Лесоведение, 2023, № 3, стр. 277-289

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА

В основу работы положен имеющийся фактический материал, полученный нами ранее в результате многолетнего мониторинга растительности и почв озелененных территорий г. Владивостока (Шихова, Полякова, 2006; Шихова, 2013 и др.). Он включает результаты обследования растительности всех городских парков и садов, большинства скверов, 44 аллей, бульваров и рядовых посадок вдоль основных транспортных магистралей города. Исследованиями разной степени детальности были охвачены также объекты внутриквартального озеленения во всех жилых микрорайонах города и 6 внутригородских рекреационных лесов. В ходе мониторинга было заложено 175 пробных площадей (500 м²) и 650 маршрутных учетных площадок для дополнительного ленточного обследования насаждений, выполнена диагностика возрастного и жизненного состояния более 20 тысяч особей деревьев и кустарников, отобрано и проанализировано на содержание тяжелых металлов около 650 проб растений и 300 проб почв. Были использованы также результаты комплексных исследований лесных экосистем п-ова Муравьев-Амурский, как локального экологического фона (ЛЭФ) для городских зеленых насаждений (Шихова, 2015, 2017). Непосредственным объектом настоящей работы служил видовой состав арборифлоры, формирующей озеленение г. Владивостока. Сравниваемая выборка включает 80 видов деревьев и кустарников, в том числе 66 аборигенных видов и 14 адвентивных видов, введенных в культуру. Для оценки их качественного состояния и функциональной значимости в городских насаждениях нами был введен “коэффициент функциональной эффективности вида” (КФЭВ) в озеленении. Он представляет собой интегральный относительно-количественный показатель качества, определяемый по совокупности эколого-биологических и санитарно-гигиенических функциональных свойств растений. Расчет КФЭВ был выполнен с использованием некоторых приемов и методов прикладной квалиметрии (Азгальдов и др., 1968; Азгальдов, Райхман, 1973). Судя по доступным литературным источникам, квалиметрия, разрабатывающая теоретические основы и методологию комплексной оценки качества объектов, постепенно внедряется и в биологические исследования. Так, отдельные приемы и методы квалиметрии были успешно использованы рядом ученых при оценке состояния и качества городских зеленых насаждений (Уфимцева, Терехина, 2005; Авдеева и др., 2008, 2015; Федорова, 2011; Скачкова, Копалина, 2018; Шихова, 2019).

Квалиметрический подход предполагает все оцениваемые свойства объекта (в данном случае – вида), измеряемые в разных по размаху и размерности абсолютных величинах, переводить в относительные безразмерные показатели (K_i), отражающие степень приближения абсолютного показателя свойства Q_i к эталонному, в наших исследованиях – к оптимальному, высоко функционально эффективному для городских условий $Q_{i}^{{{\text{эф}}}}.$

где Q_i – качественный показатель, выраженный в абсолютных единицах измерения; $Q_{i}^{{{\text{эф}}}}$ – соответствующее эффективное значение показателя вида.

На основе полученных качественных свойств видов рассчитывались их коэффициенты функциональной эффективности по формуле:

где K_i – качественные показатели (i = 1, n; n – количество учитываемых показателей).

Количество учитываемых показателей (свойств) объектов качественной оценки может быть различным. В наших исследованиях функциональная эффективность видов в городских насаждениях оценивалась по совокупности 5-ти следующих показателей качества: распространенности в озеленении (K₁), жизненному статусу (K₂), способности к аккумуляции приоритетных металлов-загрязнителей в городской среде (K₃) и их концентрации относительно ЛЭФ (K₄), накоплению металлов из почвы (K₅). Весомость учитываемых показателей при интегральной оценке качества видов была принята условно равнозначной. Качественно-количественный “эталон функциональной эффективности” (ЭФЭ) каждого показателя соответствовал 1 условной единице (100% качества).

Распространенность, или количественное участие видов в озеленении, оценивалась по величине абсолютной встречаемости. Она рассчитывается как отношение учетных площадей с присутствием вида к общему количеству обследованных площадей, выраженное в процентах. Согласно выполненным ранее исследованиям (Шихова, Полякова, 2006), абсолютная встречаемость видов в городских насаждениях Владивостока варьирует от 58.6% до 0.3%. В зависимости от участия в насаждениях были выделены 3 группы видов: широкого распространения (абсолютная встречаемость >25%) – 6 видов, умеренного распространения (5–25%) – 33 вида, редко встречающиеся (<5%) – 41 вид. За эталон функциональной эффективности показателя распространенности видов в озеленении (K₁) была принята средняя встречаемость в группе видов широкого распространения – 35%.

Оценка показателя качества K₂ выполнена на основе полученных ранее данных диагностики виталитетного статуса городской арборифлоры Владивостока (Шихова, Полякова, 2003, 2006). При этом жизненное состояние видов, отражающее ответную реакцию растений на комплексное воздействие факторов среды, определяли в соответствии с методическими разработками В.А. Алексеева (1989), согласно которым выделяются 5 категорий состояния (КС) древесных пород и кустарников: виды здоровые (KC I – жизненное состояние 80–100%), слабо (KC II – 50–79%) и сильно поврежденные (KC III – 20–49%), усыхающие (KC IV – <20%), сухостой (KC V – 0%). Средний индекс жизненного состояния для каждого вида рассчитывался по формуле:

где L_n – относительное жизненное состояние городской популяции вида, n₁ – число здоровых, n₂ – незначительно поврежденных, n₃ – сильно поврежденных, n₄ – отмирающих особей, n₅ – сухостоя; N – общее число особей вида.

Количественное значение жизненного статуса 80%, отвечающее нижнему пределу жизненности для категории здоровых растений, было принято в работе за эталонный стандарт показателя качества K₂. Он соответствует 1.00 (100% качества).

Для расчета показателя качества K₃, характеризующего аккумулятивные способности сравниваемых видов растений к приоритетным металлам-загрязнителям городской среды, использовался коэффициент относительной интенсивности накопления металлов – ОИН. Он представляет собой отношение содержания металла в опытном растении к принятому в исследованиях стандарту, в данном случае – в том или ином виде к их высокоэффективному содержанию в общей выборке городской арборифлоры, и выражается в относительных единицах (отн. ед.). Определение показателя K₃ было выполнено на основе полученных ранее аналитических данных по содержанию тяжелых металлов в листьях проанализированной выборки растений (Шихова, 2013, 2015). При его расчете сначала были определены статистически достоверные максимально высокие концентрации металлов-загрязнителей городской растительности в абсолютных единицах, которые составили для Fe – 1430 мг/кг, Zn – 204 мг/кг, Pb – 25.7 мг/кг, Cu – 13.9 мг/кг, Ni – 4.6 мг/кг. Затем, в соответствии с этими значениями, были рассчитаны коэффициенты ОИН металлов и их суммарные величины для каждого вида сравниваемой выборки арборифлоры в относительных единицах. Суммарное значение коэффициента ОИН основных металлов-загрязнителей городской растительности Владивостока служило качественной оценкой свойства видов к аккумуляции тяжелых металлов в условиях урбоэкосистем. При этом, если допустить, что существует некий идеальный вид, способный максимально накопить все 5 металлов-загрязнителей, то суммарное значение ОИН у него должно составить 5.00 отн. ед. Эта величина принята за ЭФЭ показателя K₃ и соответствует 1.00 (100% качества).

Способность растений к экологической оптимизации городской среды оценивалась также по коэффициенту концентрации (Кк). Он характеризует превышение содержания загрязняющих веществ в растениях, подверженных техногенному прессу, над экологическим фоновым уровнем. В данном случае – в городской арборифлоре Владивостока относительно природной лесной растительности полуострова Муравьев-Амурский. Общее накопление металлов-загрязнителей рассчитывается при этом с использованием коэффициента суммарного накопления металлов (Zс) по формуле:

Zc = ΣКк – (n – 1) (Сает, 1982), где Кк – коэффициенты концентрации элементов >1, n – число накапливаемых элементов.

При расчете Zc учитывались лишь те металлы, у которых Кк ≥ 1.2. В исследованиях этому условию соответствовали 5 основных металлов-загрязнителей городской растительности – Fe, Zn, Pb, Cu, Ni. Справедливости ради следует заметить, что для его расчета идеальным условием было бы сравнить популяции одноименных видов в городских и природных фоновых местообитаниях. Однако из 66 видов аборигенной флоры, формирующей городские насаждения Владивостока, такое сравнение оказалось возможным лишь для 50 видов, к тому же выборки некоторых из них были весьма малочисленны и статистически недостоверны. Следует учитывать и тот факт, что в составе городской арборифлоры насчитывается 14 инорайонных видов. В связи с этим вычисление коэффициента концентрации (Кк) сравниваемого списка видов было выполнено на основе установленных нами ранее локально-фоновых содержаний металлов в древесно-кустарниковой растительности природных лесных экосистем (Шихова, 2015, 2017). После статистической обработки полученных данных и исключения артефактов было установлено эталонное значение четвертого показателя качества видов (K₄) – 25.3. Оно соответствует 1.00 или 100% ЭФЭ данного показателя.

Оценка интенсивности накопления растениями металлов из почвы (показатель качества K₅) выполнена с помощью коэффициента биологического накопления (КБН), который представляет собой отношение содержания химического элемента в растении к его содержанию в почве. Он был рассчитан на основе полученных нами ранее данных по содержанию металлов в почвах и растениях городских озеленённых территорий (Шихова, 2013). В наших исследованиях сумма максимальных значений КБН пяти металлов, исключая артефакты, составила 2.55. Эта относительная количественная величина принята за ЭФЭ показателя качества K₅ и соответствует 1.00 (100% качества).

Статистическая обработка аналитических данных осуществлена с использованием стандартных программ Microsoft Excel и Statistica 10.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Количественное участие видового состава деревьев и кустарников в городском озеленении варьирует от 0.3% (ель (Picea sp.)) до 58.6% (ясень маньчжурский (Fraxinus mandshurica Rupr.) ) абсолютной встречаемости. Группа наибольшего распространения представлена следующими видами: ясенем маньчжурским, ясенем носолистным (F. rhynchophylla Hance), вязом японским (Ulmus japonica (Rehd.) Mayr), березой плосколистной (Betula platyphylla Sukacz.), робинией псевдоакацией (Robinia pseudoacacia L.) и пузыреплодником калинолистным (Physocarpus opulifolia (L.) Maxim.). К этой группе был отнесен нами дополнительно еще один вид – черемуха Маака (Padus maackii (Rupr.) Kom.). Черемуха Маака занимает по встречаемости в озеленении пограничное положение между 3 и 2 группами распространенности растений, но по остальным качественным показателям более тяготеет к группе широкого распространения.

Показатель качества K₁ изменяется в сравниваемой выборке растений от 0.01 до 1.67, что соответствует 1 и 167% принятого ЭФЭ. Среднее статистическое значение составляет 0.23 ± 0.03, коэффициент вариации максимальный среди учитываемых показателей качества – 126%. По мере снижения количественного участия видов в озеленении показатель K₁ постепенно убывает в группе широкого распространения от 1.67 у ясеня маньчжурского до 0.66 у черемухи Маака, в группе умеренного распространения – от 0.54 у тополя корейского (Populus koreana Rehd.) до 0.14 у бересклета Маака (Euonymus maackii Rupr.), в группе редко встречающихся видов – от 0.10 у сирени Вольфа (Syringa wolfii C.K.Schneid.) до 0.01 у ели.

Согласно проведенной ранее диагностике жизненного состояния растений (Шихова, Полякова, 2003, 2006), виталитетный статус абсолютного большинства сравниваемой выборки видов отвечал категориям слабо (27 видов) и сильно (51 вид) поврежденных растений и снижался от 65% у бересклета большекрылого (Euonymus macroptera Rupr.) до 23% у ели. Более устойчивыми к городскому антропогенно-техногенному прессу показали себя ясень пенсильванский (Fraxinus pennsylvanica Marsh.), ясень носолистный, ясень маньчжурский, робиния псевдоакация, сирень широколистная (Syringa oblate Lindl.), пузыреплодник калинолистный (Physocarpus opulifolia), свидина белая (Swida alba (L.) Opiz). Виталитет доминанта городских древесных пород ясеня маньчжурского составлял 49%, кустарниковых насаждений пузыреплодника калинолистного – 61%. Лишь два редко встречающиеся в озеленении вида – бузина кистевидная (Sambucus racemosa L.) и бересклет малоцветковый (Euonymus pauciflora Maxim.) отличались хорошим жизненным состоянием (80%) и соответствовали категории здоровых растений.

Показатель качества K₂, согласно выполненным расчетам, варьирует в сравниваемой выборке видов от 0.29 до 1.00, что равнозначно 29 и 100% качества. Его среднестатистическое значение составляет 0.58 ± 0.01, коэффициент вариации – 20%. В группе видов, отвечающих категории здоровых растений, K₂ соответствует 1.00. У видов со средним жизненным статусом он постепенно снижается от 0.81 у бересклета большекрылого до 0.63 у липы маньчжурской (Tilia mandshurica Rupr.), сильного ослабления виталитета – от 0.60 у ясеня маньчжурского до 0.29 у ели.

Показатель K₃, с одной стороны, позволяет оценить эффективную значимость видов в экологической оптимизации городской среды, с другой – определить их видовую специализацию в способности аккумулировать металлы-загрязнители среды в условиях техногенеза. Среди сравниваемой выборки видов K₃ варьируют от 0.23 у клена зеленокорого (Acer tegmentosum Maxim.) до 1.20 у боярышника перистонадрезанного. Среднее содержание показателя – 0.49 ± 0.02, коэффициент вариации – 31%. Максимальная величина показателя K₃, зафиксированная у боярышника перистонадрезанного, формируется за счет гипераккумуляции им Fe (ОИН = 2.08), Cu (ОИН = 1.29) и высокого накопления Pb (ОИН = 1.00). Хорошие аккумулятивные способности к приоритетным загрязнителям городской среды отмечены также у тополя черного (Populus nigra L.) (K₃ = = 0.85), тополя Максимовича (P. maximowiczii A. Henry) (K₃ = 0.73), лещины разнолистной (Corylus heterophylla Fisch. et Trautv.) (K₃ = 0.74), бересклета Маака (Euonymus maackii) (K₃ = 0.71). Обращает на себя внимание тот факт, что все виды тополя (Populus L.) гиперактивно накапливают Zn (ОИН = 0.97–2.15), тополь черный к тому же – Ni (ОИН = 1.00). Лещина разнолистная отличается высоким содержанием Pb и Fe (ОИН = 0.95), в меньшей степени – Cu (ОИН = 0.79), а бересклет Маака – Cu, Ni и Pb (ОИН = 0.81–0.91). Слабое накопление металлов, в 1.5–2.0 раза ниже среднего для общей выборки видов, наряду с кленом зеленокорым, отмечено также у мелкоплодника ольхолистного (Micromeles alnifolia (Siebold et Zucc.) Koehne), спиреи иволистной (Spiraea salicifolia L.), ясеня пенсильванского, конского каштана обыкновенного (Aesculus hyppocastanum L.), граба сердцелистного (Carpinus cordata Blume). Показатель K₃ у них не превышает 0.33.

Качественный показатель K₄, характеризующий способность растений концентрировать металлы в урбанизированной среде относительно фоновых уровней, весьма наглядно иллюстрирует санитарно-гигиеническую функцию растений по созданию комфортных городских условий для проживания населения. Его среднее содержание в сравниваемой выборке видов составляет 0.34 ± 0.02 и варьирует в пределах от 0.10 у ясеня пенсильванского до 1.47 у боярышника перистонадрезанного. Коэффициент вариации равен 61%. Низкая функциональная эффективность ясеня пенсильванского по концентрационным способностям к приоритетным загрязнителям городской растительности объясняется его слабым накоплением большинства металлов. Содержание Zn в листьях ясеня близко, а Pb и Ni – несколько ниже фоновых уровней. Боярышник же, в отличие от ясеня, существенно обогащен относительно лесной растительности всеми рассматриваемыми металлами: Fe – в 22 раза, Zn и Pb – до 4.5 раз, Ni и Cu – в 2–3 раза. Интересно также отметить, что доминант городского озеленения ясень маньчжурский занимает в ранжированном ряду по степени уменьшения показателя К₄ почти медианное 43 место, а доминант фоновых лесных фитоценозов дуб монгольский (Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb.) – 53 место из общей выборки 80 видов. Показатель К₄ ясеня маньчжурского составляет 0.26, дуба – 0.23. При сравнении содержаний металлов в городских и природных популяциях этих видов оказывается, что в городских условиях ясень в 1.6 раза интенсивнее дуба концентрирует ассоциацию основных металлов-загрязнителей. Листья ясеня маньчжурского в городских местообитаниях обогащены по сравнению с природными фоновыми условиями Pb и Fe почти в 5 раз, Zn – в 3 раза, Ni – в 2 раза. Растения дуба монгольского в городских популяциях относительно природных накапливают Fe в 3 раза больше, Pb – в 1.7 раз, Zn и Ni – примерно в 1.3 раза. Повышенное содержание металлов в листьях ясеня маньчжурского объясняется особенностями его городских местообитаний. Этим видом на 2/3 сформированы рядовые насаждения вдоль центральных транспортных магистралей, а также придорожные аллеи, подверженные интенсивному антропогенно-техногенному прессу. Дуб же доминирует в городских парках и старых садах, растительность которых во многом близка природным фитоценозам и менее подвержена негативному влиянию урбанизации.

Важным качественным показателем при оценке функциональной эффективности видов в городском озеленении является также способность растений поглощать металлы из почвы (K₅). Этот процесс содействует оптимизации экологического состояния и санации городских почв и земель. Эффективность его реализации разными видами растений оценивалась с помощью коэффициента биологического накопления (КБН) металлов. Судя по полученным ранее данным, в почвах городских озелененных территорий Владивостока концентрация Pb превышает локальный экологический фон в 4 раза, Cu – в 3 раза, Zn – в 2 раза, Fe – 1.3 раза (Шихова, 2013). При этом среднестатистические значения КБН для городской растительности Владивостока свидетельствуют о закономерном снижении интенсивности поглощения металлов в системе почва-растение в ряду: Zn (КБН = 0.35) → → Cu (0.32) → Pb (0.15) → Ni (0.07) → Fe (0.02). Следуя построенным известным геохимиком А.И. Перельманом (1979) рядам биологического поглощения элементов, Zn и Cu в регионе исследований соответствуют группе элементов сильного, Pb, Ni и Fe – среднего биологического захвата. В зависимости от видовой принадлежности растений показатель К₅ варьирует от 0.15 у яблони маньчжурской до 1.00 у ивы Шверина (Salix schwerinii E. Wolf) при среднестатистическом значении 0.37 ± 0.02. Коэффициент вариации составляет 33%. Ранжированнный ряд видов по этому показателю иллюстрирует высокие его величины (0.56–0.96) у большинства аборигенных видов сем. ивовых (Salicaceae Mirb.), многих представителей сем. березовых (Betulaceae S.F. Gray) и отдельных видов сем. розоцветных (Rosaceae Juss.). Общим для них является активное поглощение из почвы Zn, Сu и Pb. В накоплении Zn доминируют тополь Максимовича (Populus maximowiczii) (КБН = 2.2), ива Шверина (Salix schwerinii) (КБН = 1.6), ива козья (S. caprea L.) (КБН = 1.3), береза плосколистная (Betula platyphylla) и тополь корейский (Populus koreana) (КБН = 1.2). Высоким накоплением почвенной Cu отличаются сирень широколистная и клен зеленокорый (КБН = 0.7), лещина маньчжурская (Corylus mandshurica Maxim.), свободноягодник колючий (Eleutherococcus senticosus (Rupr. et Maxim.)), маакия амурская (Maackia amurensis Rupr. et Maxim.) и ива козья (КБН = 0.6). Поглощение растениями Pb из почвы уступает накоплению биогенных элементов Zn и Cu. Наиболее высокие значения КБН Pb зафиксированы у бересклета малоцветкового (Euonymus pauciflora Maxim.) (КБН = 0.5) и ивы Шверина (КБН = 0.4). Интересно также отметить, что у типичных доминантов зеленых насаждений г. Владивостока: ясеня маньчжурского, пузыреплодника калинолистного – отмечено весьма слабое поглощение металлов из почвы. Такая закономерность сохраняется не только для доминирующих, но и для всех видов ясеней, встречающихся в городском озеленении. Показатель K₅ этих видов не превышает значений 0.25–0.28, что свидетельствует о том, что растения лишь на четверть от принятого качественного максимума выполняют экологическую функцию по санации городских почв от техногенного загрязнения металлами. Для 14 видов данный показатель ещё ниже. И лишь 20 видов, т.е. 1/4 часть их общей выборки, выполняют эту экологическую функцию на 50% и выше относительно ЭФЭ. К ним относятся все перечисленные выше виды, активно поглощающие из почвы Zn, Cu и Pb. Повышенное накопление Ni, Cu и Fe из почвы отмечено также у лещины маньчжурской и лещины разнолистной (Corylus heterophylla), Fe и Pb – у вишни войлочной (Microcerasus tomentosa).

Выполненный корреляционный анализ показал высокую положительную связь (r = 0.96) между показателями K₃ и K₄, характеризующими межвидовую дифференциацию растений по способности аккумулировать тяжелые металлы в условиях городских антропогенно-техногеных нагрузок и относительно экологического фона. Менее значимые связи установлены между показателями, отражающими в той или иной мере пути поступления металлов в растения, – K₅ и K₃ (r = 0.37), а также K₅ и K₄ (r = 0.35). Согласно основам квалиметрии, при оценке качества следует избегать зависимых свойств. В связи с этим при итоговом вычислении КФЭВ из двух показателей с высокой корреляционной зависимостью (K₃ и K₄) был оставлен показатель K₃, как более объективно отражающий внутривидовую дифференциацию сравниваемого списка дендрофлоры в накоплении тяжелых металлов.

Следуя принятым в работе методическим принципам, стандартом качества эффективного выполнения биолого-экологических и санитарно-гигиенических функций растений в городской среде может служить некий “идеальный вид”. Он отвечает функционально эффективным эталонным значениям всех учитываемых показателей качества. Коэффициент функциональной эффективности такого вида должен составлять 4.00 отн. ед. (по числу показателей качества), а “стандарт качества” (СК) – 100%.

По результатам проведенного анализа и определенных КФЭВ был построен ранжированный ряд для 80 видов по мере снижения их функциональной значимости в структуре городского озеленения Владивостока. Его возглавляет доминант зеленых насаждений г. Владивостока ясень маньчжурский (КФЭВ = 2.99), а завершает редкий в насаждениях вид – яблоня маньчжурская (КФЭВ = = 0.97). По сравнению с “идеальным видом” ясень выполняет экологические функции в городской среде на 75%, яблоня – на 24%. Ясень маньчжурский лидирует по функциональной значимости, главным образом, за счет широкого распространения в озеленении и достаточно высокого виталитетного статуса (показатели K₁ и K₂). Для яблони маньчжурской, наоборот, характерна минимальная аккумуляция металлов из почвы (K₅), ослабленный виталитет (K₂) и совершенно недостаточная количественная представленность в озеленении (K₁). В целом же сравнительный анализ видового состава городских насаждений свидетельствует о значительном разнообразии функциональных способностей и потенциальных возможностей дендрофлоры по стабилизации урбоэкосистем и оптимизации городской среды для проживания населения. Судя по полученным данным, функциональная активность одних видов в большей степени обусловлена широтой распространения, т.е. количественным участием в структуре городских насаждений, других – высокой декоративностью и хорошими способностями к трансформации приоритетных загрязнителей городской среды, т.е. экологическими возможностями по ее оптимизации. Однако для большинства сравниваемых видов более характерны средние показатели встречаемости, жизненного состояния и аккумуляции загрязнителей среды.

Структуру качественных показателей функциональной эффективности видов-доминантов зеленых насаждений (3 группа по широте распространения в озеленении) иллюстрирует рис. 1. Эти виды преимущественно формируют структуру городского озеленения и обеспечены репрезентативными выборками фактических данных. У основного состава доминантов городских насаждений (ясень маньчжурский, ясень носолистный, вяз японский, пузыреплодник калинолистный) КФЭВ формируется преимущественно за счет высокого участия в насаждениях (K₁), что вполне закономерно, и хороших аккумулятивных способностей к основным загрязнителям среды (K₃). При этом у большинства видового состава группы доля показателя K₁ достигает 1/3 и даже 1/2 величины КФЭВ (рис. 1). Повышенное же накопление металлов этими видами обусловлено, главным образом, особенностями их местообитаний – примагистральные рядовые насаждения, а также скверы и аллеи, подверженные высоким антропогенно-техногенным нагрузкам. Пузыреплодник калинолистный, являясь абсолютным доминантом кустарниковых насаждений, отличается к тому же наилучшим в составе группы жизненным состоянием (K₂ = 0.76). Черемуха Маака, уступая перечисленным видам по встречаемости в озеленении и виталитету, значительно превосходит их в поглощении металлов-загрязнителей городской среды (K₃ = 0.68), а береза плосколистная весьма активно очищает от них городские почвы (K₅ = 0.66). В целом же КФЭВ у растений 3 группы варьирует от 1.99 (ясень носолистный) до 2.99 (ясень маньчжурский), т.е. эта группа видов выполняет свои средостабилизирующие “обязанности” в городской среде на 50–75% принятого стандарта качества, отвечающего требованиям “идеального вида”.

Для менее распространенных в озеленении пород деревьев и кустарников наблюдаются несколько иные закономерности. Показатели функциональной эффективности 48 видов, умеренно (2 группа) и редко (1 группа) представленных в зеленых насаждениях, имеющих статистически достоверные фактические данные, приведены в табл. 1. Они свидетельствуют о том, что виды 2 группы имеют, как правило, неплохой жизненный статус (K₂), близкие к средним для городской территории показатели по накоплению металлов ассимиляционными органами растений (K₃) и слабое накопление металлов-загрязнителей из почвы (K₅). В эту группу входят такие высоко декоративные виды дальневосточной дендрофлоры, как граб сердцелистный, бархат амурский (Phellodendron amurense Rupr.), мелкоплодник ольхолистный, орех маньчжурский (Juglans mandshurica Maxim.), клен ложнозибольдов (Acer pseudosieboldianum (Pax) Kom.), доминант пригородных лесов дуб монгольский, а также красиво цветущие абрикос маньчжурский (Armeniaca mandshurica (Maxim.) B. Skvortz.), груша уссурийская (Pyrus ussuriensis Maxim.), трескун амурский (Ligustrina amurensis), чубушник тонколистный (Philadelphus tenuifolius Ropr. et Maxim.), вейгела ранняя (Weigela praecox (Lemoine) Bailey). В городских насаждениям они формируют преимущественно древостой и кустарниковые ярусы растительности парков, внутригородских рекреационных лесов, старых городских садов, т.е. городские местообитания с более благоприятными экологическими условиями, в меньшей степени подверженные антропогенно-техногенному прессу. Значения КФЭВ у представителей этой группы варьируют в пределах от 1.27 (ольха волосистая (Alnus hirsuta (Spach) Fisch. ex Rupr)) до 2.44 (ива Шверина), что соответствует 32 и 61% СК. Следует отметить, что оба вида характеризуются слабой представленностью в озеленении (K₁ = 0.17), но существенно отличаются (до 4–5 раз) по остальным показателям качества, особенно – K₅. Лидируют же в группе по функциональной значимости виды сем. ивовых (ива Шверина, тополь корейский, тополь черный), у которых КФЭВ достаточно высокий – 2.02–2.44.

Представителям самой многочисленной 1 группы присуща не только низкая встречаемость, но и низкая доля участия в насаждениях, т.е. малое количественное участие в структуре древесно-кустарниковых ярусов городской растительности. В эту группу вошли большинство декоративных интродуцентов и сортовых растений, плодовых и ягодных культур, а также хвойных пород. Эти виды преобладают в озеленении жилых кварталов, административных территорий, пришкольных зон, а также в насаждениях улиц и тротуаров, реже – в скверах. Экологическая функциональность представителей группы может изменяться весьма существенно в зависимости от условий произрастания. Состав группы отличается от более распространенных в озеленении видов высокой вариабельностью всех качественных показателей, но особенно по накоплению металлов (K₅) и встречаемости в озеленении (K₁): коэффициенты вариации – 36 и 56% соответственно. Для представителей группы характерно неплохое жизненное состояние (K₂) и повышенное накопление металлов из почвы (K₅). Предельные значения КФЭВ зафиксированы у яблони маньчжурской (0.97) и тополя Максимовича (Populus maximowiczii) (2.36). Они соответствуют 24 и 59% СК. Интересно также отметить, что, несмотря на малое участие в озеленении, ряд видов (боярышник перистонадрезанный, боярышник Максимовича (Crataegus maximowiczii), тополь Максимовича, осина обыкновенная (Populus tremula), береза Эрмана (Betula ermanii), лещина разнолистная, сирень Вольфа (Syringa wolfii), ива белая (Salix alba L.), вишня сахалинская (Cerasus sargentii), дейция мелкоцветковая (Deutzia amurensis), черемуха обыкновенная, форзиция свисающая (Forsythia suspensa Vahl.) и др.), показал высокую экологическую пластичность и эффективность в трансформации тяжелых металлов в урбоэкосистемах и в конечном итоге – оптимизации городской среды для проживания населения. При этом некоторые из представителей группы, наряду с активным поглощением загрязнителей среды, остаются в хорошем жизненном состоянии, что позволяет им сохранять высокую декоративность. Этот факт заслуживает дальнейшего научного и практического интереса к данным видам для оценки границ их толерантности и устойчивости к техногенным загрязнителям среды, а также перспективы более широкого использования в озеленении.

Средние значения качественных показателей функциональности для групп видов, отличающихся по распространенности в озеленении, представлены на рис. 2. Они свидетельствуют о постепенном снижении эффективности выполняемых растениями эколого-биологических функций (примерно в 1.7 раза) по мере уменьшения количественного участия видов в зеленых насаждениях. КФЭВ при этом снижается с 2.44 (виды широкого распространения) до 1.47 (редко встречающиеся виды), т.е. с 61 до 37% СК. Отличия между группами, кроме количественного состава, отмечены также в интенсивности аккумуляции ими металлов. Так, у видов-доминантов (3 группа) по сравнению с другими наблюдается 1.2–1.3-кратное обогащение металлами (K₃), редко встречающихся видов (1 группа) – незначительное преимущество (до 1.2 раза) в почвенном поглощении металлов (K₅), и более высоком жизненном статусе (K₂). Установленные закономерности для сравниваемых групп растений четко прослеживаются по приоритетным показателям качества в общей структуре КФЭВ (рис. 3). В группах видов с редким и умеренным распространением в озеленении КФЭВ на 60–70% формируется за счет высоких показателей виталитета (K₂) и аккумуляции тяжелых металлов (K₃), в группе широкого распространения – почти на 40%, благодаря очень высоким показателям встречаемости (K₁), и еще на 46% – суммарной величине показателей виталитета (K₂) и аккумуляции тяжелых металлов (K₃).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Предложенный метод интегральной оценки функциональной эффективности видового состава зеленых насаждениях, разработанный на примере структуры городского озеленения Владивостока, может служить базовой моделью для качественно-количественной оценки существующего городского зеленого фонда, мониторинга его состояния и управления качеством с использованием современных информационных технологий. В настоящей работе для оценки функционального качества объектов исследования использованы 4 показателя. В перспективе возможно использование любого числа наиболее информативных показателей в зависимости от поставленной цели и решаемых задач. Метод позволяет обеспечить информационной базой органы и организации, связанные с природоохранной и градостроительной деятельностью.

Результаты качественной оценки видового состава и его эффективности в структуре городского озеленения служат также научно-обоснованной базой для создания новых и реконструкции существующих зеленых насаждений, дифференцированных мер ухода за ними, что в целом будет способствовать организации рациональной и устойчивой системы городского озеленения.

Использованные в работе методические приемы и полученные данные могут быть востребованы также в будущем при разработке методов экономической оценки услуг зеленых насаждений, планирования и управления городскими территориями на основе комплексных подходов, что в настоящее время весьма актуально в мировой практике современного градостроительства.