Трансформація соснових екосистем середньої течії басейну р. Сіверський Донець в умовах аеротехногенного забруднення

 

Актуальність теми. Аеротехногенне пошкодження лісів, внаслідок якого відбувається зниження їх стійкості та продуктивності, є дуже актуальною проблемою для України, яка з одного боку є лісодефіцитною державою, а з іншого – має потужний промисловий потенціал. Не дивлячись на важливість цієї проблеми, комплексні дослідження, спрямовані на розробку діагностичних показників забруднення окремих структурних компонентів лісових екосистем в Україні не проводились. Це й обумовило необхідність вивчення аеротехногенної трансформації соснових екосистем, що знаходяться в зоні впливу емісій Зміївської ТЕС та цементного комбінату – “Балцему” (найбільших промислових об’єктів Харківщини). 

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження виконувалися в лабораторії екології ландшафтів та агролісомеліорації Українського науково-дослідного інституту лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М. Висоцького в рамках держбюджетних тем: № 11 “Розробити методику діагностики та провести комплексне зонування пошкодження лісів України техногенним забрудненням як основи для ведення лісового господарства” (1996-1998 рр., № державної реєстрації 0196U100526); № 4 “Дослідити антропогенну трансформацію лісів зелених зон України і розробити заходи щодо поліпшення їх стану та посилення екологічних функцій” (1999-2001 рр., № державної реєстрації 0196U011521).

Мета і завдання досліджень. Мета роботи – вивчити вплив емісій ТЕС і цементного виробництва на соснові екосистеми середньої течії басейну р. Сіверський Донець та запропонувати:

- систему діагностичних показників аеротехногенного забруднення структурних компонентів соснових екосистем;

- рекомендації щодо ведення лісового господарства в умовах промислового забруднення.

Завдання досліджень: 

• за даними хімічного аналізу атмосферних опадів (снігу) визначити ступінь техногенного навантаження на соснові ліси;

• дослідити екологічну роль лісових підстилок в умовах аеротехногенного забруднення;

• виявити зміни лісорослинних властивостей ґрунтів (дернові опідзолені на давньоалювіальному піску) при їх забрудненні продуктами аеротехногенезу;

• дослідити стан та радіальний приріст соснових насаджень, що формуються під впливом повітряного забруднення;

• розробити якісно-кількісну систему діагностичних показників забруднення атмосферних опадів, лісових підстилок, ґрунтів емісіями ТЕС і цементного виробництва та запропонувати рекомендації щодо ведення лісового господарства в соснових лісах в умовах аеротехногенного забруднення. 

Об’єкт дослідження – трансформація соснових екосистем середньої течії басейну р. Сіверський Донець в умовах аеротехногенного забруднення.

Предмет дослідження – вплив емісій ЗТЕС та “Балцему” на зміни стану структурних компонентів соснових екосистем.

Методи дослідження. Дослідження аеротехногенного впливу на ліси базувались на принципах порiвняльної екологiї та проводились шляхом оцінки стану лісових екосистем в умовах техногенезу і на контролі. Динаміка стану компонентів соснових екосистем вивчалась за загальноприйнятими в лісовій таксації, ґрунтознавстві, агрохімії методами. Обробка отриманого матеріалу виконувалась методами математичної статистики. 

Наукова новизна одержаних результатів.

• Досліджено порушення природного стану та функціонування окремих складових соснових екосистем у зоні емісій цементного виробництва. 

• Визначено характер та швидкість відновлення кислотно-лужного балансу ґрунтів соснових лісів в умовах різкого зменшення рівня емісій цементного виробництва.

• Розроблено зонування лісових ґрунтів Балаклiйського держлiсгоспу за ступенем забруднення цементним пилом, як основа для вдосконалення лісогосподарських заходів у зоні аеротехногенного забруднення.

• На прикладі сіркоакумулюючої здатності лісових підстилок показано їх екологічну роль в умовах промислових викидів.

• Запропоновано якісно-кількісну систему діагностичних показників забруднення (емісіями ТЕС та цементного виробництва) атмосферних опадів, лісових підстилок, ґрунтів соснових насаджень в умовах свіжого субору. 

Практичне значення одержаних результатів. Окремі положення дисертаційної роботи можуть слугувати методико-теоретичною базою у розробці екологічного прогнозування стійкості лісів в умовах аеротехногенного забруднення. Встановлені закономірності акумуляції та міграції основних біофільних елементів дозволяють визначити ступінь порушення ємності та інтенсивності кругообігу речовин у соснових екосистемах під впливом промислових емісій. Запропоновано якісно-кількісну систему діагностичних показників забруднення (емісіями ТЕС та цементного виробництва) атмосферних опадів, лісових підстилок, ґрунтів, що може бути використана при проведенні екологічного моніторингу, та рекомендації щодо ведення лісового господарства в соснових лісах в умовах аеротехногенного забруднення. Результати досліджень увійшли до “Методичних рекомендацій щодо діагностики та зонування пошкодження лісів України аеротехногенним забрудненням” (затверджені вченою радою УкрНДІЛГА, протокол №8 від 13 жовтня 2000 р.) .

Особистий внесок здобувача полягає в складанні програми й методики, зборі та обробці польових матеріалів, проведенні аналітичних досліджень, їх аналізі, обґрунтуванні теоретичних положень дисертаційної роботи та розробці діагностичних показників аеротехногенного забруднення структурних компонентів соснових екосистем; формулюванні висновків та практичних рекомендацій. 

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи обговорювались на Всеукраїнській конференції “Проблеми фундаментальної екології” (Кривий Ріг, 1997); І Міжнародній науково-практичній конференції “Экология и молодежь” (Гомель, 1998); на конференції молодих вчених, присвяченій V з’їзду УТҐГА (Харків, 1998); на V з’їзді Українського товариства ґрунтознавців та агрохіміків, (Рівне, 1998); Міжнародній конференції молодих вчених “Лес. Наука. Молодежь”, (Гомель, 1999), на конференції, присвяченій річниці пам’яті О.М. Гринченка (Харків, 1999). У закінченому вигляді дисертаційну роботу розглянуто на розширеному засіданні лабораторії екології ландшафтів та агролісомеліорації УкрНДІЛГА.

Публікації. За темою дисертаційної роботи опубліковано 9 робіт, з яких 5 – статті в фахових виданнях і 4 публікації у матеріалах і тезах конференцій.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, 7 розділів, списку використаних джерел та додатків. Робота викладена на 169 сторінках комп’ютерного тексту та включає 45 рисунків, 32 таблиці, 4 додатки. Список літературних посилань містить 230 найменувань.