Размещено на http://www.allbest.ru/

Статья

на тему: Индикаторы деградации лесных ландшафтов Белорусского Полесья в зоне влияния химического производства (на примере Гомельского химического завода)

Выполнил:

А.П. Гусев

Химическое производство является мощным фактором техногенной трансформации природных ландшафтов. В результате техногенного воздействия образуются модификации первичных (исходных) геосистем, которые являются производными от того или иного природного (или квазиприродного) инварианта. В пределах каждого природного инварианта могут формироваться разнообразные модификации, представляющие собой более или менее устойчивые (часто крайне не устойчивые) состояния и рассматриваемые как своего рода сукцессионные стадии деградации или восстановления первичной геосистемы. Ландшафт освоенных территорий представляет собой мозаику деградирующих или восстанавливающихся геосистем (уровня фаций и урочищ). В случае увеличения техногенной (антропогенной) нагрузки формируются пространственные ряды техногенных модификаций, дигрессионного характера (градиенту воздействия соответствует градиент нарушений).

Эффективное изучение и оценка техногенных изменений возможны на основе метода ландшафтно-экологической индикации, сущность которого заключается в определении уровня техногенного воздействия по изменению отдельных компонентов и элементов ландшафтов. В этом случае индикаторы (в том числе биоиндикаторы) рассматриваются в качестве подсистем более сложных территориальных систем (ландшафтов). Ландшафтный подход позволяет отчленить влияние техногенного фактора (в данном случае загрязнения атмосферы) от влияния совокупности природных факторов, которые обуславливают естественную вариабельность свойств индикаторов. Степень трансформации природной среды или ее компонентов определяется сравнением эталонных (фоновых) экосистем с одноранговыми экосистемами, находящимися под воздействием техногенного фактора - техногенными модификациями [1,2,3].

Объектом наших исследований являлись ландшафты Белорусского Полесья, находящиеся в зоне влияния Гомельского химического завода (ГХЗ). Природный ландшафт данной территории представлен плоско-волнистой надпойменной террасой, сложенной древнеаллювиальными отложениями, с сосновыми, широколиственно-сосновыми орляково-кисличными лесами. В качестве фоновой фации (экосистемы) была принята плакорная фация - сосняк кисличный на дерново-слабоподзолистых песчаных почвах. Литогенная основа представлена пылеватыми и мелкозернистыми песками (отложения 2-й надпойменной террасы). С глубины 2-5 м песчаные отложения подстилаются моренными супесями, реже суглинками с гравием и галькой (днепровская морена).

Полевые исследования включали в себя выполнение геоботанических и ландшафтных исследований (методами пробных площадок и профилирования), по методикам изложенным в [2,3]. Площадки закладывались вдоль линии профиля, исходящего от промзоны ГХЗ в западном направлении. Всего в зоне влияния ГХЗ было заложено 22 площадки, а для изучения характеристик фоновых фаций - 16 площадок.

ГХЗ является одним из крупнейших предприятий химической промышленности Беларуси и производит серную и фосфорную кислоты, минеральные соли (аммофос, суперфосфат, азотно-фосфорно-калийные удобрения), фтористый алюминий, криолит и т.д. Выбросы ГХЗ содержат аммиак, пары серной кислоты, аммофос, соединения фтора, сернистый ангидрид. Природный ландшафт территории вблизи ГХЗ претерпевает трансформации различного уровня и генезиса, обусловленные прямым и косвенным влиянием химического производства. Можно выделить два основных типа воздействия и связанные с ним техногенные модификации исходных геосистем. Первый тип - прямое воздействие на ландшафт при строительстве и функционировании ГХЗ, обуславливающие формирование отвального комплекса и техногенных пустошей. Второй тип воздействия, связан с поступлением токсичных выбросов, в результате действия которых образуются техногенные модификации лесных экосистем. Здесь нарушениям подвергся, в основном, растительный покров, абиотические компоненты затронуты лишь в небольшой степени.

В лесном ландшафте (фации сосновых лесов), находящемся под воздействием выбросов ГХЗ, выделяются две техногенные модификации, которые соответствуют определенным уровням трансформации (ТМ-1, ТМ-2). Выделение модификаций основано на сравнении лесных экосистем, находящихся в зоне влияния ГХЗ с однотипными фоновыми экосистемами соснового леса. ТМ-1 представляет собой сосновые леса в состоянии значительной деградации (расположены на расстоянии 0,8-1,2 км от источников выбросов). Основные показатели, индицирующие процессы деградации природного лесного ландшафта приведены в таблице 1. ТМ-2 представляет собой сосновые леса в состоянии умеренной деградации (расположены на расстоянии 1-2,5 км от источников выбросов).

В зоне ТМ-1 деградация соснового леса выражается в массовой гибели популяции сосны. Создавшиеся условия неблагоприятны для древесной растительности и обуславливают задержку развития естественного возобновления. Здесь наблюдается частичное разрушение древесно-кустарниковых ярусов, которые в настоящий момент имеют фрагментарный характер. Древесный ярус данной модификации значительно пострадал в результате действия выбросов. Он характеризуется низкой сомкнутостью (0,3) и высокими показателями усыхания. Полностью сухие экземпляры составляют 35,3% от всей численности. Остальные имеют повреждения той или иной степени. Здоровые деревья полностью отсутствуют. В угнетенном состоянии находится подрост, у значительной части (54,4%) которого отмечаются различные повреждения (краевые и пятнистые некрозы, хлорозы листьев, усыхание). Среди всех пород в меньшей степени поврежден подрост дуба (37,5%). Виды подлеска также угнетены, численность его составляет 580 шт./га, из которых повреждения имеют 70,6%. В наибольшей степени повреждены экземпляры рябины (90% от общего их числа). Значительная доля приходится на полностью сухие экземпляры. Сухостой составляет 57,5% от всей численности подроста и подлеска. Деградация древесных ярусов привела к значительному снижению фитомассы экосистемы. В зоне ТМ-1 фитомасса (формирующаяся в основном древесными ярусами) снижается в 2,8 раза относительно фоновых сосняков кисличных (табл. 1). Деградация растительности и интенсивное отмирание (дефолиация) листвы и хвои ведет к накоплению мощной лесной подстилки (в 1,5-2 раз более мощной, чем в фоновых сосняках).

В значительной степени трансформирован травяной ярус, где доминирует вейник наземный. Встречаются иван-чай узколистный, скерда кровельная, пижма обыкновенная, полынь обыкновенная, одуванчик лекарственный. Преобладающая в этой зоне ассоциация - сосняк вейниковый. Проективное покрытие травяного яруса изменяется от 5 до 40%.

В зоне ТМ-2, несмотря на повреждения и усыхание части древостоя вероятность деградации соснового леса мала, но его устойчивость значительно ослаблена. Древесный ярус здесь также как и в зоне ТМ-1 разрежен, имеет малую сомкнутость и тенденцию к усыханию (табл. 1). Чувствительная к загрязнению воздуха сосна сменяется в образовавшихся «окнах» менее чувствительными лиственными породами. В травяном ярусе здесь также преобладают злаки (вейник наземный, костер кровельный, мятлик луговой и другие), но отмечаются виды, характерные для фоновой экосистемы (орляк обыкновенный, ландыш майский, земляника лесная). Проективное покрытие травяного яруса составляет 70-100%. Преобладающая производная ассоциация - сосняк вейниково-орляковый.

Таблица 1. Показатели деградации соснового леса в зоне влияния ГХЗ