Антропогенное воздействие на памятник садово-паркового искусства г. Ставрополя - бульвар Карла Маркса

В связи с все возрастающей урбанизацией многие природные комплексы входят в черту урбопромышленных экосистем, претерпевая значительные изменения, переходящие в их трансформацию и способствующие потере устойчивости [1, 2]. Зачастую такие территории, возникшие исторически вместе с городами, являются едва ли не единственными местами отдыха для городского населения, являются комплексными памятниками и подлежат охране. Памятник природы садово-паркового искусства «Бульвар К. Маркса» является историческим центром г. Ставрополя и в настоящее время подвергается большой антропогенной нагрузке. Это приводит к деградации и гибели древесной, кустарниковой и травянистой растительности, загрязнению почвенного покрова. К сожалению, мониторинг экологического состояния памятника не проводился, а контроль за его сохранностью проводится крайне редко.

На территории г. Ставрополя находится 6 памятников природы садово-паркового искусства, 19 памятников природы (отдельно стоящие деревья), 2 комплексных памятника природы и один памятник природно-ботанический заказник. Памятники природы утверждены

Степаненко Елена Евгеньевна, кандидат биологических наук, старший преподаватель кафедры экологии и ландшафтного строительства

Зеленская Тамара Георгиевна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры экологии и ландшафтного строительства

Окрут Светлана Васильевна, кандидат биологических, доцент кафедры экологии и ландшафтного строительства решением соответствующих органов, прошли паспортизацию и взяты на учет. Все памятники имеют научное, историческое, эстетическое, познавательное или рекреационное значение. В связи с вышесказанным, сотрудниками кафедры экологии и ландшафтного строительства Ставропольского государственного аграрного университета» был проведен мониторинг антропогенного воздействия на памятник садово-паркового искусства «Бульвар К. Маркса». В задачи мониторинговых исследований входило: определение степени антропогенной нагрузки и ее влияния на биологическую активность и фитотоксичность почвенного покрова Бульвара.

В настоящее время «Бульвар К. Маркса» испытывает значительную антропогенную нагрузку от автотранспорта и прилегающей к нему промышленной зоны, расположенной в восточной части города. Площадь охраняемой зоны составляет 9 га, площадь дорожного (уличного) ландшафта, в пределах которого расположен Бульвар – 120640 м2. При этом дорожное полотно занимает 25% общей площади. Согласно данным экологического паспорта г. Ставрополя от 1995 г. основными видами техногенной нагрузки на охраняемую территорию является воздействие автотранспорта и насыпные грунты, общее их воздействие в 1995 г. оценивалось в 3 балла (Экологический паспорт г. Ставрополя, 1995). К настоящему времени автотранспортная нагрузка многократно возросла. Суммарное загрязнение почв составляет в среднем 23 ПДК с максимальными значениями 29 ПДК. Приоритетные загрязнители – Zn, Cu, Ni, Co, P. По загрязнению почв тяжелыми металлами экологическое воздействие оценивается в 8 баллов, а общая экологическая обстановка как чрезвычайно опасная.

Оценка интенсивности автотранспортного движения оценивалась как в пространстве, так и во времени. В верхней части Бульвара среднее количество автомобилей в потоке составляло 2168 авт./час, из них 1658 – легковые автомобили с бензиновыми двигателями. В направлении пересечения Бульвара с ул. К. Хетагурова количество автомобилей в транспортном потоке снижалось до 1729 авт./час. По этим двум постам наблюдения доля автомобилей, работающих на «экологически чистом» виде топлива – сжиженном газе – составляла 20-22,1%, т.е. 1/5 транспортного потока. На пересечении Бульвара с ул. Голенева находится крупная транспортная развязка. Средняя интенсивность движения здесь составляет 3126 авт./час. Для сравнения, в 2005 г. на этом же участке наблюдалось движение в среднем 2052 авт./час, увеличившись за 2 года на 1074 авт./час. Доля автомобилей, работающих на сжиженном газе, составляет 22,4%. Наименьшая интенсивность транспортного потока наблюдается в районе железнодорожного вокзала: в среднем 573 авт./час, что составляет только 18,3% от предыдущего поста. В потоке увеличивается доля автомобилей, работающих на сжиженном газе – 36,8%. Санитарная норма (200 авт./час) превышена по всем постам наблюдения от 2,9 раз в районе железнодорожного вокзала, до 15,6 раз в месте пересечения Бульвара с ул. Голенева.

Интенсивность автотранспортного потока увеличивается в утренние и вечерние часы-пик. Это приводит к образованию пробок в районе ул. Голенева, что способствует дополнительному поступлению в атмосферу продуктов сгорания топлива в результате холостой работы двигателей автомобилей. На этом участке разница между минимальной и максимальной интенсивностью движения составляет 622 авт./час. В утренние и вечерние часы длина автомобильной «пробки» доходит до 500700 м. Количество выбросов от автотранспорта пропорционально доле в транспортном потоке автомобилей с бензиновыми двигателями и автомобилей работающих на дизельном топливе (табл. 1).

Таблица 1. Количество выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта

Таким образом, при существующей интенсивности транспортных потоков (1899 авт./час) и отсутствии крупных развязок памятник в значительной степени подвергается негативному воздействию выбросов автотранспорта, которые аккумулируются в почвенном и снежном покрове и оказывают влияние на растительность Бульвара.

Исследования фитотоксичности основных депонирующих сред (почвы и снежного покрова) методом биологического тестирования на проростках пшеницы (табл. 2) показали, что фитотоксичность снега, отражающая сезонное загрязнение, изменялась в незначительных пределах и составила в среднем 50%. Уровень токсичности колеблется от 42,3% до 57,3%, что приближает депонирующую среду к группе сильнотоксичных. Отмечено нарастание токсичности вниз от проспекта Октябрьской Революции к Железнодорожному вокзалу. Также закономерно изменяется фитотоксичность почвенного покрова. Минимальная токсичность наблюдалась в районе пересечения проспекта Карла Маркса с ул. К. Хетагурова и составляла 46%, максимальный уровень токсичности – в районе Железнодорожного вокзала (59%). В среднем токсичность почвенного покрова составила 52%.

Таблица 2. Фитотоксичность депонирующих сред

Анализ влияния загрязненных почв на рост и развитие растений озимой пшеницы показал неоднозначность воздействия этого фактора. Соотношение групп проростков озимой пшеницы изменялось в зависимости от фитотоксичности почвы (табл. 3): с увеличением фитотоксичности почвы возрастало количество проростков с дефектами и уменьшалось количество растений с длиной стебля более 10 см, что свидетельствует о зависимости между уровнем фитотоксичности почвы и количеством растений с дефектами, а также количеством непроросших семян.

Таблица 3. Зависимость развития проростков озимой пшеницы от фитотоксичности почвы

* Примечание: I - длина стеблей от 1 до 4 см; II - длина стеблей от 5 до 9 см; III - длина стеблей более 10 см

Поскольку изучение почвенного покрова направлено на оценку способности почвы выполнять функции, обеспечивающие стабильность отдельных биоценозов и биосферы в целом, высокая чувствительность почвы к любым негативным и позитивным воздействиям позволяет использовать биологические показатели в качестве параметров биомониторинга. Наиболее информативным показателем биологической активности почвы для биодиагностики и биомониторинга служит активность каталазы, поскольку она хорошо коррелирует с уровнями загрязнения и имеет меньшее варьирование в пространстве и во времени по сравнению с другими показателями: микробиологическая активность, выделение CO2 из почвы и т.д. Активность каталазы является одним из показателей стабилизации почвенных условий. Ее изменение связано с загрязненностью и буферной способностью почвы. При слабом загрязнении происходит стимуляция окислительно-восстановительных процессов. В связи с вышесказанным были проведены исследования по определению активности каталазы (табл. 4).

Таблица 4. Изменение каталитической активности почвы

Исходя из данных таблицы видно, что изменение активности каталазы в почве происходит в весьма широких пределах. Наблюдается резкое уменьшение активности каталазы в связи с возрастанием антропогенной нагрузки, что свидетельствует о снижении микробиологических и биохимических процессов в почве, которое приводит к деградации ее, как основной составляющей биоценоза. Изменение интенсивности каталитических процессов в почве хорошо соотносится с загрязнением ее тяжелыми металлами и изменением показателей фитотоксичности: в проведенных нами исследованиях активность каталазы была максимальной при коэффициенте концентрации загрязняющих веществ, равном 4-16 (контроль), а при коэффициенте, равном 128, она практически не проявлялась. Исходя из этого, можно сделать вывод, что биологическая активность почвы, проявляющаяся в ее фитотоксичности и активности каталитических процессов, изменяется пропорционально суммарному загрязнению почв тяжелыми металлами.