прироста (рис. 2в) излом, приходящийся на 1988—90 гг. свидетельствует о переходе древостоя из виргинильного периода в вегетативно-репродуктивный, а в 2005— 06 гг. в репродуктивный, что согласуется с литературными данными о периодах онтогенеза сосны [6]. Резкие изломы, приходящиеся на периоды расхождения климатических изменений и прироста (на графике показаны стрелками), также свидетельствуют о значительном влиянии техногенного фактора на онтогенез древостоя. Остальные изломы соотносятся с изменением климатических факторов. В целом, за исключением начальных этапов роста, величина

Рис. 1. Динамика климатических показателей района исследований

m m Ю Ю 00 00 О О Голы

О o'

о

о

fN

о

о

fN

іл

сл

іл

сл

сл

сл

сл

сл

00

сл

00

сл

сл

сл

сл

сл

о

о

fN

о

о

fN

Рис. 2. Динамика изменений ствола сосны обыкновенной в условиях промышленного загрязнения (пунктирная линия) и контроля (сплошная линия): а — радиального прироста (мм); б — прироста по площади сечения (см2); в — десятичного логарифма прироста по площади сечения (мм2)

прироста в промзоне выше, чем в контроле, что подтверждает возможную роль углеводородного типа загрязнения в качестве «внекорневой подкормки» для древесных растений.

Выводы и заключения. Углеводородное загрязнение в условиях УПЦ приводит к увеличению годичного прироста стволовой древесины сосны обыкновенной по сравнению с контрольными условиями, однако в сочетании с резкими изменениями климатических факторов в отдельные годы может оказывать как угнетающее, так и стимулирующее действие. Кроме того, техногенное загрязнение приводит к увеличению продолжительности периода активного прироста на ранних этапах онтогенеза.

Промышленное загрязнение не оказывает влияние на сроки прохождения этапов онтогенеза древостоев сосны, их длительность в промзоне и контроле одинаковая, однако влияет на равномерность прохождения этапов в пределах онтогенетических периодов.

Список литературы

1. Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды Республики Башкортостан в 2011 г. / Мин.-во по чрезвычайным ситуациям и эколог. безопасности Респ. Башкортостан. Уфа, 2012. 229 с.

2. Шиятов, С. Г. Дендрохронология верхней границы леса на Урале. М. : Наука, 1986. 136 с.

3. Николаева, С. А. Комплексный подход и методика реконструкции роста и развития деревьев и лесных сообществ / С. А. Николаева, Д. А. Савчук // Вестн. Томск. гос. ун-та. Биология. 2009. № 2(6). С. 111-125.

4. Кучеров, С. Е. Радиальный прирост сосны обыкновенной в районе Карабашского медеплавильного комбината / С. Е. Кучеров, А. А. Мулда-шев // Лесоведение. 2003. № 2. С. 43-49.

5. Зайцев, Г А. Сосна обыкновенная и нефтехимическое загрязнение: дендроэкологическая

характеристика, адаптивный потенциал и использование / Г А. Зайцев, А. Ю. Кулагин. М. : Наука, 2006. 124 с.

6. Санников, С. Н. Возрастная биология сосны обыкновенной в Зауралье // Восстановительная и возрастная динамика лесов на Урале и в Зауралье. Свердловск : УНЦ АН СССР, 1976. С. 126-165.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.