3.5. Особенности произрастания растений на урбанизированной территории

Современная урбанизация находится в ряду важнейших факторов техногенного давления на природную среду, ухудшающих ее состояние в городах и пригородных зонах. Подобное положение объясняет устойчивый интерес к исследованию городских экосистем.

Условия произрастания зеленых насаждений на урбанизированных территориях резко отличаются от естественных и сказываются на самых разных сторонах жизнедеятельности растений. Они определяются двумя основными группами факторов. К первой относятся факторы природного происхождения (климат, ландшафт и т.п.), мало меняющиеся во времени. Вторую группу составляют сильно варьирующие факторы техногенного происхождения. Ведущим фактором первой группы является качество почв, второй группы - загрязнение окружающей среды, в том числе и основной депонирующей среды - почвы [Фролов, 1998].

В Республике Алтай урбанизированные территории в большей части сконцентрированы в Майминском районе (промышленно-жилая агломерация с. Майма - г. Горно-Алтайск - с. Кызыл-Озек). Агломерация со временем должна перерасти в город, имеющий общую систему коммуникаций. В связи с этим именно данная территория представляет интерес для изучения состояния насаждений.

Территория агломерации (площадь ≈ 20 км², население ≈ 70 тысяч человек) имеет максимальную в республике антропогенную нагрузку. Ее горно-долинное положение, расчлененный рельеф и господствующие ветры делают экосистему агломерации чрезвычайно хрупкой. Совершенно очевидно, что с учетом возрастающей антропогенной нагрузки экосистема в пределах агломерации испытывает негативные деструктивные изменения [Результаты работ:, 1998; Доклад о состоянии:, 2001].

С развитием туризма в Республике Алтай необходимо обратить внимание на качество озеленения населенных мест, обогащение ассортимента растений, создание разнообразных зеленых композиций и т.п. Выяснение состояния растений при воздействии антропогенных факторов в Майминском районе необходимо для оценки степени их вредоносности, выявления адаптивных механизмов растений в специфических условиях среды, а также прогноза возможных их изменений.

Влияние антропогенных факторов на состояние хвойных видов

На территории Республики Алтай распространены древесные хвойные виды: ель сибирская - Picea obovata, сосна сибирская, с. кедровая - Pinus sibirica, сосна обыкновенная - P. sylvestris, пихта сибирская - Abies sibirica, лиственница сибирская - Larix sibirica.

Хвойные виды имеют целый ряд полезных эколого-биохимических особенностей, которые делают их незаменимыми и особо ценными при озеленении городов (Чернышенко, 2001). Хвойные породы среди всех других являются высоко декоративными видами, пригодными для озеленения мест с повышенной комфортностью (парки, скверы, территории вокруг административных зданий, домов отдыха, турбаз и т. д.). Кроме того, они способны поглощать и утилизировать токсические газы в сравнительно больших количествах, а также выделять кислород и фитонциды. Усиление рекреационной нагрузки сказывается на состоянии растений, что представляет угрозу для пригородных и городских насаждений.

Несмотря на то, что хвойные породы проявляют слабую газоустойчивость, их вклад в оптимизацию атмосферы весьма значителен. На 1 т фитомассы хвойные выделяют кислорода на 12%, а поглощают углекислого газа на 20% больше, чем лиственные породы. Кроме того, хвойные могут выполнять роль биологических фильтров, очищая атмосферный воздух от промышленных токсикантов. Эти свойства особенно важно учитывать при подборе древесных пород для озеленения в местах со значительным загрязнением атмосферы [Крамер, Козловский, 1963; Стебаев, Пивоварова, 1993].

В настоящее время установлено, что на атмосферное загрязнение воздуха более остро реагируют хвойные породы, по сравнению с лиственными [Подзоров, 1966; Любавская, 1996; Жидков, 2000]. Повышенная чувствительность хвойных связана с длительным сроком жизни хвои (у сосны вместо пяти лет хвоя живет всего 1-2 года, а у ели вместо семи лет - 1-3 года) и поглощением газов, а также снижением массы хвои (дефолиация, ожог, уменьшение длины). Наблюдения показывают, что при частых или постоянных воздействиях в тканях растений постепенно накапливаются токсичные соединения. Вещества, накапливающиеся в течение первых двух лет, приводят к отмиранию хвои. Остающаяся на дереве одно- и двухлетняя хвоя не способна обеспечить нормальный рост и развитие дерева, т.к. первая начинает нормально функционировать лишь в середине лета, а вторая уже значительно ослаблена накопленными токсическими веществами. Листопадные породы в этих условиях не гибнут, поскольку ежегодно обновляют листья и тем самым освобождаются от вредных соединений [Тимофеев, 1957; Николаевский, 1964; Приступа, Мазепа, 1987].

Повреждения хвойных деревьев сводятся, главным образом, к следующим симптомам: изменение окраски хвои (в том числе хлороз), точечные и апикальные некрозы хвои, уменьшение продолжительности жизни хвои, увеличение числа хвоинок на побеге, изменение размеров отдельных органов, изреживание кроны, снижение линейного прироста оси ствола и ветвей, нарушение распределения фитомассы хвои по высоте кроны, изменение габитуса молодых деревьев, гибель деревьев [Рябинин, 1962; Биоиндикация загрязнений:, 1988; Алексеев, 1990].

Хвойные насаждения в районе агломерации играют огромную роль в решении экологических проблем, выполняя средообразующие, средозащитные, санитарно-гигиенические и рекреационные функции, а также способствуют сохранению разнообразия травянистых и кустарниковых растений в лесных массивах.

На склонах гор агломерации хвойные насаждения, имеют преимущественно искусственное происхождение. Согласно таблице 37, в пригородных лесах г.Горно-Алтайска большую площадь и запас имеет сосна обыкновенная. Причем значительную часть занимают молодняки. На втором месте находится пихта, здесь преобладают средневозрастные древостои. Молодняки лиственницы и сосны сибирской представлены незначительно. В пригородном озеленении ель сибирская не встречается.

Таблица 37

Площадь и запас хвойных пород в пригородных лесах г. Горно-Алтайска (по данным Таксационного описания:, 2002)

Данные инвентаризации выявили распределение хвойных пород на исследованной территории, на основании которых были составлены сводные таблицы хвойных древесных насаждений (без учета лесных массивов) с распределением их по типам посадок (табл.37) и по населенным пунктам агломерации (табл.38).

Проведенный анализ показал, что на территории агломерации произрастает более 3 тыс. хвойных деревьев. Из таблицы 38 видно, что в озеленении больше всего используется ель (67,7%), которая широко представлена как в рядовых, так и в групповых посадках. Значительную часть занимает ель сибирская - Picea obovata. В последние годы в озеленении чаще используют ель обыкновенную - P. abies (L.) Karst и ель канадскую - P. canadensis (L.) Britt. Поэтому большинство 5-15 - летних молодых посадок представлены этими породами. 24% из хвойных пород занимает пихта. Доля лиственницы и сосны незначительна. Лиственница представлена только однорядными посадками вдоль автодорог. В городских парках встречаются единичные деревья туи западной - Thuya occidentalis L.

Таблица 38

Количество хвойных деревьев, произрастающих на территории агломерации

В озеленении агломерации объем хвойных зависит от площади населенных пунктов (табл.39). На долю г. Горно-Алтайска приходится 70% хвойных пород, Маймы и Кызыл-Озека - 25% и 5% соответственно. В последнее время с. Кызыл-Озек преимущественно озеленяют сосной сибирской.

Таблица 39

Распределение хвойных пород по районам агломерации

Сосна обыкновенная - Pinus sylvestris L.

В озеленении населенных пунктов агломерации сосна обыкновенная растет в групповых и одиночных посадках. Лесные массивы хвойных пород, расположенные на склонах гор обращенных к городу, представлены преимущественно сосной обыкновенной.

Наблюдения проводились на 5 пробных площадях (ПП). Постоянные пробные площади сосны (С1 - С4) расположены на склонах гор, обращенных к г. Горно-Алтайску (С1 - С3) и с. Кызыл-Озек (С4). Контрольная площадь (СК) находится в 20 км от города. Основные сравнительные показатели структурно-функционального состояния сосны проводили на пробных площадях СК (контроль) и С3, испытывающей наибольшее антропогенное воздействие, находясь в районе центральной котельной.

В качестве объектов исследований были отобраны 30-45- летние деревья сосны обыкновенной, произрастающей в массивах искусственного происхождения (табл.40).

Таблица 40

Характеристика пробных площадей сосны обыкновенной

Примечание: С1-С4 - пробные площади сосны обыкновенной

Таксационная оценка сосны обыкновенной на пробных площадях представлена в таблице 41. Результаты исследования сосняков показали, что древостои относятся к I (С1, С4), Iб (С2) и II (C3) классам бонитета.

Измерения диаметра и высоты ствола сосны, произрастающей на разных пробных площадях показали, что наибольший показатель - на С2, наименьший - на С3.

По относительной полноте древостоя пробные площади сосняков почти не отличаются. Сопоставление данных по величине запаса на 1 га показало, что эти показатели ниже на С3 и С4. Запас деревьев на 1 га, м³ на С2 в 1,58 раза больше, чем на С3 и С4.

Сравнение распределения деревьев сосны по категориям состояния (табл.41) показало, что здоровых деревьев на городских пробных площадях практически нет. Индекс состояния колеблется в пределах от 1,6 до 2,6, что соответствует категории ослабленных деревьев. На пробной площади С4 категория состояния - здоровые деревья, но индекс состояния (1,34) указывает на тенденцию к некоторому ухудшению, т.е. категория состояния приближается здесь к ослабленной. По мнению Степанчика (1996), индекс состояния в молодых сосняках зависит от количества посадочных мест и густоты культур на момент исследования.

Таблица 41

Характеристика пробных площадей сосны обыкновенной

Примечание: С1 - С4 - пробные площади соны обыкновенной.

На всех площадях отмечено влияние антропогенной нагрузки. Негативное действие на состояние сосны оказывает выпас крупнорогатого скота (особенно на С1 - район ГТФ и С4 - с. Кызыл-Озек). У каждого второго дерева отмечены механические повреждения коры рогами коров. Естественное возобновление хвойных видов на С1 практически не наблюдается, т. к. происходит уничтожение самосева, подроста и подлеска. В сомкнутых лесных насаждениях практически нет травянистых растений, и основным кормом для скота служат молодые ветви деревьев и кустарников. Снижение жизнестойкости данных насаждений преимущественно связано с выпасом скота.

Гора Комсомольская является излюбленным местом отдыха для жителей г. Горно-Алтайска. Вместе с тем это памятник природы республиканского значения [Красная книга, 2000]. Влияние рекреационной нагрузки на ПП С2 выражается в уплотнении почвы и механических повреждениях деревьев и беспорядочной прокладке троп. Загрязнители атмосферы от выбросов котельных оказывают сильное влияние на насаждения сосны в районе центральной котельной (С3).

Густота древостоев определяет их устойчивость по отношению ко многим неблагоприятным факторам. На единице площади в конкретных условиях максимальная производительность достигается при определенном количестве деревьев. Исследователи давно пришли к выводу, что сосновые насаждения следует выращивать при регулярно проводящихся рубках, уменьшающих конкурентную напряженность у деревьев [Рубцов, Новосельцева и др., 1976]. Из всех исследуемых площадей, только С2 отличается санитарной рубкой, что увеличило расстояние между стволами более чем в 5 раз (до 3 м). Протяженность кроны зависит напрямую от густоты посадок. Так, на С2 и С3 протяженность кроны составляет 4,4 м, в Кызыл-Озеке (С4) она на 2,2 м больше (табл.41).

Сильная загущенность деревьев в рядах, несмотря на широкие междурядья, на С1 нарушает нормальный рост и развитие сосны. Стволы не очищались от сучьев, поэтому с возрастом у деревьев сформировались раскидистые мощные кроны (средняя ширина кроны равна 4,13 м). При близких посадках в затенение попадают хорошо сформировавшиеся кроны молодых деревьев. Деревья сильно ослабевают и усыхают вследствие угнетения крон.

Согласно полученным данным, условия городской среды значительно влияют на состояние пигментного фонда сосны. Так, сумма зеленых пигментов снижается на 20,3-32,1%, а желтых на 8,1% (рис.48a). Причем уменьшение содержания хлорофилла b происходит сильнее, чем хлорофилла a. В городской среде меняется и соотношение пигментов.

Рис. 48a. Влияние городской среды на содержание пигментов и их соотношение в двухлетней хвое сосны обыкновенной

Примечание: хл. - хлорофилл; каротин. - каротиноиды

Таким образом, у сосны обыкновенной, растущей преимущественно на склонах гор агломерации в местах с повышенной антропогенной нагрузкой, проявляется снижение ее устойчивости, которое фиксируется на всех уровнях организации.

Сосна сибирская, кедровая - Pinus sibirica Du Tour

В озеленении города и населенных пунктов Майминского района сосна сибирская используется редко, обычно в виде одиночных и рядовых посадок.

Исследования проводили на 3 площадях. К1 (ост. Вокзал) и К2 (с. Майма) находятся на территории агломерации, контрольная площадь (КК) - в 30 км от города. Детальные исследования проводили на КК (контроль) и К1 (ост. Вокзал).

Деревья сосны сибирской на пробных площадях относятся к II (К1) и I (К2) классам бонитета (табл.42). Пробные площади мало различаются по уровню загрязнения и составу загрязняющих веществ. Обе площади располагаются у дорог с интенсивным движением транспорта. Однако в с. Майма происходит рассеивание газов на большее расстояние, поскольку здесь долина обширнее, чем в г. Горно-Алтайске. Этим можно объяснить лучшие показатели по таксационным характеристикам сосны сибирской на пробной площади К2 (с. Майма). Здесь формируются более высокие деревья с протяженной и раскидистой кроной.

Таблица 42

Таксационная характеристика сосны сибирской на пробных площадях

Примечание: К1-К2 - пробные площади сосны сибирской

Категория состояния с. сибирской на обеих площадях соответствует здоровым деревьям. Однако более высокий индекс состояния на К1 свидетельствует о некотором ослаблении деревьев, по сравнению с К2.

При сравнении густоты охвоения побегов с. сибирской, произрастающей на урбанизированной территории (К1) и в загородной зоне (КК) было выявлено, что густота однолетней хвои на пробных площадях практически не различается (рис.49a). Однако этот показатель у двух- и трехлетней хвои снижается на опытной площади, поскольку происходит ранняя ее дефолиация.

Рис. 49a. Сравнительные показатели охвоения побегов сосны сибирской

Содержание зеленых и желтых пигментов в двухлетней хвое с. сибирской (рис.50a) ниже в условиях городской среды (К1). Более заметно снижается количество желтых пигментов (в 1,24 раза). Поэтому показатель соотношения хл. a+b / каротиноиды несколько выше в опыте, чем в контроле.

Рис. 50a. Влияние городской среды на содержание пигментов и их соотношение в двухлетней хвое сосны сибирской

Примечание: так же, как к рис.48

Таким образом, сосна сибирская, на основании лесотаксационных и структурно-функциональных показателей, имеет довольно высокую устойчивость в районе исследования. Несмотря на декоративность, эта порода мало используется в озеленении в связи с трудностью выращивания молодых растений.

Ель сибирская - Picea obovata Ledeb.

В озеленении агломерации ель сибирская занимает большой объем. Растет группами, одиночно и в смешанных посадках чаще вместе с рябиной и березой. Посадки ели периодически возобновляются, поэтому в городе много разновозрастных деревьев.

Для изучения состояния ели было заложено 10 пробных площадей. Контрольная площадь (ЕК) расположена в 30 км от города. Они распределены по двум возрастным группам. Пробные площади Е1 - Е5, ЕК включают 25-30-летние деревья ели, а Е6 - Е9 - 55-65-летние деревья. Детальные исследования проводили на ПП ЕК (контроль) и Е5 - площадь со среднем уровнем загрязнения.

Данные по таксационным характеристикам 25-30-летних посадок ели сибирской представлены в таблице 43. Пробные площади преимущественно находятся в парках и у дорог со средним уровнем загрязнения. Основными загрязнителями являются выхлопные газы автотранспорта и выбросы котельных. Деревья на разных площадях относятся преимущественно к I классу бонитета.

Таблица 43

Таксационная характеристика 25-30-летних посадок ели сибирской в районе г. Горно-Алтайска и с. Маймы

Примечание: Е1-Е5 - пробные площади ели сибирской

Размеры деревьев, а также протяженности и ширины крон ели сибирской в парках (Е1, Е2, Е3) больше, чем в рядовых посадках у дорог (Е4, Е5). Кроме влияния окружающей среды на разнице в росте и развитии модельных деревьев сказывается, по-видимому, небольшое отличие в возрасте деревьев на пробных площадях. В парках категория состояния молодых деревьев преимущественно относится к "здоровым". На ухудшение состояния елей в парке "Победы" влияет более сильная загущенность посадок и рекреационная нагрузка. Пробная площадь Е2 расположена близко к дороге с интенсивным движением транспорта. Кроме того, ели на данной площади испытывают угнетение из-за малых площадей почвенного питания, ограниченных асфальтированными дорожками. В рядовых посадках вдоль дорог (Е8, Е9) ели также чутко реагируют на выхлопные газы. Поэтому на Е2, Е8 и Е9 категория состояния нами определена как "ослабленные".

Сравнительная таксационная характеристика 55-65-летних деревьев проводилась на 4 пробных площадях. Данные представлены в таблице 44. Все площади находятся примерно в одинаковых условиях по уровню загрязнения атмосферы. Деревья относятся к III классу бонитета. Это деревья с толстыми стволами, с протяженной и раскидистой кроной, но такой же высотой по сравнению с молодыми посадками.

Таблица 44

Таксационная характеристика 55 - 65 - летних посадок ели сибирской в районе г. Горно-Алтайска и с. Маймы.

Примечание: так же как к табл.43.

Сравнительные данные взрослых деревьев на разных пробных площадях показывают, что при достаточно хороших показателях по толщине стволов, а также протяженности и ширине кроны ели на Е8 и Е9 имеют более низкую категорию состояния. На этих ПП деревья относятся к категориям "усыхающие" и "сильно ослабленные". В этом случае убедительным показателем ухудшения состояния древостоев является степень охвоения побегов. Именно на Е8 и Е9 побеги имеют самый низкий балл охвоения. На Е6 и Е7 ели по категории состояния относятся к "здоровым" и "ослабленным" соответственно.

На состояние ели сибирской негативное влияние оказывают выхлопные газы, поэтому повреждения на хвое (некрозы, хлорозы) приводят к преждевременной дефолиации хвои, особенно на нижних ветках. Поэтому в городских посадках ежегодно производят обрезку неохвоенных нижних веток. Ели, особенно растущие вдоль дорог, имеют длинные стволы без боковых побегов ниже кроны. Эти деревья преждевременно стареют.

Ель имеет поверхностную корневую систему, поэтому устойчивость ее снижается при уплотнении почвы, связанном с вытаптыванием. В городских посадках между елями проложены многочисленные дорожки. Наши наблюдения показывают, что ели имеют угнетенный вид даже в экологически чистом районе, если они растут на небольшой площади почвы, ограниченной асфальтом. Недостаток почвенного питания особенно сказывается на 55-65- летних деревьях. Молодые деревья до определенного возраста (до 20-25 лет) в таких условиях хорошо растут и развиваются.

Рис. 51a. Влияние городской среды на содержание пигментов и их соотношение в двухлетней хвое ели сибирской (А - содержание пигментов летом; Б - содержание пигментов зимой) Примечание: так же как к рис.48a

Для выявления степени повреждения ели сибирской в условиях города, а также способов адаптации данных деревьев все последующие исследования мы проводили на 25-30 летних посадках.

Изучение пигментного фонда проводилось в два периода - летом и зимой. В Горно-Алтайске антропогенная нагрузка значительно увеличивается в зимний период из-за выбросов токсических веществ в атмосферу от многочисленных котельных.

В результате наших исследований выявлено снижение содержания как зеленых, так и желтых пигментов в городской среде (рис.51a).

Причем в зимний период эта разница более значительна. Следует отметить, что каротиноидов больше в хвое зимних растений и в контроле, и в опыте. Это свидетельствует о повышении защитной функции этих пигментов в суровых зимних условиях. Показатель соотношения хлорофилл / каротиноиды снижается зимой за счет увеличения содержания каротиноидов. Судя по содержанию зеленых пигментов, антропогенная нагрузка сказывается более на ели сибирской по сравнению с другими хвойными видами. Таким образом, у ели сибирской, широко используемой в озеленении населенных мест Республики Алтай, молодые посадки имеют более высокую декоративность. У 55-65-летних деревьев ухудшается состояние при ограничении почвы асфальтом. Под влиянием антропогенной нагрузки снижается устойчивость ели, происходит быстрое ее старение. Ранняя дефолиация хвои, особенно с нижних веток, снижает декоративность этого вида.

Пихта сибирская - Abies sibirica Ledeb.

Изучение пихты сибирской проводилось на 7 пробных площадях, шесть из которых расположены в различных районах города (П1-П6). Основные сравнительные показатели структурно-функционального состояния пихты проводили на П6, испытывающей наибольшее антропогенное воздействие. Она находится в районе Кирпичного завода (Кирзавода). Контрольная площадь (ПК) находится в 20 км от города.

В городских насаждениях возраст пихты в основном составляет 40-60 лет (табл.45). Молодые посадки пихты встречаются редко. Взрослые деревья относятся ко II и III классу бонитета. Это преимущественно высокие деревья с толстыми стволами и хорошо сформированной пирамидальной кроной. В рядовых посадках крона обычно раскидистее и протяженнее.

Следует отметить, что на габитуальные показатели пихты большее влияние оказывает тип посадки. В групповых, особенно сближенных посадках снижаются размеры кроны, а также высота деревьев (П4).

В районах со слабым уровнем загрязнения атмосферы деревья пихты сибирской практически здоровые, но у них намечается тенденция к ослаблению. Индексы состояния деревьев находятся в пределах от 1,33 до 1,5. С повышением уровня загрязнения на площадях ухудшается состояние деревьев. Так, на П3 - П5 со среднем уровнем загрязнения деревья пихты находятся в ослабленном состоянии (индекс состояния 2,01 - 2,11), а на П6 (сильное загрязнение) - сильно ослабленном (индекс состояния 3,12).

На охвоение побегов оказывает, по-видимому, степень загрязнения района. Густота охвоения 1-3-летних побегов в городе (П6) достоверно ниже, чем в загородной зоне на ПК (рис.52). Причем в загрязненном районе города охвоение однолетних побегов значительно ниже, а на трехлетних побегах снижение данного показателя происходит за счет ранней дефолиации.

Рис. 52. Сравнительные показатели охвоения побегов пихты сибирской

Наши исследования содержания пигментов в хвое пихты проводились летом и зимой. Зимой из-за работы многочисленных котельных повышаются выбросы в атмосферу. Исследование пигментного фонда пихты в зимнее время, то есть при более усиленной антропогенной нагрузке, показало, что содержание хлорофилла a и b, а также каротиноидов уменьшается в большей степени, чем в летний период (рис.53).

Таким образом, пихта сибирская в условиях урбанизированной среды Республики Алтай относится к высоко декоративной породе. В парках и скверах деревья практически здоровые. В городской среде преобладают старые посадки пихты. Молодые деревья более требовательны к разнообразным факторам среды. Их необходимо сажать с учетом слабой устойчивости этой породы к антропогенным нагрузкам (в парках, скверах, перед административными зданиями), а также проводить более тщательный агротехнический уход.

Лиственница сибирская - Larix sibirica Ledeb.

В озеленении г. Горно-Алтайска лиственница сибирская представлена однорядными посадками вдоль дорог, а также одиночными деревьями встречающимися в разных районах агломерации и на склонах гор.

Для исследований было заложено 4 площади: Л1-Л3 - рядовые посадки 25-30 - летних лиственниц вдоль дорог; контрольная площадь (ЛК) находилась в 30 км от города. Результаты таксационной оценки деревьев отражены в таблице 46.

Деревья относятся к II и III классам бонитета. Категория состояния лиственницы на проспекте Коммунистическом оценивается как - "здоровые" (индекс состояния - 1,3), на улицах Ленина и Чорос-Гуркина - "ослабленные" (индекс состояния - 2,1-2,4),

Молодые деревья на улицах Ленина и Чорос-Гуркина пребывают в угнетенном состоянии. Это обусловлено, прежде всего, наименьшей площадью питания растений, так как посадки расположены между асфальтированными дорожками на относительно небольшом участке почвы (1,5 м²). На ул. Ленина расстояние между деревьями составляет всего 1-1,5 м.

Рис. 53. Влияние городской среды на содержание пигментов и их соотношение в двухлетней хвое пихты сибирской (А - содержание пигментов летом; Б - содержание пигментов зимой) Примечание: так же, как к рис.48.

Таблица 46

Таксационная оценка лиственницы сибирской в условиях г. Горно-Алтайска

Кроме того, они растут очень близко от многоэтажного здания, что отражается, прежде всего, на высоте деревьев и на качественных характеристиках кроны. Здесь явно наблюдается увеличение высоты с одновременным снижением ширины кроны. Это связано с тем, что в отличие от других пробных площадей, на данном участке уменьшается интенсивность света и поэтому формируется менее раскидистая крона.

Высокие значения диаметра ствола и ширины кроны у лиственницы, произрастающей в районе вокзала, объясняются большим расстоянием между деревьями, большей площадью почвы (5 м²), и хорошей проветриваемостью улицы.

Таким образом, лиственница сибирская проявляет большую устойчивость в городских условиях. Она менее чутко, по сравнению с другими хвойными, реагирует на выхлопные газы автотранспорта. Хорошо растет в рядовых чистых посадках вдоль дорог, а также в сочетании с другими видами древесных растений (березой, рябиной).

Результаты таксационных исследований по лиственнице четко показывают, что в городской среде состояние деревьев определяется физико-географическими условиями, местоположением экосистемы, типом застройки, условием проветривания.

Влияние антропогенных факторов на состояние листопадных пород

Рябина обыкновенная - Sorbus aucuparia L.

Рябина обыкновенная относится к семейству розоцветные - Rosaceae. Это невысокое дерево с гладкой серой корой, декоративными листьями, соцветиями и плодами, широко используемое в озеленении населенных пунктов Майминского района и г. Горно-Алтайска. Рябина дико растет на склонах гор, в зарослях кустарников, по обрывам, на берегах рек и озер. Это растение светолюбивое и не встречается в гуще деревьев.

Лист - самый пластичный орган. Факторы окружающей среды оказывают влияние на формирование его внешней и внутренней структуры. В загрязненных районах города уже на ранних этапах онтогенеза листа можно видеть повреждения на листовых пластинках. Чаще всего они наблюдаются в виде точечных и пятнистых хлорозов. У взрослых листьев повреждения их более разнообразны (хлороз, феофитиновые пятна, некроз и др. изменения). Их форма (точечная, пятнистая) и топография (верхушечные, краевые, межжилковые) зависят также от степени загрязнения атмосферы. В районах ткацкой и мебельной фабрик, а также кирзавода - отмечен весь спектр повреждений. В этих районах много листьев с межжилковым хлорозом и феофитиновыми пятнами. Однако некрозные участки чаще отмечены на верхушках и по краям листьев (более старые участки). Межжилковые повреждения находятся в зоне наибольшей фотосинтетической активности. Это приводит к редукции фотосинтетического аппарата и снижению фотосинтетической мощности листа и растения в целом.

Просматривается тенденция к увеличению ксерофитных свойств листа в загрязненных участках города (табл.48). Так, толщина листа во всех районах города значительно выше (551-687 мкм), чем в контроле (517,6 мкм). Это обеспечивается, главным образом, увеличением длины клеток столбчатого мезофилла. Толщина губчатой ткани чаще отличается не значительно от контрольных показателей. Коэффициент палисадности в контроле составляет 22,2%, а в разных районах города он выше и его значения колеблются от 26,4% до 38,2%. Самые высокие его значения отмечены в наиболее загрязненных районах города. В загрязненных районах города отмечено уменьшение размеров клеток эпидермы. Их количество на единицу площади у ткацкой фабрики в 1,5 раза, на жилмассиве в 1,4 раза выше, чем в листьях из контрольных образцов. Многие авторы отмечают, что при усилении ксерофитизации отмечается увеличение количества устьиц. Однако наши наблюдения не выявили этой закономерности. Напротив, в местах с сильным загрязнением часто их бывает значительно меньше, чем в контроле. По-видимому, придорожная пыль вместе с токсическими веществами забивают устьица, а затем приводит к его полной редукции. На поперечных и парадермальных срезах листа рябины наблюдается проникновение пыли в клетки мезофилла. Иногда можно видеть группы клеток с черными вкраплениями.

Таблица 48

Биометрические показатели анатомического строения листьев рябины в разных районных произрастания

При исследовании содержания Zn, Pb, Cd в плодах (ягодах), листьях и коре превышало ПДК во всех загрязненных районах города.

Береза повислая - Betula pendula Roth.

Береза повислая широко используется в озеленении города и населенных пунктов Майминского района, а также дико растет на склонах гор, в долинах, по берегам рек.

Влияние городской среды изучалось на уровне анатомических показателей листа в наиболее загрязненных районах города. Все биометрические показатели структуры листа березы в загрязненных районах ниже контрольных, что выражается в уменьшении толщины листовых пластинок, толщины столбчатой ткани (табл.49). В контроле толщина листа составила 165,8 мкм, а в опыте от 171,04 до 148, 6 мкм. Также было отмечено увеличение толщины верхней кутикулы от 11,67 (ткацкая фабрика) до 12,98 (мебельная фабрика). Обращает на себя развитие губчатого мезофилла. В загрязненных местах у березы наблюдается снижение коэффициента палисадности (мебельная фабрика, кирпичный завод).

Таблица 49

Биометрические показатели анатомического строения листьев березы повислой в разных районных произрастания

Таким образом, при сравнительном изучении анатомической структуры листа двух пород при воздействии городской среды была отмечена разная реакция: у рябины обыкновенной происходило усиление ксероморфных черт строения, а у березы повислой - уменьшение всех анатомо-метрических показателей.

Повышение устойчивости насаждений на урбанизированных территориях Майминского района и г. Горно-Алтайска может быть достигнуто путем регулирования густоты посадки и густоты насаждения на каждом возрастном этапе. Причины необходимости реконструкции загущенных насаждений в том, что здесь снижается кислородная продуктивность вследствие недоразвитости крон и отсутствия подлеска и травянистого покрова. В этих насаждениях происходит снижение долговечности растений и потеря декоративности; высоко оголенные стволы, сухие сучья, сумрак под пологом, отсутствие газона также снижает их комфортность [Урбанизированная территория:, 1998] (рис.54).

Программы рубок ухода, рассчитанные на полный цикл лесовыращивания, основываются на концепции выращивания чистых хвойных древостоев, по которой молодняки содержатся в сомкнутом состоянии, но в относительно редком размещении деревьев. С увеличением возраста плотность древостоев должна повышаться, достигая главной рубки как можно большей величины. По предлагаемым программам древостой во всех типах лесорастительных условий формируется рубками ухода к возрасту 40 лет с интервалом между очередными приемами 10 лет. До 20 лет возможна любая интенсивность ухода, вплоть до очень сильной. В возрасте 21-40 лет проводят рубки умеренной интенсивности. Ширина кулис должна быть тем больше, чем хуже лесорастительные условия и старше возраст культур [Шинкаренко, 1995].

Для сохранения и повышения жизнеустойчивости городских насаждений необходимо вводить в состав древостоя газоустойчивые виды.

Для повышения устойчивости пригородных насаждений рекомендуем постепенное формирование смешанных насаждений с сохранением березы, осины, клена. Для формирования нижнего яруса древостоя и подлеска, что создает благоприятные условия для орнитофауны и энтомофагов, следует рекомендовать введение рябины, черемухи, калины, жимолости, спиреи и других кустарников.

Рис.54. Антропогенное воздействие на хвойную растительность (г.Комсомолка)

По нашим данным самыми чувствительными видами среди исследованных хвойных видов являются пихта сибирская и ель сибирская. Поэтому их посадки следует планировать вдали от источников загрязнения (автодорог, котельных). В парках и скверах эти виды весьма декоративны.

Для создания условий нормального роста и развития хвойных видов в городе должны быть выработаны мероприятия, которые уменьшили бы загрязнение воздуха и содержание в нем токсических веществ, пыли, сажи (применение газо-пылеуловительных установок, выбор топлива и технологии его сжигания, гарантирующие наименьшее выделение при сжигании сернистого газа).