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
№ ВПП |
Квартал |
Выдел |
Протяженность от ОАО «РУСАЛ», км |
Направление |
1 |
112 |
9 |
7,74 |
ЮВ |
2 |
100 |
3 |
1,39 |
СВ |
3 |
90 |
8 |
7,7 |
СВ |
4 |
70 |
15 |
12,0 |
СВ |
5 |
49 |
23 |
14,28 |
СВ |
6 |
59 |
8 |
18,77 |
СВ |
7 |
30 |
6 |
20,9 |
СВ |
8 |
24 |
5 |
27,14 |
СВ |
9 |
14 |
9 |
30,94 |
СВ |
10 |
11 |
16 |
29,87 |
СВ |
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
Преобладающая порода |
Молодняки |
Средне-возрастные |
Приспе-вающие |
Спелые и перестойные |
Итого |
|
всего |
в т.ч. перестойные |
|||||
Сосна |
598,9 |
567,4 |
78,7 |
2367,9 |
1962,9 |
3612,9 |
Ель |
14,4 |
1,0 |
- |
38,5 |
20,1 |
53,9 |
Лиственница |
15,2 |
17,3 |
31,7 |
189,1 |
150,7 |
253,3 |
Итого хвойных |
628,5 |
585,7 |
110,4 |
2595,5 |
2133,7 |
3920,1 |
Береза |
297,5 |
910,8 |
43,1 |
82,3 |
0,2 |
1333,7 |
Осина |
379,3 |
727,0 |
51,1 |
55,0 |
21,6 |
1212,4 |
Итого мягко- лиственных |
676,8 |
1637,8 |
94,2 |
137,3 |
21,8 |
2546,1 |
Кустарники |
13,2 |
- |
- |
- |
- |
13,2 |
Всего, га |
1318,5 |
2223,5 |
204,6 |
2732,8 |
2155,5 |
6479,4 |
% |
20,3 |
34,3 |
3,2 |
42,2 |
33,3 |
100 |
Рис. 3. Распределение земель по группам типов леса и породному составу
Таблица 3
Средние таксационные показатели сосновых древостоев по зонам загрязнения
Зона загрязнения |
Диаметр, см |
Высота, м |
Возраст, лет |
Балл категории состояния |
Тип леса |
1 – зона экстремального загрязнения |
20,4±0,62 |
15,2±0,32 |
57 |
2,7 |
С рт. |
2 – зона сильного загрязнения |
22,2±0,81 |
17,4±0,52 |
71 |
1,9 |
С рт. |
3 – зона слабого загрязнения |
25,3±0,62 |
18,4±0,63 |
62 |
1,5 |
С рт. |
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.
Библиографическая ссылка
Чжан С.А., Пузанова О.А. ЛЕСОВОДСТВЕННО-ТАКСАЦИОННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДРЕВЕСНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ НА ПРИМЕРЕ ГОРОДА БРАТСКА // Успехи современного естествознания. – 2022. – № 4. – С. 42-47;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=37807 (дата обращения: 17.08.2024).