ЛЕКЦИЯ 4
План лекции:
1 Фильтрующая способность лесопарков.
2 Особенности поглощения отдельных химических элементов древесными породами.
3 Физиономические признаки устойчивости и повреждения лесных насаждений поллютантами.
4 Шкалы газоустойчивости древесных пород.
1 В основе воздействия техногенных загрязнителей на лесные сообщества лежат их поглотительные, фильтрующие способности. Связаны они с физическими процессами осаждения и адсорбции, которые наблюдаются вследствие резкого снижения скорости воздушного потока внутри насаждений и наличия многослойной собирающей поверхности (влажной, липкой, ворсистой и т. п.). Кроме этого наблюдается процесс импакции – влипания движущихся с потоком воздуха частиц в неподвижные поверхности (процесс, происходящий в основном на опушке леса). Воздух в лесу очищается и в результате поступления атмосферных осадков и наблюдающихся химических реакций в водных растворах (рисунок).
На рисунке показано, что основным фильтром является опушечная часть насаждений, мощность которой не достигает 100 м. Другим важным фактором поглощения лесом вредных примесей является их концентрация в поступающем воздухе, зависящая от близости леса к источникам загрязнения и направления господствующих ветров.
Фильтрующая способность насаждения зависит также от его строения (простое, сложное), биологии составляющих его пород и их морфологических особенностей. Например, хвойные породы обладают большей относительной интенсивностью фильтрации частиц пыли по сравнению с осиной и березой.
Газо-пылеулавливающую (поглотительную) роль леса в настоящее время нельзя заменить никакими техническими средствами.
2По С. В. Белову (1983) пылезадерживающая способность различных древесных пород в г/м2 за вегетационный период, составляет для:
тополя – 0,55г/м2 (приняв ее за 1,0),
клена остролистного – 1,04 (1,9),
липы –1,32 (2,4),
сирени – 1,87 (3,4)
вяза – 3,4 г/м2 (6,1).
За теплый период года в лесных насаждениях количество осажденной пыли по сравнению с безлесными пространствами даже в районах с относительно низкой запыленностью атмосферного воздуха больше в 1,2-1,8 раза (Н. В. Глазовский, 1982, Приокский заповедник, с лесистостью 88 %).
Потенциальное распределение и пути переноса загрязняющих веществ в экосистеме можно проследить на примере свинца.
Так, его поступление из выхлопных газов автотранспорта в атмосферу, на почву и растительность гипотетической придорожной системы, разделенной автомагистралью с интенсивностью движения 25 тыс. машин в сутки, может в 200 раз увеличить нагрузку свинца на поверхности придорожных деревьев по сравнению с фоновой.
Осевшая на различные части растения и почву пыль с высокотоксичными элементами может при определенных условиях попасть в легкие человека или поступить в его организм вместе с лесными ягодами, грибами и т. п.
Основными техногенными загрязнителями являются выделения промышленных предприятий, состав которых представлен в таблице.
Некоторые тяжелые металлы, например, молибден, являются одновременно и микроудобрением, и токсичным веществом. Круг химических элементов, вредных для здоровья человека, освещен в ряде медицинских литературных источников. Всемирная организация здравоохранения считает, что прежде всего должны быть исследованы такие загрязняющие окружающую среду элементы и оказывающие вредное воздействие на здоровье человека, как ванадий, никель, титан, кобальт, молибден, марганец, медь, железо, кальций, свинец, олово. Металлами-аллергенами являются хром, кобальт, никель, марганец, широко известна также их токсичность. Следует добавить к этому списку стронций и барий.
Основные техногенные загрязнения воздуха
| Наименование загрязнителя | Источники выбросов | Особенности |
| Двуокись серы (S02) | Электростанции, котельные топки, работающие на каменном угле и мазуте, химические, металлургические, сульфитно- целлюлозные и др. предприятия | Основной атмосферный загрязнитель действует на значительном (30 км и более) расстоянии от источника выбросов |
| Фтористый водород (HF): четырехфторис-тый кремний (SiF4) | Предприятия по производству фторохимикатов, фосфорных удобрений, керамики, кирпича, аммония и другие, использующие в производственном процессе уголь | Очень токсичен даже при малой концентрации, образует аэрозоли, действует в зоне радиусом до 5 км |
| Серный ангидрид (S03) | Предприятия по производству серной кислоты | Действует на близком расстоянии в совокупности с S02 |
| Свинцовые соединения (РЬ), углеводороды (Cm Hi), окись углерода (СО), окиси азота (N0, N92.N2O3, N2O4) | Химические предприятия, транспорт (автомобильный и другие) | В промышленных районах, в городах, на улицах и автотрассах с оживленным движением |
| Сероводород (НS) | Предприятия по производству светильных газов, вискозы, искусственного шелка, аммиака, азотных удобрений, мочевины и др.; сульфитно-целлюлозная промышленность и другие | Клеточный и ферментативный яд |
| Аммиак (NH3) | Предприятия по производству аммиака, азотных удобрений, азотной кислоты и др. | Действует на близком расстоянии |
| Летучая зола | Электростанции и другие крупные потребители бурого угля | В составе ее: СаО, соединения Al, Fe, F и мышьяка, ухудшение химического состава почвы |
| Цементная пыль | Предприятия по производству цемента | Содержит К, С, повреждает хвойные породы |
| Пыль металлургических предприятий | Заводы по выплавке свинца, цинка, меди, стали и др. металлов | Содержит Pb, Zn, Си, Fe, As, Cd, F: действует на близком расстоянии |
Радиусы загрязнения различны: так, от такого относительно слабого источника загрязнения, как автомагистраль, никель способен распространяться на расстояние до 50 км, медь – 32 км, кобальт – 19 км. Известно усиливающее воздействие одних металлов на токсичность других: цинк усиливает вредное воздействие на людей молибдена.
Наряду с высокотоксичными элементами загрязняющими среду веществами являются радиационно-вредные для человека изотопы тяжелых металлов: кадмий, мышьяк, сурьма, висмут, бериллий, индий, ртуть, торий, уран, цезий, стронций.
Лесообразующие породы по интенсивности биологического круговорота элементов, вредных для здоровья человека, могут быть выстроены в следующий ряд в порядке ослабления рассматриваемой способности: лиственница, береза, ель, сосна, липа, осина.
По данным исследований Е. А. Сидорович и др. (1982), в условиях юга Беларуси древесные породы по уровню поглощения соединений серы из воздуха (в г на 1 кг сухих листьев за месяц) распределены следующим образом:
бирючина обыкновенная – 6,99, Тополь канадский – 6,68, каштан конский – 5,68, Т. китайский – 5,12, чубушник – 4,8, орех маньчжурский – 4,16, боярышник колючий и вяз перистоветвистый – по 3,52 г серы.
Способность растительных организмов связывать токсичные элементы на относительно длительный период времени исключает возможность попадания их с пылью, отфильтрованной лесом, в легкие рекреанта.
Приведенные данные свидетельствуют о том, что под пологом леса рекреант имеет физически, химически и биологически очищенную природную газовую смесь. По крайней мере данное положение справедливо для среды высокопроизводительных насаждений в период вегетации, когда растения метаболически активны.
Зеленые растения гораздо сильнее поражаются загрязненным воздухом и сильнее реагируют на атмосферные загрязнения, поэтому их используют в качестве индикаторов состояния атмосферного воздуха.
Устойчивость к промышленным выбросам древесно-кустарниковых пород неодинакова. По ее уровню образованы несколько групп. Однако единого мнения по данному вопросу среди исследователей нет. Да иначе и быть не может, так как этот показатель обусловливается многими факторами.
Выявлено, что лесообразующие породы обладают избирательной способностью аккумулировать те или иные микроэлементы.
Например:
Стронций. Наиболее интенсивно аккумулирует стронций липа мелколистная. КБП=45. Марганец. К первой группе пород, сильно поглощающих марганец, отнесены лиственница, ель, сосна и береза, КБП=35-50. Барий. Абсолютное положение в аккумуляции бария занимает лиственница, КБП=20-25. Далее идет береза, КБП=15-20; за ней ель, КБП=10-15. Хром. Абсолютное положение среди основных лесообразующих пород в аккумуляции хрома занимает береза повислая, КБП=5-7 Слабо аккумулируют хром сосна, липа, ель, лиственница, КБП до5. Никель. Лиственница аккумулирует никель значительно интенсивнее любой другой породы КБП=15-17. Ко второй группе относят березу и осину, КБП=10-15 к третьей — сосну, КБПдо 10. Кобальт. Абсолютное положение в поглощении кобальта занимает береза повислая, КБП=20-25, Второе место занимает осина, КБП=15. Ванадий. Аккумулировать ванадий способны только хвойные породы, КБП=3-5.
Медь. К первой группе пород, имеющих биологический круговорот меди значительной интенсивности, отнесены лиственница, береза, липа (КБП=15-17). Ко второй группе отнесена осина, КБП=7-10. Цинк. Абсолютное положение в поглощении цинка занимает лиственница, КБП=14-15. Ко второй группе пород отнесены береза и осина, КБП=5-7, к третьей - ель и сосна, КБПдо5. Олово. Аккумулировать олово способны только лиственные породы. КБП=2-3.
Свинец. К группе пород, сильно аккумулирующих свинец, относят ель, сосну, лиственницу, КБП=15-17. Молибден. Абсолютное положение в поглощении молибдена занимает лиственница. КБП=5-7.
3 Признаки визуальной оценки повреждений древесных пород лесных насаждений техногенными выбросами и степени загрязнения атмосферного воздуха токсическими веществами
Повреждения растительности атмосферными загрязнителями подразделяются на хронические и острые.
Острые повреждения или «видимые повреждения» растений проявляются в результате довольно высокой концентрации вредных веществ.
Хронические повреждения характеризуются постепенным снижением продуктивности растительности и проявляются в нарушении физиологических функций растений или питательной ценности растительного материала (Ю. 3. Кулагин, 1988).
Наиболее характерными внешними признаками повреждения древесных пород атмосферными загрязнителями являются:
изреженность крон,
продолжительность жизни хвои,
уменьшение размеров ассимиляционных и генеративных органов,
количество листьев (хвои) на единице длины побега и годичном побеге в целом,
суховершинность, многовершинность,
хлороз и некроз ассимиляционных органов,
образование на поверхности хвои (листвы) воскового налета,
уменьшение прироста по высоте и др.
Выявленные внешние признаки повреждения лесных насаждений промышленными выбросами используются в лесохозяйственном производстве при обнаружения и минимизации последствиий этого явления.
При определении степени загазованности атмосферного воздуха промышленными выбросами и степени повреждения ими лесных насаждений используются растения-индикаторы загрязнения среды промышленными выбросами.
Их преимущество заключается в том, что они реагируют не только на отдельные компоненты, но и на весь комплекс воздействующих веществ, который чаще всего очень сложно и неполно определяется с помощью приборов.
| Древесная порода | Визуальные признаки повреждений |
| С. обыкн. Двуокись серы | Сухо- и многовершинность. Отмирание ветвей. Изреживание кроны. Хвоя живет только 1-2 года вместо 4 лет. Хвоя теряет темно-зеленую окраску и приобретает матовый серо-зеленый оттенок. Бронзовая или белая окраска кончиков хвои. Повреждение хвои в кроне дерева равномерное, но больше в верхней части кроны. Более плотное расположение хвои на однолетних побегах. Уменьшение линейных размеров хвои. Преждевременное опадение хвои. Снижение прироста по высоте и объему. Частичная или полная потеря плодоношения. Побурение кончиков хвои |
| Соб.,Е. об. | Тёмно-красная окраска кончиков хвои |
| Лиственные N02 (N03) | Чёрные пятна равномерно расположены по листовой пластинке |
| С. об., Е. об. Лиственные хлор | Появление на хвое (листве) белых пятен неправильной формы, которые затем темнеют и на их месте образуются дырки (отверстия) |
| Хвойные и лиственные фтор | Темно-коричневые пятна на листьях (хвое) |
| Сирень и др. S02 | Побурение и завядание листьев |
| Лиственные породы фенол | Темно-коричневая, переходящая в черную пятнистость, неравномерно разбросанная по всей поверхности листа |
| Е. обыкн. SO2 | Хвоя рыжеет на всю длину. Повреждение хвои в кроне дерева неравномерное — некоторые ветви погибают совсем, а некоторые остаются здоровыми. Побурение и усыхание хвои. Образование на поверхности хвои воскового налета |
| Лиственные породы so2 | Образование бледных пятен, переходящих в бронзовые, а иногда побледнение листовой пластинки сплошной каймой. Размер пятен зависит от концентрации газов |
Растения-индикаторы в то же время позволяют в какой-то мере исключить (или учесть) факторы внешней среды. Наиболее чувствительные виды растений позволяют выявить даже незначительные концентрации атмосферных загрязнителей, которые у людей и животных не вызывают ощутимых признаков поражения.
Повсеместно весьма чувствительными растениями-индикаторами загрязнения воздуха соединениями серы используются различные виды лишайников, мхов и других видов растительности (Н. А. Воронков, 1982; А. В. Дончева, 1978). С помощью лишайников можно выявить загрязненность воздуха соединениями серы на уровне 0,005-0,009 мг/м3 (Н. А. Воронков, 1982).
С использованием растений-индикаторов в Германии разработаны и применяются следующие биоиндикационные методы контроля за качеством воздушной среды на специально созданной сети станций наблюдений (Н. А. Воронков, 1982):
1 – Лишайниковый – для оценки загрязненности воздуха кислыми газами (вычисляется степень отмирания лишайников после 300 дней экспозиции);
2 – Стандартных травяных культур – для определения загрязненности воздуха и почвы соединениями серы, фтора и тяжелыми металлами (определяется содержание загрязняющих веществ в растениях после 14 дней экспозиции);
3 – Анализ хвои сосны и ели после экспозиции в течение 1,5 лет (в основном для определения загрязненности воздуха соединениями серы);
4 – Анализ коры сосны.
Аналогичные методы контроля за состоянием окружающей среды применяются в Польше.
Практически вся территория Республики Беларусь подвержена прямому или косвенному воздействию антропогенных факторов. Основными источниками загрязнения воздушного бассейна на территории Беларуси являются автотранспортные средства, объекты энергетики и промышленные предприятия.
В лесных массивах, подверженных промышленному загрязнению, снижаются бонитет и полнота насаждений, изменяется видовой состав. Таким образом, устойчивость лесных фитоценозов к промышленным загрязнителям - вопрос, весьма актуальный для Беларуси.
Девственные и естественные леса по сравнению с антропогенными лесами к большинству факторов вредного воздействия обладают значительно большей устойчивостью.
Исследованиями Е. А. Нестеровича с соавторами проведенными в рекреационных и заповедных лесах Беларуси отмечено, что в рекреационных лесах: возрастает доля питательных элементов используемых на построение надземной части насаждений; возрастает интенсивность возврата органического вещества в виде отпада и опада.
Все это свидетельствует о снижении результативности продукционных процессов в черноольховых и сосновых фитоценозах обусловленных продолжительным воздействием антропогенных нагрузок и приводящих в конечном итоге к разрушению сообществ. В близком к равновесному состоянию находятся еловый и березовый фитоценозы. Что же касается дубравы, то здесь мы сталкиваемся с довольно устойчивым функционированием, поддерживаемым высокой результативностью биологического круговорота веществ, сообщающей этому типу насаждений определенный запас прочности.
Совокупностью показателей интенсивности продукционных процессов можно характеризовать степень устойчивости фитоценозов к неблагоприятным факторам рекреационных нагрузок:
дубравы>березняки> ельники >ольсы> сосняки.
Наряду с количественными изменениями в миграционных циклах, обусловленными негативным характером внешних воздействий, существуют отклонения в химическом составе растений и фитомассы насаждений рекреационной зоны.
В соответствии с вышеприведенным рядом устойчивости фитоценозов наибольшей величиной этих отклонений характеризовались сосновые и черноольховые леса, наименьшей – дубравы.
Одним из условий устойчивости лесов является их целостность. Сохранить ценное насаждение при вырубке вокруг него на больших площадях древостоев менее ценных пород невозможно. К числу основных контролируемых экологических показателей состояния и устойчивости лесов следует отнести следующие:
степень естественности лесов (% девственных и естественных лесов от лесопокрытой площади);
целостность лесов (% от покрытой лесом площади);
средний возраст насаждений, лет;
средняя сомкнутостьлесного полога (в десятых долях единицы);
площадь хвойных насаждений (% от лесопокрытой площади)
Соотношение показателей биологического круговорота рекреационных и заповедных зон представляет коэффициент устойчивости лесных фитоценозов.
При более рациональном использовании естественного возобновления можно решить ряд задач, касающихся минимизации вредного техногенного воздействия, влияния энтомовредителей, фитопатологических заболеваний.
Исследователями влияния техногенного загрязнения (Степанчик с соавторами) отмечается, что рост насаждений зависит от величины выброса SO2 (и др. загр. веществ источником загрязнений) и удаленности от него объекта загрязнений.
Зоны комплексного техногенного загрязнения в зависимости от величины объемов выбросов и расстояния от источника загрязнения.
Выделенным зонам комплексного техногенного загрязнения дана следующая характеристика:
– очень сильного комплексного техногенного загрязнения. Уровень нагрузок, хотя бы по одному из поллютантов (SO2, NO2,пыль), оценивается как очень высокий. Содержание серы в хвое превышает 0,13%. Содержание сульфат- ионов в снеге превышает 4,0 мг/л;
– сильного комплексного техногенного загрязнения. Уровень нагрузки пылью оценивается как высокий, сернистым ангидридом и окислами азота как средний. Содержание серы в хвое находится в пределах 0,11—0,13%. Содержание сульфат-ионов в снеговой воде составляет 3,0—4,0 мг/л;
– среднего комплексного техногенного загрязнения. Уровни нагрузок приоритетных загрязняющих веществ оцениваются как высокие для выпадений твердых частиц, как средние для окислов азота и как низкие для сернистого ангидрида. Содержание серы в хвое составляет 0,09—0,11%. Содержание сульфат-ионов в снеговой воде находится в пределах 2—3 мг/л;
– слабого комплексного техногенного загрязнения. Уровни нагрузок пылью и окислами азота оцениваются как средние, сернистым ангидридом как низкие. Содержание серы в хвое сосны составляет 0,07—0,09%. Содержание сульфат-ионов в снеговой воде составляет 1—2 мг/л;
– условно-чистая зона. Уровни нагрузок приоритетных загрязняющих веществ оцениваются как низкие. Выпадения пыли могут оцениваться как средние. Содержание серы в хвое составляет менее 0,07%, а сульфат ионов в снеговой воде менее 1 мг/л.
Наиболее доступный показатель состояния деревьев – степень их дефолиации.
Большое возрастание уровня аккумуляции серы во всех без исключения фитоценозах городской зоны влечет за собой усиление накопления N, К, Fe, но и одновременное снижение Са, Mg и особенно Р.
Одним из важнейших показателей состояния сосновых насаждений в условиях техногенного пресса является состояние ассимиляционного аппарата. Установлена достаточно тесная связь этих показателей с уровнем техногенного пресса.
Установлено, что наиболее устойчивыми являются насаждения естественного происхождения по сравнению в фитоценозами искусственного происхождения, произрастающих в зоне до 10 км от источника загрязнения.
При целевом ведении лесного хозяйства проводится функциональное зонирование территории лесфонда с выделением следующих зон.
На территории Беларуси выделены, в направлении с запада на восток, 3 зоны по техногенному воздействию:
западная – приграничная зона, ширина 100-150 км, повышенный уровень нагрузки техногенных атмосферных загрязнителей и заметно низкое состояние леса в значительной мере обусловлено трансграничным переносом атмосферных загрязнителей с территории стран Западной и Центральной Европы;
центральная зона, ширина 150–200 км, уровень нагрузки техногенных атмосферных загрязнителей по сравнению с другими зонами наименьший, за исключением Минского и других промышленных районов, а состояние леса лучше. Здесь размещены Березинский биосферный и Припятский гидрологический заповедники, Жорновская лесная опытная дача и другие ценные лесные массивы (заказники, белорусские дубравы, ельники и др.);
восточная зона, ширина 150–200 км, повышенный уровень нагрузки техногенных атмосферных загрязнителей и заметно худшее состояние леса обусловлены атмосферными загрязнителями крупных промышленных районов (Новополоцко-Витебского, Могилево-Оршанского, Гомельского, Мозырского и др.).
В промышленном аспекте Беларусь включает несколько промышленных регионов: Брестский, Бобруйский, Витебский, Гомельский, Могилевский, Мозырский, Новополоцкий, Пинский, Оршанский и др.
Система мероприятий по минимизации влияния техногенного атмосферного загрязнения в лесах включает организационные, лесохозяйственные и агротехнические мероприятия.
Организационные мероприятия заключаются в оптимизациитерриториального размещения лесных и безлесных участков в конкретном районе, т. е. формирования эколого-хозяйственно-целесообразной лесистости конкретного региона, устойчивость лесных насаждений которых заметно повышается, а уровень техногенного загрязнения атмосферы снижается.
Оптимизируются также территориальное размещение объектов производственного назначения (технологических волоков, направление рядов создаваемых культур и пр.) в 1-й и 2-й полосах осуществляется таким образом, чтобы обеспечить барьеры для проникновения загрязнителей в лесные насаждения, с одной стороны, и максимальную проветриваемость лесных массивов, с другой.
В связи с этим, по опушкам лесных массивов (участков леса) со стороны от источника загрязнения устраиваются плотные опушки шириной 20-30 м из газоустойчивых древесных пород. Кроме того, система полос-барьеров из газоустойчивых древесных пород создается в массивах хвойных лесных насаждений по типу системы полезащитных лесных полос на сельскохозяйственных угодьях, ими окаймляются хвойные лесные насаждения; внутри больших лесных участков закладывают лесные полосы-барьеры шириной 10-20 м.
С целью обеспечения лучшей продуваемости лесных массивов технологические волоки, ряды лесных культур закладывают от источника загрязнения по направлению преобладающих ветров в данном районе. В 3-й полосе (радиусом более 20,0 км) эти мероприятия выполняют обычными методами.
Лесохозяйственные мероприятия в 1-й и 2-й полосах, радиусом до 10 и 10-20 км вокруг источников загрязнения, следующие.
Рубки главного пользования по хвойному хозяйству проводят сплошные узколесосечные или группово-выборочные, а возраст их устанавливают с учетом состояния лесных насаждений и, как правило, ниже, чем в насаждениях, не подверженных техногенному воздействию. Возраст рубки главного пользования в лесах зоны влияния промышленных выбросов по сравнению с принятыми возрастами рубок главного пользования для лесов конкретной зоны устанавливается на 10-20 лет ниже.
Во всех возможных случаях предпочтительнее проведение несплошных рубок. Любая необдуманно проведенная сплошная рубка поражённого сектора и даже очистка опушек от погибших и гибнущих деревьев ускоряет процесс проникновения повреждений во внутреннюю часть насаждений.
Рубки ухода за лесом осуществляют с соблюдением следующих правил. Интенсивность рубок ухода за лесом более умеренная по сравнению с действующим наставлением. Полнота (сомкнутость полога) древостоя не должна быть ниже 0,7. Насаждения изреживают неравномерно, по отдельным куртинам или полосам. Оставляемые кулисы и куртины не изреживают, оставляют плотными, чтобы загрязненный атмосферный воздух в них меньше проникал, а технологические коридоры способствовали лучшей проветриваемости лесных насаждений.
Проекты рубок ухода за лесом в поврежденных промышленными выбросами насаждениях ежегодно пересматривают. Примесь лиственных пород и поврежденные деревья хвойных пород в кулисах и, особенно по опушкам лесных насаждений не вырубают для повышения их плотности. Повторяемость рубок ухода через 3-5 лет. Метод отбора деревьев при равномерном изреживании – селективный.
Лесокультурные мероприятия проводят в зоне радиусом до 20 км от источника загрязнения. Лесные культуры создают смешанные по породному составу, с долей участия древесных пород: 70-80 % хвойных пород, 20-30 % газоустойчивых пород (в типах условий местопроизрастания А1- 2, А3, В} 2, В3 – белая акация, береза повислая, ива белая, рябина обыкновенная, бузина красная, жимолость, дерен белый, пузыреплодник калинолистный; в С2-3, C4 B2-3, В3 в дополнение к указанным: тополь канадский и пирамидальный, груша обыкновенная, яблоня, ясень, берест, клен остролистный, липа мелколистная, дуб черешчатый, калина, малина, крушина, лещина, акация желтая).
Посадка лесных культур осуществляется стандартным посадочным материалом, рядами, при широких междурядьях, густотой 4-6 тыс. шт. на 1 га (размещение посадочных мест 3x0,7; 3x1,0; 3x0,6 м). Направление рядов лесных культур веерообразно от источника загрязнений или в направлении преобладающих ветров.
Смешение древесных пород в культурах полосами (или отдельными рядами), отношение ширины полосы из хвойных пород (40–50 м) к кулисе из газоустойчивых древесных пород (3 ряда шириной 10 м) 4:1 или 3:1. Направление газозащитных полос на участках хвойных пород должно быть перпендикулярно направлению преобладающих ветров, опушечные ряды в них необходимо уплотнять посадкой газоустойчивых кустарников (акации желтой, бузины красной, жимолости, дерна белого, ивы и др.). Ассортимент древесных и кустарниковых пород для восстановления лесных насаждений приведен выше.
Посадку лесных культур производят крупномерными саженцами с более широкими междурядьями, вводя в них растения-азотонакопители, более высокая первоначальная густота лесных культур обеспечивается за счет густоты посадки в рядах. Создают специальные ландшафтные культуры. В зоне очень сильного техногенного загрязнения удельный вес хвойных пород в составе создаваемых насаждений следует снизить до 50% и менее.
Агротехнические мероприятия. Система агротехнических и других мероприятий направлена на создание оптимальных условий роста лесных насаждений и тем самым на предотвращение или снижение негативных последствий влияния промышленных выбросов на лес. Наиболее эффективны и доступны для широкой практики следующие мероприятия:
внесение минеральных удобрений и их смеси с физиологически активными веществами. Дозы внесения NPK определяются в зависимости от типа условий местопроизрастания и состояния лесных насаждений и изменяются от 40-60 до 100 - 120 кг/га действующего вещества каждого из компонентов (от N60P60K60 до N100-120P100-120K100-120). Полное минеральное удобрение при дозах N60P60K50 в смеси с фосфо-бактерином (в дозе 15 г/га). Сроки внесения NPK – весна или сентябрь-ноябрь месяцы. Повторяемость внесения минеральных удобрений, в зависимости от дозы, через 3-4 и 6-7 лет;
минеральные удобрения вносят только на участках лесных насаждений слабого и реже среднего повреждения атмосферными токсикантами, а в зоне сильного повреждения их вносить не следует;
известкование почвы с одновременным внесением минеральных удобрений (при дозах извести – 5-10 т/га и NPK до 60-90 кг/гад, в.). Применяемые формы минеральных удобрений не должны содержать в своем составе серу;
снижение до минимума использования лесных массивов в рекреационных целях;
запрещение или строгое регулирование в лесу пастьбы скота и других пользований.
Селекционные мероприятия. При проведении лесохозяйственных и лесокультурных мероприятий лесные насаждения формируются из более газоустойчивых форм и разновидностей сосны.
Формы (разновидности) с более густой охвоенностью, правильно сформированной кроной и с большим восковым налетом на хвое используются как селекционный фонд для повышения газоустойчивости создаваемых лесных насаждений, а также для вегетативного размножения газоустойчивых деревьев сосны.
4 B. Г. Антипов (1979) на основе метода «экспертных» оценок» для условий Беларуси выявил шкалу газоустойчивости древесно-кустарниковых пород, подразделив их на 5 групп с указанием относительных количественных показателей (баллов) устойчивости (таблица).
C. В. Белов (1983), подразделив древесно-кустарниковые породы по газоустойчивости на три группы (I – устойчивые, II – относительно устойчивые и III – неустойчивые), составил следующую шкалу (таблица).
Газоустойчивость древесных и кустарниковых пород (С. В. Белов, 1983)
| Группа газоустойчивости | Виды древесно-кустарниковых пород |
| I – устойчивые | Л. сибирская и европейская, Т.бальзамический и белый, Лп. мелколистная, Кл. остролистный, Д. черешчатый и красный; ильмовые, барбарис, снежная ягода, калина, жимолость, сирень |
| II – относительно устойчивые | Е. колючая (серебристая), кедр сибирский, туи |
| III – неустойчивые | Сосна обыкновенная, ель обыкновенная |
Используя шкалу устойчивости древесно-кустарниковых пород к атмосферным загрязнениям, содержащим соединения серы, специалисты лесного хозяйства, других отраслей народного хозяйства могут создавать новые или реконструировать имеющиеся лесные насаждения в зоне влияния атмосферных загрязнителей промышленных предприятий.
Рожковым Л. Н., 2000 предложена для использования модифицированная шкала газоустойчивости лесообразующих пород Беларуси (таблица).
Газоустойчивость древесных пород (по Рожкову Л. Н., 2000)
| Подверженность отравлению | Породы | Класс газоустойчивости | |
| Хвойные | Лиственные | ||
| Очень сильная | Пихта, ель, сосна обыкновенная | – | |
| Сильная | Сосна веймутова, кедр сибирский | Каштан конский, бук, рябина, тополь белый, черёмуха, берёза, акация белая | |
| Средняя | Ель колючая, можжевельник обыкновенный | Ясень обыкновенный, клён татарский и остролистный, липа, тополь бальзамический | |
| Слабая | Лиственницы, можжевельник казацкий | Дуб черешчатый, тополь канадский, ясень зелёный, вяз, ива серая и козья, яблоня, груша, акация жёлтая | |
| Очень слабая | - | Дуб красный, ольха чёрная и серая, спирея, лох узколистный |
Ассортимент деревьев и кустарников в зависимости от видов поллютантов(по Рожкову Л. Н., 2000)
| Виды поллютантов в воздухе | Рекомендуемый ассортимент деревьев и кустарников |
| Фтор, сернистый газ, окись углерода | Тополь бальзамический, клён ясенелистный, лох узколистный, кизильник блестящий, крушина ломкая, ирга колосо-цветная. |
| Фенол, аммиак | Берёза повислая и пушистая, клён ясенелистный, тополь бальзамический, боярышник сибирский, жимолость татарская, облепиха. |
| Сернистый газ, серный ангидрид, окись углерода | Тополь бальзамический, яблоня культурная, осина, клён ясенелистный, берёза повислая, боярышник сибирский, облепиха, смородина чёрная. |
| Окись углерода, окислы железа, пыль, содержащая кремний | Тополь бальзамический, лиственница Сукачёва, боярышник сибирский, клён ясенелистный, берёза повислая, вяз обыкновенный, крушина ломкая, лох узколистный. |
Преимущество при создании и формировании лесных насаждений в зонах влияния техногенного загрязнения следует отдавать лиственным породам как наименее чувствительным к загрязнению. Ассортимент деревьев и кустарников в зависимости от видов поллютантов приведен в таблице.
Шкала газоустойчивости древесных пород по В. Г. Антипову (1979)
| Группа устойчи- вости | Оценка устойчивости (балл) | Виды древесно-кустарниковых пород |
| Очень устойчивые (от -1,67до-1,20) | Абрикос, вишня карликовая, гинкго, гледичия трехколючковая, Д. красный, Е. сизая, лох узколистный, снежноягодник, Т. канадский, Т. пирамидальный, шелковица белая | |
| Устойчивые (от- 1,19 до -0,74) | Барбарис узколистный, бархат амурский, бересклет бородавчатый, бересклет европейский, бирючина обыкновенная, боярышник обыкновенный, бузина черная и красная, волчье лыко, вяз, ильм, берест, груша, дерен белый, ель канадская, голубая и колючая, жимолость, ивы белая, плакучая, козья; калина, кедр, кизильник, крыжовник, малина, можжевельник, акация белая, розы, слива, тополь белый, Т.Болле, Т. лавролистный, Т.осокорь, туя западная, черемуха обыкновенная, чубушник, яблоня | |
| Относительно устойчивые (от -0,73 до+0,73) | Аморфа, арония черноплодная, барбарис обыкновенный, Б. бородавчатая и пушистая, вишня, граб, Д.черешчатый, К.остролистный, каштан, крушина, лещина, Лп. мелколистная, Л. европейская, ольха черная, осина, пихта бальзамическая, пузыреплодник, рябина, сирень обыкновенная, С. черная, ясень | |
| Малоустойчивые (от +0,72 до +1,19) | Е. черная, акация желтая, Лп. крупнолистная, С. обыкновенная | |
| Неустойчивые (от+0,72 до 1,67) | Е. обыкновенная, ракитник |
Сведения по газоустойчивости древесных пород являются научной основой для разработки системы мероприятий по минимизации негативных последствий влияния техногенных выбросов на растительность.