Биоиндикация природной среды малого Северо-Таежного промышленного города: на примере г. Костомукша (стр. 3 )

Таблица 1

Величина флуктуирующей асимметрии хвои разного возраста
P. sylvestris на разном удалении от ГОКа

Расстоя- ние от ГОКа, км	Возраст хвои, лет
1	2	3	4	5	6
ЮЗ	2 4	0,0167±0,002 0,0172±0,004	0,0162±0,002 0,0113±0,003	0,0116±0,001 0,0113±0,006	0,0100±0,002 0,0092±0,002	0,0162±0,002 0,0109±0,002	0,0221±0,002
6	0,0174±0,002	0,0263±0,013	0,0133±0,002	0,0225±0,002	0,0256±0,003	0,0265±0,004
8	0,0197±0,003	0,0179±0,003	0,0177±0,003	0,0130±0,002	0,0136±0,003	0,0207±0,004
10	0,0263±0,012	0,0170±0,002	0,0164±0,002	0,0288±0,004	0,0200±0,003
20	0,0082± 0,002	0,0074±0,002	0,0134±0,002
СВ	0,5	0,0137±0,004	0,0166±0,002	0,0144±0,003	0,0183±0,002	0,0136±0,002	0,0103±0,002
1,5	0,0186±0,002	0,0167±0,003	0,0185±0,002	0,0266±0,004
3	0,0319±0,005	0,0162±0,003	0,0281±0,004	0,0242±0,004	0,0195±0,003
4,5	0,0197±0,002	0,0155±0,002	0,0213±0,003	0,0436±0,016	0,0145±0,002
6,5	0,0286±0,003	0,0134±0,003	0,0251±0,004	0,0190±0,003	0,0098±0,002
8	0,0336±0,011	0,0305±0,007	0,0251±0,006	0,0116±0,002
10	0,0230±0,003	0,0150±0,002	0,0132±0,002	0,0151±0,002	0,0113±0,002

Известно, что показатель ФA является комплексной величиной, которая отражает совокупное влияние факторов (генотипических, средовых). Поэтому логично наличие связи индекса ФА хвои сосен и уровня загрязнения среды, например почв. Для анализа зависимости отклонений в стабильности развития от количества загрязняющих веществ на разном удалении от комбината была взята хвоя сосны первого года жизни. Получили, что при увеличении содержания серы усиливаются нарушения в стабильности развития организмов, что проявляется в увеличении показателя ФА (R2=0,94, p=0,001).

Глава 4. Оценка экологического состояния природной среды в г. Костомукша.

Лихеноиндикация г. Костомукша. Видовой состав эпифитных лишайников на стволах сосны насчитывает 25 видов, которые относятся к 4 семействам и 13 родам. Наиболее обильными по числу видов являются семейства Parmeliaceae (14 видов; 58%) и Cladoniaceae (6 видов; 25%), что составляет около 60% биоразнообразия лишайников, обитающих на стволах сосны в сосновых лесах в окрестностях города (Фадеева, Дубровина, 1995). Состав доминантов (Hypogymnia physodes, Parmeliopsis ambigua, P. hyperopta, Imshaugia aleurites, виды рода Cladonia) типичен для Фенноскандии и Северо-запада России (Halonen et all., 1991; Hyvärinen et al., 1992; Bruteig, 1993; Фадеева, Дубровина, 1995; Гимельбрант, Ростова, 1998; Горшков, Тарасова, 2000).

Характеристики эпифитного лишайникового покрова у основания стволов деревьев и на высоте 130-150 см от земли существенно различаются. Так, общее среднее проективное покрытие лишайников на ПП в среднем по городу составляет 15% на высоте 130 – 150 см от земли и 5% – у основания ствола (F=90,4, p=0,001). Значения среднего числа видов в описании у основания стволов ниже, чем на высоте 130 – 150 см от земли и составляют 3,5 и 4,8, соответственно (F=523,6, p=0,001). Согласно литературным данным, как на фоновых территориях, так и в районах, подверженных аэротехногенному загрязнению, показатели обилия и видового разнообразия лишайников у основания стволов сосны существенно больше, чем на остальной части ствола, что объясняется формированием более благоприятных условий произрастания на этой высоте (Sõmermaa, 1972; Горшков, 1990; Тарасова, Карелина, 2004; Тарасова, Евсеева, 2006). Более низкие значения показателей лишайникового покрова у основания стволов деревьев в сосновых сообществах г. Костомукша вероятно объясняется обширной сетью тропинок, проходящих через сохраненные на территории города участки леса.

Наиболее высокие значения проективного покрытия и видового разнообразия были отмечены для окраинных территорий города, которые имеют выход к естественным лесным массивам и для единичных участков
в городе, которые представлены большими по площади фрагментами леса.

Это подтвердили данные регрессионного анализа при описании зависимости среднего числа видов лишайников в описании, общего числа видов в насаждении, среднего общего проективного покрытия и числа описаний без лишайников от площади фрагментов леса внутри города (рис. 4). Площадь фрагментов естественных сосновых насаждений варьирует от 0,04 до 6,13 га. Средняя площадь фрагмента составляет 0,62 га, 49 фрагментов (88%) имеют площадь < 1 га. Более мелкие фрагменты находятся, как правило, в центральной части города, а более крупные – на окраине. Наибольшее число видов эпифитных лишайников встретилось на окраинах города. Общее проективное покрытие лишайников, общее число видов в квадрате, среднее число видов в описании с увеличением площади сосновых насаждений увеличиваются и стабилизируются в насаждениях площадью свыше 1га, а число описаний без лишайников снижается.

Рис. 4. Среднее число видов в описании (1), общее число видов в насаждении (2), среднее общее покрытие (3) и число описаний без лишайников (4) во фрагментах леса на территории г. Костомукша. По оси абсцисс – площадь фрагментов (га)

На территории города были встречены эпифитные лишайники следующих категорий чувствительности: 1 – устойчивые, 2 – чувствительные, 3 –очень чувствительные, 4 – не переносящие загрязнения. Устойчивые лишайники (Pameliopsis ambiqua, P. hyperopta, Vulpicida pinastri) равномерно распределены по всей территории города; чувствительные виды (Hypogymnia physodes, Parmelia sulcata, Imshaugia aleurites, Usnea hirta и Cladonia digitata) встречаются на всех ПП, но наибольшие значения их покрытия и встречаемости отмечаются на окраине города. В группу очень чувствительных входят 10 видов (Bryoria capillaris B. fremontii, B. furcellata, B. fusce-scens, Cladonia coniocraea, C. fimbriata, C. macilenta, C. subulata, Hypogymnia tubulosa, Mycoblastus sanguinarius), которые в центральной части города либо отсутствуют, либо представлены небольшим числом видов (1-3), но к окраинам города их число увеличивается до 5-9. Виды из данной группы были встречены на 48 ПП. Группа видов, не переносящих загрязнение, представлена 6-ю видами лишайников (Alectoria sarmentosa, Cladonia unicialis, Platismatia glauca, Pseudevernia furfuracea, Usnea dasypoga, bfloridana). Они были встречены на 23 ПП, относящихся, в основном к окраинной части города, где их число варьирует от 1 до 4.

В результате кластерного анализа были выделены 3 группы данных (рис. 5).

Рис. 5. Дендрограмма сходства квадратов по основным характеристикам эпифитного лишайникового покрова г. Костомукша. По оси абсцисс – номера квадратов, по оси ординат – величина Эвклидова расстояния

В первую группу вошли 13 ПП с общим покрытием 12-32%, и числом видов – 11-20, куда входят виды очень чувствительные и не переносящие загрязнение. Участки расположены на окраинах города и имеют выход к пригородным лесным массивам и показатели лишайникового покрова имеют значения, характерные для незагрязненных территорий (Горшков, 1990; Поташева, 1993; Горшков, Тарасова, 2000). Это дает основание отнести данную зону города к «условно» незагрязненной. Во вторую группу входят 16 ПП, в которых общее покрытие варьирует от 3 до 23%, а видовое разнообразие представлено 5-13 видами, куда входят устойчивые, чувствительные и очень чувствительные виды. Эти участки расположены на окраине города, реже в центре, и не связаны с пригородными лесными территориями. Эта зона относится к слабозагрязненной. В третью группу, самую многочисленную, входят 27 ПП с более низкими значениями общего покрытия (1-12%) и видового разнообразия (3-10 видов), которые входят в группы устойчивых видов, реже встречаются чувствительные. Эти ПП расположены в центральной и юго-западной части города и образуют умеренно загрязненную зону.

Палиноиндикация г. Костомукша. На территории города содержание аномальных пыльцевых зерен, в среднем, составляет 43%. Наиболее часто встречающаяся аномалия развития – пыльцевые зерна без содержимого (24,6%), нарушение развития пыльцевых мешков (13,1%) и отмечаются отклонения в строении экзины пыльцевого зерна (4,9%). Содержание тератоморфной пыльцы на территории города в четыре раза больше, чем в окрестностях ГОКа. Между выборками с территории города и на разном удалении от комбината наблюдаются достоверные различия (F=57,8, p=0,001). Эти данные свидетельствуют о слабом влиянии ГОКа на состояние природной среды города, но сочетание аэровыбросов комбината и инфраструктуры города более сильно воздействует на микроспорогенез.