Геоэкологическое состояние экотропы «Седанка» (г. Владивосток)

Экологические тропы создаются для минимизации вреда окружающей среде и роста экологической культуры населения. Они выполняют роль экопросвещения (усвоение информации и норм поведения), охраны природы (снижение рекреационных нагрузок, биомониторинг), рекреации (активный отдых). Экотропа – это обустроенный информационный пешеходный маршрут, охватывающий различные биоценозы, ландшафты и места, представляющие культурно-историческую ценность. В России насчитывается около трехсот экологических троп, которые классифицируются по разным критериям: длине маршрута или его продолжительности; типу траектории (линейные, полу-кольцевые, кольцевые и радиальные); типу рельефа и сложности ландшафтов; биоразнообразию; культурному наследию; назначению (познавательно-прогулочные, познавательно-туристические и учебные) (Прокопьев и др., 2018).

Разработанная ранее экологическая тропа «Седанка» г. Владивостока знакомит с основными коренными экосистемами полуострова Муравьев-Амурский и направлена на природоохранные и рекреационные мероприятия (Киселёва, Пшеничникова, 2024). Территория полуострова облесена на 82 % и разнообразна лесной растительностью от монодоминантных лесов ольховых, дубовых, ясеневых до полидоминантных смешанных лесов мелколиственно-широколиственных, чернопихтово-широколиственных и кедрово-широколиственных склонов и речных долин (Прохоренко и др., 1996). Окрестности г. Владивостока и остров Русский в 1860-х гг. были покрыты густым строевым чернопихтовым лесом. В настоящее время небольшие участки чернопихтарников остались лишь в нескольких особо охраняемых природных территориях Приморского края: заповедниках «Уссурийский» и «Кедровая Падь», в нацпарке «Земля леопарда», в Ботаническом саду-институте Дальневосточного отделения РАН и на полуострове Муравьев-Амурский г. Владивостока. Пихта цельнолистная ( Abies holophylla Maxim.) – самая крупная хвойная порода Дальнего Востока (высота до 45–55 м, диаметр до 1–2 м, возраст до 200–250 лет) встречается на российском Дальнем Востоке, в Северо-Восточном Китае и на полуострове Корея (Усенко, 1984; Сосудистные растения…, 1989).

Природные компоненты, концентрирующие ртуть, такие как хвоя, могут использоваться как индикаторы атмосферной эмиссии. Хвоя отражает ртутную нагрузку за ограниченный период времени (5 лет). В приземном слое атмосферного воздуха природные (фоновые) концентрации паров ртути (предельно допустимые концентрации, или ПДК) обычно составляют 10–15 нг/ м3 при колебаниях в пределах от 0.5–1 до 20–25 нг/м3 (Ляпина, 2015). Ртуть относится к элементу первого класса опасности, вездесуща, технофильна, биофильна, супертоксична и суперпатологична даже в очень низких концентрациях. Техногенный круговорот ртути формируется за счет эмиссий предприятий цветной металлургии, химической и электрохимической промышленности, при сжигании жидкого и твердого топлива, угля как глобального источника загрязнения, от мусоросжигательных установок и крематориев, при использовании ртути для экстрагирования и концентрирования золота, в аккумуляторах, зубной амальгаме, контрольно-измерительных приборах, электрических контрольных устройствах и выключателях, осветительных приборах и в косметических товарах (Микшевич, Ковальчук, 2020; Бутовский, 2024).

Цель работы – провести оценку геоэкологического состояния экотропы «Седанка».

Ранее в наших работах была показана экологическая ситуация в г. Владивостоке, на островах Шкота и Русский, по содержанию ртути в почвах и листьях граба, дуба, полыни. Сжигание древесины и бытового мусора (в первую очередь полиэтилена) приводит к перераспределению ртути на прилегающих территориях. На островах Русский и Шкота складывается благоприятная экологическая обстановка по содержанию ртути в почвенно-растительном покрове. Данные показатели служат фоновыми для биомониторинга (Ганзей и др., 2021).

Материалы

Исследования почвенно-растительного и лишайникового покровов экотропы «Седанка» были проведены в 2024 г. Составлена схема тропы с условными обозначениями (рис. 1). Протяженность маршрута экотропы «Седанка», на котором сменяются экосистемы, составляет 4 км.

Рис. 1. Картосхема экотропы «Седанка»: А – автобусная остановка; 1–7 – участки экотропы

Fig. 1. Cartography of the Sedanka Ecotrail: A – bus stop; 1–7 – sections of the ecotrail

Участки экотропы «Седанка»: № 1. Дубняк; № 2. Дубово-широколиственный лес; № 3. Чернопихтово-широколиственный лес; № 4. Поляна с разреженным широколиственным лесом; № 5. Гора «Роза ветров» с низкорослым широколиственным лесом. № 6. Чернопихтарник; № 7. Экстремальная крутая тропа с чернопихтово-широколиствен-ным лесом.

Методы

В работе сделаны геоботанические описания по стандартной методике: географическое положение, экспозиция склона, гидрологические условия, тип / подтип почв, видовой состав ярусов, общая сомкнутость крон для деревьев (ОСК), общее проективное покрытие для кустарников и трав (ОПП), высота (пробная площадь 25 х 25 м2). Геоэкологическое состояние определяли по показателям лесистости, степени антропогенного изменения территории, содержанию ртути в хвое пихты цельнолистной, состоянию лишайникового покрова.

Пробы хвои и веток, на которых сидят хвоинки (сборы: остров Русский, 2019 г., поселок Трудовое, 2020 г., экотропа «Седанка», 2024 г.), возрастом ±5 лет, отбирали методом смешанной пробы с примерно одновозрастных деревьев в нижней части кроны на высоте 1.5–2 м от поверхности земли согласно стандартным методическим указаниям. Высушенную воздушно-сухую хвою и ветки измельчали до однородного состояния. Массовая концентрация общей ртути в пробах измерялась на анализаторе ртути «РА-915М» с пиролитической приставкой «ПИРО-915+», которая позволяет определить ртуть в образцах без предварительной химической обработки. Этот метод основан на термической атомизации содержащейся в пробе ртути в приставке «ПИРО-915+» и последующем ее определении методом беспламенной атомной абсорбции на анализаторе. Технические возможности анализатора позволяют достичь предела обнаружения 0.5 нг/г. Точность аналитических методов измерения концентраций ртути контролировали при использовании образца хвои и веток СЧТ-3 ГСО 2509-83 (НПО «Тайфун», г. Обнинск, Россия). Результаты

Экотропа разделена на семь участков. Перепад высот составляет 160 м над ур. моря (рис. 2). В почвенном покрове преобладают буроземы типичные маломощные сильно скелетные, на крутых склонах эродированные. На отдельных участках произрастают лекарственные, медоносные, охраняемые виды растений. Общедоступность тропы обеспечена авто- и электротранспортом. Прогулка по тропе имеет оздоровительный, ландшафтно-терапевтический, спортивный, образовательный и научный характер.

Дубняки сменяются на чернопихтовошироколиственный и низкорослый широколиственный лес (табл. 1). Дубово-широколиственный кустарниково-разнотравный лес сложен из дуба монгольского ( Quercus mongolica Fish. ex Turcz.), граба сердцелистного ( Carpinus cordata Blume), ясеня носолистного ( Fraxinus rhyncophylla Hance), ореха маньчжурского ( Juglans mandshurica Maxim.), клена ложнозибольдо-ва ( Acer pseudosiboldianum (Pax) Kom.), жимолости раннецветущей ( Lonicera praeflorens Batal.), леспедецы двуцветной ( Lespedeza bicolor Turcz.), однопокровницы амурской ( Arisaema amurense Maxim.), горошка однопарного ( Vicia unijuga A. Braun) и др. Высота древесного яруса 15 м, ОСК 80 %, высота кустарникового яруса 4 м, ОПП 45 %, высота травяного яруса 1 м, ОПП 40 %.

Рис. 2. Профиль экологической тропы «Седанка» 1–7 участков: 1 – дуб; 2 – широколиственные леса; 3 – пихта

Fig. 2. Profile of the Sedanka ecotrail, 1–7 sections: 1 – oak; 2 – broad-leaf forests; 3 – fir

Пихтово-широколиственный разноку-старниково-травяной лес (чернопихтовошироколиственный лес) состоит из пихты цельнолистной ( Abies holophylla ) (фитонцидное), клена зеленокорого ( Acer tegmentosum Maxim.), липы амурской ( Tilia amurensis Rupr.) (медоносное), ильма мелколистного ( Ulmus pumila L.), калопанакса семилопастного ( Kalopanax septemlobus (Thunb. ex Murray) Koidz.) (охраняемое), калины Сар-жента ( Viburnum sargentii Koehne), орешника маньчжурского ( Corylus mandshurica Maxim.), бузины кистевой ( Sambucus rasemosa L.), элеутерококка сидячецветкового ( Eleuterococcus sessiliflorus (Rupr. et Maxim.) S. Y. Hu) (лекарственное), чубушника тонколистного ( Philadelphus tenuifolius Rupr. et Maxim . ) (медоносное), лабазника гладчайшего ( Filipendula glaberrima Nakai), какалии копьевидной ( Cacalia hastata L.), чистоусника азиатского ( Osmundastrum asiaticum (Fern.) Tagawa), орляка обыкновенного ( Pteridium aquilinum (L.) Kuhn), ластове-ня заостренного ( Vincetoxicum acuminatum C. Morren ex Decne.), герани волосистотычинковой ( Geranium eriostemon Fisch.), колокольчика точечного ( Campanula punctata Lam.), вороньего глаза мутовчатого ( Paris verticillata M.Bieb.), волжанки двудомной

( Arunaus dioicus (Walt.) Fern.), ландыша Кейске ( Convallaria keiskei Miq.) и др. Высота древесного яруса 20 м, ОСК 90 %, высота кустарникового яруса 4 м, ОПП 60 %, высота травяного яруса 1.5 м, ОПП 70 %.

В низкорослом широколиственном кустарниково-травяном лесу на вершине горы встречаются дуб монгольский ( Quercus mongolica ), ольха японская ( Alnus japonica (Thunb.) Steud . ), береза даурская ( Betula daurica Pall.), рододендрон мелколистный ( Rhododendron mucronulatum Turcz.), полынь ( Artemisia sp . ), лук ( Allium sp.), гвоздика китайская ( Dianthus chinensis L.), осока ( Carex sp.) и др. Высота древесного яруса 2 м, ОСК 80 %, высота кустарникового яруса 1 м, ОПП 45 %, высота травяного яруса 0.5 м, ОП50%.Исследованы участки восточной части Ботсада, прилегающие к экотропе «Седанка»: № 1. Дубняк; № 2. Дубняк с пихтой; № 3. Чернопихтово-широколиственный лес; № 4. Широколиственный лес; № 5. Широколиственный кустарниково-травяной лес; № 6. Чернопихтово-широколиственный разно-кустарниково-травяной лес; № 7. Широколиственный лес (табл. 2). Дубняки сменяются на чернопихтово-широколиственный и широколиственный лес: дуб монгольский ( Quercus mongolica ), пихта цельнолистная

Таблица 1. Характеристика участков экотропы «Седанка»

№ участка	Почвенно-растительный покров	Экспозиция склона, высота над уровнем моря, м	Лесистость, %	Антропогенно измененные территории, %
1	Дубняк мертвопокровный на буроземах типичных маломощных антропогенно эродированных	Ю-З, 71	85	80
2	Дубово-широколиственный кустарниково-разнотравный лес на буроземах типичных маломощных антропогенно эродированных	Ю, 99	70	75
3	Чернопихтово-широколиственный лес разнокустарниково-травяной лес на буроземах типичных	З, 135	90	40
4	Разреженный широколиственный лес на буроземах типичных	С-З, 178	65	80
5	Низкорослый широколиственный кустарниково-травяной лес на буроземах маломощных сильно скелетных с участками обнажения материнской породы	В, 189	80	60
6	Чернопихтарник на буроземах оподзоленных маломощных	В, 92	95	60
7	Чернопихтово-широколиственный разнокустарниково-травяной лес на буроземах типичных	Ю-В, 17	85	60

( Abies holophylla ), клен ложнозибольдов ( Acer pseudosiboldianum ), элеутерококк сидячецветковый ( Eleuterococcus sessiliflorus ), береза даурская ( Betula daurica ), ильм мелколистный ( Ulmus pumila ), конский каштан ( Aesculus glabra Willd.) (посадки), аралия высокая ( Aralia elata (Miq.) Seem.), калапанакс семилопастной ( Kalopanax septemlobus (Thunb.) Koidz.), граб сердцелистный ( Carpinus cordata ), липа амурская ( Tilia amurensis ), клен зеленокорый ( Acer tegmentosum ), ясень носолистный ( Fraxinus rhyncophylla ) (подрост); леспедеца двуцветная ( Lespedeza bicolor ), жимолость раннецветущая ( Lonicera praeflorens ), калина Саржента ( Viburnum sargentii ), лещина маньчжурская ( Coryilus mandshurica ), рододендрон мелколистный ( Rhododendron mucronulatum ), астра татарская ( Aster tataricus Turcz.), кака-лия копьевидная ( Cacalia hastata ) и др. Вне-ярусная растительность: лунносемянник даурский ( Menispermum dauricum DC.). Высота древесного яруса 20 м, ОСК 85 %, высота кустарникового яруса 1.5 м, ОПП 40 %, высота травяного яруса 0.8 м, ОПП 30 %.

Обсуждение

Территория экотропы имеет более высокие показатели лесистости (81 %), чем при- легающая территория Ботсада (69 %). Показатели антропогенно измененных территорий близки по значению: на экотропе (65 %) и в Ботсаду (70 %) (рис. 3).

Лихеноиндикационные исследования выявили небогатое видовое разнообразие лишайников на исследованных участках. Общий список составляет 22 вида. На экотропе «Седанка» выявлено 17 видов эпифитных лишайников, на прилегающей территории Ботсада – 21 вид. Среди жизненных форм 13 принадлежат листоватым видам и 9 накипным. Почти все виды являются устойчивыми к антропогенному воздействию. На всех участках присутствуют виды с угнетенным жизненным состоянием. Все это говорит о наличии значительного антропогенного влияния на территории в целом. На экотропе «Седанка» участки, характеризующиеся наименьшим видовым разнообразием лишайников и низким проективным покрытием, а также худшим жизненным состоянием, – 1, 2, 7. На участках 3 и 5 наблюдается наиболее высокое видовое разнообразие и покрытие. На территории Ботсада наибольшее богатство видов лишайников, высокое проективное покрытие и лучшее жизненное состояние отмечено на участках 5 и 6. На остальных участках показатели средние.

Таблица 2. Характеристика участков Ботсада

№ участка	Почвенно-растительный покров	Экспозиция склона, высота над уровнем моря, м	Лесистость, %	Антропогенно измененные территории, %
1	Дубняк на буроземах типичных маломощных антропогенно эродированных	Ю, 83	85	80
2	Дубняк с пихтой цельнолистной на буроземах типичных маломощных антропогенно эродированных	Ю-В, 90	60	65
3	Чернопихтово-широколиственный лес на буроземах оподзоленных маломощных	З, 145	80	60
4	Широколиственный лес на буроземах типичных	Ю-В, 185	50	75
5	Широколиственный кустарниковотравяной лес на буроземах типичных маломощных	В, 190	60	75
6	Чернопихтово-широколиственный разнокустарниково-травяной лес на буроземах оподзоленных маломощных	С-В, 102	80	75
7	Широколиственный лес на буроземах типичных	С-З, 65	85	60

Рис. 3. Показатели лесистости и антропогенно измененных территорий экотропы «Седанка» и прилегающего участка Ботсада: 1 – экотропа «Седанка»; 2 – прилегающий участок Ботсада

Fig. 3. Indicators of forest cover and anthropogenically transformed areas of the Sedanka ecotrail and the adjacent area of the Botanical Garden: 1 – Sedanka ecotrail; 2 – the adjacent area of the Botanical Garden

Наиболее распространенными видами являются Phaeophyscia hispidula (Ach.) Moberg, Myelochroa aurulenta (Tuck.) Elix & Hale, Opel-tia flavorubescens (Huds.) S. Y. Kondr. & Hur. Редко встречаются виды родов Collema, Graphis, Pertusaria .

Показатели содержания ртути в хвое пихты острова Русский, поселка Трудовое и экотропы «Седанка» варьируют от 10.6 до 45.3 нг/г. По средним показателям наименьшее содержание ртути в поселке Трудовом (21.5 нг/г), среднее значение на острове Русский (30.4 нг/г) и наибольшее на экотропе

«Седанка» (32.3 нг/г) (рис. 4). Превышают ПДК значения на острове Русский и экотропе как наиболее приближенные к густонаселенной территории г. Владивостока. На участке 3 экотропы более высокое содержание ртути в хвое по среднему значению (25.4 нг/г), чем на участке 6 (10.6 нг/г), т.к. участок 6 находится в наименее атропогенной и более залесенной восточной территории (рис. 5). На участке 6 отмечается большое значение стандартного отклонения (рис. 6) из-за разброса данных.

Рис. 4. Содержание ртути в хвое пихты цельнолистной в районах исследования: 1 – остров Русский; 2 – поселок Трудовое; 3 – экотропа «Седанка»

Fig. 4. Mercury content in the needles of Abies holophilla in the study areas: 1 – Russky island; 2 – v. Tru-dovoe; 3 – Sedanka ecotrail

Рис. 5. Содержание ртути в хвое пихты цельнолистной на участках 3 и 6 экотропы «Седанка» Fig. 5. Mercury content in the needles of Abies holophilla in sites 3 and 6 of the Sedanka ecotrail

Рис. 6. Средние показатели концентрации ртути в хвое со стандартными отклонениями: 1 – остров Русский; 2 – поселок Трудовое; 3 – экотропа «Седанка (3a – 3-й участок, 3b – 6-й участок)

Fig. 6. Average mercury concentrations in needles with standard deviations: 1 – Russky island; 2 – v. Tru-dovoe; 3 – Sedanka ecotrail (3a – 3 site, 3b – 6 sites)

Биоиндикация экологического состояния воздуха по показателям ртути в хвое сосны в Алтайском крае выявила наибольшую среднюю концентрацию (20 нг/г), среднюю (13 нг/г) – на торфяных месторождениях Томской области и в Республике Бурятия, наименьшую (12 нг/г) – в Иркутской области (Шворнева и др., 2017). Показатели г. Владивостока более высокие и указывают на загрязненность атмосферного воздуха. Анализ содержания ртути в ветках, на которых крепятся хвоинки, выявил меньшее накопление ртути: наименьшая средняя концентрация ртути в п. Трудовое (10.5 нг/г), средние значения на тропе «Седанка» (13.9 нг/г), наибольшая средняя концентрация на острове Русский (18.8 нг/г) (рис. 7).

По средним показателям содержания ртути, полученным ранее для граба сердцелистного ( Carpinus cordata ) – 26.3 нг/г, дуба монгольского ( Quercus mongolica ) – 24.5 нг/г, полыни Гмелина ( Artemisia gmelinii Weber ex Stechm.) – 9.1 нг/г (Ганзей и др., 2021), можно сказать, что в хвое по среднему содержанию 29.3 нг/г накапливается чуть больше ртути, потому что она находится на дереве пихты более 5 лет и лишь затем опадает, в отличие от листьев дуба, граба и полыни, которые отмирают осенью. Эти концентрации ртути близки по значениям и будут служить фоновыми для дальнейшего биомониторинга.

Заключение

В результате геоэкологических исследований, проведенных на экотропе «Седанка», получены данные по видовому составу растительности и лишайников, типу / подтипу почв, содержанию ртути в хвое и веточках пихты цельнолистной. По средним показателям большее содержание ртути в хвое на экотропе (32.3 нг/г), чем в поселке Трудовом (21.5 нг/г) и на острове Русский (30.4 нг/г), т.к. этот район наиболее приближен к г. Владивостоку. На участке 3 экотропы более высокое содержание ртути в хвое по среднему значению (25.4 нг/г), чем на участке 6 (10.6 нг/г), что связано с более близким нахождением к автотрассе и урбанизированным местам. Веточки накапливают меньше ртути, чем хвоя, наименьшая концентрация в п. Трудовое (10.5 нг/г), средние значения на тропе «Седанка» (13.9 нг/г), а наибольшая концентрация на острове Русский (18.8 нг/г). В сравнении с территорией Ботсада экотропа отличается большей лесистостью, но почти одинаковыми площадями антропогенно измененных территорий. Согласно данным лихеноиндикации, на данной антропогенно измененной территории присутствуют отдельные участки (3, 5), сохранившие большее биоразнообразие; наименьшее видовое разнообразие лишайников, низкое проективное покрытие и худшее жизненное состояние наблюдается на участках 1, 2, 7 (близкие к поселению). Экотропа необходима для сохранения биоразнообразия корен- ных чернопихтарников, охраняемых, лекарственных и медоносных растений и проведения биомониторинга экосистем.

Рис. 7. Содержание ртути в ветках пихты цельнолистной в районах исследования: 1 – остров Русский;

2 – поселок Трудовое; 3 – экотропа «Седанка

Fig. 6. Mercury content in the branches of Abies holophilla in the study areas: 1 – Russky island; 2 – v. Tru-dovoe; 3 – Sedanka ecotrail