Введение к работе
Актуальность проблемы. Загрязняющие вещества, выбрасываемые в атмосферу промышленными предприятиями, в первую очередь оказывают негативное воздействие на наиболее чувствительные экосистемы, какими являются леса, особенно хвойные. По некоторым оценкам, на территории Мурманской области под влиянием аэротехногенного загрязнения оказалось около 400 тыс. га лесной площади, из которой 12-15 тыс.га леса полностью погибли. В значительной степени повреждено и обречено на гибель более 90 тыс. га. Очаги повреждений имеют тенденции к расширению (Методические рекомендации .... 1990). Расположение .в экстремальных природно-климатических условиях произрастания и достаточно ограниченный видовой состав лесных экосистем Севера обусловливают их низкую толерантность и большую восприимчивость к естественным и антропогенным воздействиям (Крючков,1984; Monitor,
1989; Методические рекомендации 1990 и др.). Высказываются
также предположения о пониженной резистентности видов, произрастающих на естественной границе своего ареала (Илькун,1978). Поэтому исследование состояния лесных экосистем Кольского полуострова, испытывающих хроническое воздействие пыле-газовых выбросов предприятий цветной металлургии, представляется актуальной задачей.
Цели и задачи исследований. Цели диссертационной работы заклю
чались в изучении ответных реакций лесных экосистем на разные уров
ни загрязнения окружающей среды и в выработке стратегии природоох
ранных мероприятий в лесах, произрастающих в условиях хронического
воздействия выбросов горно-металлургического комбината (ГМК) "Пе-
ченганикель". Достижение поставленных целей предполагает, решение
следующих задач: *
определить уровни загрязнения природных сред (атмосферного воздуха, осадков, почв) и растительности;
определить состояние сосновых лесонасаждений, произрастающих в этом регионе;
выделить на основе данных о загрязнении природных сред и состоянии растительности зоны разной степени повреждения лесных экосистем;
выбрать наиболее информативные показатели, характеризующие состояние сосновых древостоев;
разработать и обосновать критерии нормирования антропогенных нагрузок на лесные экосистемы Кольского Севера на импактном уровне;
составить прогноз динамики техногенной трансформации лесов района в зависимости от изменений выбросов загрязняющих веществ;
разработать рекомендации по ведению лесного хозяйства в условиях загрязнения лесов пыле-газовыми выбросами ГМК "Печенганикель"
Научная новизна и практическая значимость проведенных исследований состоит в том, что впервые для высокочувствительных лесных экосистем Северо-запада России, расположенных в условиях импактного воздействия промышленных выбросов, предложена методика определения критических нагрузок приоритетных фитотоксикантов и рассчитаны их значения. Получены при помощи методов биоиндикации легкоопределяемые показатели состояния насаждений, которые можно принять за интегральные. Практическое их использование может существенно облегчить диагностику ранних стадий повреждений лесных экосистем. Выработанные на основе результатов исследований прогностические подходы к изучению процессов техногенных трансформаций лесных биогеоценозов представляют большой интерес для специалистов лесного хозяйства. Комплексная оценка загрязнения природных сред и состояния растительности, благодаря которой были получены перечисленные выше результаты, в районе исследований также была проведена впервые.
Предметом зашиты являются следующие положения:
- методы оценки состояния сосновых лесонасаждений:
выбор оптимальных по информативности показателей состояния древостоев:
значения допустимых нагрузок на техногенно трансформированные лесные экосистемы Кольского Севера и методы их определения;
концептуальные подходы к прогнозированию возможных изменений в лесах при воздействии на них промышленных выбросов;
рекомендации по ведению лесного хозяйства в условиях промышленного загрязнения.
Апробация. Работа выполнялась в рамках тем НИР и ОКР Росгидромета, которые велись Институтом прикладной геофизики им. академика Федорова Е.К. (тема У.ЗІ.бі. 1). а затем Институтом глобального климата и экологии (тема IV.4.11). в период с 1989 по 1992 гг. включительно. Результаты исследований были представлены в соответствующих отчетах и направлены в Росгидромет. Материалы работы были доложены на 2 всесоюзных и 1 мевдународной конференциях.
Личный вклад. Автором работы осуществлены сбор экспериментального материала и подготовка его к анализам. Произведены математическая обработка и обобщение результатов анализов проб почв, растительности, осадков, выпадений, и измеренных в ходе полевых исследований параметров состояния древостоев. Рассчитаны и построены карты-схемы полей концентраций загрязняющих веществ в приземном слое воздуха и выпадений загрязнителей на подстилающую поверхность, а также выделены зоны разной степени повреждения растительности. Сделаны соотвествующие выводы и разработаны рекомендации.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Общий объем - 135 страниц, включая 13 рисунков, 11 таблиц и 14 страниц приложений. При написании диссертации было исполь-