Введение к работе
Актуальность темы. Одним из мощнейших источников поступления токсикантов в окружающую среду Новгородской области являются отходы предприятия по производству минеральных удобрений (АО «АКРОН»). Учитывая то, что лес является основным природным ресурсом Новгородской области и расположена она между двумя крупными мегаполисами (гг. Санкт-Петербург и Москва), в процессе исследований все большую актуальность приобретают вопросы оценки современного состояния лесов, их устойчивости под влиянием разнообразных антропогенных факторов, в том числе промышленного атмосферного загрязнения.
В последние годы исследователями получены оригинальные материалы по изучению антропогенного воздействия на видовой состав и структуру лесов зеленой зоны Великого Новгорода (Леса ..., 1998; Никонов, 2003; Андреева, 2007; Борисова, 2009). Анализ литературных источников позволил нам оценить состояние изученности лесных экосистем в указанном районе, выявить те вопросы, которые остаются вне поля зрения исследователей или на которые даны поверхностные ответы. Все это имело решающее значение при выборе темы диссертационной работы, при подборе объектов и методов исследований лесных сообществ в районе расположения предприятия по производству минеральных удобрений в Новгородской области.
Цель исследований - изучить и оценить воздействие атмосферных выбросов предприятия по производству минеральных удобрений (АО «АКРОН») на хвойные (Pinus sylvestris L.) и лиственные (Populus tremula L.) древостой в южно-таежных лесах Новгородской области. Для достижения цели требовалось решить следующие задачи:
изучить особенности строения и жизненное состояние исследуемых лесных фитоценозов, расположенных на разном расстоянии от основного источника загрязнения окружающей среды в Новгородской области;
оценить воздействие промышленного атмосферного загрязнения на ассимиляционные органы древесных растений (Pinus sylvestris и Populus tremula);
исследовать влияние техногенного загрязнения на радиальный прирост хвойных и лиственных деревьев и древостоев, как интегральный показатель их состояния и потенциальных возможностей;
оценить изменения жизненного состояния древостоев в пространстве и времени;
выявить изменения в жизненном состоянии отдельных деревьев и древостоев на фоне снижения интенсивности загрязнения окружающей среды выбросами АО «АКРОН».
Научная новизна и теоретическая значимость работы. Изучены особенности строения и состояние лесных сообществах с преобладанием сосны обыкновенной (Pinus sylvestris) и осины (Populus tremula), расположенных в районе действия выбросов АО «АКРОН». Впервые оценены степень повреждения хвои сосны и листьев осины, а также интенсивность радиального прироста деревьев и древостоев в зависимости от их удаления от источника эмиссии. Впервые выполнены современные анализ и оценка изменения жизненного состояния хвойных и лиственных древостоев в пространстве и времени. Впервые выявлены изменения жизненного состояния отдельных деревьев и древостоев сосны обыкновенной и осины на фоне существенного снижения загрязнения окружающей среды выбросами АО «АКРОН».
Практическая значимость и реализация результатов исследований. Заложенная серия постоянных пробных ішощадей и полученные многочисленные количественные и качественные характеристики жизненного состояния отдельных деревьев и древостоев представляют собой фундаментальную основу для долговременного экологического мониторинга лесных экосистем Новгородской области. Материалы диссертации включены в лекционные и учебно-практические курсы «Промышленная ботаника», «Биология роста и размножения растений», читаемые на кафедре ботаники и
дендрологии СПбГЛТА для магистров и аспирантов, а также используются при проведении полевых практик, выполнении квалификационных работ.
Декларация личного участия автора. Автором разработана программа, определена цель и поставлены задачи, подобраны основные методы исследований. Автором или при непосредственном его участии заложены постоянные пробные площади в районе действия АО «АКРОН», в 2001-2005 гг. собран оригинальный фактический материал, выполнен его статистический анализ, обсуждение и обобщение. В работу включены материалы исследований, в которых автор принимала непосредственное участие и являлась автором и соавтором работ, опубликованных по их результатам.
Достоверность результатов и обоснованность выводов обеспечивается применением современных методов, значительным объемом фактического материала, использованием статистических методов обработки и анализа полученных результатов. Автором выполнены детальные описания лесной растительности на 12 постоянных пробных площадях, более чем у 3000 деревьев оценено их жизненное состояние, отобрано свыше 400 кернов древесины для определения возраста деревьев и изучения динамики их прироста по диаметру (построения хронологических рядов), отобрано более 600 образцов хвои сосны и листьев осины для морфометрических исследований и оценки их поврежденности.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
- исследованные лесные сообщества имеют простую структуру, нормальное
распределение деревьев по высоте и диаметру, практически чистые по составу,
одновозрастные;
- атмосферное загрязнение вызывает повреждение ассимиляционных
органов растений, уменьшение их размеров, снижение продолжительности
жизни хвои сосны;
- под влиянием аэротехногенного загрязнения снижается интенсивность
радиального прироста древесины у хвойных и лиственных деревьев;
- на фоне существенного уменьшения объемов загрязнения окружающей среды интенсивность процессов повреждения ассимиляционного аппарата и крон деревьев снижается.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на международных научных конференциях: «VII молодежная конференция ботаников» (СПб, БИН РАН 2000 г.); «V-я научная конференции КФ ПетрГУ» (Апатиты, 2002 г.); Ежегодные научно-практические конференции молодых ученых (СПбГЛТА, 2003-2009 гг.); «Антропогенная трансформация таежных экосистем Европы: экологические, ресурсные и хозяйственные аспекты» (Петрозаводск, 2004 г.); «Биоразнообразие, охрана и рациональное использование растительных ресурсов Севера» (Архангельск, 2007 г.); «Фундаментальные и прикладные проблемы ботаники в начале XXI века» (Петрозаводск, 2008 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и списка литературы, включающего 227 наименований, 28 из них на иностранных языках. Работа изложена на 154 страницах, иллюстрирована 24 таблицами и 28 рисунками.
Благодарности. Выражаю глубокую благодарность научному руководителю - к.б.н., доценту Ф. А. Чепику за всестороннюю поддержку и помощь в работе. Я признательна сотрудникам кафедры ботаники и дендрологии СПбГЛТА К.6.Н., доцентам А. Ф. Потокину, В. Ю. Нешатаеву, А. А. Егорову за ценные советы в ходе обсуждения рукописи диссертации. Самые теплые слова благодарности моей семье за терпение, понимание и поддержку. Благодарю всех, кто способствовал появлению настоящей работы.
