О продуктивности ассимиляционного аппарата древостоев в градиенте загрязнений от Карабашского медеплавильного комбината: сравнительный анализ сосны и берёзы

Abstract

Проблема загрязнения окружающей среды стоит в ряду важнейших экологических проблем, связанных с антропогенным воздействием на биосферу. Интегральным показателем, отражающим природное и антропогенное воздействия на лесные экосистемы, является их биологическая продуктивность, определяемая методами «весовой» лесной таксации. Её оценка выходит в настоящее время на глобальный уровень, поскольку она является одним из основных факторов стабилизации климата, однако наше понимание изменений наземной фитомассы остается достаточно неопределённым. Эта неопределенность во все возрастающей степени усугубляется антропогенным фактором, в частности влиянием промышленных загрязнений на лесные экосистемы. На Урале одним из наиболее токсичных предприятий является Карабашский медеплавильный комбинат (КМК). Цель настоящего исследования – сравнительный анализ продуктивности ассимиляционного аппарата сосны обыкновенной и березы повислой в зависимости от индекса токсичности. Для этого на разном расстоянии от КМК в чистых сосновых и березовых древостоях заложены соответственно 12 и 34 пробных площади, на которых по ступеням толщины взято по семь модельных деревьев. Определена продуктивность ассимиляционного аппарата (ПАА) как отношение первичной продукции к массе хвои (листвы) в зависимости от индекса токсичности – относительного показателя содержания Cu, Pb и Fe в подстилке. Установлены равные темпы снижения ПАА сосны и березы по мере увеличения токсичности на уровне 13 %, но абсолютная величина ПАА в березняках почти втрое выше, чем в сосняках. Полученные выводы могут быть полезны при нормировании допустимых концентраций поллютантов.

The problem of environmental pollution is one of the most important environmental problems associated with anthropogenic impact on the biosphere. An integral indicator that refl ects the natural and anthropogenic impact on forest ecosystems is their biological productivity, determined by the methods of «weight» forest taxation. Its assessment is currently reaching the global level, as it is one of the main factors for climate stabilization, but our understanding of changes in terrestrial plant biomass remains rather uncertain. This uncertainty is increasingly exacerbated by anthropogenic factors, in particular, the impact of industrial pollution on forest ecosystems. In the Urals, one of the most toxic enterprises is the Karabash copper smelter. The purpose of this study is a comparative analysis of the productivity of the assimilation apparatus of common pine and white birch, depending on the toxicity index. For this purpose, at different distances from the polluter, 12 and 34 sample plots were established in pure pine and birch stands, respectively, with seven model trees taken in their diameter range. The productivity of the assimilation apparatus (PAA) was deter-mined as the ratio of primary production to the dry mass of needles (foliage), depending on the toxicity index, i.e. the relative index of the content of Cu, Pb and Fe in the litter. Equal rates of pine and birch PAA decrease are revealed as the toxicity increases, but the absolute value of PAA in birch trees is almost three times higher than in pine trees. The obtained results can be useful in normalizing acceptable concentrations of polluters.