Романюк И.Г., Стрелков А.З., Толкач В.Н.
Государственный Национальный парк "Беловежская пуща"
Проблема техногенного воздействия на леса особенно обострилась за последние десятилетия. В странах Центральной и Западной Европы за последние годы значительно ухудшилось санитарное состояние лесов на площади 6 млн. га (Hinrischen, 1987).
Воздействие техногенеза на окружающую среду проявляется как за счет транспорта, промышленного и сельскохозяйственного производства района произрастания лесов, так и за счет трансграничного переноса поллютантов. Во многих государствах Европы (Люксембург, Нидерланды, Швейцария, Скандинавские страны) более половины общего количества сернистых загрязнений попадает из других стран (Acidic Precipitation, 1987). Поступление серы на территорию бывшего СССР через западную границу достигало 4 млн. тонн в год, что составляет более 30% объема ее собственных выбросов (Израэль, 1984; Назаров, Рябошко, Фридман, 1988)
В Беларуси исследование техногенного загрязнения лесных экосистем проводили Е.Г. Бусько, Е.А. Сидорович, Ж.А. Рупасова с соавторами (1995).
Ими было установлено, что практически вся территория республики является сплошной зоной загрязнения серосодержащими поллютантами. В спектре тяжелых металлов полный охват территории отмечен только для Zn и Pb, присутствие остальных носило локальный, очаговый характер.
Детальных исследований техногенного загрязнения лесов Беловежской пущи до настоящего времени не проводилось. Исходя из вышеизложенного и учитывая, что Беловежская пуща расположена на западной границе Беларуси, где большая вероятность транспортировки поллютантов трансграничным переносом с Запада и относительно невелика вероятность загрязнения собственными источниками, нами была поставлена задача изучить уровень загрязнения воздуха, почвы и растений на территории Беловежской пущи, что имеет большое теоретическое и практическое значение. В данной работе излагаются результаты исследований накопления тяжелых металлов и серы в хвое и листьях древесных пород и во мхах. Исследования проводились в тесном сотрудничестве ученых национального парка "Беловежская пуща" (Беларусь) и Отдела естественных лесов Научно-исследовательского института леса в поселке Беловеж (Польша), в результате чего в период 1992-95 гг. установлен уровень техногенного загрязнения лесов пущи на все й ее территории.
В настоящее время оценка качества природной среды в мировой практике осуществляется на основе экологического мониторинга, важнейшей частью которого является биологический мониторинг. При осуществлении последнего используется широкий набор методических приемов, среди которых большинство исследователей отдает предпочтение фитоиндикации, основанной на изучении уровня антропогенного воздействия по реакции растительных объектов (Биоиндикация загрязнения наземных экосистем, 1988; Бусько, Сидорович, Рупасова и др., 1995).
Важнейшим этапом в биологическом мониторинге является выбор растений-биоиндикаторов, способных интенсивно накапливать поллютанты. В качестве фитоиндикаторов могут выступать как высшие, так и низшие формы растений, однако наибольшее применение для оценки уровня техногенного загрязнения получили эпифитные лишайники и зеленые мхи, широко распространенные на территории Европейского континента и обладающие повышенной чувствительностью к агрессивным элементам. Наряду с этим широкое распространение в практике биологического мониторинга при оценке уровня техногенного загрязнения получил и листовой анализ химического состава хвойных и лиственных древесных пород.
В качестве растений-биоиндикаторов при биологическом мониторинге были приняты главные лесообразующие породы Беловежской пущи: Pinus sylvestris L., Picea abies L., Quercus robur L., а также зеленые мхи: Pleurozium schreberi (Brid.) Mitt, Sphagnum recurvum P. Beauv., в которых в течение вегетационного периода (апрель-сентябрь) в 1992-95 гг. определяли содержание общей серы на спектрометре "Lecco" (USA), тяжелых металлов и макроэлементов на спектрометре "Spektroflame" (German).
Отбор проб растений-биоиндикаторов проводили на участках практически равномерно расположенных на всей территории пущи. Для анализов брались смешанные образцы двухлетней хвои сосны, ели, листьев дуба, мхов. Каждая проба представляет собой смесь хвои или листьев с 10 рядом растущих 15-30-летних деревьев (по каждой породе) или смесь зеленых частей мхов с 10-ти близко расположенных участков мохового покрова (по каждому виду).
Был принят следующий уровень токсичной концентрации элементов: S - > 0,15% сухого вещества, Zn - >100 мкг/г, Сu, РЬ - > 30, Cd - > 5 мкг/г (Nieboer еt. а1., 1978; Nolski, Dmuchowski, 1986). Также было установлено содержание отдельных макроэлементов (К, N, Mg), выполняющих ряд биологических функций в обменных процессах растений, концентрация которых характеризует уровень техногенной нагрузки на природные комплексы.
На основе наших исследований в таблице приведены результаты химических анализов среднего содержания макроэлементов и токсичных элементов в избранных растениях-биоиндикаторах на территории Беловежской пущи.
Таблица
Среднее содержание химических элементов в растениях-биоиндикиторах Беловежской пущи
| Химические элементы | Виды растений | ||||
| P. sylvestris | P. abies | Q. robur | Pl. schreberi | Sph. recurvum | |
| N, % | 1,37±0,24 | 1,18±0,19 | 2,82±0,35 | - | - |
| P, % | 0,14±0,06 | 0,16±0,07 | 0,22±0,14 | - | - |
| K, % | 0,42±0,14 | 0,49±0,17 | 0,90±1,36 | - | - |
| Mg, % | 0,07±0,03 | 0,08±0,03 | 0,23±0,08 | - | - |
| S, % | 0,09±0,02 | 0,10±0,03 | 0,18±0,04 | 0,13±0,02 | 0,14±0,04 |
| Fe, мкг/г | 114,9±18,7 | 93,6±16,9 | 112,0±24,9 | 398,5±64,8 | 323,9±49,3 |
| Zn, мкг/г | 57,1±26,8 | 58,8±19,7 | 59,4±24,7 | 59,2±19,4 | 56,6±21,1 |
| Cu, мкг/г | 1,23±0,29 | 1,16±0,34 | 3,97±0,69 | 3,04±0,42 | 1,77±0,28 |
| Pb, мкг/г | 4,6±1,2 | 3,6±1,2 | 2,1±0,8 | 8,7±1,3 | 7,2±2,5 |
| Cd, мкг/г | 0,24±0,09 | 0,21±0,07 | 0,18±0,09 | 0,31±0,13 | 0,34±0,19 |
Установлено, что содержание тяжелых металлов в тестируемых биоиндикаторах зависит от вида биоиндикатора и индивидуальных особенностей растений. Так, среднее содержание Fe в хвое сосны составило 114,9±18,7 мкг/г; Zn - 57,1±26,8; Cu - 1,23±0,29; Pb - 4,6±1,2; Cd - 0,24±0,9 мкг/г, что не превышает фоновых показателей.
Анализ пространственного распределения концентрации элементов в лесных экосистемах на территории Беловежской пущи показал, что отдельные химические элементы приурочены к определенным ее районам. Так, содержание N в хвое сосны выше фоновых значений характерно для северной и южной частей пущи, P - северной, К - центральной, Mg, S - северной и юго-западной. Концентрации Fe, Cu, превышающие контрольный уровень, были размещены небольшими локальными зонами на границе с Польшей, Zn - в северной части национального парка, Pb, Cd - южной и северной частях пущи.
Результаты химических анализов двухлетней хвои ели в большинстве пунктов экологического мониторинга были близки к среднему значению. Некоторые отклонения в сторону увеличения содержания тяжелых металлов в хвое в южной части пущи оказались довольно далекими от токсичных показателей для данной породы.
Исследование химического состава листьев дуба позволило заключить, что относительно больше загрязнена тяжелыми металлами центральная часть пущи.
Несколько повышенная концентрация тяжелых металлов во мхе P. schreberi установлена на небольших участках северо-восточной части пущи, а для мха S. recurum аналогичная картина наблюдается в северной, центральной, юго-восточной и юго-западной частях пущи.
Результаты проведенных исследований позволяют заключить, что лесные экосистемы Беловежской пущи в достаточной степени обеспечены макроэлементами. В целом, в восточной (белорусской) части пущи уровень накопления техногенных поллютантов в растениях-биоиндикаторах несколько ниже по сравнению с ее западной (польской) частью. Участков с уровнем загрязнения, превышающим фоновые показатели, не зафиксировано. Зоны с относительно повышенным содержанием тяжелых металлов в лесной растительности установлены на незначительных площадях, главным образом, вблизи населенных пунктов и небольших промышленных предприятий.
1. Биоиндикация загрязнения наземных экосистем. Пер. с нем.\ Под ред. Р. Шуберта. - М., 1988. - 350 с.
2. Бусько Е.Г., Сидорович Е.А., Рупасова Ж.А. Техногенное загрязнение лесных экосистем Беларуси. - Мн., 1995. - 319 с.
3. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. - Л., 1984.
4. Назаров И.М., Рябошко А.Г., Фридман Т.Д. Труды института прикладной геофизики им. Е.К. Федорова. - М., 1988. Вып. 71. - С. 4 - 9.
5. Acidic Precipitation. Dusseldorf. - 1987.
6. Nolski B.A., Dmuchowsi W. Effects of Acidification on Forest Natural Vegetation//Wild Animals and Insects. (in) Schneider T. (ed.) Acidification and its Policy implication. Elsevier. Amsterdam, 1986. - P. 29 - 51.
7.Nieboer E., Richardson D.N.S., Tomasini P.B. Mineral uptake and release by lichens: An Overviev// The Briologis. - 1978. N 81 (2). - P. 226 - 246.
8.Hinrischen D. Bio. Science. 1987. Vol. 37. N 8. - P. 542 - 546.
Опубликовано на стр. 54 - 56.
