Введение к работе
Актуальность темы. Проблема техногенного загрязнения окружающей среды чрезвычайно актуальна для Красноярского края в связи с развитием теплоэнергетики на базе 'использования бурых углей КАТЭКа, а на севере края - промышленной деятельностью Норильского горнометаллургического комбината. В газообразных выбросах этих предприятий преобладает диоксид серы - один из самых распространенных и токсичных загрязнителей воздуха, переносимых с воздушными потоками на большие расстояния.
Загрязнение воздуха промышленными выбросами приводит к значительному ухудшению состояния или даже гибели лесов на обширных территориях. Симптомы острого повреждения растительности токсичными газами высоких концентраций достаточно хорошо описаны ( лукья-нец, 1979; Алексеев, 1982, 1989, 1990; Molski, Dmuchowski, 1986; Крючков, 1991). Процесс деградации древесной растительности при таком типе воздействия идет ускоренными темпами и предотвратить его на стадии видимых нарушений практически невозможно.
Значительно сложнее идентифицировать последствия воздействия промышленных выбросов низких концентраций, когда нарушение жизнедеятельности деревьев происходит на уровне физиолого-бнохимических процессов и длительное время не проявляется внешне. Этот вид повреждений является следствием суммирования малых эффектов в течение ряда лет или даже десятилетий и может приводить к снижению экологической и хозяйственной ценности древесных растений и даже их гибели. Поэтому крайне важно установление у древесных растений индикационных показателей для диагностики действия низких концентраций загрязнитилей. Наличие таких данных позволит своевременно проводить санитарные и оздоровительные мероприятия в лесах.
Недостаточная изученность изменений, происходящих в растениях, подвергающихся слабому хроническому загрязнению атмосферы соединениями серы, и отсутствие данных об аккумуляции серы растениями при различных уровнях токсической нагрузки для условий Средней Сибири предопределили постановку данного исследования. В связи с интенсивным промышленным освоением региона подобные данные необходимы для выполнения экспертных работ и составления прогнозов состояния растительности.
Цели и задачи исследования. Целью работы являлось изучение
длительного влияния комплексного атмосферного загрязнения выброса-
ми ТЭЦ, работающей на бурых углях КАТЭКа, и ряда заводов (целлюлозно-бумажного, алюминиевого, "Химволокно") в концентрациях, близких к ПДК для хвойных пород, на сосну обыкновенную и вычленение морфо-физиологических признаков хвои и побегов, характеризующих повреждение такого типа. В районе Норильского промышленного комплекса - установление ареала распространения газообразных выбросов комбината по накоплению в растительности общей серы, достижение указанной цели предполагает решение следующих задач:
изучить изменения морфологических показателей хвои и побегов у деревьев, вызванных загрязнением воздуха;
изучить влияние загрязнения воздуха на содержание основных макроэлементов в хвое сосны;
изучить динамику накопления серы в хвое сосны под влиянием загрязнения воздуха;
определить качественный и количественный состав элементов-загрязнителей, выпадающих на поверхность хвои сосны за зимний период;
определить уровни техногенного загрязнения территории в зоне переноса газообразных выбросов НГМК по накоплению в древесной и кустарниковой растительности общей серы.
Научная новизна работы. Впервые для условий Средней Сибири изучено влияние загрязнения атмосферы на уровне ПДК и загрязнения, превышающего его, на древесные породы-лесообразователи (сосну, ель, лиственницу). Установлены фоновые концентрации содержания серы в хвое и листьях основных древесных и кустарниковых пород. Показано, что при слабом многолетнем загрязнении атмосферы соединениями серы на фоне постоянного избыточного ее накопления в хвое у сосны происходит изменение морфологии хвои и побегов. Раскрыта информативность химического анализа ассимиляционных органов растений для проведения мониторинга при загрязнении среды соединениями серы. Сопряженный анализ уровня накопления общей серы в хвое и листьях деревьев и их жизненного состояния в зоне воздействия загрязнителей, в дозах выше ПДК, позволил установить критические концентрации накопления серы, превышение которых вызывает повреждение и разрушение лесных экосистем. Использованный подход дал возможность виделить три уровня загрязнения и соответстьующие им состояния насаждений.
Практическая ценность. Результаты исследовании могут быть использованы при проведении экологических -.экспертиз и составлении
долгосрочных прогнозов состояния биоценозов с учетом длительности и интенсивности воздействия. Полученные данные могут быть применены для расчета допустимых концентраций поллюлантов в воздухе и предельно допустимых выбросов для предприятий-загрязнителей. Результаты исследований были использована при составлении рекомендации "диагностика состояния насаждений, подверженных действию техногенных выбросов тепловых электростанций".
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на научной конференции "Мониторинг лесных экосистем" (Каунас, 1986); II Всесоюзном совещании по проблемам общей бногеоцена-логии (Москва, 1986); Всесоюзном совещании "Пути решения проблем сокращения выбросов в атмосферу на тепловых электростанциях" (Красноярск, 1987); IV Международной конференции "Биоиндикация нарушенных территорий" (Чешские Будейовицы, ЧССР, 1988)-, I Всесоюзной научной конференции "Растения и промышленная среда" (Днепропетровск, 1990); Международном симпозиуме "Экологическая физиология хвойных" (Абакан, 1991); Всесоюзной конференции "Проблемы использования канско-ачинскнх углей в энергетике" (Красноярск, 1993).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ.
Структура и объем работ, диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов и списка литературы. Общий объем работы {ЬЦ страниц машинописного текста, включая 30 таблиц и 26 рисунков. Список литературы включает 270 наименований, из них 104 на иностранных языках.