Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Влияние техногенных загрязнений на древесные растения и лесные экосистемы 9
1.1 Общее токсическое.действие аэропромвыбросов на древесные растения и экосистемы 9
1.2 Стресс у растений 17
1.3 Устойчивость растений и растительных сообществ к техногенным воздействиям 25
Глава 2. Объекты и методы исследований 40
2.1 Общая характеристика района исследования 40
2.2 Краткая характеристика источников загрязнения 43
2.3 Программа работ 45
2.4 Методы исследований 45
2.4.1 Методика проведения лесоводственно-таксационного описания лесных насаждений 45
2.4.2 Дендрохронологические методы исследований 47
2.4.3 Методика закладки эксперимента с применением дополнительного стрессового воздействия 47
2.4.4 Физиолого-биохимические методы изучения состояния древосто-ев 48
2.4.5 Использование статистических и геоинформационных компьютерных пакетов для анализа и обработки результатов 49
2.5 Объем выполненных работ 50
Глава 3. Сравнительная оценка морфометрических характеристик молодых и средневозрастных сосновых древостоев в зоне действия выбросов сумза 51
3.1 Оценка морфометрических показателей сосновых древостоев различных возрастов 52
3.2 Зонирование сосновых молодняков и средневозрастных древостоев по морфометрическим характеристикам и их сравнительная оценка 57
Глава 4. Радиальный прирост сосны обыкновенной в зоне влияния аэропромышленных выбросов сумза 71
4.1 Влияние техногенных нагрузок различной степени интенсивности на характер повреждения сосновых древостоев 71
4.2 Использование древесно-кольцевых хронологий для изучения влияния аэропромвыбросов на динамику радиальных приростов сосновых древостоев 74
4.3 Сравнительный анализ устойчивости сосновых древостоев различных возрастов к действию аэропромышленных загрязнений 85
Глава 5. Использование дополнительного стрессового воздействия при оценке устойчивости сосны обыкновенной к действию аэропромышленных загрязнений 92
5.1 Влияние дополнительного стресса на пигментный аппарат сосны обыкновенной 93
5.2 Влияние дополнительного стресса на антиоксидантную систему 102
5.3 Влияние дополнительного стресса на водный режим хвои 108
Выводы 121
Литература 123
Приложение 136
- Устойчивость растений и растительных сообществ к техногенным воздействиям
- Методика проведения лесоводственно-таксационного описания лесных насаждений
- Зонирование сосновых молодняков и средневозрастных древостоев по морфометрическим характеристикам и их сравнительная оценка
- Использование древесно-кольцевых хронологий для изучения влияния аэропромвыбросов на динамику радиальных приростов сосновых древостоев
Введение к работе
Актуальность темы. Важное место при решении проблем охраны и восстановления лесов отводится разработке методов оценки состояния и устойчивости древостоев к действию антропогенных факторов, включая аэропромышленные загрязнения. В настоящее время вопросы оценки состояния лесных экосистем изучены значительно лучше, чем проблема их устойчивости. Объектом исследования были выбраны сосновые древостой, поскольку сосна обыкновенная (Pinus sylvestris) - один из наиболее распространенных на Урале видов древесных растений. Вместе с тем, деревья сосны являются чувствительными индикаторами к влиянию различных загрязнений.
Цель и задачи исследований. Целью работы является проведение сравнительной оценки состояния и устойчивости сосновых молодняков и средневозрастных насаждений, испытывающих негативное воздействие аэропромышленных загрязнений СУМЗа.
Основные задачи исследований:
1. Сравнительное изучение основных морфометрических характери стик молодых и средневозрастных сосновых древосоев в районе исследова ния.
Изучение влияния аэропромышленных выбросов на динамику изменения индексов годичных радиальных приростов старшевозрастных сосновых древостоев, характеризующихся различной степенью угнетения.
Исследование возможности использования сравнительного анализа динамики индексов радиальных годичных приростов сосновых древостоев различных возрастов для оценки их устойчивости к действию загрязнений.
Изучение влияния дополнительного стрессового воздействия на сезонную динамику отдельных физиологических показателей с целью выделения различных уровней устойчивости фотосинтетического аппарата хвои сосны.
Научная новизна заключается в следующих основных результатах исследований, полученных автором в процессе работы над диссертацией и выносимых на защиту:
Проведено комплексное обследование средневозрастных сосновых древостоев в условиях действия техногенных загрязнений СУМЗа, позволяющее оценить их состояние.
Составлены карты-схемы состояния сосновых насаждений двух групп возраста по отдельным морфометрическим характеристикам, а также их совокупности. Сравнительный анализ карт позволил выявить различия в состоянии молодых и средневозрастных древостоев, испытывающих одинаковую техногенную нагрузку, и свидетельствует об ухудшении состояния древостоев с возрастом.
Установлено, что совокупное влияние аэропромышленных выбросов и продолжительного водного стресса, вызванного дефицитом осадков, приводит к уменьшению индексов годичных радиальных приростов старшевоз-растных древостоев и в меньшей мере сказывается на их величине в молодых насаждениях, сформировавшихся в условиях постоянного действия поллю-тантов.
Изучен характер изменений сезонной динамики отдельных физиологических характеристик двухлетней хвои деревьев сосны, испытывающих стрессовое воздействие различной природы, состава и интенсивности. Выделены как минимум три уровня устойчивости фотосинтетического аппарата сосны обыкновенной.
Практическая ценность работы. Заложенные в процессе выполнения работы пробные площади и результаты сравнительного анализа состояний сосновых древостоев разных возрастов могут быть использованы при реализации региональных экологических программ разных уровней, ведении локального мониторинга лесов и разработке рекомендаций по проведению ле-сохозяйственных мероприятий по снижению ущерба, наносимого лесам загрязнениями. Полученные данные свидетельствуют о возможности исполь- зования динамики отдельных ростовых и физиологических характеристик древостоев (индексов годичных радиальных приростов, содержания свободной воды и хлорофиллов в двухлетней хвое) в качестве критериев оценки уровней устойчивости к действию стрессовых факторов.
Апробация работы. Основные-результаты исследований доложены на научно-технических конференциях студентов и аспирантов УГЛТУ (Екатеринбург 2003, 2004); XI Всероссийской студенческой научной конференции "Экология и проблемы охраны окружающей среды" (Красноярск, 2004); Международной конференции "Экология Сибири, Дальнего Востока и Арктики (ESFEA-2001)" (Томск, 2001); V международной научно-технической конференции "Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса" (УГЛТУ, 2005).
Публикации. По материалам исследований опубликовано 8 научных работ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка цитируемой литературы и приложения, изложена на 149 страницах машинописного текста, включает 22 таблицы и 24 рисунка. Список литературы содержит 139 библиографических ссылок, в том числе 18 на иностранном языке.
Работа выполнена на кафедре прикладной физики и биофизики Уральского государственного лесотехнического университета при поддержке РФФИ-Урал (проект № 01-04-96428 "Изучение ростовых и физиологических процессов в древостоях и оценка устойчивости лесных экосистем, расположенных в зонах действия аэропромышленных загрязнений" и проект № 04-04-96143 "Изучение сезонно-возрастной динамики физиологических и ростовых процессов при ухудшении жизненного состояния древесных растений в условиях антропогенного стресса").
Автор выражает благодарность д.б.н. Шавнину С. А., д.б.н. Мазепе В. С, к.с.-х.н. Фомину В. В., к.с.-х.н. Голикову Д. Ю. за помощь в освоении научных методик и постоянные консультации при проведении научно-исследовательских работ; к.х.н. Мариной Н. В. и вед. инженеру Новоселовой Г. Н. за помощь в проведении биохимических анализов; д.б.н. Воробейчику Е. Л. за любезно предоставленные суточные данные по температуре и осадкам ст. Ревда; аспиранту Шинелеву Д. М. за помощь в проведении полевых работ.
Устойчивость растений и растительных сообществ к техногенным воздействиям
Перечисленные стрессовые реакции наблюдаются при действии любых стрессоров. Они направлены на защиту внутриклеточных структур и устранение неблагоприятных изменений в клетках. Все эти явления адаптационного синдрома взаимосвязаны и развиваются как каскадные процессы. В настоящее время усилия направлены на полную расшифровку механизмов стресса на молекулярном и клеточном уровнях. Однако необходимо помнить, что на ряду с неспецифическим эффектом все стрессоры оказывают и специфическое воздействие на клетки и ткани (Полевой, 1989).
На разных уровнях организации приспособление к экстремальным условиям осуществляется у растений неодинаково. Чем выше уровень биологической организации, тем большее число механизмов одновременно участвует в адаптации растений к стрессовым воздействиям.
На организменном уровне сохраняются все механизмы адаптации, свойственные клетке, но дополняются новыми, отражающими взаимодействие органов в целом растении. Прежде всего это конкурентные отношения между органами за физиологически активные вещества и трофические факторы. Эти отношения построены на силе аттрагирующего действия. Подобный механизм позволяет растениям в экстремальных условиях сформировать лишь такой минимум аттрагирующих центров, который они в состоянии обеспечить необходимыми веществами для нормального созревания (Полевой, 1989; Усманов и др., 2001).
В условиях длительного и сильного стресса в период истощения гибнут те индивидуумы, у которых генетически норма реакции на данный экстремальный фактор ограничена узкими пределами. Эти растения устраняются из популяции, а семенное потомство образуют лишь генетически более устойчивые растения. В результате общий уровень устойчивости в популяции возрастает. Таким образом, на популя Ционном уровне в стрессовую реакцию включается дополнительный фактор - отбор, приводящий к появлению более приспособленных организмов и новых видов (генетическая адаптация). Предпосылкой к этому механизму служит внутрипопуляционная вариабельность уровня устойчивости к тому или иному фактору или группе факторов (Полевой, 1989).
До настоящего момента нами не затрагивался вопрос о том, что заставляет растение в стрессовой ситуации перестраиваться, каков механизм этого действия. Многие исследователи в разное время обращали внимание на резкие изменения в метаболических процессах под влиянием стрессора той или иной природы (Запрометов, 1993; Тарчевский, 1993; Фуксман и др., 1997). Обмен веществ слагается из множества одновременно протекающих реакций, среди которых выделяют два важнейших противоположно направленных процесса: анаболизм и катаболизм. Соответственно, изменения, происходящие во внешней среде, влияют на характер этих метаболических составляющих, изменяют их соотношение в растении. Еще совсем недавно ка-таболическим процессам не уделялось должное внимание. Лишь в 80-е годы XX века эта проблема получила, наконец, разработку. Ученые осознали, что катаболизм служит движущей силой для функционирования живых систем (Хочачка и др., 1988).
Таким образом, имеет смысл говорить о множественной роли процессов катаболизма (Тарчевский, 1993). Во-первых, это роль корректирующего фактора. Катаболизм обеспечивает устранение биополимеров с "некорректной" структурой. Во-вторых, субстратная роль. Процессы катаболизма обеспечивают синтез биополимеров мономерными субстратами, а синтез липидов - ацетатом, что особенно важно в условиях недостаточного насыщения клеток этими веществами. В-третьих, энергетическая роль. При дальнейшей деградации мономерных продуктов и ацетата и вовлечении их в процессы дыхания образуются АТФ и НАД(Ф)Н, обеспечивающие протекание анаболических реакций. В-четвертых, сигнальная функция. Известно, что особенности структуры нуклеиновых кислот, белков и некоторых поли- и олигосахаридов используются в клетках для хранения, передачи и реализации информации.
Накапливается все больше информации о том, что некоторые олиго-нуклеотиды, олигопептиды и олигосахариды, являющиеся продуктами катаболизма соответствующих полимеров, обладают свойствами гормонов или активаторов и ингибиторов различных процессов метоболизма и в конечном итоге оказывают влияние на рост и морфогенез растений (Полевой, 1985, 1986).
Однако большинство физиологически активных олигомерных продуктов катаболизма биополимеров и оксигенированных производных полиено-вых жирных кислот выполняет роль не гормонов, а внутриклеточных эндогенных регуляторов, не транспортируемых в другие органы и ткани. Они могут играть роль микровинта в корректировании метаболических процессов, в то время как грубая настройка осуществляется фитогормонами.
Было замечено, что стадия первичной стрессовой реакции характеризуется резким усилением процессов катаболизма липидов и биополимеров. Целесообразность усиления катаболизма определяется необходимостью повышения концентрации мономерных субстратов и ацетата для синтеза новых биополимеров и липидов, которые в- большей степени соответствуют условиям стресса, а также необходимостью поддержания при этом энергентики клеток за счет сгорания продуктов катаболизма в процессе дыхания. Быстрое повышение концентрации субстратов для синтезов и обеспечение их макро-эргическими соединениями и восстановителем создают условия для замеще-ния одних распадающихся форм биополимеров и липидов другими (Тарчев-ский, 1993).
Методика проведения лесоводственно-таксационного описания лесных насаждений
При закладке ПП руководствовались действующим отраслевым стандартом "Пробные площади лесоустроительные. Метод закладки" (ОСТ 56-60-83), а также методическими рекомендациями Огиевского В. В. и Хирова А. А. (1974). Перед началом полевого сезона на основе анализа лесоустроительных материалов подбирались селеновые древостой IV класса возраста и старше, расположенные на различном удалении относительно СУМЗа. Таким образом, подобрано и заложено 13 пробных площадей, представляющих 4 типа лесорастительных условий и 4 типа леса, относящихся к двум близким группам по режиму увлажнения - свежие, периодически сухие и устойчиво свежие (Лесорастительные условия.,.., 1973). При закладке пробных площадей подбирали древостой с преобладанием сосны IV класса возраста и старше, удаленные от автомобильных и железных дорог не менее чем на 100 метров. Размеры площадей устанавливали таким образом, чтобы на ней находилось не менее 200 деревьев изучаемой породы (Моисеев, 1971). Пробные площади ограничивались в натуре с помощью угломерных инструментов визирами, по углам закреплялись столбы. Каждую ПП привязывали к квартальной сети. Проведено оформление технической документации в виде паспортов для каждой ПП (приложение 1). Местонахождение ПП определялось с помощью топографических карт медтности, были найдены расстояния от источника выбросов до каждой пробной площади.
Типологическое описание ПП проводилось согласно методическим указаниям В. Н. Сукачева (Сукачев и др., 1961). Тип леса определялся согласно классификации типов лесорастительных условий и типов леса Б. П. Колесникова (Лесорастительные условия..., 1973).
На каждой ПП проводили подеревный перечет, в процессе чего каждому сырорастущему дереву присваивался порядковый номер, а также производился замер диаметра каждого ствола на высоте 1,3 м с помощью мерной вилки в двух взаимоперпендикулярных направлениях, а среднее значение двух измерений относилось к определенной ступени толщины. На основании полученных данных вычисляли средний диаметр отдельного элемента древостоя. По вычисленному среднему диаметру выделяли и маркировали 10 модельных деревьев сосны и по 3 дерева второстепенных пород, у которых с помощью высотомера Suunto (Финляндия) определяли высоты. У 10 модельных деревьев сосны с западной стороны возрастным буравом брались керны на высоте 0,3 м. С их помощью устанавливался возраст модельных деревьев сосны. Средний возраст определяли как среднее арифметическое возрастов десяти модальных деревьев, а также сопоставляли рассчитанный средний возраст с данными лесоустройства. Приведение диаметров к возрасту 70-ти лет проводили путем вычитания величин радиальных приростов за соответствующие периоды времени. Величины приведенных высот определяли с помощью интерполяции по бо-нитировочной шкале М. М. Орлова, учитывая класса бонитета насаждения.
Дендрохронологические исследования проводились с учетом методик, изложенных в работах Н. В. Ловелиуса (1979), С. Г. Шиятова и др. (2000). По отобранным образцам, после измерения ширины годичных колец, были построены индивидуальные древесно-кольцевые хронологии, которые перекрестно датировались с применением автоматизированной системы LINTAB в программном пакете TSAP. После этого датировка была проверена тестированием программой COFECHA (Holmes, 2000). Данные приростов усреднялись. Расчет индексов приростов проводился с помощью программ TREND и ARSTAN (Cook, 1985).
Объектами исследований являлись участки сосновых насаждений, испытывающие сильное влияние поллютантов - ПП 9, и не подверженные существенному воздействию загрязнений - фоновая ПП 4 (Папулов, 2003). ПП 4 расположена на удалении 18,4 км от завода в юго-западном направлении, а ПП 9 - на удалении 4,1 км в северо-восточном направлении. Лесово-дственно-таксационные характеристики приведены в таблице 2.4.3.1.
На каждой из пробных площадей выбрано по две биогруппы деревьев с различным жизненным состоянием. Деревья модальной группы (21 дерево) имеют средние для данного участка величины высот и диаметров (II класс роста по Крафту). Деревья угнетенной группы (30 деревьев) имеют наименьшие величины ростовых характеристик (V класс роста по Крафту). В каждой биогруппе заложено три варианта опыта по влиянию экспериментально вызванного стресса. Стрессовое воздействие заключалось в удалении коры и луба на 0, 90 и 100 % протяженности длины окружности ствола на высоте 1,3 м от шейки корня. Ширина зоны окорения составляет 10 см. Поверхность поврежденного участка покрывали садовым варом. Образцы хвои для дальнейших лабораторных исследований с модальных и угнетенных деревьев брали при помощи шеста и секатора.
Для определения пигментного состава использовали общепринятую методику (Методы..., 1978; Крючков и др., 1988). 100 мг свежего растительного материала тщательно растирали в форфоровой ступке со стеклянным порошком и 5 мл 80%-го водного раствора ацетона. Для нейтрализации органических кислот вносили небольшое количество СаСОз. Содержимое ступки переносили на стеклянный фильтр и фильтровали под вакуумом.
Зонирование сосновых молодняков и средневозрастных древостоев по морфометрическим характеристикам и их сравнительная оценка
Данные табл. 3.1.3 и табл. 3.1.4 использовали в процессе зонирования территории, проведенном с учетом показателей состояния по диаметру и высотам сосновых древостоев различных возрастов, а также их обобщенных морфометрических показателей. Указанные значения были предварительно рассчитаны для тринадцати пробных площадей. Величины показателей для промежуточных точек рассчитывались автоматически с использованием теории кригинга. Кригингом называется метод интерполяции, оптимизирующий эту процедуру на основе статистической природы поверхности (Виноградов и др., 2000; Фомин и др., 2001). В основе данного метода лежит теория регионализированной переменной. Предполагается, что значение переменной изменяется в пространстве непрерывно, однако моделируется не одним математическим уравнением. Величина искомого параметра зависит от трех независимых компонент. Первая из них - это структура поверхности, представляющая общий тренд в определенном направлении. Вторая - случайный шум, вызывающий отклоне-ния не связанные с общей тенденцией и не имеющие пространственной автокорреляции.
Третья - случайная пространственно-коррелированная компонента, описывающая случайные, незначительные, но пространственно связанные друг с другом отклонения от общей тенденции (Фомин и др., 2003). В кригинге формула для расчета величины аппликаты в некоторой точке ведется по формуле: где z (хо,уо) - значение z, рассчитанное для любой точки х0; Х[ - весовой коэффициент, связанный со значением характеристики в точке X;; z (ХІ,УІ) - значение характеристики в точке (Xj,yi). Весовый коэффициенты Х\, ... ,Хп находятся в результате вариограмм-ного анализа. Вариограммой называется зависимость полудисперсии или се-мивариансы от расстояния между точками, где производились измерения. Это расстояние принято называть лагом. Величину семивариансы рассчиты-вают по формуле: где y{h) - семиварианса для расстояния h; z (ХІ,УІ) - значение характеристики в точке (х\,у\); z((xj,yi)+h) - значение характеристики в точке, находящейся на расстоянии h от (Xi,y,); n(h) - количество пар значений, разделенных расстоянием h. Для аппроксимации семивариограмм используются различные математические функции (Фомин и др., 2003). При зонировании сосновых древосто-ев различных возрастов по отдельным показателям состояния, а также по ОПСМОРФ, автором подбирался тип модели и задавалась величина лага (табл. 3.2.1). На рис. 3.2.1 представлена карта-схема состояния сосновых молодня-ков, составленная на основании показателей состояния по диаметру, рассчитанных для 30-летних древостоев. Увеличение интенсивности окраски указывает на ухудшение состояния. Зоны, заключающие в своих границах молодые сосновые древостой, характеризующиеся плохой и очень плохой динамикой прироста по диаметру, тяготеют непосредственно к СУМЗу, однако наблюдается большая вытя-нутость этих зон в восточном направлении, что объясняется преобладанием в изучаемом районе западных ветров.
Молодняки, развивающиеся по указанному показателю удовлетворительно (ПС=36-45), наблюдались лишь на ПП 7, которая была заложена северо-западнее п. Билимбай. Хорошая динамика прироста по диаметру имела место на западных ПП 4, 5, 14, на достаточно удаленных от источника выбросов ПП 13 и 15 и на расположенной севернее г. Первоуральска ПП 2. Результаты оценки состояния на обследованной территории средневозрастных сосновых древостоев существенно отличаются от приведенных выше (рис. 3.2.2). Обращает на себя внимание значительное, по сравнению с молодняка-ми, увеличение совокупной площади зон с плохим (ПС=26-35) и очень плохим (ПС=5-25) состоянием. Восемь то тринадцати 1111 оказались в границах этих двух зон. На ПП 6 и 15, древостой продемонстрировали удовлетворительное развитие, а хорошее состояние наблюдалось лишь на западных 1111 4, 5 и 14. Таким образом, у средневозрастных древостоев наблюдалось значительное расширение границ зон с плохой и очень плохой динамикой приростов по диаметру. Однако следует отметить, что на 1111 6 отмечено значительный рост этого показателя. 30-летние сосновые древостой, расположенные в непосредственной близости от ПП 6 характеризуются очень плохим показателем состояния по диаметру, а 70-летний древостой демонстрирует удовлетворительное развитие. Таким образом, нами установлены существенные изменения величин ПС (D) сосновых древостоев с возрастом как в сторону его уменьшения, так и, в отдельных случаях, в сторону увеличения. На рис. 3.2.3, приведены результаты зонирования 30-летних сосновых молодняков на основании показателей состояния по высоте. Угнетение роста в высоту отмечено в молодом сосновом древостое на ПП 12, заложенной в 2,8 км западнее СУМЗа, и на ПП 1, размещенной рядом с г. Первоуральском. Насаждения, растущие на ПП 5, характеризуются удовлетворительными темпами роста в -высоту. Сосновые молодняки на оставшихся десяти площадях отличаются хорошей динамикой роста ствола. У 70-летних древостоев наблюдается значительное увеличение участка территории, характеризующегося плохим и очень плохим приростом древостоев в высоту (рис. 3.2.4). Есть и примеры значительного улучшения ПС (Н). Так молодой сосновый древостой на ПП 1 выделяется очень плохими величинами изучаемого параметра, а средневозрастный, напротив, демонстрирует хорошие темпы роста в высоту. Севернее г. Первоуральска, а также на достаточно удаленных от источника выбросов ПП 4 и 13 вне зависимости от возраста насаждения показывали величины ПС (Н) более 45 баллов.
Использование древесно-кольцевых хронологий для изучения влияния аэропромвыбросов на динамику радиальных приростов сосновых древостоев
В качестве характеристики реакции древостоя на воздействие факторов среды целесообразно использовать наиболее информативные показатели продуктивности насаждения, обобщенно отражающие его изменение. Таким объективным показателем состояний древостоя является текущий прирост по диаметру, позволяющий количественно оценить влияние внешних факторов среды на рост отдельных деревьев или древостоев (Фимушин, 1979; Лиепа, 1985;Guderian, 1970).
Очень часто в лесоводственной практике для определения чувствительности годичного радиального прироста сосны обыкновенной к влиянию аэропромышленных выбросов применяется подход, называемый в дендрохронологии традиционным (Innes, 1989). Результатом данного рода исследования является возможность изучения динамики радиальных приростов по пятилетиям, приведенных в абсолютных значениях (рис. 4.2.1).
Для того чтобы можно было проводить сравнение динамики радиальных приростов, необходимо было подобрать сосновые древостой, растущие в аналогичных лесорастительных условиях. Насаждения на ПП 4, ПП 7, ПП 12 и ПП 13 относятся к одной группе типов леса по режиму увлажнения - устойчиво свежие; а также растут на схожих почвах (Лесорастительные условия ..., 1973). В 70-летнем возрасте они характеризовались различным состоянием по морфометрическим характеристикам (табл. 3.1.3). Помимо этого, указанные древостой на момент закладки пробных площадей достигли возраста 80-100 лет (приложение 1) ; то есть, имели определенную историю развития в условиях, свободных от влияния загрязнения.
Радиальный прирост за пять лет у деревьев сосны на фоновой ПП 4 (nC(D)=62; ОПСморф=62) значительно превосходит аналогичный показатель у древостоев с других пробных площадей на протяжении всего периода наблюдения. Насаждения импактной ПП 12 (nC(D)=15; ОПСморф=9) до конца 1930-х годов имели достаточно высокие показатели радиального прироста по пятилетиям. Они были ниже, чем на ПП 4, но выше, чем на ПП 7 (ПС(Э)=22; ОПСморф=32) и ПП 13 (TiC(D)=36; ОПСморф=41). Однако, начиная с 1938 года радиальные приросты сосны за пять лет на указанных площадях примерно сравнялись и синхронно продолжали снижаться до середины 1950-х годов, после чего на ПП 7 и ПП 13 они на некоторое время установились на уровне 5 мм, а на ПП 12 продолжили падение вплоть до конца 1970-х - начала 1980-х. Древостой на ПП 4, ПП 7 и ПП 13 достигли минимальных значений радиальных приростов за пять лет чуть раньше, в середине 1970-х.
Известно (Фимушин, 1979; Воробейчик и др., 1994), что СУМЗ начал работу в середине 30-х годов XX века. Поэтому более резкое падение скорости радиального прироста на ПП 12, расположенной ближе всех к источнику выбросов, и менее выраженный процесс угнетения на находящихся в буферной зоне ПП 7 и ПП 13, вполне укладывается в общее русло рассужде-ний о существовании зависимости между интенсивностью роста и удаленностью от источника выбросов поллютантов.
В 80-90-е годы прошлого века наблюдали постепенное восстановление скорости прироста на всех без исключения пробных площадях. Указанный компенсационный эффект может частично- объясняться резким снижением объемов выбросов в этот период в результате падения темпов производства.
Однако следует помнить, что традиционный подход имеет существенные недостатки. Специалисты-дендрохронологи справедливо указывают на то, что величина годичного прироста зависит от влияния целого набора факторов: климата, возраста дерева, почвенно-грунтовых условий, внутривидовой конкуренции и т. д. Характерная для данного конкретного места совокупность экологических факторов оказывает непосредственное влияние на рост древостоя наряду с аэропромышленными выбросами. Это позволяет сделать следующий вывод: не вполйе корректно приписывать снижение интенсивности радиального прироста по мере приближения к источнику выбросов исключительно влиянию техногенного загрязнения, хотя данный фактор может вносить свой вклад в снижение динамики ростовых процессов (Шиятов, 1973; Innes, 1989).
В ходе исследований исключение неклиматических факторов проводилось с помощью индексирования и усреднения древесно-кольцевых хронологий (Шиятов и др., 2000). Индексы рассчитывали по методике, описанной Куком (Cook, 1985). В результате были получены данные об отложении климатического сигнала в древесно-кольцевых сериях, взятых на пробных площадях, испытывающих воздействие разной степени интенсивности со стороны СУМЗа (рис. 4.2.2 - 4.2.4).
При сравнении изменений индексов радиальных приростов деревьев сосны, взятых на фоновой ПП 4, а также ПП 7 и ПП 13, имеющих соответственно плохое и удовлетворительное состояние (рис. 4.2.2 и 4.2.4), следует отметить достаточно синхронные колебания изучаемого показателя на протяжении всего периода роста древостоев.
