Фрагмент

1. Правый берег р. Енисей отрогов Саянских гор до 60-70-хгодов прошлого века был покрыты хвойным лесом. В результате деятельности человека (деятельность предприятий, увеличение количества транспорта) лесной массив постепенно заменился лиственными малоценными деревьями и кустарниками.

Ответьте на вопросы. Какое состояние экосистемы возникло на отрогах Саянских гор? Какие ксенобиотики выбрасываются в окружающую среду промышленными предприятиями (цементный завод) и автомобилями?

Решение

      Сущность смены пород в лесу состоит в том, что на каком-то участке территории, занятом древостоем, в котором преобладала одна из древесных пород, преобладающая порода меняется. Причиной кратковременной смены пород (за одно поколение леса) могут быть, как природные факторы (насекомые, засушливые и переувлажненные периоды, буреломы, ветровалы, биологические особенности древесных пород), так и антропогенные (осушение территории, вырубка леса, нерегулируемая пастьба скота, лесные пожары, усиленная рекреация, токсичные выбросы). С хозяйственной точки зрения описанная в задании смена пород является нежелательной. При этом более ценные древесные породы сменяются менее ценными, например, сосна сменяется березой или осиной, а также кустарниками.

          В описанном случае причиной смены пород в лесу явно являются антропогенные факторы. Первым негативным антопогенным фактором является наличие завода, производящего цемент. Такой завод образует зону максимального загрязнения окружающей среды радиусом до 2 км, с повышенным содержанием в воздухе пыли из частиц цемента, с избыточным накоплением в растениях и почве многих химических элементов, в том числе и тяжелых металлов и других вредных веществ. Именно в этой зоне обычно присутствуют изменения видового состава растительности.

Воздействие на растительный мир в этом случае в первую очередь проявляется через:

1) изменение видового разнообразия;

2) изменение структуры сообществ (снижение численности доминирующих и фоновых видов, увеличение численности редких видов и т.д.);

3) изменение численности, возрастной и половой структуры популяций;

4) замена одних сообществ другими;

5) изменение трофической структуры биоценозов.

Главные воздействия на окружающую среду при производстве цемента связанны со следующими факторами:

─ пыль (выбросы из дымовых труб и быстроиспаряющиеся компоненты),

─ газообразные выбросы в атмосферу (NO_x, SO₂, CO₂, др.).

Вторым негативным антопогенным фактором является наличие транспортной инфраструктуры и присутствие автомобильных выхлопов в атмосфере. Главными токсическими веществами, присутствующими в автомобильном выхлопе, являются угарный газ, углеводороды, альдегиды, двуокись серы, сажа, бензпирен и свинец.

На растительность отрогов Саянских гор вредное действие оказывает большая часть промышленных выбросов в атмосферу. Главнейшие промышленные газы располагаются в следующем порядке по степени убывания их токсичности: фтор, хлор, сернистый ангидрид, окислы азота, аммиак. Однако масштабы поражения определяются не только токсичностью веществ, но и объемом их выбросов. Для большинства промышленных регионов справедлива такая последовательность токсикантов (с учетом объема выбросов и, следовательно, степени поражения в глобальном масштабе): сернистый газ, окислы азота, пыль, хлор, аммиак. Особую группу загрязнителей воздуха составляют летучие отходы цементной промышленности, которые вызывают суховершинность и отмирание ветвей, прежде всего у дубов. Неблагоприятное воздействие на растения оказывает пыль. Рассеянная в атмосфере, она способствует повышению температуры воздуха и перегреву растений. Весной растения раньше начинают рост, а осенью запаздывает вызревание побегов. В обоих случаях их могут погубить заморозки. Отрицательно сказывается на развитии растений выпадающая на растения сажа, которая плотно закупоривает устьица листьев и плохо смывается дождями.

С появлением автомобилей в состоянии лесных экосистем на территории европейской части России стало очевидным ухудшение возобновления хвойных пород деревьев (постепенное замещение их лиственными) и усыхание дубрав. Ученые связывают эти процессы с ростом фоновых концентраций двуокиси серы. В западной части Европейской территории эта концентрация достигает в зимнее время 20—30 мкг/м³, т. е. значений, при которых уже начинаются изменения биохимических процессов. Чувствительность отдельных видов растительности к поражающему действию сернистого газа значительно выше, чем чувствительность человека. Это означает, что сернистый газ оказывает на них негативное влияние при концентрации существенно ниже ПДК.

Особенно чувствительны к негативным воздействиям промышленности и транспорта многие хвойные породы. Это связано с тем фактом, что их ассимиляционные органы функционируют длительное время (сосна, ель). Это не свойство хвойных пород вообще — возобновляющая каждый год хвою лиственница обладает высокой устойчивостью к воздействию двуокиси серы. Установлено, что минимальные концентрации двуокиси серы, вызывающие скрытое повреждение некоторых пород сосны, составляют около 0,02 мг/м³. Если в нормальных естественных условиях хвоя сосны опадает через 3—4 года, то при больших концентрациях загрязненного воздуха она может погибнуть буквально в несколько часов.

          Наиболее нестойкими к атмосферным загрязнениям являются: дуб, липа, клен остролистный, каштан конский обыкновенный, барбарис обыкновенный, береза пушистая, акация желтая, ломонос фиолетовый, ясень обыкновенный, ясень манчжурский, облепиха, ель обыкновенная, сосна обыкновенная, вязовик (кожанка), рябина обыкновенная, сирень обыкновенная. Даже небольшие концентрации сернистого газа в воздухе может угнетать эти растения, а иногда приводить к их гибели. Погибшие породы деревьев закономерно замещаются сорными, которые являются более устойчивыми ко всем промышленным токсичным выхлопам.