Влияние эмиссий коксохимического производства на жизненное состояние древесных растений

пятствуют их дальнейшему распространению (Левон, 2008). На промышленных площадках и в санитарных зонах предприятий создают защитные и декоративные насаждения древеснокустарниковых растений. От видового разнообразия и степени устойчивости растений в составе защитных насаждений в значительной степени зависит их жизнеспособность и функциональность. Комплексное влияние негативных природно-климатических факторов степной зоны и техногенного загрязнения приводит к сокращению продолжительности жизни древесных растений в 2-3 раза (Николаевский, 2002; Поляков, 2009). Поэтому для повышения эффективности защитно-декоративных насаждений необходимо дальнейшее озеленение промышленных территорий с оптимизацией видового состава растений, введением наиболее устойчивых видов и совершенствованием структуры насаждений.

Целью работы было выявление наиболее устойчивых видов растений, перспективных для дальнейшего озеленения техногенно загрязненных территорий, путем мониторинга состояния древесных насаждений в условиях воздействия эмиссий коксохимического производства.

Объектом исследования были древесные растения, произрастающие на территории, непосредственно примыкающей к промышленной площадке коксохимического завода средней мощности ПАО «Донецккокс» (КХЗ) в городе Донецке в зоне острого воздействия эмиссий на расстоянии до 600 м от основных источников эмиссий. Эмиссии коксохимических предприятий содержат такие высокотоксичные соединения, как бензапирен, аммиак, цианистый водород, сероводород, фенол, бензол и пиридин, значительная часть которых вообще не характерна для нормальной атмосферы (Мищенко, 2012). Следует также отметить, что предприятие расположено в центре города и санитарно-защитной зоны не имеет. На территории, непосредственно примыкающей к заводу, расположены гаражные кооперативы, складские помещения и другие постройки. В состав обследованной территории также включен породный отвал угольной шахты «Центрально-заводская» (террикон), расположенный с северной стороны промышленной площадки КХЗ.

Жизненное состояние растений определяли по степени их повреждения, которую оценивали по шестибалльной шкале повреждений деревьев и кустарников в зоне воздействия технологических эмиссий В.П. Тарабрина с соавт. (1986). Данная шкала учитывает как уровень поврежденности листьев, так и снижение прироста, уменьшение облиствения кроны, усыхание побегов и наличие сухих ветвей. Полностью здоровых растений (уровень повреждений 0 баллов) на территории не обнаружено. В хорошем жизненном состоянии находились растения, уровень повреждений которых оценивали в 1 балл, в удовлетворительном – 2-3, в неудовлетворительном – 4-5.

Структура и видовой состав насаждений существенно различаются в зависимости от их функционального назначения. Озеленение основной части обследованной территории производилось фрагментарно 30-40 лет назад. На данный момент высадка саженцев и уход за имеющимися насаждениями в должной мере не производится. Поэтому доминирующими на этой территории являются растения, способные к активному самовозобновлению: Ailanthus al-tissima (Miller) Swingle, Acer negundo L. и Robinia pseudoacacia L., составляющие не менее 70% от общего количества деревьев (табл.1). Менее многочисленны (1-5%) – Ulmus laevis Pall., U. parvifolia Jacq., Populus simonii Carrière, Aesculus hippocastanum L., Armeniaca vulgaris Lam., Juglans regia L., Sorbus intermedia (Ehrh.) Pers., Fraxinus lanceolata Borkh., виды рода Populus – P. alba L., Р. bolleana Lauche, P. nigra L., P. nigra var. italica (Moench.) Koehne и др. Ведущее место среди кустарников занимают Ligustrum vulgare L. и Syringa vulgaris L.

Возраст растений относится к важнейшим показателям их состояния, во многом определяя степень устойчивости и соответствия растений природно-климатическим и экологическим условиям произрастания. На обследованной территории преобладают молодые растения в возрасте до 20 лет, значительная часть которых возникла в результате семенного и вегетативного самовозобновления ( Ailanthus altissima, Acer negundo, Robinia pseudoacacia, Ulmus laevis, U. parvifolia ).

Средневозрастные деревья (21-40 лет) составляют не более 40% насаждений, а растения, возраст которых превышает 40 лет, встречаются единично. У растений последних групп наблюдается суховершинность, усыхание боковых ветвей и другие признаки старения. Преобладание в насаждениях молодых деревьев свидетельствует об их низкой продолжительности жизни, что обусловлено как неблагоприятными природно-климатическими факторами засушливой степной зоны, так и высоким уровнем техногенного загрязнения среды.

Для территории, подверженной воздействию эмиссий КХЗ, характерен особый тип загрязнения, когда в периоды с температурной инверсией и циклональной погодой в приземном слое воздуха сосредотачивается основная часть поллютантов и промышленной пыли (Поляков и др., 2007). Вредное влияние на растения повышенной загазованности и запыленности воздуха усиливается неблагоприятными почвенноклиматическими условиями, частыми засухами. Видовое разнообразие древесных растений в подобных условиях ограничено, а выживание сопряжено с их биологической потенциальной устойчивостью к действию поллютантов.

В хорошем состоянии находятся молодые растения Acer negundo , Ailanthus altissima , Ulmus laevis и U. parvifolia (рис. 1.). Большая часть древесных растений – в удовлетворительном состоянии, включая средневозрастные деревья Ailanthus altissima , Acer negundo , Ulmus laevis , U. parvifolia , Populus alba и др. (рис. 2).

В плохом состоянии, в основном, находятся растения 31–40-летнего возраста и старше: Fraxinus lanceolata, Robinia pseudoacacia и виды рода Populus, за исключением P. alba (рис. 3). Следует отметить, что большинство тополей на обследованной территории достигли 40летнего возраста, а представители данного рода в основном являются быстрорастущими, однако недолговечными породами, поэтому в практике озеленения обычно используются для достижения быстрого эффекта и нуждаются в замене по достижении критического возраста (Поляков, 2009).

Таблица

Видовой состав и жизненное состояние древесных растений в условиях воздействия эмиссий коксохимического производства

№ п/п	Вид	Встречаемость, %	Возрастная категория, лет	Жизненное состояние растений
1	Acer negundo L. Клен ясенелистный	25	11-20	хорошее
			31-40	удовл.
2	A. saccharinum L. Клен серебристый	единично	31-40	неуд.
3	Aesculus hippocastanum L. Конский каштан обыкновенный	3	31-40	удовл.
4	Ailanthus altissima (Miller) Swingle Ай-лант высочайший	35	5-10	хорошее
			21-30	удовл.
5	Armeniaca vulgaris Lam. Абрикос обыкновенный	2	21-30	удовл.
6	Fraxinus lanceolata Borkh. Ясень зеленый	2	11-20	удовл.
7	Gleditsia triacanthos L. Гледичия трехколючковая	1	31-40	удовл.
8	Juglans regia L. Орех грецкий	2	31-40	удовл.
9	Morus alba L. Шелковица белая	единично	21-30	удовл.
10	Pinus sylvestris L. Сосна обыкновенная	единично	31-40	неуд.
11	Populus alba L. Тополь белый	2	31-40	удовл.
12	Р. bolleana Lauche Т. Болле	2	31-40	неуд.
13	P. nigra L. Т. черный	единично	31-40	неуд.
14	P. nigra var. italica (Moench.) Koehne Т. итальянский	2	31-40	неуд.
15	P. simonii Carrière Т. Симони	3	31-40	неуд.
16	Robinia pseudoacacia L. Робиния псевдоакация	10	11-20	удовл.
			31-40	неуд.
17	Sorbus intermedia (Ehrh.) Pers. Рябина промежуточная	2	21-30	удовл.
18	Ulmus laevis Pall. Вяз гладкий	5	11-20	хорошее
			31-40	удовл.
19	U. parvifolia Jacq. В. мелколистный	5	11-20	хорошее
			31-40	удовл.

Примечание. Как «хорошее» было принято состояние растений, уровень повреждений которых оценива- ли в 1 балл, «удовлетворительное» – 2-3, «неудовлетворительное» – 4-5.

С северной стороны промышленной площадки КХЗ расположен породный отвал угольной шахты «Центрально-заводская», где, наряду с негативным влиянием промышленных эмиссий и природно-климатических факторов, растения подвержены воздействию неблагоприятных эдафических условий. Террикон был рекультивирован силами сотрудников ботани- ческого сада в 80-е годы прошлого века. В настоящее время зеленые насаждения на терриконе представлены в основном Robinia pseudoacacia (до 80%), в значительно меньшем количестве, преимущественно у подножия отвала, произрастают Ailanthus altissima, Acer negundo, A. pseudoplatanus L., Fraxinus lanceola- ta, Prunus mahaleb L., Ulmus laevis, U. parvifolia, а также кустарники, прежде всего Ligustrum vulgare и Syringa vulgaris (рис. 4.). Большинство древесных растений на обследованной территории южного и северного склонов террикона находятся в удовлетворительном состоянии.

Рис. 1. Ailanthus altissima (Miller) Swingle в условиях воздействия эмиссий

Рис. 2. Ulmus parvifolia Jacq. в условиях воздействия эмиссий (степень повреждения – 3 балла) и неудовлетворительном состоянии

Рис. 3. Populus simonii Carrière в условиях воздействия эмиссий

Рис. 4. Robinia pseudoacacia L. и Ailanthus altissima (Miller) Swingle на южном склоне породного отвала, примыкающего к территории коксохимического завода

В техногенно загрязненных регионах особенно важна роль зеленых насаждений как природного фильтра, очищающего воздух от пыли и газообразных токсикантов. Наибольшей пылезадерживающей способностью обладают посадки шириной 10-30 м (Неверова, Холмогорова, 2003). На участке, защищенном плотной лесополосой от промышленного предприятия, выявлено на 64% меньше пыли, на 30% – сернистого газа, на 35% – оксида углерода и на

29% – фенола по сравнению с открытым участком (Левон, 2008).

Однако не всегда есть возможность создания таких защитных полос. Донецкий коксохимический завод находится в центральной части г. Донецка. Расположение крупных промышленных источников эмиссий в центре характерно для многих индустриальных городов Донбасса. Как правило, в период строительства таких производств вокруг них не отводилось место под санитарно-защитную зону, поэтому имеющиеся там зеленые насаждения расположены фрагментарно. Такие насаждения нуждаются в реконструкции с расчетом повышения их санитарно-защитной функции. Этого можно достичь за счет повышения в составе насаждений доли видов, отличающихся не только повышенной устойчивостью к промышленным эмиссиям, но и высокой газопоглотительной и пылеаккумулирующей способностью.

Наиболее эффективно способны осаждать пыль виды растений с шершавыми и опушенными листьями, например, Ulmus parvifolia , Sorbus intermedia и др. Эффективность поглощения растениями ксенобиотиков зависит от многих причин: видовой принадлежности, возраста, ассимиляционной поверхности кроны, интенсивности газообмена, длительности периода вегетации и т.д. (Бухарина и др., 2007). Выявлены растения, накапливающие значительное количество определенных аэрополлютантов, в частности, виды рода Populus ( P. balsamifera L., P. alba , P. nigra , Р. bolleana , P. deltoidеs Marshall), рода Acer (A. pseudoplatanus , A. negundo , A. platanoides L.), Fraxinus lanceolata , Robinia pseudoacacia , Ulmus pumila L., U. parvifolia , Morus alba и др. (Попов и др., 1982; Тарабрин и др., 1986; Винниченко, Долгова, 2001).

Таким образом, определенные виды древесных растений способны поглощать значитель- ное количество аэрополлютантов. Поэтому для очистки воздуха на территории техногенно загрязненных регионов целесообразно создавать насаждения, основу которых составляют устойчивые к ксенобиотикам растения с максимально выраженной газопоглотительной способностью. В условиях воздействия эмиссий КХЗ одним из наиболее устойчивых растений, способных без существенного нарушения жизненного состояния накапливать значительное количество ксенобиотиков, в том числе и фенола, является Populus deltoides (Тарабрин и др., 1986; Винниченко, Долгова, 2001). На основании собственных наблюдений и литературных данных для озеленения могут быть также рекомендованы как наиболее перспективные с точки зрения сочетания высокой газо-устойчивости и газопоглотительной способности следующие виды: Populus alba, Sorbus intermedia, Ulmus laevis, U. parvifolia. Эффективным концентратором поллютантов является Robinia pseudoacacia, которую стоит использовать в практике озеленения, несмотря на ее невысокую декоративность. Acer negundo и Ailanthus altissima не могут быть рекомендованы для озеленения, поскольку представляют опасность как инвазионные виды. Плодовые растения мы считаем нецелесообразным высаживать на промышленных территориях в связи с опасностью аккумуляции в плодах, которые могут быть собраны населением, высоких концентраций токсичных веществ.

Создание устойчивых насаждений в зонах влияния техногенных эмиссий зависит не только от правильного подбора ассортимента растений, но и от своевременного проведения необходимых агротехнических мероприятий (внесение удобрений, регулярный полив в засушливый период, дождевание для снижения концентрации фитотоксикантов в листьях растений).