Scientific journal

Advances in current natural sciences

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

Одним из основных факторов динамики изменения состояния лесных экосистем являются различные естественные нарушения [1; 2]. Нарушением считается угнетение в росте и развитии лесных насаждений в целом или ее части. Устойчивость лесных экосистем не беспредельна, так как леса не охраняют и не контролируют должным образом, требуется ряд мероприятий по уходу и сохранению жизни их [3; 4].

Лесоводственно–таксационное состояние древесной растительности в условиях урбоэкосистемы в настоящее время является для выбранного объекта исследования актуальной темой, так как город находится под влиянием длительного техногенного загрязнения [5].

Цель исследования – установить закономерности изменения состояния лесных экосистем в условиях длительного техногенеза.

В ходе исследования были решены следующие задачи:

- динамика состояния древостоев под длительным воздействием поллютантов;

- оценка роста и развития сосновых древостоев при изменении таксационных показателей.

Материалы и методы исследования

Для натурного наблюдения за состоянием лесных насаждений вокруг города Братска закладывались постоянные и временные пробные площади, с учётом требований ОСТ 56-69-83 «Площади лесоустроительные. Методы закладки» [6], на которых проводилась таксационная оценка древостоев по общеизвестным методикам [7] и осуществлён учёт деревьев по категориям состояния на основе шкалы, приведённой в «Правилах санитарной безопасности в лесах Российской Федерации» [8]: 1 – здоровые (без признаков ослабления); 2 – ослабленные; 3 – сильно ослабленные; 4 – усыхающие; 5 – погибшие; 5(а) – свежий сухостой; 5(б) – свежий ветровал; 5(в) – свежий бурелом; 5(г) – старый сухостой; 5(д) – старый ветровал; 5(e) – старый бурелом.

Промышленные предприятия города Братска: алюминиевый завод (ОАО «РУСАЛ Братск»), предприятия теплоэнергетики (ПАО «Иркутскэнерго» (ТЭЦ-6, ТЭЦ-7)), лесопромышленный комплекс (филиал АО «Группа «Илим»)). На их долю приходится 92% всех выбросов атмосферного воздуха. Высокий уровень загрязнения воздуха дают следующие химические вещества: бенз(а)пирен, сероуглерод, формальдегид, фториды водорода и др. [9].

В ходе проведения исследования использовалось существующее зонирование лесов г. Братска (схема зонирования городских лесов г. Братска была разработана Чжан С.А. в 2014 году [10]): I зона – экстремального загрязнения (протяженность от основного источника загрязнения на север – 12 км; на юг – 10 км; на запад – 22 км и на восток – 22 км); II зона –сильного загрязнения, граница которой располагается на расстоянии 20 км на север, 18 км на юг, 28 км на запад и 30 км на восток; III зона – слабого загрязнения, граница которой находится в радиусе 50-60 км от источника загрязнения [10].

На рисунке 1 представлена карта расположения временных пробных площадей (ВПП), заложенных в 2019 году относительно главного источника загрязнения промышленными выбросами города Братска – ОАО «РУСАЛ Братск».

Для детального лесотипологического и лесоводственно-таксационного обследования на территории городских лесов закладывались пробные площади в количестве 10 шт., размером 0,5 га. В таблице 1 представлено расстояние до каждой пробы от источника загрязнения.

Все полученные данные обработаны статистически, с использованием методов математического моделирования и компьютерных программ.

Рис. 1. Карта-схема расположения ВПП

Таблица 1

Расположение временных пробных площадей

Результаты исследований и их обсуждение

Объект исследования – лесные массивы, расположенные в границах города Братска. Общая площадь лесных массивов составляет 7270,3 га. При численности населения города Братска 226,3 тыс. человек на одного жителя города приходится 287 м2 земель, входящих в состав лесных массивов, или 268 м2 земель, покрытых лесной растительностью.

Братск относится к крупным промышленным центрам Приангарья с высоким уровнем загрязнения и входит в десятку наиболее загрязненных городов Российской Федерации. На рисунке 2 представлена динамика промышленных выбросов города Братска от основного источника загрязнения ОАО «РУСАЛ Братск».

Рис. 2. Количество промышленных выбросов от источников загрязнения (2007-2019 гг.)

Таксационные замеры произведены у 2579 деревьев, среди них преимущественно обнаруживается сосна – 57%, лиственница, береза, осина представлены примерно в одинаковом количественном соотношении, с разницей в 1-2%.

Породная и возрастная структура лесных насаждений на территории городских лесов представлена в таблице 2.

Основной лесообразующей породой является сосна, занимающая 56,8% территории, остальные древесные породы распространены незначительно. 85,4% покрытых лесных земель составляет разнотравная группа типов леса. На долю остальных групп типов леса приходится всего 14,6% лесопокрытой территории. Распределение земель по группам типов леса и породному составу представлено на рисунке 3.

Ниже приведена динамика изменения таксационных показателей в сравнении за 12-летний период (рис. 4).

Для зоны экстремального загрязнения характерно изменение таксационных показателей в лучшую сторону (на пробах 1 и 3) с удалением от источника свыше 5 км. Для зоны сильного загрязнения видно, что происходит пространственно-временное изменение диаметров и высот. Более продуктивными являются древостои в радиусе, превышающем 20 км. Для зоны слабого загрязнения также за 12-летний период подтверждается гипотеза, что ее нельзя брать за контроль по состоянию в целом растительности города Братска, и ее границы необходимо расширять.

В таблицу 3 сведены результаты исследований таксационных показателей сосновых древостоев по каждой зоне загрязнения.

Таблица 2

Характеристика древесных пород по группам возраста

Рис. 3. Распределение земель по группам типов леса и породному составу

Таблица 3

Средние таксационные показатели сосновых древостоев по зонам загрязнения

Можно отметить, что между основными таксационными показателями происходит нарушение корреляции, и ухудшается состояние насаждений.

На рисунке 5 по зонам воздействия антропогенных факторов показана зависимость между возрастом и средними баллами категории состояния древостоев.

Рис. 4. Зависимости между основными таксационными показателями по зонам загрязнения

Рис. 5. Зависимость между возрастом и средними баллами категории состояния древостоев по зонам воздействия антропогенных факторов

Под длительным воздействием промышленного влияния происходит ускорение процессов ослабления и распада приспевающих и спелых древостоев, что свидетельствует о ярко выраженной техногенной сукцессии [9].

Выводы

По результатам исследований можно выделить следующее.

1. Произошло пространственно-временное изменение в составе, а также в основных таксационных показателях насаждений. Где были чистые сосновые насаждения, в состав вошли породы в составе 1-2 единиц тех пород, которые были в примеси.

2. В 1 зоне древостои испытывают угнетение, признаками которого являются частичное усыхание кроны, повреждение стволовой части.

3. Во 2 и 3 зонах состояние практически одинаковое, больший процент приходится на здоровые деревья.

4. Работа промышленных гигантов города Братска изменила в своих технологиях концентрацию выбросов вредных веществ в сторону их уменьшения. Но опять же исследования были проведены только в С-В направлении от источника загрязнения, поэтому говорить о полном улучшении состояния древостоев нельзя.

5. Необходимо каждые пять лет проводить дополнительные исследования по оценке роста и развития городских лесов города Братска. Это подтверждено многими авторами [3-5], изучающими формирование древостоев в условиях длительного техногенеза города Братска, подтверждающими, что его лесные массивы – это уникальный объект для исследований.