Коэффициент экологической устойчивости 
древесных насаждений

К.б.н. Ларионов М.В.

Балашовский институт (филиал) ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского», Россия

Коэффициент экологической устойчивости

древесных насаждений

Экологическая устойчивость древесных растений объясняется физиологическими пределами аккумуляции из окружающей среды антропогенных ингредиентов в собственной биомассе [1].

Важнейшими поллютантами в городах Среднего и Нижнего Поволжья являются тяжелые металлы 1-го и 2-го классов опасности [2]. В условиях урбанизации наглядным признаком являются показатели содержания тяжелых металлов в тканях древесных растениях, главным образом, в листьях [3–5].

Объектами исследований являлись древесные насаждения в городах Среднего и Нижнего Поволжья: Балашова, Саратова, Сердобска, Кузнецка, Инзы, Димитровграда.

Изучался видовой состав древесных растений, а также содержание тяжелых металлов в их листьях в 2006–2011 гг. Подробно исследовалась способность к металлоаккумуляции и ее различия у 14-ти видов древесных растений: Aсer platanoides L., A. negundo L., Ulmus laevis Pall., U. pumila L., Tilia cordata Mill., T. platyphyllos Scop., Cerasus vulgaris Mill., Pinus sylvestris L., Sorbus aucuparia L., Robinia pseudoacacia L., Aesculus hippocastanum L., Fraxinus pennsylvanica Marсh., Padus avium Mill., Betula verrucosa Ehrh. Эти растения широко используются в городском озеленении в условиях Поволжья [2].

Состояние растений, в том числе древесных, обычно оценивается посредством исследования физиологических параметров развития, ответных морфофизиологических реакций растений на состояние окружающей среды и пределов их адаптаций в конкретных экологических условиях, а также путем анализа параметров окружающей среды.

В результате изучения градостроительных документов и собственных визуальных наблюдений составлена сводная таблица, в которой содержатся основные санитарно-экологические и таксационные показатели древесных насаждений (табл. 1). Оценка жизнеспособности деревьев проведена по шкале В. И. Гусева [3].

Таблица 1 Санитарно-экологическая и таксационная характеристика древесных насаждений (по состоянию на 2011 г.)

Город	Насаждений на 1 жителя, м²	Средний возраст, лет	Средняя полнота	Категория жизнеспо- собности	Класс жизнеспо-собности
Балашов	3,5	25–40	0,6–0,7	пониженная	2
Саратов	3,0	16–40	0,3–0,4	низкая	3
Сердобск	18,5	30–45	0,5–0,6	низкая	3
Кузнецк	33,8	25–45	0,6–0,7	пониженная	2
Камышин	38,5	25–35	0,7–0,8	пониженная	2
Волжский	11,0	30–40	0,5–0,7	пониженная	2
Инза	26,7	35–45	0,4–0,6	низкая	3
Димитровград	39,8	35–50	0,7–0,8	пониженная	2

Примечание: жирным шрифтом выделено превышение нормы обеспеченности насаждениями общего пользования на одного жителя города – 28 м², установленной правилами МДС 13–5.2000 [5].

Из табл. 1 следует, что в гг. Балашове, Саратове, Сердобске, Волжском уровень озелененности городских территорий на одного жителя не достаточен. Требуется расширение площадей насаждений общего пользования: парков, скверов, бульваров. Средневзвешенный класс жизнеспособности древесных насаждений в районе исследований 2-й (пониженная категория жизнеспособности) или 3-й (низкая жизнеспособность). Это связано со значительным усыханием крон в засушливое лето 2009 г. и особенно в 2010 г., когда наблюдались аномально высокая температура воздуха при отсутствии атмосферных осадков на протяжении полутора месяцев, с середины июня по август (B. verrucosa Ehrh., представители рода Salix L., Q. robur L., A. campestre L., A. platanoides L., A. tataricum L., хвойные). Также в эти периоды деревья были сильно подвержены болезням и поражениям листогрызущими (хвоегрызущими) и стволовыми вредителями, что также способствовало усыханию скелетных ветвей, крон и деревьев целиком (представители Betula L., Salix L., Acer L., Q. robur L., хвойные, виды плодовых деревьев).

Среди обследованных городов периодические санитарные мероприятия (рубки ухода, побелка стволов, опрыскивание химикатами от вредителей, удаление длиннокорневищных растений, уход за почвой) проводятся лишь в гг. Кузнецке, Камышине, Волжском, но в недостаточном объеме. Следует добавить, что санитарно-профилактические мероприятия осуществляются главным образом в посещаемых городских парках, скверах и бульварах. За магистральными посадками (вдоль автомобильных и железных дорог), насаждениями дворов и насаждениями защитного назначения санитарный уход практически отсутствует. Особенно плохое состояние магистральных насаждений отмечено в гг. Саратове, Балашове, Сердобске и Кузнецке.

Интенсивность поглощения тяжелых металлов из почвы анализировалась по коэффициенту биологического поглощения (КБП), который рассчитывался как частное от деления содержания микроэлемента в золе на его содержание в корнеобитаемом слое почвы [2].

Интенсивность поглощения тяжелых металлов из атмосферного воздуха определялась вычислением коэффициента аэрогенного поглощения (КАП) по следующей формуле [2]:

КАП = С_чист./С_запыл., где С_чист.– среднеарифметическое значение содержания элемента в относительно не запыленных листьях, С_запыл. – среднеарифметическое содержание элемента в запыленных листьях. При отборе листьев наличие запыленности определялось визуально.

Оценка экологической устойчивости древесных насаждений произведена по значениям разработанного коэффициента экологической устойчивости (КЭУ), который рассчитывался по следующей математической формуле:

где КЭУ – коэффициент экологической устойчивости растений, ∑КБП – сумма коэффициентов биологического поглощения всех выявленных ТМ для каждого вида древесных растений, ∑КАП – сумма коэффициентов аэрогенного поглощения выявленных тяжелых металлов также для каждого вида. Величины в знаменателе – вычисленные параметры в условиях городской среды, в числителе – аналогичные параметры в контроле (фоновые показатели).

Анализ полученных значений коэффициентов экологической устойчивости древесных насаждений в исследуемых городах производился на основании следующих принятых уровней:

КЭУ = 0,10…0,39 – неустойчивые растения;

КЭУ = 0,40…0,99 – низкая устойчивость растений;

КЭУ = 1,0…1,49 – средняя устойчивость;

КЭУ > 1,50 – высокая устойчивость.

Вычисленные значения коэффициента устойчивости древесных насаждений сравнивались с результатами визуального осмотра древостоя (степень поврежденности листьев, ветвей, крон), особенностями накопления тяжелых металлов в листьях, а также с результатами анализа поглощения данных поллютантов из почвы и атмосферного воздуха.

Таким образом, формула коэффициента устойчивости древесных растений является математическим выражением жизнеспособности, степени адаптации данных видов, произрастающих на урбанизированных территориях с различными параметрами экологического состояния окружающей среды.

Далее выполнен сравнительный анализ вычисленных коэффициентов экологической устойчивости древесных насаждений в исследованных городах Среднего и Нижнего Поволжья, что отражено на табл. 2.

Таблица 2 Показатели экологической устойчивости древесных растений дифференцированно по городам Среднего и Нижнего Поволжья

Город	М_ср(КЭУ)	Уровень устойчивости
контроль	1,9	высокая устойчивость
Балашов	1,1	средняя устойчивость
Саратов	0,55	низкая устойчивость
Сердобск	0,80	низкая устойчивость
Кузнецк	0,83	низкая устойчивость
Камышин	0,17	неустойчивые
Волжский	0,85	низкая устойчивость
Инза	1,1	средняя устойчивость
Димитровград	0,79	низкая устойчивость

Высокая экологическая устойчивость характерна лишь древесным растениям в контроле (фоновая пойменная экосистема). Коэффициент экологической устойчивости равен 1,9, что свидетельствует о том, что древесные растения в контроле находятся в стабильном состоянии. Это положительно сказывается на сохранении природных пойменных, степных и лесостепных экосистем в правобережной части Саратовской области.

Средним уровнем экологической устойчивости обладают древесные растения, используемые в качестве зеленых насаждений в гг. Балашове (Саратовская область) и Инзе (Ульяновская область). Значение коэффициента экологической устойчивости древесных насаждений в данных урбанизированных районах свидетельствуют об относительном экологическом благополучии городских ландшафтов и способности древесных растений выполнять свойственные им экологические и средообразующие функции: создание и поддержание на относительно постоянном уровне микроклимата, температуры и влажности воздуха, поглощение определенного количества поллютантов, снижение уровня городского шума и вибрации.

В большинстве исследованных городов (Саратов, Сердобск, Кузнецк, Волжский, Димитровград) древесные насаждения оцениваются как обладающие низкой устойчивостью. В г. Камышине древесные насаждения относятся к категории экологически неустойчивых.

Таким образом, в городах района исследований существующие древесные насаждения не способны в полном объеме реализовывать свойственные им санитарно-защитную, средообразующую и экологическую функции. Визуальный осмотр также подтвердил их ослабленное состояние: высокие проценты усыхания кроны и поврежденности листвы, высокая подверженность воздействию вредителей и болезней. В настоящее время требуется срочная реконструкция и обновление существующих насаждений, расширение их общей площади в городах Среднего и Нижнего Поволжья.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бухарина, И. Л. Биоэкологические особенности травянистых и древесных растений в городских насаждениях: монография [Текст] / И. Л. Бухарина, А. А. Двоеглазова. – Ижевск: Удмуртский университет, 2010. – 184 с.

2. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2009 году» [Текст]. – М.: АНО «Центр международных проектов», 2010. – 523 с.

3. Гусев, В. И. Определитель повреждений деревьев и кустарников, применяемых в зеленом строительстве [Текст] / В. И. Гусев. – М.: Агропромиздат, 1989. – 208 с.

4. Ильин, В. Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение [Текст] / В. Б. Ильин. – Новосибирск: Наука сиб. отд., 1991. – 152 с.

5. МДС 13–5.2000. Правила создания, охраны и содержания зеленых насаждений в городах Российской Федерации [Текст]. – М.: Госстрой РФ, 1999. – 65 с.