Рекультивация городских земель с помощью древесных насаждений в городе Ижевске

 

 

Рис.1 Динамика валовых выбросов загрязняющих веществ в воздушный бассейн г. Ижевска в 1991-2000 гг., тыс. т.

 

Рис.2 Динамика индекса загрязнения  атмосферы  г. Ижевска в 1991-2000 гг.

 

 

 

 

 

 

Раздел 2. Использование древесных пород в озеленении городских территорий

2.1 Деревья в городе: озеленение городов и влияние антропогенных факторов на озеленение

       Деревья - один из важнейших элементов городского ландшафта. Зеленые насаждения выполняют эстетическую функцию, улучшают микроклимат, рассеивают слишком яркий свет, служат фильтром для пыли и других загрязнителей воздуха. К деревьям, используемым для озеленения городов, предъявляется ряд специфических требований. Они должны иметь не только эстетически выигрышную, но и достаточно прогнозируемую или легко контролируемую форму роста, расти быстрее, жить дольше, быть как можно более устойчивыми к болезням, вредителям, загрязнению и физическим повреждениям. Желательно, чтобы у листопадных деревьев цветки, плоды и осенняя окраска листьев были привлекательными. Весьма нежелательны плохой запах от каких-либо частей дерева, присутствие в них химических веществ, угнетающих рост других видов, а также корневая система, склонная взламывать снизу уличное покрытие и давать отпрыски вдалеке от материнского ствола. Следует также учитывать влияние искусственного освещения (особенно на т.н. короткодневные виды) и дополнительных источников тепла. Отмечено, например, что листья и цветки у деревьев в городе появляются раньше, чем у тех же видов в окружающей сельской местности. Выбор пород деревьев, высаживаемых в городах, естественно, зависит от конкретных географических условий. В пригородах и парках хорошо себя чувствуют многие виды местной дендрофлоры, в том числе вечнозеленые, но последние обычно плохо растут на оживленных улицах, поскольку их медленно обновляемая листва не приспособлена к высокому уровню атмосферного загрязнения. В то же время некоторые деревья особенно устойчивы к загрязнению, а также относительно мало страдают от болезней и вредителей, поэтому их охотнее всего используют для городского озеленения. Раньше широко практиковалось озеленение конкретной улицы единственной породой дерева, экземпляры которого располагались на более или менее одинаковых расстояниях друг от друга. С эстетической точки зрения это, может быть, и оправданно, однако такие одновидовые насаждения особенно чувствительны не только к вредителям и инфекционным болезням, но и к неблагоприятным погодным условиям, например засухе. Поэтому желательно использовать для озеленения даже небольших площадей, несколько сочетающихся по форме и размеру древесных пород.

Влияние антропогенных  факторов на озеленение:

       Сложнейшая экологическая обстановка оказывает отрицательное действие на всю живую и неживую природу, включая  человека. Так как в городах  уровень загрязнений выше, то и влияние на природу сильнее.

      Подвергается воздействию и растительность. Непосредственные воздействия на растения могут принимать различные формы: 1) генетические изменения; 2) видовые изменения; 3)нанесение прямого вреда растительности. Естественно, в зависимости от чувствительности вида и размеров нагрузки масштаб воздействия может простираться от восполнимого (обратимого) ущерба до полной гибели растения.

       Защитные функции растений зависят от степени их чувствительности к различным загрязняющим веществам. В.М. Рябинин (1965 год) [Охрана и преобразование природы. М.: Просвещение, 1980г.] установил, что предельно допустимая среднесуточная концентрация сернистого ангидрида для лиственницы сибирской равна 0,25 мг/м³ , сосны обыкновенной - 0,40 мг/м³ , липы мелколистой - 0,60 мг/м³, ели обыкновенной и клена остролистного - по 0,70 мг/м³. Если концентрация вредных газов превышает предельно допустимые нормы, то клетки растений разрушаются и это приводит к угнетению роста и развития, а иногда и к гибели растений.

       Защитные свойства растений во многом зависят от тех экологических условий, в которых они находятся. В городских условиях оптимальными для роста и развития многих растений являются парки площадью 50-100 га и сады, несколько худшими - бульвары и скверы и неблагоприятными - асфальтированные улицы. В Мурманске, к сожалению, существующие парки и скверы не могут удовлетворить все потребности населения, а строительство новых идёт крайне медленно.

       В составе парковых насаждений у растений наблюдаются более интенсивные процессы фотосинтеза и дыхание по сравнению с теми, которые произрастают на асфальтированных улицах и вблизи магистралей.

       По мере накопления загрязняющих веществ в почвах и тканях растений, лесные насаждения теряют свою биологическую устойчивость и при сохранении существующего в городе уровня промышленных и автотранспортных выбросов могут уже в короткие сроки деградировать как лесные экосистемы.

       Под влиянием техногенных факторов (вблизи предприятий черной и цветной металлургии, машиностроения и полиграфии в растениях накапливаются соединения свинца, олова, ванадия, кобальта, меди, цинка и др.) в зеленой массе растительности уменьшается содержание хлорофилла. Ткани растения изменяют цвет на желтый, охристый, растение поражает хлороз. Более сильное поражение вызывает некроз тканей. Листья приобретают охристую и желтую окраску, покрываются пятнами красно-бурого или коричневого цвете.  Степень поражения зеленых насаждений существенно отличается в разных районах.

       В наиболее ослабленном состоянии находятся хвойные леса - сосняки и ельники. У многих деревьев наблюдается побурение и осыпание хвои, изреживание крон и засыхание в верхней части.

       Можно проследить несколько источников  воздействия на растения: из атмосферы, из почвы, при орошении, воздействие радиации, непосредственное влияние человека.

1. Воздействие из атмосферы. 

       Из атмосферы оказывается одно из сильнейших воздействий на растения.  Оно может быть в виде кислотных осадков, осаждения пыли, непосредственного газового воздействия.

       Кислотные дожди воздействуют на растения крайне отрицательно. Самый яркий пример этого воздействия – деградация лесов. Термин деградация лесов имеет два значения. Он может просто означать замедление роста деревьев, что выражается в уменьшении толщины годичных колец на срезе ствола. Формально это звучит так: «снижение продуктивности леса». Другое значение термина деградация лесов – это реальное повреждение деревьев или даже их гибель. Сейчас площадь лесов, поврежденных кислотными  дождями, исчисляется миллионами гектаров.

       Особенно влияет  двуокись серы. Это соединение адсорбируется на поверхности растения, в основном на его листьях, и оказывает на него вредное влияние. Двуокись серы, проникая в организм растения, принимает участие в различных окислительных процессах. Эти процессы протекают с участием свободных радикалов, образованных из двуокиси серы в результате химических реакций. Они окисляют ненасыщенные жирные кислоты мембран, тем самым изменяя их проницаемость, что в дальнейшем отрицательно влияет на многие процессы (дыхание, фотосинтез и др.).

       В городах  кислотные дожди бывают чаще, чем в других местах, поэтому воздействие на зелёные насаждения больше. Угнетение происходит довольно заметно: в промышленных городах, где имеют место выбросы оксидов серы и азота, растения почти не встречаются, а вокруг таких городов на многие километры простираются техногенные пустоши.

       Во всех городах отмечается замедление роста растений.  Особенно это заметно у деревьев и кустарников, произрастающих вблизи автомобильных дорог.  Выхлопные газы, а именно содержащиеся в них соли тяжёлых металлов, особенно свинца, оседая на листьях, угнетают всё живое и растения. Наименее восприимчивым к свинцу является клен, а наиболее восприимчивы орешник и ель. Сторона деревьев, обращенная к автомобильным магистралям, на 30-60 % “металличнее”. Хвоя ели и сосны обладает свойствами хорошего фильтра по отношению к свинцу. Она его накапливает и не обменивает с окружающей средой. «Дорога» крайне негативно влияет на посадки находящиеся по её обочинам. Они одни из первых принимают «удар» автотранспорта по окружающей среде.

       Большой вред наносит пыль (распыляемый в воздухе асфальт и бетон дорог, резина покрышек автомобилей)  и сажа  сильно ослабляют газообмен, процессы дыхания и ассимиляции, вызывает угнетение растений и ослабления их роста, затрудняет процессы фотосинтеза и дыхания, что также не может не сказываться на состоянии растительности.

       Причина летнего листопада - высокое содержание свинца в воздухе. Деревья тяжело переносят свинцовое отравление. Но концентрируя свинец, они тем самым очищают воздух. В течение вегетационного периода одно дерево обезвреживает соединения свинца, содержащегося в 130 л бензина.

       Заметное влияние на растения оказывается в районах с повышенным содержанием оксидов азота в атмосфере. В них почти повсеместно происходит “позеленение” стволов и нижних ветвей деревьев. Повышенное содержание в воздухе города оксидов азота способствует интенсивному разрастанию на коре деревьев мелких водорослей зеленого цвета. Они получают необходимое им обильное азотное питание непосредственно из воздуха.

       Влияние на растения атмосферных загрязнений напрямую зависят от источников загрязнений и от распространения загрязнений. Рассеяние примеси от локальных источников загрязнения зависит от многих причин, к которым в первую очередь следует отнести особенности примеси и источника, характер перемешивания атмосферы, скорость ветрового переноса, рельеф местности. Совокупность метеорологических факторов фактически позволяет оценить потенциал загрязнения атмосферы и выпадений из нее.

       Изучение направлений преобладающих ветров дает возможность оценки приноса техногенных элементов, как от местных источников загрязнения, так и от удаленных на сотни километров. Для территории Кольского полуострова характерна сезонная смена направлений преобладающих ветров от зимы к лету. Для зимнего периода характерны ветры юго-западных румбов, для летнего - северо-восточных. Такая направленность ветров обусловливает сезонное накопление антропогенных примесей от зимнего периода к летнему вследствие прохождения воздушных масс над промышленно развитыми районами европейской части России и Западной Европы.

2. Воздействие из почвы.  

       В городах все промышленные сбросы попадают в почву.  Все загрязнители  через корневую систему вместе с минеральными солями достигают растений и начинают разрушать их изнутри; ослабляется рост корней и создается опасность для существования деревьев.

       На улицах города для борьбы с гололедом разбрасывают большое количество хлоридов. Соль отрицательно воздействует на растения. Поэтому для борьбы с засолением почв нужно проводить их гипсование. Кроме того, так как листья деревьев накапливают в себе соли, осенью следует собирать листья с засоленных мест и уничтожать их. Причем их нужно захоранивать, так как при сжигании все вредные вещества, накопленные в листьях, поступят в атмосферу. На засоленных почвах можно сажать солеустойчивые виды растений. К их числу относится тополь бальзамический, вяз, ясень, береза бородавчатая.

      Увеличение содержания свинца в почве, как правило, но не всегда ведет к его накоплению растениями, как на незагрязненных почвах, так и почвах естественных геохимических аномалий. В соответствии содержание свинца в растениях, выращенных на почвах легкого механического состава (песчаных и супесчаных) колеблется от 0,13 до 0,96 мк/кг; в почвах тяжелосуглинистых (с рН< 5,5) 0,22 - 0,96 мк/гк; в почвах тяжелосуглинистых (рН > 5,5) в более широких пределах 0,34 - 7,0 мк/гк.

       Более высокие концентрации свинца (до 1000 мк/гк) характерны для растительности на техногенно загрязненных территориях: в окрестностях металлургических предприятий, рудников по добыче полиметаллов и главным образом вдоль автострад.

       Подкисление почвы определяется различными факторами. В отличие от вод почва обладает способностью к выравниванию кислотности среды, т.е. до определенной степени она сопротивляется усилению кислотности. Попавшие в почву кислоты нейтрализуются, что ведет к сохранению существенного закисления. Однако наряду с естественными процессами на почвы в лесах и на пашнях воздействуют антропогенные факторы.

       Химическая стабильность, способность к выравниванию, склонность почв к закислению изменчивы и зависят от качества подпочвенных пород, генетического типа почвы, способа ее обработки (возделывания), а также от наличия поблизости значительного источника загрязнений. Кроме того, способность почвы сопротивляться влиянию кислотности зависит от химических и физических свойств подстилающих слоев.

       Растворимость тяжелых металлов также сильно зависит от рН. Растворенные и вследствие этого легко поглощаемые растениями тяжелые металлы являются ядами для растений и могут привести к их гибели.

3. Воздействие радиации. 

       В последние годы значительным фактором деградации лесов становится радиоактивное загрязнение. Из растений наименее устойчивы к радиации деревья и наиболее устойчивы травы. И, хотя по официальным данным, степень радиационного загрязнения в городе Ижевске остаётся в пределах нормы, потенциальная опасность остаётся, и необходимо уделять достаточно внимания контролю над радиационным загрязнением.

4. Влияние человека. 

       Значительное негативное воздействие на растительность лесов и парков оказывают возрастающие рекреационные нагрузки. Переуплотнение почвы в местах массовых гуляний ухудшает ее водно-воздушные свойства и сопровождается гибелью растений, в том числе и деревьев. Для того чтобы уберечь растения от подобных воздействий, в лесах и парках следует прокладывать дорожки с твердым покрытием. Они принимают на себя основной поток отдыхающих и тем самым защищают растительность от повреждений.