1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Лесоведение
  4. № 1, 2022

Лесоведение, 2022, № 1, стр. 61-71

Современное экологическое состояние компонентов сосновых экосистем Красноярской лесостепи

Л. Н. Скрипальщикова a, А. П. Барченков a, b, И. А. Гончарова a, c, *, Т. В. Пономарева a, А. С. Шушпанов a, d, А. И. Татаринцев d

a Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН
660036 Красноярск, Академгородок, 50, стр. 28, Россия

b Сибирский федеральный университет
660041 Красноярск, пр. Свободный, 79, Россия

c Красноярский краевой краеведческий музей
660049 Красноярск, ул. Дубровинского, 84, Россия

d Сибирский государственный университет науки и технологий им. академика М.Ф. Решетнева
660037 Красноярск, проспект им. газеты Красноярский рабочий, 31, Россия

* E-mail: iagoncharova007@mail.ru

Поступила в редакцию 17.09.2020
После доработки 13.04.2021
Принята к публикации 06.10.2021

Полный текст (PDF)

Аннотация

Приведена оценка современного экологического состояния компонентов (древостой, подрост, живой напочвенный покров, почва) сосновых экосистем Красноярской лесостепи, произрастающих в зоне многолетнего антропогенного воздействия г. Красноярска и фоновых условиях. Исследования проводили на мониторинговых пробных площадях в сосняках разнотравных. Современное состояние сосняков, произрастающих в зоне многолетнего антропогенного воздействия Красноярска, оценивается как удовлетворительное. Санитарное и жизненное состояние пригородных сосновых древостоев не отличается от фоновых. В сосняках установлено хорошее возобновление сосны. Зафиксировано наличие всходов и значительного количества жизнеспособного подроста. Живой напочвенный покров в сосняках на данный момент (за исключением фоновой пробной площади) находится на стадии слабой рекреационной трансформации. Почвы под изучаемыми сосновыми экосистемами в зоне влияния города относятся к антропогенно-преобразованным, имеют развитые профили с признаками деградации верхних горизонтов.

Ключевые слова: сосновые биогеоценозы, Красноярская лесостепь, древостой, подрост, живой напочвенный покров, почва.

В настоящее время значительные территории, занятые лесными экосистемами, как в России, так и в мире подвергаются мощному воздействию комплекса антропогенных факторов (Liira et al., 2007; Михайлова и др., 2017, 2020; Лянгузова и др., 2018; Ярмишко, Игнатьева, 2019; и др.). Освоение природных ресурсов и длительное антропогенное воздействие приводят к нарушению экологического равновесия, разрушению естественных экосистем и другим отрицательным последствиям. Лесные экосистемы Красноярской лесостепи длительное время подвергаются мощному антропогенному прессу краевого центра – г. Красноярска. В лесостепной зоне, примыкающей к Красноярску, в основном произрастают сосновые и березовые насаждения, которые выполняют средообразующую роль, являясь “легкими” города. В связи с этим актуальность изучения современного экологического состояния насаждений Красноярской лесостепи не вызывает сомнений. В результате интенсивной хозяйственной деятельности происходит обеднение состава и структурное упрощение многих биологических экосистем, что приводит к уменьшению их оптимальной степени функционирования и стабильности (Полякова и др., 1981; Антипова, 2012). Лесные экосистемы Красноярской лесостепи, и особенно сосновые, произрастают в условиях синергизма воздействия техногенных выбросов крупных промышленных предприятий и высокой рекреационной нагрузки г. Красноярска, а также меняющихся абиотических факторов среды. В результате постоянно изменяющихся условий их произрастания, в сосновых насаждениях происходят нарушения всех компонентов лесного биогеоценоза.

Цель исследования заключалась в оценке экологического состояния компонентов сосновых биогеоценозов Красноярской лесостепи, произрастающих в зоне многолетнего антропогенного воздействия г. Красноярска и фоновых условиях.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА

В качестве объектов исследования были выбраны сосновые насаждения наиболее распространенной разнотравной группы типов леса (табл. 1), произрастающие в Красноярской лесостепи в зонах промышленного и рекреационного влияний г. Красноярска, и для сравнения – в экологически чистых условиях (рис. 1). Исследования проводились в 2019 гг. на пробных площадях (пр. пл.) 1–5, заложенных по общепринятой методике (Программа …, 1974; Анучин, 1982) в 10–30 км от города Красноярска в направлении основного переноса промышленных выбросов города. Биогеоценозы длительное время подвергались значительным техногенным и рекреационным нагрузкам (Скрипальщикова и др., 2017).

Таблица 1.  

Лесоводственно-таксационная характеристика сосновых насаждений

Пр. пл. Состав древостоя, тип леса Класс возраста** Средний диаметр, см Средняя высота, м Класс бонитета Полнота относительная
1 10С,
Осочково-разнотравно-зеленомошный 		IV (70) 28.7 23 III 0.9
2 10СедБ,
разнотравно-осочковый 		IV (75) 31.4 22 IV 0.7
3 10СедБ,
разнотравно-осочковый 		VI (115) 48.9 19 IV 0.6
4 10С,
разнотравно-осочково-зеленомошный 		VI (120) 39.3 16 III 0.5
5 10С,
зеленомошно-осочковый 		VI (120) 42.2 26 III 0.5
6 10СедБ,
разнотравно-зеленомошный 		VII (125) 45.3 27 I 0.7
7 10СедБ,
разнотравно-зеленомошный 		IV (80) 34.5 30 I-а 0.7
8* 8С1Е1БедЛ/6Е4Б,
осочково-разнотравный 		V (85) 44.9 25 I 0.9

 * Для основного элемента леса. ** В скобках указан средний возраст, лет. Примечания. Формула древостоя: С – сосна, Б – береза, Е – ель, Л – лиственница.

Рис. 1.

Карта-схема расположения исследованных сосновых биогеоценозов в Красноярской лесостепи. I – пробные площади: 1 – сосновый массив д. Ермолаево; 2 – наветренная сторона Березовского бора; 3 – подветренная сторона Березовского бора; 4 – наветренная сторона Есаульского бора; 5 – подветренная сторона Есаульского бора; 6 – Погорельский бор; 7 – Юксеевский бор; 8 – сосновый массив д. Сухая; II – сосновые насаждения.

Пр. пл. 6–8 расположены в 40, 100 и 35 км от города, соответственно, вне основного направления переноса загрязняющих веществ. Пр. пл. 7 (припоселковый бор) испытывает пасквальные и рекреационные нагрузки, пр. пл. 8 – рекреационные. На пр. пл. 6 (фон) антропогенное воздействие носит случайный (единичный) характер.

Оценка экологического состояния сосновых насаждений проводилась на уровне основных компонентов биогеоценоза: древостоя, подроста, живого напочвенного покрова, почвы. Санитарное состояние древостоев оценивалось с использованием общепринятых методик (Мозолевская и др., 1984; Алексеев В., 1989; Воронцов и др., 1991; Алексеев А., 1997; Руководство …, 2007; Правила …, 2017). На пробных площадях выполнен сплошной лесопатологический перечет с распределением деревьев по четырехсантиметровым ступеням толщины и категориям состояния: 1 – без признаков ослабления; 2 – ослабленные; 3 – сильно ослабленные; 4 – усыхающие; 5 – свежий сухостой (5а – свежий ветровал, 5б – свежий бурелом); 6 – старый сухостой (6а – старый ветровал, 6б – старый бурелом). При перечете фиксировали пораженность деревьев болезнями, поврежденность иными факторами. Инфекционные болезни диагностировали по комплексу макропризнаков: специфические анатомо-морфологические нарушения у деревьев, репродуктивные образования возбудителей, используя справочную литературу и определители (Черемисинов и др., 1970; Журавлев и др., 1979; Кузьмичев и др., 2004).

По данным перечета рассчитывали комплекс показателей санитарного состояния насаждений, в том числе средневзвешенный индекс состояния древостоя по формуле:

$\begin{gathered} {{K}_{{{\text{ср}}}}} = ({{P}_{1}} \times {{K}_{1}} + {{P}_{2}} \times {{K}_{2}} + {{P}_{3}} \times {{K}_{3}} + {{P}_{4}} \times {{K}_{4}} + \\ + \,\,{{P}_{5}} \times {{K}_{5}})/100, \\ \end{gathered} $

где Рi – доля каждой категории состояния, в %; Ki – индекс категории состояния дерева (1 – без признаков ослабления, 2 – ослабленное, 3 – сильно ослабленное, 4 – усыхающее, 5 – свежий и старый сухостой (ветровал, бурелом). При Kср ≤ 1.5 насаждение относится к здоровым; 1.5 < Kср ≤ 2.5 – к ослабленным; 2.5 < Kср ≤ 3.5 – к сильно ослабленным; 3.5 < Kср ≤ 4.5 – к усыхающим; Kср > 4.5 – к погибшим. Расчет осуществляли через суммы площадей поперечного сечения стволов на высоте 1.3 м.

Дополнительно оценивали жизненное состояние древостоев по методике В.А. Алексеева (1989) через расчет показателя L (%):

$L = \left( {100{{g}_{1}} + 70{{g}_{2}} + 40{{g}_{3}} + 5{{g}_{4}}} \right)/{{\Sigma }}g,$

где g1, g2, g3, g4 – площадь поперечных сечений стволов на высоте 1.3 м соответственно здоровых, ослабленных, сильно ослабленных и усыхающих деревьев; м2; Σg – сумма площадей поперечных сечений стволов всех деревьев на пробной площади, м2. При показателе L 100–80% жизненное состояние древостоя оценивается как “здоровое”; 79–50% древостой считается повреженным (ослабленным); 49–20% – сильно поврежденным (сильно ослабленным), при 19% и ниже – полностью разрушенным.

Распространенность болезней (повреждений) определяли как долю (в %) пораженных (поврежденных) деревьев от всего объема выборочной совокупности; их вредоносность оценивали по Kср, определяемому для пораженных деревьев.

Учет естественного возобновления и определение категорий жизненного состояния подроста проводились по методикам А.В. Побединского (1966), В.А. Алексеева (1989), в соответствии с Приказом Министерства природных ресурсов Российской Федерации “Об утверждении правил лесовосстановления” от 16 июля 2007 г., № 183. При учете возобновления определена его численность и жизненное состояние.

Геоботанические исследования напочвенного покрова проведены по общепринятым методикам (Сукачев, Зонн, 1961; Полевая геоботаника, 1964). Названия видов сосудистых растений даны по С. К. Черепанову (1995). Названия мхов приводятся согласно аннотированному списку видов мохообразных М.С. Игнатова и О.М. Афониной (Ignatov, Afonina, 1992). Для сравнительной оценки флористических списков применен коэффициент Серенсена–Чекановского (Ksc) (Шмидт, 1984). Для оценки видового богатства производился расчет показателей биоразнообразия (индексы Маргалефа, Шеннона, Симпсона) (Миркин и др., 1989) с помощью программного обеспечения PALSTAT (Hammer et al., 2001). Степень трансформации живого напочвенного покрова оценивалась по доле участия синантропных видов в составе фитоценоза (индекс синантропизации) (Горчаковский, 1984).

Оценка почвенно-экологических условий основана на Методических рекомендациях по выявлению деградированных и загрязненных земель (1995). В полевых условиях проводили морфологическое описание почвенных разрезов на пробных площадях, визуальную оценку антропогенной трансформации почвенного покрова на исследуемой территории. В лабораторных условиях определяли актуальную кислотность почв (pH H2O) потенциометрическим методом (ГОСТ 26423-85).

Пр. пл. 1. Сосняк разнотравно-осочково-зеленомошный. Подлесок выражен как ярус (проективное покрытие более 70%). Доминантом является Cotoneaster melanocarpus Fisch. ex Blytt. Проективное покрытие травяно-кустарничкового яруса составляет 60%. Доминантами и содоминантами являются Carex macroura Meinsh., Thalictrum foetidum L., Rubus saxatilis L., Lathyrus humilis (Ser.) Spreng. Мохово-лишайниковый покров с проективным покрытием 20% образован Pleurozium schreberi (Brid.) Mitt. с примесью Plagiomnium ellipticum (Brid.) T.J.Kop., Rhytidiadelphus triquetrus (Hedw.) Warnst.

Пр. пл. 2. Сосняк осочково-разнотравный. Подлесок представлен как ярус с проективным покрытием 30% (доминанты Cotoneaster melanocarpus, Rosa acicularis Lindl., Viburnum opulus L.). Проективное покрытие травяно-кустарничкового яруса 70%. Доминантами являются Carex macroura Meinsh., Polygonatum odoratum (Mill.) Druce, Thalictrum minus L. Мохово-лишайниковый покров в виде отдельных пятен Pleurozium schreberi (Willd. ex Brid.) Mitt.

Пр. пл. 3. Сосняк разнотравно-осочковый. Подлесок выражен как ярус (30%), равномерно распределен по пробной площади (доминанты Cotoneaster melanocarpus, Viburnum opulus, Swida alba (L.) Opiz). Степень проективного покрытия травяно-кустарничкового яруса составляет 90%. Доминантами и содоминантами являются Carex macroura, Calamagrostis arundinacea (L.) Roth, Thalictrum minus L. и др. Мохово-лишайниковый покров (проективное покрытие 20%) состоит, в основном, из Pleurozium schreberi с примесью Plagiomnium ellipticum.

Пр. пл. 4. Сосняк разнотравно-осочково-зеленомошный. Подлесок представлен как ярус (проективное покрытие 80%), равномерно распределен по площади (доминанты Cotoneaster melanocarpus, Viburnum opulus). Проективное покрытие травяно-кустарничкового яруса составляет 60%. Доминантами и содоминантами являются Carex macroura, Rubus saxatilis, Geranium sylvaticum L., Thalictrum minus и др. Проективное покрытие мохово-лишайникового покрова 70%. Доминантом является Pleurozium schreberi. Присутствуют Hylocomium splendens (Hedw.) Schimp., Rhytidiadelphus triquetrus, Helodium blandowii (F.Weber & D.Mohr) Warnst.

Пр. пл. 5. Сосняк разнотравно-зеленомошно-осочковый. Подлесок равномерно распределен по пробной площади, выражен как ярус (проективное покрытие 50%), разделен на 2 подъяруса (доминанты первого – Cotoneaster melanocarpus, Swida alba, второго – Rosa acicularis). Проективное покрытие травяно-кустарничкового яруса 90%. Доминантами и содоминантами являются Carex macroura, Thalictrum foetidum, Rubus saxatilis, Vaccinium vitis-idaea L. и др. Проективное покрытие мохово-лишайникового яруса 30%. Доминантами являются Pleurozium schreberi, Hylocomium splendens.

Пр. пл. 6. (фон) Сосняк разнотравно-зеленомошный. Подлесок как ярус не выражен, представлен в виде отдельных особей Padus avium Mill., Rosa acicularis. Проективное покрытие травяно-кустарничкового яруса составляет 60%. Доминантами и содоминантами являются Calamagrostis arundinacea (L.) Roth, Vaccinium vitis-idaea L., Carex macroura, Rubus saxatilis. Проективное покрытие мохово-лишайникового покрова 90%. Доминантом является Pleurozium schreberi.

Пр. пл. 7. Сосняк разнотравно-осочково-зеленомошный. Подлесок равномерно распределен, занимает 10–15% площади, доминанты: Sorbus aucuparia L., Padus avium, Salix caprea L. Проективное покрытие травяно-кустарничкового яруса составляет 90%. Доминанты и содоминанты: Carex macroura, Pyrola rotundifolia L., Rubus saxatilis, Linnaea borealis L. и др. Проективное покрытие мохово-лишайникового яруса составляет 60%: Hylocomium splendens (50%) и Pleurozium schreberi (10%).

Пр. пл. 8. Смешанное насаждение (8С1Е1БедЛ/6Е4Б) осочково-разнотравное. Подлесок слабо выражен (проективное покрытие 30%), неравномерно размещен по пробной площади (доминанты Sorbus aucuparia, Padus avium). Проективное покрытие травяно-кустарничкового яруса 70%. Доминантами и содоминантами являются Carex macroura, Rubus saxatilis, Calamagrostis obtusata Trin. Мохово-лишайниковый покров занимает менее 5% площади, приурочен к старому разложившемуся валежу и западинам между древесными корнями, представлен Pleurozium schreberi, Hylocomium splendens, Rhytidiadelphus triquetrus, Atrichum undulatum (Hedw.) P.Beauv.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Древостой. Оценка состояния древостоев проведена применительно к ценопопуляциям основной лесообразующей породы – сосны обыкновенной. Данные о соотношении площадей поперечного сечения стволов на высоте 1.3 м деревьев разных категорий состояния свидетельствуют о неоднозначной представленности в исследуемых дендроценозах деревьев без признаков ослабления (табл. 2). Наименьшая доля таких деревьев отмечается в сосняках, примыкающих к городу. Так, на пр. пл. 2 деревья без признаков ослабления составили только 22%. В этом же сосняке самая высокая доля общего отпада (деревья 4–6 категорий состояния), который накапливается из числа средних и крупных деревьев. Последнее характерно и для пр. пл. 3–5. На всех объектах величина отпада незначительна, текущее усыхание (деревья 4–5 категорий состояния) не превышает 1–2%. Незначительная доля отпада (пр. пл. 5) и его отсутствие (пр. пл. 4) связаны с проведением выборочной санитарной рубки в 2017–2018 гг. по причине выявления очагов корневой губки (Heterobasidion annosum (Fr.) Bref.).

Таблица 2.  

Распределение деревьев по категориям состояния (% от суммы площадей поперечных сечений) и параметры отпада

Пр. пл. Категории состояния деревьев Средний диаметр, см
без признаков ослабления ослабленные сильно ослабленные отпад весь древостой общий отпад
текущий общий
1 54.3 39.8 5.0 0.5 0.9 28.7 13.7
2 22.3 59.8 12.2 1.5 5.7 31.4 30.0
3 66.3 32.6 0.4 – 0.7 48.9 44.0
4 57.9 35.9 5.7 – 0.5 39.3 31.9
5 74.4 21.4 2.5 1.0 1.7 42.2 33.6
6 64.4 29.6 3.6 0.9 2.4 45.3 32.3
7 56.2 41.8 1.1 – 0.9 34.5 16.8
8 70.6 25.9 2.1 – 1.4 44.9 27.9

Примечания. “–” отпад отсутствует.

Результаты интегральной оценки с использованием двух показателей указывают, что на настоящий момент жизненное состояние древостоев сосны на большей части объектов соответствует здоровой ценопопуляции (табл. 3). Ослабленным состоянием характеризуется сосновый древостой пр. пл. 2, наиболее подверженный хроническим техногенным загрязнениям.

Таблица 3.  

Показатели интегральной оценки состояния насаждений

Пр. пл. Значения показателей состояния
1 $\frac{{1.5}}{{84}}$
2 $\frac{{2.1}}{{69}}$
3 $\frac{{1.4}}{{89}}$
4 $\frac{{1.5}}{{85}}$
5 $\frac{{1.3}}{{90}}$
6 $\frac{{1.4}}{{87}}$
7 $\frac{{1.5}}{{86}}$
8 $\frac{{1.4}}{{90}}$

Примечание. В числителе – Kср; в знаменателе – L (%).

В ярусе эдификатора сосновых биогеоценозов выявлен комплекс болезней, большей частью неизменный в течение последних лет и характерный для всех объектов (табл. 4). Об этом же можно говорить и относительно показателей их проявления (распространенности и вредоносности): в частности, отсутствуют достоверные различия в пораженности объектов – распространенность болезней везде не превышает 5%. Значимым патогенным фактором (приводит к сильному ослаблению и усыханию) для единично поражаемых деревьев выступает рак-серянка. Исключением является упомянутая корневая гниль (возбудитель – H. annosum), деятельность которой в виде куртинного усыхания деревьев была обнаружена нами только на пр. пл. 4, 5. Сухобокость, отмечаемая почти на всех объектах, вероятнее всего, является следствием термического подсушивания тканей коры, флоэмы, камбия и заболони на стволах деревьев после низовых пожаров прошлых лет. Распространенность этого повреждения деревьев редко превышает 5% и приводит к их определенному ослаблению в зависимости от интенсивности пожара.

Таблица 4.  

Показатели проявления болезней (повреждений)

Болезнь (повреждение), возбудитель (иная причина) Пробная площадь
1 2 3 4 5 6 7 8
Стволовая гниль, Phellinus pini [Brot.] Pilát – – – $\frac{{0.7}}{{2.0}}$ – – $\frac{{1.4}}{{2.0}}$ –
Рак-серянка, Cronartium sp. – $\frac{{1.4}}{{6.0}}$ – $\frac{{0.7}}{{6.0}}$ $\frac{{0.9}}{{4.0}}$ $\frac{{4.7}}{{5.4}}$ $\frac{{0.7}}{{2.0}}$ $\frac{{3.5}}{{5.0}}$
Опухолевый рак, Pseudomonas pini Vuil. – – $\frac{{0.8}}{{2.0}}$ $\frac{{0.7}}{{2.0}}$ – $\frac{{0.9}}{{1.0}}$ – –
Язвенный рак, смешанная этиология – $\frac{{0.7}}{{2.0}}$ – – – – – –
Сухобокость, пожарная подсушина – $\frac{{1.4}}{{2.0}}$ $\frac{{2.4}}{{1.3}}$ $\frac{{3.0}}{{1.5}}$ $\frac{{4.3}}{{1.4}}$ $\frac{{9.4}}{{1.3}}$ $\frac{{2.8}}{{1.8}}$ $\frac{{2.4}}{{1.5}}$

Примечание. В числителе – распространенность (%), в знаменателе – вредоносность (Kср больных (поврежденных) деревьев). “–” болезни и повреждения отсутствуют.

В результате исследований установлено удовлетворительное санитарное и жизненное состояние большей части изучаемых пригородных сосняков, которые по комплексу проанализированных показателей не отличаются от фоновых насаждений. Выявленные болезни и повреждения в равной степени присутствуют во всех сосняках, ввиду низкой их распространенности значительного влияния на древостой не оказывают. Потенциальную опасность для сосновых боров представляет корневая гниль, вызываемая корневой губкой, очаги которой отмечены пр. пл. 4, 5.

Подрост. При количественной оценке подроста в пригородных сосняках установлено, что наибольшая густота подроста зафиксирована в сосновом насаждении пр. пл. 1. На этой пробной площади насчитывается до 12740 шт. га–1 жизнеспособного подроста (табл. 5), что оценивается как “густой подрост” (Приказ …, 2007). Также густой подрост выявлен на пр. пл. 6 и 7. На этих участках насчитывается 19380 и 10440 шт. га–1 жизнеспособного подроста соответственно. Распределение подроста в пригородных насаждениях преимущественно куртинное.

Таблица 5.

Численные характеристики возобновления в сосновых насаждениях пригорода Красноярска

Пр. пл. Численность всходов и самосева шт га–1 Численность жизнеспособного подроста по категориям высоты, шт га–1 Общая численность подроста в перечете на крупный подрост, шт га–1 Оценка возобновления*
до 0.5 м 0.6–1.5 м более 1.5 м
1 12 200 13 000 7800 0 12 740 Густой подрост
2 26 200 0 0 0 0 Подрост отсутствует
3 25 200 800 3400 1400 3500 Средний подрост
4 1000 2400 3000 1400 5000 Средний подрост
5 11 000 9200 1000 200 5600 Средний подрост
6 3400 11 400 11 600 4400 19 380 Густой подрост
7 6400 5200 8800 800 10 440 Густой подрост
8 3000 1600 0 0 800 Редкий подрост

* В соответствии с Приказом Министерства природных ресурсов Российской Федерации от 16 июля 2007 г., № 183. “Об утверждении правил лесовосстановления”.

Достаточное количество всходов и жизнеспособного подроста в пригородных лесах Красноярска можно объяснить уменьшением воздействия на них рекреационной и техногенной нагрузок (Скрипальщикова и др., 2017; Гончарова и др., 2020), что приводит к оптимизации условий их произрастания. По данным Государственных докладов о состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае (2018, 2019, 2020), количество промышленных выбросов в г. Красноярск и пригородных территориях снижено (индекс загрязнения изменился с “очень высокого” на “высокий”) в связи с сокращением производства и внедрением эффективных очистных технологий. Дополнительный фактор в отдельных сосновых массивах (пр. пл. 4, 5) – улучшение светового режима для подроста после проведения выборочных санитарных рубок.

Важное значение при оценке возобновления имеет определение качественного состояния подроста. В настоящее время от 36.1 до 84.6% подроста по категории состояния оценены как здоровые (рис. 2).

Рис. 2.

Частота встречаемости жизнеспособного подроста различной категории жизненного состояния. 1 – здоровый; 2 – ослабленный; 3 – усыхающий; 4 – сухой.

Растительный покров. В изученных сосновых ценозах зафиксировано 17 видов кустарников, 92 вида травяно-кустарничкового яруса и 8 видов мхов. Максимальные значения видовой насыщенности отмечены на фоновой пр. пл. 6 и условно фоновой пр. пл. 7, наименьшее – на пр. пл. 1, расположенной в зоне основного переноса загрязняющих веществ (табл. 6). Значение коэффициента сходства Серенсена–Чекановского между флористическими списками на пробных площадях варьирует от 0.31 до 0.74. Большая часть пробных площадей характеризуется средним уровнем сходства между собой.

Таблица 6.  

Показатели видовой насыщенности сосновых биогеоценозов

Показатель Пр. пл.
1 2 3 4 5 6 7 8
Видовое разнообразие, число видов на пробной площади 25 48 34 44 50 54 59 46
Видовая насыщенность, число видов на 1 м2 4 5 6 6 6 7 7 6

Вычисленные индексы видового разнообразия (рис. 3) не показали существенных отличий между фоновыми и находящимися под антропогенным воздействием объектами.

Рис. 3.

Индексы видового разнообразия на пробных площадях. 1 – индекс Маргалефа; 2 – индекс Шеннона; 3 – индекс Симпсона.

Индекс видового богатства Маргалефа (принимающий максимальное значение, если все особи принадлежат к разным видам) на изученных пробных площадях изменяется от 4.32 (пр. пл. 1) до 10.29 (пр. пл. 7). Наибольшие значения индекса отмечены на фоновой пр. пл. 6 – 9.36 и условно фоновой пр. пл. 7 – 10.29.

Максимальные значения индекса Шеннона отмечены на пр. пл. 5 (3.23) и пр. пл. 8 (3.22), находящихся под умеренным антропогенным воздействием. На фоновом и условно фоновом объектах (пр. пл. 6, 7) индекс видового разнообразия ниже (2.99 и 3.04 соответственно). Минимальные значения индекса Шеннона (2.33) отмечены на пр. пл. 1.

Индекс Симпсона тем выше, чем сильнее доминирование одного или нескольких видов. На пр. пл. 1 и 4 индекс Симпсона имеет наименьшие значения 0.86 и 0.88, соответственно. На остальных объектах значение индекса Симпсона колеблется в интервале 0.90–0.94.

Синантропные виды вносят значительный вклад (по числу видов) (3.9–17.9%) в растительный покров всех пробных площадей, кроме пр. пл. 6 (фон), где индекс синантропизации равен 0 (рис. 4). Из изученных сосновых ценозов в настоящее время наибольший индекс синантропизации (17.9%) отмечен на пр. пл. 7. Трансформация флоры, проявляющаяся в наличии 17.9% синантропных видов, свидетельствует об антропогенном воздействии на нее, в частности, выпаса скота.

Рис. 4.

Индекс синантропизации на изученных объектах.

Согласно шкале антропогенной трансформации растительных сообществ (Прокопьев, Рыбина, 2010), на данный момент все изученные пробные площади (за исключением фоновой пр. пл. 6) находятся на стадии слабой трансформации, причем пр. пл. 1, 3 – в начальной фазе, а остальные – в заключительной фазе.

Почвенный покров. Почвы исследованных участков имеют полные профили, по строению соответствующие лесным почвам. Для всех исследованных почв характерно наличие хорошо развитого органогенного горизонта подстилки. На пр. пл. 6, 8 почвы относятся к типу темно–серых, которым соответствует следующая почвенная формула: О (5–7 см)-AU (25–32 см)-BT (17–35 см)-C, на пр. пл. 7 – к типу серых О (5 см)-AY (6 см)-AEL (10 см)-BT(35 см)-C.

Почвы в сосняках пр. пл. 1–5 следует относить к антропогенно-поверхностно-преобразованным, т.е. трансформированным типам серых почв. Эти почвы имеют развитые профили с признаками деградации верхних горизонтов (уменьшение мощности и уплотнение горизонта подстилки, качественное изменение состава органического вещества). По характеру нарушений они могут быть отнесены к городским урбо-серым почвам. На поверхности и в верхнем 5–10-сантиметровом горизонте присутствуют характерные механические загрязнения бытовым мусором (бумага, стекло, пластик). Почвенные формулы антропогенно-поверхностно-преобразованных почв имеют следующий вид: Оur (2–4 см)-AY (6–12 см)-AEL (5–10 см)-BT (15–35 см)-C, AYur (5–12 см)-AEL(5–8 см)-BT(10–25 см)-C.

При изучении химических свойств почв, было установлено, что опробованные почвы на пр. пл. 1–3 по показателям кислотности относятся к слабо кислым (pH составляет 5.8–6.2 ед.). На пр. пл. 8 почвы имеют кислую-слабокислую реакцию, что характерно для темно–серых почв (pH составляет 5.0–5.6 ед.). Антропогенно-преобразованные серые почвы на пр. пл. 4, 5 характеризуются смещением кислотности в щелочной диапазон, достигая значений 7.6–7.8 ед. в верхних горизонтах подстилки и 0–5 см минерального профиля. Аналогичные факты подщелачивания почв в зонах воздействия предприятий металлургического производства были ранее опубликованы в литературе (Шергина и др., 2018).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Современное состояние сосняков, произрастающих в зоне многолетнего антропогенного воздействия Красноярска, оценивается как удовлетворительное. Санитарное и жизненное состояние пригородных сосновых древостоев не отличаются от фоновых. Выявленные болезни и повреждения характеризуются низкими показателями проявления и значительного влияния на древостои не оказывают.

В настоящее время в сосновых биогеоценозах отмечено хорошее возобновление сосны. Зафиксировано наличие всходов, значительного количества жизнеспособного подроста.

Живой напочвенный покров исследованных насаждений на данный момент находится на стадии слабой антропогенной трансформация (за исключением фоновой пробной площади).

Почвы под сосновыми экосистемами изучались впервые. Многолетний антропогенный пресс на почвенный покров пригородных сосняков вызвал в них трансформацию типов естественных почв. Их можно отнести к антропогенно-преобразованным. Эти почвы имеют развитые профили с признаками деградации верхних горизонтов.

Список литературы

  1. Алексеев А.С. Мониторинг лесных систем: Учеб. пособие. Санкт-Петербург: Лесотехническая академия, 1997. 116 с.

  2. Алексеев В.А. Диагностика жизненного состояния деревьев и древостоев // Лесоведение. 1989. № 4. С. 51–57.

  3. Антипова Е.М. Флора внутриконтинентальных островных лесостепей Средней Сибири. Красноярск: Красноярский гос. пед. университет им. В.П. Астафьева, 2012. 662 с.

  4. Анучин Н.П. Лесная таксация. М.: Лесн. пром-сть, 1982. 552 с.

  5. Воронцов А.И., Мозолевская Е.Г., Соколова Э.С. Технология защиты леса. М.: Экология, 1991. 303 с.

  6. Гончарова И.А., Скрипальщикова Л.Н., Барченков А.П., Шушпанов А.С. Оценка компонентов нижних ярусов растительного покрова в антропогенно нарушенных березняках Красноярской лесостепи // Извест. вузов. Лесной журн. 2020. № 1. С. 75–87.

  7. Горчаковский П.Л. Антропогенные изменения растительности: мониторинг, оценка, прогнозирование // Экология. 1984. № 5. С. 3–16.

  8. ГОСТ 17.4.3.04-85. Охрана природы. Почвы. Общие требования к контролю и охране от загрязнения.

  9. Государственный доклад “О состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае в 2017 году”. Красноярск: Министерство экологии и рационального природопользования Красноярского края, 2018. 301 с.

  10. Государственный доклад “О состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае в 2018 году”. Красноярск: Министерство экологии и рационального природопользования Красноярского края, 2019. 292 с.

  11. Государственный доклад “О состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае в 2019 году”. Красноярск: Министерство экологии и рационального природопользования Красноярского края, 2020. 314 с.

  12. Журавлев И.И., Селиванова Т.Н., Черемисинов И.А. Определитель грибных болезней деревьев и кустарников. М.: Лесн. пром-сть, 1979. 246 с.

  13. Кузьмичев Е.П., Соколова Э.С., Мозолевская Е.Г. Болезни древесных растений // Болезни и вредители в лесах России: Справочник. М.: Всероссийский научно-исследовательский институт лесоводства и механизации лесного хозяйства, 2004. Т. I. 120 с.

  14. Лянгузова И.В., Ярмишко В.Т., Беляева А.И., Салихова Ф.С., Евдокимов А.С. Состояние лесных экосистем Кольского полуострова на фоне снижения объемов антропогенных выбросов предприятием цветной металлургии // Растительные ресурсы. 2018. Т. 54. № 4. С. 65–72.

  15. Методические рекомендации по выявлению деградированных и загрязненных земель (Утверждено Минприроды Российской Федерации, 15.02. 1995 г., Роскомземом 12.1994 г., Минсельхозпродом Российской Федерации, 26.01.1995 г.). М.: Роскомзем, 1995. 30 с.

  16. Миркин Б.М., Розенберг Г.С., Наумова Л.Г. Словарь понятий и терминов современной фитоценологии. М.: Наука, 1989. 222 с.

  17. Михайлова Т.А., Калугина О.В., Шергина О.В. Динамика состояния сосновых лесов Предбайкалья в условиях воздействия антропогенных факторов // Сибирский лесной журн. 2017. № 1. С. 44–55.

  18. Михайлова Т.А., Калугина О.В., Шергина О.В. Мониторинг техногенного загрязнения и состояния сосновых лесов на примере Иркутской области // Лесоведение. 2020. № 3. С. 265–273.

  19. Мозолевская Е.Г., Катаев О.А., Соколова Э.С. Методы лесопатологических обследований очагов стволовых вредителей и болезней леса. М.: Лесн. пром-сть, 1984. 52 с.

  20. Побединский А.В. Изучение лесовосстановительных процессов. М.: Наука, 1966. 62 с.

  21. Полевая геоботаника. М.; Л.: Наука, 1964. Т. 3. 527 с.

  22. Полякова Г.А., Малышева Т.В., Флеров В.А. Антропогенное влияние на сосновые леса Подмосковья. М.: Наука, 1981. 144 с.

  23. Правила санитарной безопасности в лесах. Утверждены постановлением Правительства Российской Федерации, 20.05.2017. № 607. М., 7 с.

  24. Приказ Министерства природных ресурсов Российской Федерации “Об утверждении правил лесовосстановления” от 16.07.2007 г., № 183.

  25. Программа и методика биогеоценологических исследований. М.: Наука, 1974. 403 с.

  26. Прокопьев Е.П., Рыбина Т.А. Опыт мониторинга синантропизации и антропогенной трансформации растительного покрова особо охраняемых природных территорий г. Томска // Вестник Томского гос. университетата. Серия: Биология. 2010. № 3(11). С. 109–118.

  27. Руководство по планированию, организации и ведению лесопатологических обследований: Приложение 3 к приказу Рослесхоза от 29.12.2007 № 523. 74 с.

  28. Скрипальщикова Л.Н., Пономарева Т.В., Бажина Е.В., Барченков А.П., Белянин А.В. Техногенные нагрузки на березняки Красноярской лесостепи // Сибирский лесной журн. 2017. № 6. С. 130–35.

  29. Сукачев В.Н., Зонн С.В. Методические указания к изучению типов леса. М.: Изд-во АН СССР, 1961. 144 с.

  30. Черемисинов Н.А., Негруцкий С.Ф., Лешковцева И.И. Грибы и грибные болезни деревьев и кустарников. М.: Лесн. пром-сть, 1970. 392 с.

  31. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств. СПб.: Мир и семья, 1995. 990 с.

  32. Шергина О.В., Михайлова Т.А., Калугина О.В. Оценка экологического состояния почв Байкальского региона в условиях аэротехногенного загрязнения // Экологическая химия. 2018. № 27(1). С. 39–48.

  33. Шмидт В.М. Математические методы в ботанике. Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1984. 288 с.

  34. Ярмишко В.Т., Игнатьева О.В. Многолетний импактный мониторинг состояния сосновых лесов в центральной части Кольского полуострова. // Известия РАН. Серия биологическая. 2019, № 6. С. 658–668.

  35. Hammer Ø., Harper D.A.T., Ryan P.D. PAST: Paleontological statistics software package for education and data analysis // Palaeontologia Electronica. 2001. V. 4. №. 1. P. 9.

  36. Ignatov M.C., Afonina O.M. Check-list of mosses of the former USSR // Arctoa. 1992. V. 1. P. 1–85.

  37. Liira J., Sepp T., Parrest O. The forest structure and ecosystem quality in conditions of anthropogenic disturbance along productivity gradient // Forest Ecology and Management. 2007. V. 250. P. 34–46.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Лесоведение

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал