Діагностика пошкодження лісових екосистем

Дощі, в яких рН води відмінне від природного, фонового, прийнято називати «кислотними». Розрізняють прямий вплив кислотних дощів на деревні рослини (опіки листя, руйнування хлоропластів тощо) і опосередкований - через ґрунт. Кислотні дощі призводять до інтенсифікації процесів вилуговування кальцію, магнію та інших елементів з листя, що призводить до уповільнення росту рослин.

Швидкість виведення із атмосфери газоподібних забруднювачів зростає зі збільшенням їхньої розчинності у воді. Оксид азоту і оксид вуглецю мають низьку розчинність у воді і поглинаються рослинами відносно повільно. Проте гази, що добре розчинні у воді і мають високу реакційну здатність (HF, O3, SO2, NO2), ефективно поглинаються поверхнею рослин. Зволоження поверхні рослин може до 10 разів збільшити швидкість поглинання ними газових домішок. Істотний вплив на швидкість поглинання листям рослин газоподібних забруднюючих речовин з атмосферного повітря має світло, завдяки якому підвищується фізіологічна активність листя і процеси газового обміну через продихи. У світлий час доби, коли продихи листків повністю відкриті, швидкість поглинання забруднюючих речовин з атмосфери рослинами є постійною (за умови постійної вологості ґрунту). SO2, NO2 поглинаються листям рослин і вночі, проте швидкість цього процесу значно менша, ніж вдень [17]. Вологість повітря істотно впливає на ступінь відкриття продихів листків і, таким чином, може обмежувати і сповільнювати процеси поглинання речовин-забруднювачів. Встановлено, що поблизу великих водоймищ зростає інтенсивність пошкодження лісів фітотоксикантами [26].

Загалом основними чинниками, від яких залежить пошкодження рослин, є температура та вологість атмосферного повітря, вологість ґрунту, світло, забезпеченість рослин поживними речовинами, вік тканин і самих рослин. За найсприятливіших пошкодженню зовнішніх умов, на дуже чутливі види рослин можуть негативно впливати навіть такі низькі концентрації, як 2,0 мкг/м3 HF або 50 мкг/м3 SO2 упродовж доби [15, 17].

В умовах повітряного забруднення велике значення має тип опадів. Дрібні краплі, маючи велику загальну поверхню, зв’язують більше фітотоксикантів [15, 40, 41]. Утворення бризок при зіткненні дощових крапель з кронами дерев залежить від порід, структури намету, розподілу листя (хвої) у наметі, кутів їх прикріплення до гілок, траєкторії падіння крапель тощо. Зазвичай, конденсат, який випав з туману, поглинається тканинами хвої і накопичується в рослині, на відміну від дощової вологи, яка, скочуючись по листовій поверхні, вимиває з неї (і/або зв’язує) частину поживних речовин. У цьому полягає суть відомої тези, що в умовах забруднення повітря дрібнокрапельні опади з туманів у період циклонів є небезпечнішими для лісу, ніж сильні зливи [3, 17, 38, 40, 41].

Надходження в лісові екосистеми забруднювачів разом з туманами може призводити до вилуговування біоелементів з хвої та гілок, навіть у період зимового спокою [40]. Кислотний туман може викликати уповільнення процесу загартування до зими пагонів, пошкодження хвої, що підвищує ризик осіннього пошкодження морозами. Є прямий зв'язок між вмістом сульфатів у листі та здатністю деревних рослин протистояти низьким температурам: збільшення вмісту сульфатів у листі на 0,1% призводить до зниження морозостійкості на 2,7°С, забруднення повітря також сприяє збільшенню чутливості до посухи [14, 17, 38].

Найінтенсивніше поглинають речовини-забруднювачі листки зовнішньої поверхні крони дерев. У цій області швидкість дифузії забруднювачів та процесів їх перетворень, обумовлених дією світла, є найбільшими.

Отже, поширення фітотоксикантів у природному довкіллі, у т.ч. в лісових екосистемах, та вплив на них - це складне явище, зумовлене багатьма чинниками. Аеротехногенні пошкодження рослин умовно поділяють на три типи: фізіологічні (приховані), хронічні та гострі. Фізіологічні ушкодження виникають при низьких концентраціях полютантів і включають зворотні та незворотні фізіологічні реакції, що можуть по-різному проявлятися. Явні зміни можуть бути наслідком як накопичених прихованих порушень, так і гострого пошкодження [17, 38].

Тому на рівні лісових екосистем аеротехногенне забруднення проявляється у багатьох видах, оскільки залежить від значного комплексу різних за природою чинників. Необхідні тривалі системні дослідження, тобто інтегральна оцінка дії всіх чинників на різних рівнях біологічної організації певної екосистеми. Лише такий підхід забезпечує пізнання механізмів аеротехногенної трансформації лісів. Розглянемо її особливості залежно від рівнів структурно-функціональної організації лісових екосистем.

4 Вплив аеротоксикантів на лісову екосистему

Ліс - це природна екосистема, здатна до самоорганізації та саморозвитку, цілісність якої забезпечує певна сукупність функціональних взаємозв’язків між структурними елементами. Зміна будь-якого компоненту чи функціональної ланки цієї екосистеми спричиняє зміну інших компонентів та ланок [17, 26, 38, 44]. Причому швидкість трансформації лісової екосистеми залежить від ієрархічного рівня підсистеми, що зазнає негативного впливу, від стану еволюційних і динамічних змін та тісноти зв’язків між її компонентами [11, 17, 21, 22, 26, 38]. Отже, дія забруднювачів може призвести до істотної зміни структурно-функціональної організації екосистеми та навіть до її загибелі (рис. 1.1).

Цікаві статті з розділу

Вплив техногенного забруднення атмосфери на лісові насадження правобережжя Середнього Придніпров’я
Тема затверджена наказом в університеті № ____ від ____________ Термін подачі студентом завершеної випускної роботи 01.06. 2011 р. Випускна робота може бути подана у рукописній формі, ма ...

Екологічний стан курортних та рекреаційних зон Херсонської області
Актуальність. В останні десятиріччя під дією антропогенних факторів в Херсонській області різко погіршився стан навколишнього природного середовища. Екологічний стан області можна охарактеризувати як ...

Оцінка стану екологічної системи басейну річки Інгул
Нині екологія стала теоретичною основою та науковою базою для розробки питань охорони природи й раціонального використання її ресурсів, визначення стратегії й тактики гармонізації взаємин людського су ...