Вплив техногенного забруднення атмосфери на лісові насадження правобережжя Середнього Придніпров’я

 

Міністерство аграрної політики та продовольства України

Білоцерківський національний аграрний університет

Екологічний факультет












Кваліфікаційна робота

на тему: Вплив техногенного забруднення атмосфери на лісові насадження правобережжя середнього Придніпровя













Біла Церква, 2011

Завдання, методика та календарний план виконання випускної роботи


Тема затверджена наказом в університеті № ____ від ____________

Термін подачі студентом завершеної випускної роботи 01.06. 2011 р.

Випускна робота може бути подана у рукописній формі, машинописному чи компютерному наборі.

Загальний обсяг роботи не повинен перевищувати 65 сторінок.

Структура дипломної роботи і орієнтовні обсяги розділів: титульна сторінка (1 стор.), зміст роботи (1 стор.), завдання на роботу (3 стор.), реферат і ключові слова (1 стор.), вступ (3 стор.), огляд літератури (15-20 стор.), завдання, матеріали та методика досліджень (2 стор.), результати досліджень (15-10 стор.), охорона праці (5 стор.), висновки та пропозиції (2 стор.), список використаної літератури (4-5 стор.).

Вихідні дані:

1.опрацювати не менше 30 літературних джерел для викладу розділу „Огляд літератури за темою;

2.для написання розділу „Результати досліджень необхідно з використанням архівних, облікових, статистичних даних Черкаської дослідної станції біоресурсів Інституту розвитку і генетики тварин НААН України, Черкаського держлісгоспу Черкаського ОУЛГ та Державного управління охорони навколишнього природного середовища у Черкаській області, а також наукових джерел і власних польових досліджень поглибити сучасні уявлення про негативний вплив техногенного забруднення атмосфери на лісові насадження Правобережжя середнього Придніпровя, дослідити динаміку стану лісових насаджень залежно від просторового їх розміщення відносно джерел викидів фітотоксикантів м. Черкаси;

.вимоги до охорони праці в Україні.

Висновки та пропозиції.

Список використаних джерел.

Ілюстрація дипломної роботи: за текстом роботи навести рисунки, що розкривають (підтверджують) певні положення, факти, явища, про які йде мова.


Календарний план виконання роботи

Етапи виконання роботи Дата виконання Опанування методики виконання роботидо 25 грудня 2010 р.Робота над літературою, написання оглядудо 27 січня 2011 р.Написання підрозділу 2.1.до 11 лютого 2011 р.Написання підрозділу 2.2.до 25 лютого 2011 р.Написання розділу 3до 23 травня 2011 р.Написання розділу Охорона працідо 21 березня 2011 р.Висновки, пропозиції, список використаної літературидо 25 травня 2011 р.Літературне оформлення роботи, підготовка презентаціїдо 30 травня 2011 р.Подача роботи на рецензіюдо 01 червня 2011 р.

Після завершення літературного оформлення випускної роботи в повному обсязі необхідно доповісти основні її положення, висновки та пропозиції на засіданні кафедри прикладної екології.

Реферат


Дипломна робота викладена на 65 сторінках компютерного тексту, складається з 4 розділів, висновків, пропозицій, списку використаної літератури із 45 джерел, ілюстрована 5 таблицями і 14 рисунками.

У дипломній роботі на тему: „Вплив техногенного забруднення атмосфери на лісові насадження Правобережжя середнього Придніпровя проаналізовано кількісно-якісний стан та особливості забруднення атмосфери викидами промислових підприємств м. Черкаси, вплив сірко- та азотовмісних фітотоксикантів на лісові екосистеми проектованого національного парку «Черкаський бір» та розроблено практичні рекомендації щодо підвищення стійкості лісових екосистем до цього негативного чинника.

В результаті проведених досліджень певним чином поглиблено сучасні уявлення про аеротехногенне пошкодження лісових насаджень Правобережжя середнього Придніпровя. Досліджено динаміку викидів в атмосферу фітотоксичних речовин промисловими підприємствами м. Черкаси упродовж 2006-2010 років, а також їх вплив на санітарний стан і структуру лісових насаджень. Установлено просторову залежність стану та інших лісівничо-таксаційних показників деревостанів від їх розміщення відносно джерел викидів.

ВСТУП


На засадах міжнародної співпраці Україна виконує завдання щодо збереження ландшафтів, біорізноманіття, екологічного нормування антропогенних навантажень на навколишнє природне середовище (НПС) тощо. Це спонукає до активізації досліджень з питань оцінки стану природних екосистем зелених зон навколо промислових міст, що комплексно негативно впливають на НПС. Серед природних екосистем ландшафтної сфери лісові обєкти є важливими структурними компонентами щодо продукування біомаси, регулювання природних процесів, очищення довкілля від забруднення, покращення умов життя, рекреації, збереження біорізноманіття та інших екосистем, у програмах оптимізації структури ландшафтів. Проте, в урбанізованих промислових регіонах ліси зелених зон зазнають істотного антропогенного навантаження, що спричиняє їх деградацію, порушення структури біорізноманіття та зниження екологічної, рекреаційної та іншої ролі. В умовах рівнинного рельєфу, зокрема, на Правобережжі середнього Дніпра, особливо вразливими щодо фітотоксикантів є соснові лісостани, старші за середньовікові. Порушення цілісності та структурно-функціональної організації лісових екосистем ускладнює розбудову екологічної мережі України, збереження Черкаського бору, найбільшого в Україні острівного масиву сосни звичайної природного походження, ключову територію національного рівня.

Більшість досліджень антропогенних змін лісових екосистем присвячено певним структурно-функціональним компонентам, а не всій екосистемі, недостатньо проаналізовані зміни екосистем у часі та просторі. Дослідження впливу різних екологічних чинників, зазвичай, недостатньо узгоджують з наявним екологічним фоном та не враховують взаємодію супутніх факторів НПС. Це призводить до отримання неповної інформації, особливо в умовах впливу комплексу чинників різного походження, інтенсивності, небезпеки тощо. Наявні системи діагностичних показників антропогенної трансформації лісових екосистем потребують уточнення з урахуванням особливостей розподілу ефектів деградації у структурі екосистеми залежно від її характеристики, взаємовпливу структурно-функціональних компонентів, взаємодії лісової екосистеми з суміжними природними екосистемами, динаміки кількісно-якісних показників екологічного фону. Є проблемою також виділення антропогенного складника з інтегрального ефекту змін екосистеми на фоні несприятливого впливу природних умов. Щоб поглибити розуміння цих явищ та забезпечити контролювання екологічних загроз лісовим екосистемам, біорізноманіттю, необхідні екосистемні дослідження з урахуванням основних структурних рівнів цих систем та динаміки умов НПС. Отже, дослідження стану лісових екосистем за умов комплексного впливу людини є актуальними.

Метою дослідження було виявити і охарактеризувати особливості впливу техногенного забруднення атмосфери на лісові насадження Правобережжя середнього Дніпра (на прикладі національного природного парку Черкаський бір) та розробити практичні рекомендації щодо підвищення стійкості лісових екосистем до цього негативного чинника.

Для досягнення поставленої мети необхідно було виконати такі завдання:

-охарактеризувати стан, динаміку та структуру техногенного забруднення атмосфери Правобережжя середнього Дніпра (на прикладі м. Черкаси);

-проаналізувати видовий склад техногенних речовин у промислових викидах за кількісними та якісними показниками;

-оцінити небезпеку промислових викидів для лісових насаджень національного природного парку Черкаський бір;

-виявити особливості впливу техногенного забруднення атмосфери на лісові насадження залежно від їх видового складу та відстані до джерел викидів;

-охарактеризувати основні діагностичні показники зміни санітарного стану, розвитку і структури лісових деревостанів регіону;

-обґрунтувати напрями та механізми щодо підвищення стійкості лісових екосистем до забруднення атмосфери.

Обєкт дослідження - лісові насадження Правобережжя середнього Дніпра (на прикладі Черкаського бору).

Предмет дослідження - порушення структурно-функціональної організації лісових насаджень внаслідок впливу техногенного забруднення атмосфери.

Методи дослідження - системного, ретроспективного, порівняльного аналізу та методи екологічних профілів - виявлення розподілу у просторі і часі ефектів негативного впливу на лісові екосистеми; польові (маршрутні, рекогносцирувальні, візуальні, лісівничо-таксаційні, еколого-флористичні, геоботанічні) - закладання пробних площ, характеристика елементів лісу та відбір зразків; фітоіндикаційні (оцінка санітарного стану та таксаційних показників деревостану, структури фітоценозу в умовах забруднення) - виявлення рис і встановлення ступеня антропогенної трансформації лісової екосистеми; лабораторні - аналітична обробка даних; математично-статистичні - перевірка достовірності результатів компютерними методами аналізу баз даних (Mіcrosoft Оffіce 2003).

Розділ 1. Розвиток лісових екосистем за умов техногенного забруднення атмосфери (огляд літератури)


.1 Механізми розповсюдження забруднюючих речовин в атмосфері


Внаслідок інтенсивного розвитку промисловості, особливо в індустріальних регіонах, зростає кількість викидів різноманітних відходів у природне довкілля, що спричиняє хронічне його забруднення, пошкодження природних екосистем, погіршення умов життя людей. Цей процес досі не вдається зменшити до прийнятного рівня за надмірно зношеного обладнання застарілих технологій виробництва, нестачі коштів.

Забруднення навколишнього природного середовища поширюється на атмосферу, гідросферу, ґрунт та біосферу. Проте найшвидше техногенні речовини розповсюджуються з атмосферними масами та опадами. Взаємодія атмосферних забруднювачів або полютантів з біотичною та абіотичною складовими природного довкілля ускладнюють діагностику цих впливів на екосистеми. Останнє значно утруднює моделювання аеротехногенного забруднення довкілля та прогнозування його наслідків для живої та неживої природи. Розсіювання техногенних речовин, що потрапляють у повітря, відбувається за законами динаміки атмосфери [15, 17, 38].

Фахівцями визнано, що для рослин найбільшу небезпеку складають техногенні сполуки сірки та азоту. Найпоширенішою токсичною речовиною є продукт спалювання викопного палива (нафти, вугілля, газу) - диоксид сірки (SO2). Значний вклад у пошкодження лісів вносять також азотовмісні продукти викидів хімічної промисловості сполуки - NO, NO2, які позначають як NOх, оскільки в атмосфері вони часто перетворюються одна в одну. Розглянемо ці речовини детальніше.

Поширення забруднюючих атмосферу речовини або аерополютантів у просторі залежить від багатьох чинників, основними з яких є характеристики джерел викидів, фізико-хімічний склад емісій, метеорологічні характеристики району досліджень (горизонтальне та вертикальне переміщення повітря, опади, температурний режим, вологість повітря тощо) [9, 14, 17, 19, 22, 24, 26, 38].

Час перебування дрібнодисперсних аерозолів у нижній тропосфері, включаючи сульфати і нітрати, що утворюються з диоксиду сірки і оксидів азоту, становить декілька діб (зазвичай не більше пяти): для H2S - до 2 діб; для SO42- - 5-14 діб [14, 17, 38, 44]. В умовах України сірка (SO2+SO42-) у повітрі затримується 4,1 доби і випадає на ґрунт з інтенсивністю 5,5 кг/км2 на добу, нітратний азот - відповідно 3,4 і 0,8. За цей час речовини можуть бути перенесені на десятки (NH4+), сотні (O3), до 600 км (SO42-) [19] або тисячі (SO2, NOх) кілометрів, перш ніж вони випадуть з атмосфери [3, 4, 38, 40, 41]. Швидкість протікання хімічних реакцій, а, отже, й інтенсивність виведення речовини з атмосфери в результаті утворення вторинних забруднювачів, залежить від концентрації агентів, що вступають у реакцію, часу доби, сезону, широти місцевості, наявності хмарного покрову, температури, інтенсивності сонячного світла [3, 14, 15, 17, 41]. Механізми видалення антропогенних полютантів з повітря досить різноманітні: атмосферні опади, хімічні реакції, процеси осадження й абсорбції [3, 14, 17, 19, 38, 39].

Під впливом факторів зовнішнього середовища багато речовин-забруднювачів вступають у хімічні реакції з іншими компонентами атмосфери, утворюючи нові хімічні сполуки. Так, гази SO2 і NOх, вступаючи у взаємодію з атмосферною вологою (у гомогенному середовищі), порівняно швидко окислюються до кислот (швидше вдень, ніж уночі; влітку, ніж взимку), а потім у формі легкорозчинних сульфатів і нітратів, які розчиняються в атмосферній воді, випадають на земну поверхню з «кислотними» опадами за сотні кілометрів від місць утворення. За наявності в атмосфері окислювачів (озону та ін.) і вологи, частина SO2 перетворюється на SO3, різко підвищуючи спільну фітотоксичність. Але найбільшу хімічну активність у взаємоперетворенні за участю озону проявляють оксиди азоту NO і NO2, тому їх позначають NOх [14, 15, 17, 41]. Сильні фітотоксиканти О3 і пероксиацетилнітрати утворюються у результаті хімічного перетворення NO. У гетерогенному середовищі речовини-забруднювачі поглинаються краплями туману, хмар або опадів чи адсорбуються на поверхні твердих часток. Аміак, взаємодіючи з водою, утворює катіон амонію. Ця реакція, з одного боку, зменшує кислотність крапель хмар і опадів, а з іншого - сприяє подальшому поглинанню диоксиду сірки внаслідок зменшення кислотності. Аміак відіграє істотну роль у трансформації первинних фітотоксикантів. Наприклад, сульфати у результаті взаємодії з аміаком в атмосфері знаходяться в основному у вигляді амонійних солей. Аміак в атмосфері може в декілька стадій повільно окислюватися до NOx. Частіше він утворює швидкорозчинні аерозолі, зокрема (NH4)2CO3, (NH4)2SO4, NH4OH, які теж входять до складу кислотних дощів [38, 41].


.2 Токсичність газоподібних речовин для рослин і людини та нормування забруднення атмосфери


Фахівці виділяють такі ряди токсичності газоподібних забруднювачів промислового походження для рослин [14, 40]:

2 > С12 > SO2 > NO > СО > СO2;

С12 > SO2 > NH3 > HCN > H2S.


Токсичність газів для людини можна надати у вигляді такого ряду:

> H2S > С12 > SO2 > NH3.


Найнебезпечнішим для деревних рослин (особливо хвойних) є комплекс SO2+NOх+NH3 [26, 38, 40], який є найпершим утворювачем кислотних дощів та викидається переважно промисловими підприємствами, а також транспортом. Тому гранично допустимі концентрації (ГДК) для цих сполук було розроблено в першу чергу [13, 28]. Розробленням нормативів ГДК для лісових деревних рослин почали займатися 1984 р. у Москві [13]. В Україні цими питаннями займались В.П.Тарабрин та ін. [40], а також фахівці УкрНДІЛГА [9]. Зараз ГДК токсикантів як для рослин, так і для людини є загальноприйнятими. Слід підкреслити, що для рослин вони майже удвічі нижчі ніж для людини (табл. 1.1).


Таблиця 1.1 Гранично допустимі концентрації речовин-забруднювачів в атмосфері для рослин і людини [13, 28]

Назва речовини-забруднювачаГранично допустимі концентрації, мг/м3для рослин у цілому (м.р.)для деревних поріддля людиним.р.с.д.м.р.с.д.Оксиди азоту-0,040,020,090,04Диоксид сірки0,020,030,0150,50,05Аміак0,050,10,040,20,04Бензол0,10,10,050,50,1Пил цементний-0,020,050,20,15Метанол0,020,20,1--Сірководень0,020,0080,0080,030,005Сполуки фтору1-0,020,0030,020,005Формальдегід0,020,020,0030,040,003Хлор0,250,0250,0150,20,03Циклогексан-0,20,20,40,4Примітки: м.р. - максимально разові; с.д. - середньодобові; 1 - газоподібні, у перерахунку на фтор.


Отже, якщо дотримуватися нормативів регулювання забруднення природного довкілля, розроблених для людини, неможливо зберегти природу. Тому дотримання лише цих стандартів в охороні природи є хибним шляхом. Щоб зберегти прийнятну для життя людини якість довкілля, необхідно забезпечити збереження біосфери, відновити та підтримати нормальне функціонування природних екосистем, які саме й створюють життєво необхідні ресурси та умови середовища.

Серед природних екосистем ландшафтної сфери найбільшу роль в регулюванні природних процесів, очищенні довкілля від забруднення, покращення умов життя тощо відіграють ліси. Тому їм світова спільнота відводить у свої програмах особливе значення, відстежуючи стан лісів - як показник якості довкілля.


.3 Моніторинг аеротехногенного пошкодження лісових екосистем


Моніторинг лісів - це система регулярних спостережень, оцінки та аналізу інформації про стан лісів, прогнозування його змін під впливом природних та антропогених чинників і розробка науково-обґрунтованих рекомендацій для інформаційно-аналітичної підтримки прийняття рішень, спрямованих на забезпечення сталого функціонування лісів [5, 42]. Державний комітет лісового господарства України здійснює моніторинг лісів як частину загальнодержавної системи моніторингу природного довкілля. Ця діяльність забезпечує виконання Україною вимог резолюцій міжнародних конференцій Міністрів щодо захисту лісів Європи [25, 45].

З другої половини ХХ ст. в усіх індустріально розвинених країнах світу спостерігаються широкомасштабні пошкодження лісів, які стали поштовхом для організації різних міжнародних спільних програм моніторингу лісів (ІСP Forests, FНМ та ін.). В Європі лісовий моніторинг проводять 40 країн у рамках Міжнародної спільної програми оцінки та моніторингу ефектів забруднення повітря у лісах (англійською - ІСP Forests), яка здійснюється під егідою Європейського Союзу та Європейської Економічної комісії ООН на виконання Конвенції про транскордонне забруднення повітря на великі відстані. Проведення моніторингу лісових екосистем обовязкове для країн, які беруть участь у панєвропейському процесі щодо захисту лісів. Україна приєдналася до цього процесу, підписавши резолюції Стразбурської, Гельсінської та Лісабонської конференцій з питань захисту лісів Європи [5, 6, 32]. Екстенсивний моніторинг І рівня (ІCP-Forests) в Україні проводять з 1989 р. Моніторингові спостереження виконують з використанням дистанційних методів та ГІС-технологій. Це дає змогу постійно отримувати якісну інформацію за 20 показниками щодо часової та просторової динаміки лісових ресурсів, сприяє покращенню інформаційного забезпечення та підвищенню оперативності прийняття управлінських рішень [5, 6]. Розроблений у США інтенсивний моніторинг ІІ рівня (Forest Health Monіtorіng (FHM)), який базується на технології моніторингу стану лісу, в Україні здійснюють з 1995 р. Крім індикації впливу на ліси стрес-факторів, на ділянках спостереження визначають головні параметри лісових екосистем, необхідні для оцінки видового біорізноманіття рослин, балансу вуглецю в лісах, впровадження технологій їх дистанційного зондування, загалом понад 200 показників [5, 6]. Отже, необхідність проведення довгострокового моніторингу лісових екосистем України, як інформаційної основи для реалізації принципів сталого лісокористування, зумовлена не лише національними потребами, а й міжнародними процесами.

Міжнародні системи лісового моніторингу ІCP-Forests та FHM є високотехнологічними й ефективними інформаційними системами. Проте, за причини не завжди достатньої щільності мережі облікових ділянок (ІCP-Forests - 16×16 км) у регіонах із значною мозаїкою екотопів, біорізноманіттям екосистем, неможливо належно охопити усі важливі таксони дослідження [5, 6, 12]. Іншою проблемою є недостатня узгодженість зазначених мереж з численними мережами стаціонарних обєктів локального моніторингу, що вже давно функціонують у промислових регіонах різних країн, у т.ч. в Україні [8, 10-12, 18-21, 23, 26, 30, 33, 34, 39, 43, 44]. Локальний моніторинг є комплексним дослідженням лісів у системі «джерело викидів - ландшафт - лісова екосистема».

Завдяки зазначеним дослідженням фахівцями визначено низку систем діагностичних показників антропогенної трансформації лісів на усіх рівнях організації живого [11, 20, 21, 22, 24, 26, 30, 31, 43, 44]. Проте проблема забруднення атмосфери досі не розвязана. Певною мірою це спричинено системною кризою, яку нині переживає Україна на перехідному етапі формування державності, істотними диспропорціями виробництва, амортизацією та низькою ефективністю систем очищення викидів тощо. Навіть у період зниження інтенсивності виробництва в Україні у 1990-х рр. в атмосферу щорічно викидалось біля 9 млн т фітотоксикантів, у тому числі 2,3 млн т SО2, 2 - пилу і до 1 млн т NOx [24, 27]. Це спричиняє збільшення рівня забруднення природного довкілля, утворення техногенних аномалій та прискорює деградацію лісових екосистем. Важливим механізмом розвязання цих проблем є удосконалення екологічного моніторингу всіх рівнів організації, у тому числі локального лісового моніторингу. Це дасть змогу виявити зони екологічної небезпеки, диференціювати їх за типами, ступенем та інтенсивністю антропогенних порушень у лісових екосистемах та ландшафтах, удосконалити природоохоронні заходи [12, 24, 30, 34].


.4 Діагностика пошкодження лісових екосистем


1.4.1 Особливості аеротехногенного пошкодження лісових екосистем

Численні дослідження показали, що явища пошкодження лісів у різних регіонах мають складну природу і не викликані хворобами або шкідниками, хоча діагностичні симптоми візуально доволі подібні. Розвиток таких пошкоджень, зазвичай, спричинений численними стресорними чинниками, що діють на лісові екосистеми послідовно або одночасно, конкурентно, або взаємно підсилюючи ефект [10, 18, 21, 30, 44]. Фахівці зазначають, що за сучасного рівня знань неможливо однозначно вказати на причини погіршення стану лісів [18, 26, 30]. Найчастіше в літературі можна знайти чотири гіпотези з цього питання: газова дія на асиміляційний апарат, кислотна дія на ґрунти, порушення живлення рослин внаслідок надмірного надходження азоту у ґрунти і гіпотеза напруження - як результат сукупної дії на ліс усіх негативних чинників.

Розрізняють прямий і опосередкований вплив забруднення на рослини. Пряма дія атмосферних домішок на рослини починається з моменту контакту і сорбції їх наземними органами. Асиміляційні органи, що мають велику поверхню обміну з навколишнім природним середовищем, поглинають і осаджують з повітря найбільшу кількість атмосферних домішок і, відповідно, сильніше за інші органи зазнають змін і пошкоджень. Тому токсичність атмосферних домішок для рослин визначають, насамперед, за їх дією на асиміляційний апарат. Непрямий вплив токсикантів на рослини опосередковано проявляється через забруднення і зміну хімізму ґрунту, вплив на життєдіяльність ґрунтової мікробіоти та інші структурні елементи лісової екосистеми. Адаптація лісових екосистем до умов середовища, що змінюються, реалізується шляхом спрощення структури деревного ярусу або його відмирання. Звільнену екологічну нішу займають більш лабільні і пластичніші травяні ценози нелісових типів [8, 10, 18, 22, 24, 30].

Дослідники вважають промислові емісії екологічним фактором, що постійно негативно впливає на стан лісових насаджень, особливо хвойних, які за біоекологічними особливостями є вразливішими щодо забруднення, ніж угруповання листяних видів [8, 10, 32, 44]. Внаслідок зменшення продуктивності та площі лісів страждають інші екосистеми - порушуються колообіги речовин і потоки інформації та енергії у природі, на схилах активізуються процеси ерозії ґрунтів, забруднюються та міліють ріки, порушується природний баланс у цілому. Незважаючи на значну кількість наукових робіт з цієї проблеми, досліджень комплексного характеру небагато [8, 26, 44], більшість з них присвячено крупним промисловим районам. Тобто переважно розглядають зміни лише певних компонентів лісових екосистем без застосування системного підходу при визначенні ступеня порушення структурно-функціональної організації лісових екосистем. Тому зазначена наукова проблема досі є недостатньо вивченою.

1.4.2 Діагностичні показники пошкодження лісових екосистем

Для дослідження змін в екосистемах внаслідок дії різних чинників використовують такі індикатори, як ґрунт, ґрунтові та дощові води, сніг, деревина, чагарникова і травяна рослинність, мохи, лишайники, ґрунтова і надґрунтова мезофауна тощо [10, 12, 20, 26, 30, 44]. Для оцінки порушень використовують такі показники: частота трапляння певного порушення в ландшафті; мінливість параметрів у межах ландшафту, обумовлена природними факторами та техногенними чинниками (градієнт дії або градієнт порушення); природна й «техногенна» варіабельність певних властивостей в однотипних природних комплексах.

Як показує досвід багаторічних досліджень [12, 26, 44], синтезувати отриману різноякісну і часто суперечливу інформацію про порушення природного середовища можна лише при застосуванні комплексного ландшафтного підходу. Суть ландшафтного підходу полягає у вивченні ландшафту як цілісної системи, аналізі підсистем, компонентів і елементів (індикаторів забруднення) для отримання нового синтезованого знання про його структуру і стан. У межах ландшафту одного типу властивості індикатора не лише близькі за абсолютними значеннями, але й схожі за величинами коефіцієнта варіації. У районах дії промислових об'єктів значення цього показника з наближенням до джерела викидів, зазвичай, зростає, внаслідок збільшення ступеня порушення природних систем.

Отже, зміни абсолютних значень та збільшення варіабельності параметрів індикаторів є показниками порушеності природних комплексів. Але необхідно враховувати той факт, що всі індикатори мають ландшафтні певні межі і є інформативними в одному природному комплексі. Слід підкреслити, що навіть найчутливіші індикатори забруднення не здатні відобразити реальний стан екосистеми. Тому для діагностики техногенних порушень лісових екосистем доцільно застосовувати систему індикаторів, що охоплюють різні рівні їх організації та характеризують довкілля [6, 8, 21, 26, 44].

1.4.3 Залежність надходження аеротоксикантів і пошкодження лісових екосистем від екологічних чинників

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, звязують 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 звязує) 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.


1.4.4 Вплив аеротоксикантів на лісову екосистему

Ліс - це природна екосистема, здатна до самоорганізації та саморозвитку, цілісність якої забезпечує певна сукупність функціональних взаємозвязків 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 звязків 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).

Рис. 1.1 Схема розподілу наслідків впливу техногенного забруднення за структурно-функціональними ланками організації лісової екосистеми


Лісові екосистеми є найвиразнішими обєктами дослідження впливу забруднення на рослинність, оскільки вони відрізняються від інших рослинних асоціацій тривалим періодом життя, складністю структури, багатством видів, численними функціональними звязками. Вони здатні віддзеркалити велике різноманіття особливостей негативного впливу антропогенних та природних факторів та їх комплексів як у часі, так і у просторі. Водночас, маючи велику біомасу та розвинуті механізми захисту, лісові екосистеми здатні поглинути і знешкодити велику кількість токсикантів чи інших негативних впливів, стабілізувати як власну екологічну рівновагу так і взаємодію з суміжними екосистемами ландшафту.

Наразі немає узгодженої системи критеріїв оцінки ушкодження лісових екосистем промисловими емісіями. Зазвичай, вивчають лише певну групу наслідків або частину лісової екосистеми та рідко розглядається комплексний вплив несприятливих факторів на всю екосистему. Ступінь впливу аеротехногенного забруднення на лісові екосистеми залежить від концентрації токсикантів у повітрі [17, 38, 44]. При дії низьких концентрацій домішок вони включаються в обмінні цикли та, залежно від характеру цих речовин, їх вплив може бути нешкідливим або навіть стимулюючим (ефект добрива). Середнім рівнем забруднення вважають таку концентрацію фітотоксикантів, яка пригнічує деякі компоненти біоти: відбувається зниження продуктивності екосистеми та її біомаси, зміни видового складу або структури угрупувань. При високих концентраціях у екосистемі може відбуватися різке спрощення структури, порушення потоку речовин, зміни гідрологічного режиму та навіть ерозія ґрунтів. Речовини-забруднювачі можуть істотно погіршувати стан ландшафту, впливаючи на якість повітря, води, ґрунту, інших природних ресурсів.

Порушення колообігу хімічних елементів зумовлює в екосистемі зміни: кількості і якості спожитих мінеральних речовин; складу поживних речовин, спожитих листям рослин; кількості наявних у ґрунті поживних речовин, їх цінності для рослин; складу видів рослинності, які мають різну чутливість; динаміки розпаду гумусного шару ґрунту [14, 15, 17, 26, 38].

Виділяють три фази впливу полютантів на ґрунт: 1) прояв меліоративного ефекту додаткових надходжень азоту (евтрофікація ґрунтів); 2) зменшення вмісту в ґрунті магнію, натрію, кальцію внаслідок їх вимивання; 3) негативний вплив на коріння рослин вільного алюмінію і важких металів, що призводить до передчасного відмирання деревної рослинності. Пряма дія на ґрунт найістотніша при руйнуванні рослинного покриву, який виконує роль буфера і оберігає ґрунт від безпосереднього впливу речовин-забруднювачів. Зміни у ґрунті будуть незворотними, якщо уражена рослинність не зможе відновитися навіть при зменшенні вмісту техногенних речовин у повітрі або за сприятливих умов для її зростання. Зміни у ґрунті можуть бути і зворотними завдяки великій їх здатності щодо накопичення полютантів [15, 17, 24].

Високий вміст техногенної сірки в ґрунтах призводить до активного надходження її окислених форм у рослини. Визначальними факторами накопичення техногенної сірки у ґрунтовому профілі є кислотність ґрунтового розчину і вміст обмінних катіонів (натрію, калію, магнію, кальцію) [11, 15, 17, 26]. Надходження через листя є головним шляхом поглинання сірки та азоту в сполуках SO2, NO, NO2, у той час як надходження через ґрунт та коріння є основним для проникнення аміачного та нітратного азоту з рідкими опадами. Якщо постачання полютантів через ґрунти обмежується, зростає поглинання з повітря. За такої умови збільшується асиміляція СО2, прискорюються процеси росту та підвищується лужність ґрунтового розчину (місцями рН > 8 од.), що спричиняє часткову загибель фізіологічно активних коренів, а також значне ослаблення осмотичного тиску кореневої системи та обумовлює так звану «фізіологічну сухість» ґрунтів, яка проявляється у нездатності коренів нормально поглинати вологу внаслідок високої мінералізації ґрунтового розчину. У сосни пригнічується мікоризоутворення; лужна реакція ґрунтового розчину призводить до зниження вмісту ацетатно розчинного заліза, що спричиняє хлороз рослин [34, 43]; зменшення рухливості калію, кальцію і магнію, а також ступеня засвоєння рослинами калію і фосфору до критичного для живлення рослин рівня; зниження вмісту гумусу [26].

У цілому, в умовах аеротехногенного забруднення зміни в лісових екосистемах відбуваються у двох напрямах:

) змінюється хімічний склад повітря, опадів, ґрунту та рослинних тканин, унаслідок чого порушується режим живлення рослин, їхній метаболізм та стійкість; 2) аеротехногенне забруднення лісових екосистем призводить до змін колообігу речовин у системі «повітря-ґрунт-вода-рослина», що проявляється у зміні внутрішньосистемних процесів і в структурно-функціональному стані екосистеми. У результаті фізіологічних стресів [14, 17, 38], відбувається зниження продуктивності деревостану [8-12, 26, 38], ослаблення рослин та фітоценозів спричиняє зміни консорційних взаємовідносин в екосистемі, знижується її стійкість до шкідників і хвороб [38, 43], а також підвищується чутливість до змін середовища [26, 44], що нерідко призводить до кліматичних стресів екосистеми.

Методи вивчення впливу полютантів на стан лісових екосистем розвивалися від методів прямих досліджень (які потребують інформації про фактори середовища) до опосередкованих, коли зміну середовища встановлюють за ступенем схожості рослинності різних ділянок. Це було спричинено тим, що отримана інформація про фактори середовища або надмірно вартісна, малодоступна, або взагалі її неможливо отримати прямим вимірюванням чи дослідженням, оскільки вона є складником інтегральних показників середнього стану факторів та їх динаміки. Тому для оцінки стану середовища широко застосовують метод фітоіндикації - розроблено низку фітоіндикаційних шкал за складом і станом рослинності [5, 6, 8, 21, 44].

Доволі надійним індикатором визначення стадії дигресії лісів під впливом антропогенних навантажень є зміна структури травяного покриву. Проте слід враховувати, що вплив аеротехногенного забруднення на травяний покрив проявляється здебільшого опосередковано: через пошкодження едифікаторного деревного ярусу [8, 23, 44], забруднення ґрунтів [24, 26, 30, 34] і лише частково - через пряме забруднення рослинних тканин [17, 38].

Порівняно з листяними соснові ліси є значно вразливішими щодо аерофітотоксикантів, що містять сірку та азот. В умовах хронічного забруднення відбувається розрідження соснових деревостанів та їх перебудова, що змінює радіаційний та гідрологічний режими під наметом лісу і призводить до ксерофітизації, олуговіння, переміни сукцесії надґрунтової рослинності; посилення росту підліску; зникнення наземних і стовбурових лишайників та розвитку рослинного покриву з нітрофільних трав та чагарників (Urtіca dіoіca L., Chelіdonіum majus L., Glechoma hederacea L., Іmpatіens parvіflora DC.) [10, 11, 17, 20, 26, 38, 44]. Ці рослини конкурують з деревами за воду та елементи живлення, і тому такі лісові насадження опиняються в умовах сильного водного дефіциту. Внаслідок поступових перемін відбувається зміна порід або взагалі лісове середовище трансформується в нелісове.

На цей час зазначені ефекти дії забруднення повітря на лісові екосистеми уже доволі детально описані. Проте необхідної інформації про взаємодію забруднення і лісових екосистем все ще недостатньо для розуміння явища, оскільки складна й динамічна взаємодія лісу різних типів, стану і будови екосистем і факторів, що на нього впливають, призводить до значної кількості реакцій мінливості цих екосистем.

Отже, забруднення повітря може впливати на лісові екосистеми на різних рівнях і по-різному: накопичення забруднювачів у рослинах, ґрунті, поверхневих водах; ураження елементів екосистем, що засвоюють ці речовини; розрив біогеохімічних циклів; порушення стабільності екосистеми; руйнування рослин і їх угруповань; ксерофітизація, олуговіння, руйнування лісової екосистеми (рис. 1.1). Ці зміни можуть відбуватися за період дії речовин від декількох годин до декількох десятків років. Але, завдяки наявності в лісових екосистемах буферних механізмів до дії токсикантів, дійсний ступінь пошкодження насаджень завжди більший, ніж це фіксують при поточному обстеженні. З цієї причини припинення емісій не відразу призводить до поліпшення стану лісу. Більше того, прояв негативних наслідків можливий через тривалий час після зняття техногенного навантаження.

Отже, забруднення природного довкілля промисловими викидами фітотоксикантів погіршують умови існування лісових екосистем, особливо малостійких соснових лісів, спричиняючи в них негативні зміни на усіх рівнях організації живого, а іноді й повну їх деградацію. Деякі дослідники забруднення лісів вважають якісно новим екологічним чинником, близьким за силою дії до природних факторів, що спричиняє їх зміну.

У світі та в Україні більше поширений помірний за інтенсивністю але хронічний за часом тип аеротехногенного впливу на ліси. Він є небезпечним за непомітності негативних змін у лісах, які важко виявити і тому неможливо контролювати через зниження забруднення чи підвищення стійкості екосистем. Спочатку відбуваються незначні і приховані порушення на субклітинному і фізіологічному рівнях рослин. Небезпека полягає в тому, що їх вдається виявити лише після проходження межі незворотності патологічних процесів. Зазвичай пошкодження вже встигають поширитись на значну територію. Ослаблені внаслідок тривалого впливу промислових емісій лісові екосистеми техногенних зон навколо промислових обєктів та великих міст значною мірою знижують здатність підтримувати власну природну рівновагу, буферна ємність лісових екосистем починає вичерпуватися і пошкодження їх стають сильнішими, вони поступово знижують продуктивність і руйнуються, деревостани всихають. Гострі незворотні зміни свідчать про накопичення екосистемами надмірної токсичної дози і зниження до критичного рівня їх загальної стійкості.

Завдяки великим розмірам та складності організації деградація лісових екосистем має певну інерцію. Тому навіть після зменшення рівня антропогенного навантаження потрібен ще тривалий час для відновлення нормального розвитку лісів.

У звязку зі складною структурно-функціональною організацією лісових екосистем та їх антропогенною трансформацією, досі недостатньо дослідженими є питання взаємозалежності розподілу негативного ефекту за рівнями організації живого, відновлення насаджень після зниження навантажень. Необхідно уточнити такі питання: за який час відновлюється лісова екосистема та які процеси при цьому відбуваються у її структурі; як змінюється конкурентна боротьба між особинами, популяціями за ресурси середовища; які деревні та чагарникові породи є стійкими до навантажень та швидше природно відновлюються в певних умовах; прогнозувати сукцесії рослинності та подальший лісових екосистем тощо.

Потребує удосконалення методика фітоіндикації аеротехногенного забруднення лісів, зокрема, в умовах комплексного впливу людини. Досі при визначенні ступеня порушення структурно-функціональної організації лісових екосистем недостатньо застосовують системний підхід, що подекуди спричиняє неадекватні висновки та гальмує удосконалення регулювання впливу людини на ліси шляхом включення достовірної інформації про стан лісів і прогноз його змін на майбутнє в системи управління.

Отже, дослідження особливостей змін лісових екосистем Правобережжя середнього Дніпра в умовах комплексного антропогенного впливу сприятиме кращому розумінню цього явища. Отримані знання сприятимуть удосконаленню регулювання промислових викидів в індустріальних регіонах та збереженню лісів як необхідної складової природних ландшафтів, біосфери, середовища життя людини.

Розділ 2. Матеріали і методи досліджень


2.1 Матеріали досліджень


Матеріалами для написання цієї кваліфікаційної роботи послужили наукові публікації, Інтернет-джерела, а також обліково-фондові, статистичні і звітні матеріали та інформаційні документи державних установ виконавчої влади:

. Державного управління охорони навколишнього природного середовища у Черкаській області для здійснення:

-аналізу стану, динаміки та структури техногенного забруднення атмосфери Правобережжя середнього Дніпра (на прикладі м. Черкаси);

-характеристики видового складу техногенних речовин у промислових викидах за кількісними та якісними показниками;

-маршрутних обстежень, фотографування викидів і візуальної оцінки стану фітоценозів навколо промислових підприємств;

. Черкаського обласного управління лісового господарства Державної агенції лісових ресурсів Мінагрополітики України для здійснення:

-характеристики лісових насаджень Черкаського бору, що зазнають впливу промислового забруднення, та вибору маршрутів їх візуальної оцінки і закладки пробних ділянок дослідження стану фітоценозів і збору зразків рослин і рослинних тканин;

-оцінки небезпеки промислових викидів для лісових насаджень району та виявлення особливостей впливу техногенного забруднення атмосфери на лісові деревостани залежно від їх видового складу та відстані до джерел викидів;

-характеристики основних діагностичних показників зміни санітарного стану, розвитку і структури лісових деревостанів району;

-обґрунтування напрямів та механізмів щодо підвищення стійкості лісових екосистем до забруднення атмосфери.

Матеріали було зібрано під час проходження виробничої практики на базі Черкаської дослідної станції біоресурсів Інституту розвитку і генетики тварин НААН України за період 21.03-06.05 2011 року.

У розділі 1 «Розвиток лісових екосистем за умов техногенного забруднення атмосфери (огляд літератури)» ми сконцентрували увагу на питаннях: розповсюдження промислових речовин в атмосфері, їх токсичності для рослин і людини, нормування забруднення атмосфери, моніторингу та діагностики аеротехногенного пошкодження лісових екосистем на різних рівнях їх організації та залежно від екологічних чинників.

Після огляду літератури було вивчено й описано природно-кліматичні умови Черкаській області в межах Правобережжя середнього Придніпровя, де ми звернули увагу на клімат, ґрунти, рослинність, геологічну будову, рельєф та гідрологічні особливості, а також проаналізовано структуру і динаміку промислового забруднення атмосфери, його вплив на лісорослинні умови та стан лісових екосистем Черкаського бору.


.2 Методи досліджень


Дотримуючись принципів системного і ретроспективного порівняльного аналізів та екології, стан соснових лісів оцінювали за обліково-фондовими і літературними джерелами та польовими методами. За статистичними даними порівнювали динаміку у часі промислових викидів. За картографічними матеріалами і шляхом рекогносцирувального обстеження визначали маршрути обстеження територій навколо промислових підприємств, пошкоджених лісів, виявляли і фотографували димові «факели» та наслідки пошкодження лісових насаджень.

Для виявлення розподілу у просторі ефектів негативного впливу забруднення на лісові екосистеми використовували базовий метод порівняльної екології - екологічний профіль, тобто серію пробних площадок, закладених в ідентичних за лісівничо-таксаційними показниками насадженнях Черкаського бору (тип лісу - свіжий дубово-сосновий субір В2дС, вік 67-97 років, бонітет І-Іа) у міру віддалення від джерела загрози (промислової зони). Північно-західний напрям екологічного профілю вибрано з урахуванням факту, що саме ця частина Черкаського бору, урочище «Сосновка» є найбільше пошкодженим. Це було виявлено шляхом рекогносцирувального обстеження лісового масиву.

Розподіл ефектів деградації у структурі лісових екосистем та виявлення найслабших її ланок здійснювали за комплексом досліджень локального екологічного моніторингу лісів.

Деревостани досліджували за низкою методів: польових (маршрутні, візуальні, лісівничо-таксаційні, геоботанічні) - закладання пробних площ, характеристика елементів лісу та відбір зразків; фітоіндикаційних (оцінка санітарного стану та таксаційних показників деревостану, структури фітоценозу в умовах забруднення) - виявлення рис і встановлення ступеня антропогенної трансформації лісової екосистеми (Д.В.Воробьев [7]; Н.П.Анучин [1]; «Рекомендации по повышению устойчивости …» [31]; «Санітарні правила …» [37]). Контролем (ПП К) слугували найвіддаленіші від промзони та приміського узлісся насадження екологічного профілю.

черкаський бор екосистема забруднення

Рис. 2.2. Інтегральна схема екологічного дослідження антропогенного впливу на лісові екосистеми за рівнями організації живого.

ФГР - фізико-географічне районування; таксон ФГР регіону дослідження - Центрально-Придніпровська височинна область Дністровсько-Дніпровської лісостепової провінції Лісостепу

Санітарний стан та структуру деревостанів, розвиток дерев досліджували за лісівничо-таксаційними і морфометричними показниками розмірів стовбура, крони та їх співвідношень у межах дерева модельних біогруп дерев (20-35 шт.) пробних площ характерних деревостанів, а також за класами Крафта і категоріями стану дерев [1, 7, 31, 37]. Ступінь пошкодження дерев визначали за методиками [31, 37] (табл. 2.1). Санітарний стан деревостанів розраховували як середньозважений індекс (Іс) на базі подеревної оцінки за категоріями стану дерев. Для чистих деревостанів (монокультури сосни звичайної) Іс обчислювали за формулою [31]:


,(2.1)


де Іс - індекс стану деревостану,

k1 - k6 - категорія стану дерев (від І до VІ) за [37],

nі - кількість дерев відповідної категорії стану,

N - загальна кількість дерев.


Таблиця 2.1 Шкала значень індексів стану для визначення рівня пошкодження деревостанів [31, 37]

Індекс стануСтупінь пошкодженняСтан деревостану1,00-1,50відсутнєздорові1,51-2,50слабкеослаблені2,51-3,50середнєсильно ослаблені3,51-4,50сильневсихаючі4,51-6,00дуже сильнезагиблі

Підріст та підлісок досліджували за показниками: видовий склад, густота, трапляння, середньозважена висота та санітарний стан [7].

Причинно-наслідкові звязки зміни санітарного стану і структури деревостану встановлювали за «середньозваженим класом Крафта категорії стану» деревостану, який відображає негативний вплив певного чинника на фоні різної інтенсивності вибіркових санітарних рубок та неоднакового впливу інших зовнішніх чинників [26]. Рослини визначали за гербарієм (KW) Інституту ботаніки ім. М.Г.Холодного та «Определителем …» [29].

Аналітичну та математично-статистичну обробку даних здійснювали компютерними методами аналізу баз даних (Mіcrosoft Оffіce 2003).

Розділ 3. Результати досліджень


.1 Природні умови розвитку лісових екосистем регіону


3.1.1 Місцезнаходження та значення регіону досліджень. Геологія, рельєф та гідрологічні умови

Черкаська область розташована на Східноєвропейській рівнині, у басейні середньої течії Дніпра, який ділить її майже навпіл, знаходиться у лісостеповій зоні, досягаючи на півдні степової зони. За фізико-географічним районуванням регіон досліджень входить у Дніпро-Тясминський фізико-географічний район, це центрально-придніпровська височинна область Дністровсько-Дніпровської лісостепової провінції Лісостепової зони. Він має велику наукову, ресурсну, природоохоронну, культурно-соціальну, історичну та господарську цінність.

Загальна площа земель лісогосподарського призначення області становить 338,2 тис. га (16,2% території області), показник розораності земель досягає 61,3%. Область має порівняно низький рівень заповідності (1,9% території області) та нерівномірне просторове розміщення територій та обєктів ПЗФ [2]. На землях лісогосподарського призначення Черкаського обласного управління лісового господарства знаходиться 124 заповідні обєкти, які займають площу понад 13 тис. га.

Основна увага досліджень приділена лісовому масиву «Черкаський бір» (ЧБ), який є одним з найвідоміших в Україні пристепових борів, памятником природи (рис. 3.1). Це найбільший у нашій країні острівний масив Pіnus sylvestrіs L. природного походження, що зберігся до наших днів на південній межі ареалу цього виду [2, 26, 36]. Він знаходиться на правому березі р. Дніпра, перетвореному у цьому місці у Кременчуцьке водосховище (ВСХ), навколо м. Черкаси, у межах другої піщаної (борової) тераси Дніпра, що залягає на 8-10 м вище над лучною терасою. З півночі на південь територія лісового масиву простяглася на 40 км, із заходу на схід - на 30 км та охоплює майже 30 км узбережної смуги вгору по течії Дніпра і простягається на південний захід області на 130 км. У давнину це був піщаний острів між двома руслами Дніпра (зараз одне з них - р. Ірдинь, інше - р. Тясмин), що іменувався в давнину Артанія [36]. Площа ЧБ станом на 2006 р. - 41,7 тис. га, підпорядковується державному підприємству «Черкаське лісове господарство» (Черкаське ДП-ЛГ). Урочище «Сосновка» на півночі цього лісового масиву межує із зоною міста та на 10 км віддалене від його промислової частини. «Сосновка» та центральна частина ЧБ загальною площею 16,3 тис. га є проектованим національним природним парком, ключовою територією національного рівня (біоцентром) у проекті екологічної мережі України [2]. Біоцентр обєднує угіддя, зайняті природними або напівприродними мало і середньо порушеними екосистемами.


Рис. 3.1. Розміщення досліджуваних лісових масивів:

- Кременчуцьке водосховище, 2 - промислова зона ЧПА, 3 - абрис ЧБ, 4 - абрис проектованого національного природного парку «Черкаський бір», 5 - абрис Чигиринського соснового масиву (ЧСМ)


У геологічному відношенні територія дослідження відноситься до Українського кристалічного масиву, який знаходиться поблизу північно-східного краю Південно-Російської кристалічної площі та в області великого розвитку палеогенових відкладів третинного періоду. Докембрійські кристалічні породи знаходяться тут під товстим шаром кори вивітрювання і четвертинних відкладень. Материнські породи різноманітного механічного складу, проте переважають піщані масиви алювіального походження на борових терасах річок, рідше зустрічаються лесовидні суглинки.

Територія дослідження за характером рельєфу представляє собою широку плоску рівнину з розвинутим мезорельєфом, облямовану на півдні і заході Ірдино-Тясминською низовиною, на півночі примикає до долини р. Дніпра та Кременчуцького ВСХ. Велика частина масиву ЧБ знаходиться на другій боровій терасі. Мезорельєф тераси хвилясто-горбистий та дюнний з поступовим підвищенням у бік Черкас (до 50 м над рівнем Ірдинського болота). Ґрунтові води залягають глибоко (5-10 м і глибше) [26]. Інтенсивні торфорозробки в заплаві р. Тясмин спричинили пониження рівня ґрунтових вод, що негативно позначилося на гідрологічному режимі прилеглих лісів [26, 36]. Гідромеліоративні роботи в цих лісах проводили одночасно із спорудженням Кременчуцького ВСХ шляхом будівництва захисних водовідвідних каналів шириною 3-20 м і загальною протяжністю 32 км у Дахнівському і Свидівському лісництвах Черкаського ДП-ЛГ. Подекуди вони завдають шкоди лісовому господарству осушенням прилеглих ділянок із високопродуктивними чорновільховими насадженнями [36].

Отже, досліджуваний регіон неоднорідний за рельєфом. Він складається з трьох різних ландшафтів: 1) Вільшанська рівнина дубово-соснових і соснових лісів; 2) Мошногірський кряж з грабово-дубовими лісами і похідними грабняками; 3) Черкасько-Чигиринська терасова рівнина дубово-соснових і соснових лісів [26, 36]. Це древня долина Дніпра, для якої характерні заплава, борова тераса, лесові рівнини, кряж та високі круті береги.

3.1.2 Клімат та його вплив на забруднення атмосфери

Клімат регіону помірно-континентальний, континентальність зростає із заходу на схід, за Д.В. Воробйовим відповідає 2d. Відносна вологість повітря не нижче 50%. Характерними особливостями є різкий перепад температур, нестача опадів і наявність посушливих періодів у весняно-літні місяці. У 1992, 2001 та 2003 рр. була найбільша кількість днів з несприятливими метеоумовами (126, 260 та 266 відповідно). Однак ці фактори не могли призвести до всихання соснових деревостанів ЧБ, оскільки загалом вони не виходили за межі характерної для регіону флуктуації метеоелементів. Тому кліматичні умови регіону дослідження доцільно розглянути з позиції можливого посилення впливу на ліс аеротоксикантів, які викидають підприємства м. Черкас [24, 26, 27, 35].

Теорію переносу і розсіювання в атмосфері домішок промислових викидів розглянуто в багатьох роботах [3, 17, 38]. У числі умов, що впливають на розсіювання та накопичення полютантів, особливе значення мають приземні і підняті інверсії, ізотермія. Встановлено [26], що сприятливі для переносу в атмосфері речовин-забруднювачів інверсії спостерігаються в регіоні дослідження майже впродовж усього року і, особливо, в період вегетації. Одні інверсії перешкоджають розсіюванню забруднених викидами мас повітря, інші - можуть сприяти збільшенню періоду експонування (і впливу) фітотоксикантів на лісові екосистеми в період вегетації. Слід зазначити також, що нерегульовані викиди промислових підприємств найчастіше відбуваються вночі, так що приземні вечірні, нічні й ранкові інверсії можуть підсилювати вплив забруднювачів на рослинність [26].

У формуванні мікроклімату м. Черкас велике значення мають два орографічні фактори: Мошногірський кряж і Кременчуцьке ВСХ. Місто розташоване у найнижчій, і тому слабко провітрюваній частині великої улоговини з положистими схилами довжиною до 20 км. Це сприяє виникненню у приземному шарі атмосфери застійних явищ, за яких підвищується концентрація аеротоксикантів, а також туманів, бризових і склонових вітрів, що зволожують атмосферу і здатні переносити забруднені маси повітря через територію міста із промислової зони на акваторію Кременчуцького ВСХ і назад [26] (рис. 3.1).

Вплив Кременчуцького ВСХ на зміну вологості й температури повітря виявляється в усі сезони крім періоду льодоставу. Якщо вітри дують із ВСХ, то його вплив може поширюватися у глибину суші на відстань до 10 км. Після створення ВСХ амплітуда коливання середньодобових температур зменшилася з -38 - +39ºС до -24,7 - +31,8ºС. Відбулося зниження середньої температури повітря з 7,5ºС до 7,2ºС. Однак, на підвищення вологості повітря ВСХ впливає більше, ніж колись впливав Дніпро, особливо влітку.

Переважають західні та північно-західні вітри уздовж русла р. Дніпро, з середньою швидкістю 3-8 м/с. Вітровий режим регіону сприяє переносу аеротоксикантів від промислової зони, що у південній частині міста, до лісових масивів: убік ЧСМ - 32,4%, убік ЧБ - 34,5% вітрів на рік. Бризові потоки повітря зменшують конвекційну хмарність і тим самим підвищують імовірність фотохімічних процесів [2].


3.1.3 Ґрунти

Грунтотвірними породами ЧБ є кварцеві піски, що утворюють три яруси відкладів різного віку (нижній - флювіогляціальний, середній - давньоалювіальний, верхній - еоловий) із суглинками та глинистими прошарками різної потужності. Піски ЧБ, на відміну від алювіальних пісків верхнього Дніпра, пилуваті та дрібнопилуваті, із значним (до 40%) вмістом збагаченої алюмосилікатами пилуватої фракції (діаметр - 0,1-0,01 мм). Наявність цієї фракції забезпечує певний вміст у цих пісках елементів живлення. Для них характерна шаруватість, яка простежується вже з глибини 0,5-1,0 м. Це й зумовлює високу продуктивність деревостанів ЧБ - найвищу для лісів, що зростають на піщаних ґрунтах (переважно Іа і Іб бонітету).

Друга мікрозона характеризується здебільшого дерново-середньопідзолистими глинисто-піщаними ґрунтами, які зайняті угрупованнями соснових лісів орлякових та злакових, що чергуються. Вони займають переважно свіжі місцезростання (В22) і формують свіжі дубово-соснові субори.

За даними лісовпорядкування 2003 р. та В.В.Лаврова [26], найрозповсюдженішими в ЧБ ґрунтами є свіжі дернові і дерново-підзолисті, середньо розвинені піщані та глинисто-піщані, супіщані. Лісорослинні умови ЧБ - це, здебільшого, свіжі субори (В2) - перша (надлугова) і друга борова тераси. Досліджувані соснові ліси поширені на древньо-алювіальних і водно-льодовикових пісках другої тераси Дніпра.


3.1.4 Рослинність

Згідно з геоботанічним районуванням, територію ЧБ відносять до Черкасько-Чигиринського геоботанічного округу Східноєвропейської провінції Європейсько-Сибірської лісостепової області на Черкасько-Чигиринській боровій терасовій ділянці з дубово-сосновими і сосновими та грабово-дубовими лісами і терасовими варіантами лучних степів та евтрофних боліт. Ця територія є цінною природною спадщиною. Тут збереглися старі насадження листяних і хвойних лісів, піщані комплекси, болота, луки та водна рослинність. Акумулятивні типи екосистем (болота, луки) межують з денудативними (борова тераса), що й визначає оригінальність регіону.

У ЧБ переважають дубово-соснові ліси з незначною часткою грабово-дубово-соснових і соснових лісів. В них унікально поєднуються бореальний, неморальний, болотний та лучно-степовий флористичні комплекси рослин. На цій території поширено 21 синтаксон із Зеленої книги України і більшість раритетних біотопів району досліджень.

Дослідники [26, 36] зазначають, що на формування сучасного рослинного покриву ЧБ великою мірою вплинули рубки, пасквальні та пірогенні фактори, аеротехногенне забруднення, рекреація. Перші чинники призвели до значного зведення в багатьох місцях лісу і деструкції лісових ценозів, флористичний склад яких відрізняється від типового. Нині флористичний склад та структура рослинних угруповань визначаються переважно дією антропогенних факторів (ведення лісового господарства, пасквальне та рекреаційне навантаження, аеротехногенне забруднення) [26].

Таким чином, займаючи древню долину Дніпра зі зволоженими піщаними боровими терасами, лесовими рівнинами, Мошногірським кряжем з крутим схилом, Черкасько-Чигиринський геоботанічний район за складом рослинного покриву є нетиповим для Лісостепу.


3.1.5 Лісорослинні умови та типи лісу Черкаського бору

Відповідно до лісогосподарського районування ЧБ відноситься до другої лісорослинної зони південно-східної частини правобережного лісостепу України, розташованої у Лісостеповій лісогосподарській області. За даними лісовпорядкування у Черкаському ДП-ЛГ, 80% якого займає ЧБ, найрозповсюдженішими типами лісорослинних умов (ТЛУ) є субори, які займають 49,4% площі земель, вкритих лісовою рослинністю (табл. 3.1). На другому місці знаходяться судіброви - 22,1% земель, вкритих лісовою рослинністю. Переважають свіжі гігротопи (67%) [26]. З типів лісу в Черкаському ДП-ЛГ переважають свіжий дубово-сосновий субір - B2дС (49% вкритих лісовою рослинністю земель), свіжий грабово-дубовий сугруд (23%), свіжа грабова діброва (9%). У державному підприємстві розміщено понад 170 га еталонних соснових насаджень.


Таблиця 3.1 Розподіл площі Черкаського ДП-ЛГ за типами лісорослинних умов

Гігро-топиТрофотопиВсьогоборисуборисудібровисугрудигрудига%га%га%га%га%га%Сухі116,80,31169,93,520,50,06----1307,23,9Свіжі675,32,014808,944,26991,520,8----22475,767,0Вологі8,00,02119,20,4386,51,2----513,71,6Сирі--279,50,8--743,92,2473,81,41497,24,4Мокрі--153,30,5----581,91,7735,22,2Всього800,12,316530,849,47398,522,1743,92,21055,73,126529,079,1Примітка. % - частка від території ДП-ЛГ.


Культури сосни займають 70,5% площі вкритих лісовою рослинністю земель. За віковою структурою насаджень молодняки займають 6801,9 га (32%), середньовікові деревостани - 11227,8 га (53,2%), пристигаючі - 2241 га (10,5%), стиглі і перестійні - 922,2 (4,3%). Високопродуктивні деревостани займають 40,2% вкритих лісовою рослинністю земель і мають такий розподіл: Іб клас бонітету - 217 га, Іа клас - 7373,5 га, І - 926,8 га, ІІ - 387,8 га, ІІІ - 124,2 га, ІV - 12,8 га, V - 18 га. За повнотою вони поділяються так: 0,5 - 1241,3 га (5%), 0,6 - 3572,9 га (14,4%), 0,7 - 11293,4 га (45,6%), 0,8 - 3936,5 га (15,9%), інші - 0,1-3,4%. Середні таксаційні показники: вік - 57 років, бонітет - Іа,5, повнота соснових деревостанів - 0,7. Запас стиглих і перестійних деревостанів становить 381 м3/га; запас інших деревостанів - 287 м3/га; зміна за запасом - 5,3 м3/га.

Отже, природно-кліматичні умови регіону дослідження оптимальні для росту високопродуктивних лісових насаджень. Проте розвиток лісових екосистем понад 40 років обмежує аеротехногенний вплив азот- та сірковмісних фітотоксикантів. Розглянемо цю проблему.


3.2 Забруднення атмосфери промисловими викидами


Згідно з даними Головного управління статистики, район дослідження характеризується значним рівнем забруднення атмосфери. Це спричинено створенням у 1950-х рр. Черкаської області, після чого Черкаси з невеликого і затишного містечка стрімко розвинулись у велике індустріальне місто. Нині це одне із найзабрудненіших обласних центрів в Україні. Черкаська промислова агломерація (ЧПА), яка викидає найбільше шкідливих речовин в області, почала формуватись у кінці 1940-х років (ВАТ «Хімреактив» почав працювати 1949 р.). До середини 60-х рр. до складу ЧПА увійшли ВАТ «Хімволокно» і ДП «ТЕЦ» (з 1961 р.), ВАТ «Азот» (з 1965 р.) та кілька інших виробництв. За статистичними даними, у 1988 р. сумарний викид шкідливих речовин в атмосферу підприємствами м. Черкас при повному проектному їх навантаженні складав 54,3 тис. т, у т.ч. ВАТ «Азот», ВАТ «Хімволокно» і ТЕЦ викидали у повітря 35 тис. т (SO2 35-39%, NOх 8-10%, NH3 5-7%, CS2 5-6%, пилу 18-20%) (табл. 3.2). ТЕЦ є основним джерелом забруднення атмосфери сірковмісними сполуками SO2, CS2, Н2S (100%) і NOх (74%). Більше половини всіх азотовмісних інгредієнтів викидає ВАТ «Азот». Джерелом надходження в атмосферу CS2, Н2S є ВАТ «Хімволокно» [35].


Таблиця 3.2 Викиди основних фітотоксикантів (т/рік) в атмосферу стаціонарними джерелами м. Черкаси (Черкаське облуправління статистичної звітності, 2010 р.)

РокиSO2H2SCS2NH3NOxВикинуто в атмосферу шкідливих речовинвсьогов тому числітвердихгазоподібних та рідких1988212693893189*700954282979344489198997634023169*745439919743932480199041603853081*746931519576425755199163363132627*716932371586126510199256152922006*719429844544524399199367431781503*656328230490123329199447371771441*47202362746451898219955076224182313224159227644620181441996564122217521154350220307349416814199749032391858116031691917133581581319985748237175379032041756025251503519994748249179910062837140095491346020005211249184410362407168212971138502001155423918611086233713322317110151200212452291815136624731482834891133920033723222*1375357020794493415860200433882131742932450417259**2005716613013581131403921432**20066934535942435919070**20074017**7334660388005290*20082867**8326411432006447*2009597226371137397316375**201048533148983418818726**Примітка. * - оцінювати не передбачено звітністю або немає даних.


В 2008 р. щільність випадання аерополютантів по області становила 2,1 т/км2, що на 33% більше, ніж 2000 р., а обсяги викидів забруднювачів у розрахунку на душу населення - 33 кг. Щорічне навантаження шкідливих викидів на природні екосистеми Черкаської області досягає 130 тис. т. [35].

За 1987-2008 рр. кількість забруднювачів атмосфери від стаціонарних джерел скоротилася у 1,5 раза (рис. 3.2). У структурі антропогенних викидів регіону переважали (72%) автотранспортні забруднення (СО, СО2, NOx, важкі метали). Проте, порівняно з автомобільними викидами, токсичними в першу чергу для людини, лісовим екосистемам більшу шкоду наносять викиди промисловості. Тому розглянемо їх детальніше. До 1987 р. найбільшим забрудником атмосферного повітря аерополютантами була ТЕЦ (26-27 тис. т/рік) (рис. 3.3). Після 2001 р. найбільше забруднювачів викидає ВАТ «Хімволокно», що зумовлено переходом ТЕЦ з вугілля на дизельне пальне та збільшенням потужностей виробництва на ВАТ «Хімволокно». Загалом же, зниження рівня забруднення від стаціонарних джерел спричинене зменшенням обсягів виробництва підприємствами енергетичної промисловості у звязку з економічною кризою 1990-х рр. в Україні.

Рис. 3.2. Порівняльна оцінка обсягів викидів від стаціонарних та пересувних джерел Черкаської області (дані держконтролю 2010 р.)


У період з 1975 по 1985 рр. концентрація диоксиду азоту в повітрі міста щорічно перевищувала ГДК (у деяких випадках до 30% вимірів). Викиди диоксиду сірки рідко перевищували ГДК у період 1972-1985 рр. Проте, концентрація суміші газів SO2+NO2 в окремі роки перевищувала ГДК із частотою понад 30%, а в 1977 р. досягала 5 ГДК. Різке зростання забруднення повітря за певними інгредієнтами фіксували у різні періоди: за SO2 - починаючи з 1976 р., за NO2 - з 1975, за аміаком - з 1980, за сумішшю газів SO2+NO2 - з 1977 р. Найтривожніша ситуація була у 1980 р. Незначне зниження частоти перевищення ГДК по SO2 і NO2 періодично змінюється: різке збільшення викидів NO2 до рівня 5ГДК спостерігали 1984 р. [26].

Рис. 3.3. Динаміка обсягів викидів промислових підприємств м. Черкаси за роками (дані Черкаської обласної держінспекції з охорони атмосферного повітря та [35])


Основними забруднювачами повітря у регіоні після 2008 р. залишилися промислові підприємства (56%). Через високий рівень спрацьованості (50-70% і більше) очисних споруд не завжди вдається підтримувати належний ступінь уловлювання більшості промислових речовин-забруднювачів. Майже половина цих речовин у повітряний басейн області надходить від трьох найбільших підприємств Черкас - ВАТ «Азот» (20,9%), ТЕЦ (15,5%) і ВАТ «Хімволокно» (8,1%) (рис. 3.3). Валовий викид 11,2 тис. т здійснюють ВАТ «Хімволокно» та ТЕЦ, що становить 28% від загального викиду по області, ВАТ «Азот» викидає 5,9 тис. т (15%). Частка викидів інших підприємств-забруднювачів коливається від 1,6 до 4,3% (ВАТ «Деревообробний комбінат», ТОВ «Черкаська продовольча компанія», ВАТ «Черкаський лакофарбовий завод «Аврора») [35]. З 1988 по 2008 рр. у 7 разів зменшились викиди SO2, та у 1,1 раз - NOx. Всього за проаналізований період кількість аерополютантів зменшилась у 1,3 рази. З 1988 по 2005 рр. у 3 рази зменшились викиди H2S, у 2,3 рази - CS2, з 1995 по 2005 р. - NH3 у 1,2 рази. Отже, найбільше зменшення відбулося за рахунок сірковмісних газів, особливо SO2 та H2S (табл. 3.2).

З 1980 по 2010 рр. середньорічні концентрації аміаку у повітрі Черкас у 8 разів перевищують ГДК для деревних рослин та переважають у якісному складі аерополютантів, пил починає домінувати з 2007 р. До 1985 р. середньорічні концентрації диоксиду сірки збільшились у 4 рази, а диоксиду азоту - у 2 рази. З 2000 р. концентрації диоксиду сірки та диоксиду азоту не збільшуються і залишаються на рівні відповідно 0,03 та 0,04 мг/м3, що удвічі перевищує ГДК для деревних рослин та дорівнює ГДКNO2 для людини (рис. 3.4). Черкаським обласним центром з гідрометеорології 2002 р. у повітрі міста було виявлено максимальні концентрації аміаку - 3,9 ГДК (перевищення в 19% проб), диоксиду азоту - 2,2 ГДК (1%), оксиду вуглецю - 1,8 ГДК (0,5%), сірководню - 1,5 ГДК (0,1%), формальдегіду - 1,1 ГДК (0,1%).


Рис. 3.4. Динаміка рівнів забруднення атмосферного повітря м. Черкаси основними фітотоксикантами (1980-1985 рр. - за даними Українського республіканського управління з гідрометеорології і контролю природного середовища; 2000-2002 рр. за [27]; 2004-2006 рр. за [2]; 2007-2010 рр. за [35]); ГДК-Л - середньодобова ГДК для людини, мг/м3; ГДК-Д - середньодобова ГДК для деревних порід, мг/м3 [13, 28]


Комплексний індекс забруднення атмосфери Черкас (ІЗА), обчислений за середньорічною концентрацією пилу, диоксиду азоту, аміаку, формальдегіду, оксиду азоту у 2007 р. становив 7,85, у 2008 р. - 7,56, що кваліфіковано як середній рівень забруднення атмосфери. Подальше зменшення ІЗА зумовлено зниженням середньорічних концентрацій у повітрі аміаку та оксиду азоту [35]. Проте, у Черкасах збереглась тенденція перевищення середньорічних ГДК забруднювачами (рис. 3.5), по аміаку - 3,5 та 3 ГДК, диоксиду азоту - 1 ГДК, формальдегіду - 4 і 3,5 ГДК. У 2008 р. середньомісячні концентрації пилу дорівнюють 3,1 ГДК, NO2 - 1,3 ГДК, формальдегіду - 1,2 ГДК, аміаку - 1,7 ГДК, ці дані є найвищими серед інших міст України [35].


Рис. 3.5. Динаміка рівня атмосферного забруднення в м. Черкаси за 1999-2005 рр. (у кратності ГДК) [35]


Якщо аналізувати обсяги викинутих основних фітотоксикантів у атмосферу Черкаської області (рис. 3.6), то можна виділити два періоди, коли вони були надлишковими: 1995-2000 рр. та 2002-2007 рр. У 2008 р. диоксиду сірки потрапило у повітря області у 2,3 рази менше, ніж 2007 р. Кількість аміаку залишається на рівні 1-1,3 тис. т/рік протягом 1995-2006 рр.

Рис. 3.6. Обсяг викидів основних фітотоксикантів у атмосферу Черкаської області [35]


У забрудненні зі значними флуктуаціями обсягів викидів (у 5-7 разів) (рис. 3.6) переважає SO2, який переноситься на 1-3 тис. км від джерел викидів. Сполуки техногенного азоту викидаються рівномірніше та меншими обсягами. Після 2002 р. кількість техногенного NOx зростає у 1,5 раза (2008 р.). Динаміка обсягів забруднення та середньорічних концентрацій NOx співпадає (рис. 3.6, 3.7) та підвищується у повітрі Черкаської області відповідно у 1,5 та 2,8 раза.

Слід підкреслити особливості забруднення повітря такими інгредієнтами, як SO2, NH3 і NO2. У радіусі до 7 км від ВАТ «Азот» у повітрі домінують азотутримуючі забруднювачі, особливо аміак. Насамперед, це спричинено висотною структурою викидів NH3 (NH4+). Так, з висотою труби до 30 м викидається близько 37% всього аміаку, а 63% - відносно рівномірно розподіляється за висотами до 90 м [26]. Аміак дуже швидко розчиняється у краплях атмосферної вологи, тому далеко не відноситься від джерел викиду, а осідає, головним чином, у суміжному до промзони довкіллі (у радіусі до 5 км бувають пятикратні перевищення ГДК). На відміну від аміаку, значно далі розповсюджуються кислі гази NO2 і SO2. Тому, внаслідок розподілу цих диоксидів на великій території кислотний вплив є менш помітним.

Рис. 3.7. Динаміка рівнів забруднення атмосферного повітря Черкаської області основними фітотоксикантами [35]


Лісові екосистеми затримують шкідливі речовини, що розповсюджуються з повітряними масами, та осаджують їх на земну поверхню шляхом гравітаційного тяжіння, змиву опадами та з біоопадом. Як показано В.В. Лавровим [26], добре прослідковується відомий «ефект узлісся» при затримці забруднювачів лісовими масивами: у районі узлісся ЧБ рН снігу складає 6,1-6,4. Основними інгредієнтами забруднення лісу є HСО3, NО3-, SО42- і NH4+. Тобто деревний намет істотно фільтрує повітряні маси і переводить потік полютантів під крони дерев, особливо HСО3- і SО42-. У зоні інтенсивного впливу викидів на ЧБ (10-16 км) потік сульфатів іноді досягає 68 кг/га на рік, нітратів - 3-28, а амонію - 0,6-5 кг/га на рік.


.3 Санітарний стан деревостанів Черкаського бору


Ступінь трансформації лісів внаслідок негативного антропогенного впливу, зазвичай, оцінюють за змінами продуктивності та/або санітарного стану деревостану, оскільки ці показники є інтегральними і взаємозалежними. Динаміка у часі та просторі індексу стану деревостану та санітарних рубок відбиває погіршення або покращення стану лісової екосистеми. Як було показано попередніми дослідниками [26], за період 1988-1990 рр., загальна площа ушкоджених насаджень Черкаського бору зросла у 2,5 рази, причому частка сильно ослаблених деревостанів збільшилася з 14 до 30%. Загальна площа ослаблених насаджень 1990 р. перевищувала 19,7 тис. га. За станом на 1.09.1990 р. зона сильно ослаблених деревостанів простягалася по ЧБ із північного заходу до південного заходу відносно промагломерації на відстань 13-16 км і становила 5,8 тис. га (16% території Черкаського ДП-ЛГ). Значно далі поширилася зона ослаблених деревостанів: до 20 км від промагломерації по ЧБ. Ця зона 1990 р. становила 13,9 тис. га, у т.ч. по ЧБ - 8,8 тис. га (25% площі Черкаського ДП-ЛГ).

Якщо 1988 р. у межах до 13 км насадження були слабко ушкодженими, то вже до 1991 р. уся північна частина масиву (урочище «Сосновка», включене до складу проектованого НПП «Черкаський бір» [2]) була охоплена зоною сильного ослаблення із середнім ступенем ушкодження середньовікових деревостанів (Іс>2,50). 85% ушкоджених деревостанів - це насадження віком понад 60 років. Аеротехногенне ураження лісів Сосновки підсилюється впливом водосховища і рекреаційним навантаженням [26].

Санітарний стан соснових насаджень у масиві ЧБ продовжує погіршуватися навіть після зниження у 2,5 рази викидів фітотоксикантів за 1988-2007 рр. (рис. 3.5, 3.7). Це свідчить про значне зниження біологічної стійкості цих екосистем до негативних чинників середовища. Особливо швидко деградують насадження в районі узлісь ЧБ, звернених до міста, промагломерації і водосховища. Тут зустрічаються вогнища кореневої губки сосни звичайної, соснові деревостани значно більше деградовані. Внаслідок тривалого техногенного та рекреаційного впливу тут, в урочищі «Сосновка», що межує з міською територією, у приузлісній смузі (0,5-2 км), сформувалися низькоповнотні (0,4-0,6) сосняки лісопаркового типу з розвинутим підліском, в яких відновлюється дуб літній. Стежкова мережа у смузі 0-100 м від узлісся (ПП5Рк) удвічі більше розвинута, ніж у смузі 101-200 м (ПП5), що спричинило відпад дерев ІІІ-ІV класів Крафта та певне оздоровлення насадження (Іс=2,6; табл. 3.3). Він зростає також у найстаріших (ПП7) та найбільш перегущених (ПП8) деревостанах. У середині лісового масиву збільшується повнота деревостанів та клас бонітету.


Таблиця 3.3 Структура пошкоджених деревостанів Черкаського бору в межах екологічного профілю за ступенем ураження дерев

№ ППРумбВідстань, кмРозподіл дерев за категоріями стануІсздорові (І)ослаблені (ІІ)сильно ослаблені (ІІІ)всихаючі (ІV)свіжий сухостій (V)старий сухостій (VІ)від джерела забруднення%СКК%СКК%СКК%СКК%СКК%СКК5РкПнЗ: 28º10,00,92,043,22,350,42,82,74,01,83,00,92,02,65ПнЗ: 28º10,01,22,029,82,154,82,714,33,7----2,86ПнЗ: 31º11,5--16,81,665,52,714,23,71,84,01,83,03,17ПнЗ: 35º13,0--16,52,064,63,019,03,5----3,08ПнЗ: 36º16,02,81,743,12,441,32,89,23,51,84,01,84,02,79КПнЗ: 41º19,06,51,447,22,034,32,810,13,41,94,0--2,6Примітка: % - частка дерев певної категорії стану; жирним шрифтом виділено показник СКК, менший нормального розподілу.


Так, у міру наближення від контролю ПП9К до узлісся, кількість здорових особин зменшується з 6,5 до 0,9%. За іншими категоріями стану дерев цієї залежності немає, оскільки деревостани екопрофілю, пошкоджені різною мірою, з часом неоднаково змінилися, збільшивши відмінність за таксаційними показниками та, відповідно, за санітарною структурою. Так, збільшення значення СКК здорових дерев північно-західного екопрофілю з 1,4 на контролі до 2,0 на узліссі свідчить про зменшення частки дерев І класу Крафта в деградованих деревостанах, про негативний вплив на них екзогенного чинника, який спричинив зниження приросту домінантів у висоту та їх відпад [26]. Всередині лісового масиву (ПП6-ПП9) свіжий сухостій формують дерева ІV класу Крафта, що свідчить про природний їх відпад. У приузлісній ПП5 всихають також особини ІІІ класу Крафта, що є аномалією. Про це свідчить також структура старого сухостою: на відстані 16 км - це дерева ІV класу Крафта, на 11 км - ІІІ, а 10 км - навіть ІІ класу Крафта, содомінанти.

Отже, з наближенням до міста та промислової агломерації (ЧПА) усихають вищі дерева, що свідчить про наявність аеротехногенного забруднення. Цей процес деградації деревостанів в зоні хронічного впливу фітотоксикантів зростає з віком та підсилюється супутніми екологічними впливами на ліс несприятливих факторів, зокрема, рекреагенних, кількість та інтенсивність яких та наслідки збільшуються з наближенням до міста, підсилюючи пошкодження екосистем. В урочищі «Сосновка» ЧБ стан сосняків уже втратив звязок з відстанню до промзони (rЧБ = -0,04) (рис. 3.8).


Рис. 3.8. Залежність індексу стану (Іс) деревостану від відстані до Черкаської промислової агломерації (ЧПА)

3.4 Просторовий розподіл зон антропогенної трансформації лісових екосистем Черкаського бору


Відомо, що стійкість рослин щодо фітотоксикантів та інших видів негативного впливу людини є видоспецифічною. Тому здатність фітоценозів протистояти негативним чинникам промислового міста, не втрачаючи при цьому продуктивних, захисних, регулюючих, меліоративних, рекреаційних та естетичних функцій, істотно залежить від породного складу рекреаційно-оздоровчих лісових насаджень та їх просторового розміщення відносно джерел екологічних загроз, інтенсивності їхнього впливу. Цим питанням присвячено багато досліджень, описано різні види та рівні газостійкості, визначено показники та критерії стійкості, фактори, що впливають на неї [8, 12, 15, 22, 26, 30, 31, 44]. Підкреслено, що ступінь пошкодження та регенерація рослин залежать від генотипу, фізіологічного стану рослини, хімічної природи та концентрації токсикантів, екологічних умов.

Просторове розміщення зон, виділених нами на основі даних санітарного стану лісових насаджень навколо м. Черкаси, відображає залежність їх стану від породного складу деревостанів та віддалення від джерел викидів фітотоксикантів (рис. 3.9).


.5 Трансформація структури і зменшення товщини шару фотосинтезу деревостанів внаслідок пригнічення росту дерев


У непошкоджених насадженнях дерева займають простір відповідно до їхньої енергії росту та розвитку. Зазвичай, у нормальних деревостанах кількісно домінують особини ІІ класу Крафта (КК) або розвитку, на другому місці - дерева ІІІ класу розвитку, ще менше домінантів та дерев ІV КК. У ЧБ внаслідок аеротехногенного пригнічення росту дерев І-ІІ КК та їх часткової вирубки ця закономірність значно порушена, особливо у приузлісній 1 км смузі лісового масиву. Санітарне зрідження ураженого деревостану до повноти 0,6 спричинило певне вирівнювання за висотою дерев І і ІІ, а також кращих особин ІІІ КК, які активізували приріст завдяки зменшенню конкуренції за ресурси середовища, співвідношення яких склало 38%(І)+35%(ІІ)=73%. У приузлісній смузі масиву частка домінантів знизилась з 38 до 14%, натомість удвічі зросла частка дерев ІІІ, ІV КК. Далі вглиб масиву на 1,5-3 км (ПП6, ПП7) у 6 разів збільшилась кількість дерев ІV КК. У віддаленіших насадженнях і на контролі помітно зросла кількість особин ІІІ класу розвитку. Отже, ці деревостани не змогли відновити природні темпи розвитку за період 1991-2011 рр., коли було знижено забруднення атмосфери фітотоксикантами на 31%. Санітарні рубки не забезпечують їхнього оздоровлення, оскільки деградація є хронічною, їхній санітарний стан погіршився на 0,1-0,8 одиниці Іс до категорії «сильно ослаблені». Вплив фітотоксикантів поширюється до контролю (ПП9К - 19 км від ЧПА), де загальмували ріст 40% дерев ІІ КК.

Пригнічення фітотоксикантами росту і розвитку дерев відбувається неоднаково, залежно від положення дерев у фітоценозі і відповідної їх захищеності щодо впливу забрудненого повітря, а також їх біологічної стійкості. Це можна виявити за товщиною кронового шару фотосинтезу.

Загальна потужність кронового шару фотосинтезу (діапазон між висотою дерева та висотою до точки прикріплення найнижчої живої гілки) у найпошкодженішому деревостані приміського узлісся ПнЗх екопрофілю ПП5-10 км становить 19,9 м (середнє значення в діапазоні І-ІV КК складає 12,9 м, а середнє по ПП - 9,1 м) (рис. 3.10). За середнім значенням довжини крони на найпошкодженішій ПП порівняно з контролем цей показник зменшився на 1,6 м. Водночас у молодшому на 8 років, але здоровішому насадженні ПП9К-19 км ці показники більші - відповідно 21,5 м, 14,9 м, 10,1 м. Слід підкреслити, що на ПП5 дерева І КК становлять 14,3%, а ІІ - 25%, що істотно вплинуло на довжину крони (Lсер., Lповна). На контролі ПП9К дерев І класу 22,2%, ІІ - 25,9%.

У результаті пригнічення росту дерев у висоту та розвитку крони, показник відношення довжини крони до висоти дерева L/H на ПП5 становить 0,34, а на ПП9К - 0,35. Тобто відносна довжина середньої крони в цих насадженнях 34-35%. Як бачимо (рис. 3.10), вона вирівняна як у розладнаному деревостані ПП5, навіть при більшому його віці, так і на контролі, за більшої частки дерев І КК. На ПП5 крім ІV класу, дерева всіх груп розвитку мають менші крони, ніж на контролі ПП9К. Значення L/H у домінантів і содомінантів на ПП5 менші, ніж у дерев ІІІ КК насадження ПП9К. Навіть при повноті 0,6 у приузлісній зоні ЧБ крони сформовані високо на стовбурі, перша нижня гілка крони знаходиться в середньому на висоті 18 м.

1) загальна потужність шару фотосинтезу - 17,5-14,5 м (наймолодша ПП8: 17,3-15,2-13,3 м); 2) середня потужність шару фотосинтезу в діапазоні І-ІV КК: 14,8-11,4 м (ПП8: 16,1-11,8-9,9 м); 3) середня потужність шару фотосинтезу по деревостану: 8,3-7,0 м (ПП8: 9,1-6,3-6,1 м); 4) середня частка крони у висоті дерева (L/H): по деревостану - 0,33-0,33 (ПП8: 0,36-0,27-0,29); по домінантах (І КК) - 0,39-0,35 (ПП8: 0,44-0,29-0,33); по содомінантах (ІІ КК) - 0,33-0,32 (ПП8: 0,35-0,27-0,28). Лише на рівні дерев ІІІ і ІV КК залежність показників від відстані до промзони ЧПА не простежується, оскільки розвиток крон цих дерев не тільки у пошкодженому, але й у нормальному насадженні, насамперед, залежить від ступеня пригнічення їх основним деревним наметом.

Рис. 3.11. Моделі дерев за групами розвитку та потужність шару фотосинтезу за модельними біогрупами дерев ПнЗх екопрофілю


Аеротехногенне забруднення пригнічує ріст дерев та розвиток їх крон у насадженнях Черкаського бору, що призвело до спрощення структури деревостанів. Відбувається вирівнювання за висотою дерев різних класів розвитку (до 38% збільшується частка домінантів), звуження діапазонів max-mіn за діаметром і висотою стовбура та за діаметром, площею і довжиною крони, зміна співвідношень груп дерев за розвитком та станом. Внаслідок зрідження санітарними рубками пошкоджених деревостанів і природного відпаду активізується ріст у висоту кращих особин ІІІ-ІV класів Крафта, що призводить до зменшення на 1 м товщини кронового шару фотосинтезу деревного намету.

У міру наближення до промзони в досліджуваних лісах порушується природна відповідність «max дерево-max крона» та зростає кулеподібність форми крон дерев внаслідок пригнічення росту у висоту. Найбільші зміни спостерігаються в районі приузлісної 1-2-км смуги урочища «Сосновка» ЧБ і, особливо, його пошкодженого приміського узлісся. В середньовікових та пристигаючих насадженнях приузлісної смуги урочища «Сосновка» ЧБ шириною до 6 км, розміри крон дерев зменшились: діаметр проекції крони - на 0,8 м, а площа проекції крони - на 4-5 м2. Найбільше пригнічується розвиток крон домінантів.

Отже, внаслідок аеротехногенного пригнічення росту і розвитку сосни звичайної у ЧБ шар фотосинтезу або товщина кронового намету зменшується. Тому слід очікувати зниження реалізації потенціалу екотопу. Проаналізуємо це твердження з урахуванням ценотичного положення дерев.


.6 Узагальнення результатів досліджень


Природно-кліматичні та ґрунтові умови регіону дослідження оптимальні для росту високопродуктивних соснових насаджень. Проте, понад 40 років досліджувані лісові екосистеми знаходяться під аеротехногенним впливом азот- та сірковмісних фітотоксикантів, що лімітує ріст дерев. Санітарний стан досліджених лісових насаджень ЧБ за два десятиліття впливу фітотоксикантів погіршився з категорії ослаблених до сильно ослаблених, а зона пошкодження розширилася у 2 рази, хоча за останні 10 років кількість викидів фітотоксикантів від ЧПА зменшилася у 2,8 раза. У приузлісній 0-2 км смузі урочища «Сосновка» ЧБ соснові ліси втрачають здатність до відновлення стійкості і продовжують прискорено всихати навіть після зменшення техногенного забруднення атмосфери після економічної кризи 90-х років ХХ ст. Збільшення пошкодження цих насаджень зумовлено підсиленням хронічної дії техногенного забруднення, інтенсивним рекреаційним навантаженням у приміських лісах. Зниження газостійкості лісових екосистем ЧБ зумовлене тим, що в багатих елементами живлення суборових і сугрудкових едатопах на місці мішаних дубово-соснових і вторинних дубових деревостанів, які значною мірою стійкіші до забруднення повітря, було створено монокультури сосни звичайної.

Внаслідок порівняно значного віддалення екопрофілю від промзони, незначної його довжини (10 км), а також у результаті певного нівелювання техногенних наслідків у міру старіння соснових деревостанів, наявна у середньому їх віці (у 1991 р.) залежність погіршення стану з наближенням до джерел викидів зникає у пристигаючому віці сосни звичайної. Певний вплив на стан деревостанів здійснює лісогосподарський догляд. Зазвичай, ефект після санітарно-оздоровчих заходів є різним у різних насадженнях. Це ускладнює дотримання зіставимості досліджуваних деревостанів екопрофілю. Для оцінки негативного екзогенного впливу в таких умовах порівняно з індексом стану деревостану (Іс) достовірнішими є показники середньозваженого класу Крафта деревостану (СКК).

Загалом у результаті нашого дослідження виявлено такі симптоми деградації лісів навколо Черкас:

-виділені за ступенем пошкодження зони лісового масиву вказують на залежність стану деревних порід від відстані до промзони;

-у приузлісній 0-2 км смузі урочища «Сосновка» ЧБ з наближенням до міста підвищується стадія дигресії до межі стійкості лісової екосистеми;

-антропогенне зрідження деревного намету сосни звичайної зумовило заміна одноярусної монокультури цього виду на двохярусний дубово-сосновий деревостан з домішкою інших листяних видів. У зріджених сосняках ЧБ активізувався розвиток підросту порід, що можуть сформувати головний ярус, насамперед дуба звичайного, та підліску. Зростає кількість видів та інтенсивність розвитку підросту та підліску з супутніх листяних видів, але інтенсивність відновлення листяних порід є нерівномірною і недостатньою за лісогосподарськими нормами. Санітарний стан підросту є задовільним і залежить від виду: найпошкодженішими є дуб звичайний, ясен звичайний, черешня та береза звисла;

-внаслідок надмірного відвідування рекреантами приміських лісових насаджень та розвитку мережі доріг і стежок формуються фітоценотичні біогрупи, розчленяться лісовий фітоценоз;

-лісові екосистеми ЧБ пошкоджені комплексним впливом людини (аеротехногенним забрудненням і рекреацією), що зумовило зростання площ та інтенсивності санітарних рубок;

-у лісових екосистемах рекреаційної зони частіше трапляються пожежі з вини людини. Після пожеж відновлюється травостій, задерніння сягає 90-100% (особливо на другий рік після пожежі), що є перепоною для природного відновлення підросту та підліску. Стійкими щодо пожеж породами та такими, що краще відновлюються, є клен татарський, бузина чорна. Дуб звичайний є відносно стійким.

Одержані дані дають змогу сформувати для лісовідновлення пошкоджених насаджень та озеленення м. Черкас та його околиць асортимент деревних порід за газостійкістю, а також розділити масивні ліси, рекреаційно-оздоровчі та захисні лісові насадження на зони за ступенем антропогенної трансформації. Це сприятиме удосконаленню лісогосподарських і природоохоронних заходів. Принцип створення щільних буферних насаджень з листяних видів на узліссях слід використати для захисту хвойних лісових масивів від промислових аерофітотоксикантів.

Розділ 4. Охорона праці


Управління охороною праці на підприємстві, обов'язки роботодавця (керівника підприємства) та керівників підрозділів і спеціалістів з питань охорони праці, створення та завдання служби охорони праці, питання соціального страхування працівників від нещасних випадків та захворювань на виробництві регулюються Законом України "Про охорону праці", Кодексом законів України "Про працю", Типовим положення про службу охорони праці, затвердженим наказом Державного комітету України по нагляду за охороною праці від 3 серпня 1993 р. № 73, (Із змінами, внесеними згідно з наказом Держнаглядохоронпраці № 82 від 17 травня 1996р.) та "Положенням про службу охорони праці в системі Міністерства сільського господарства і продовольства України", затвердженим наказом Міністерства сільського господарства і продовольства України від 15.03.94 р. № 74.; Законом України "Про загальнообов'язкове державне соціальне страхування від нещасного випадку на виробництві та професійного захворювання, які спричинили втрату працездатності" від 23 вересня 1999 р. Обов'язки посадових осіб та спеціалістів підприємства з питань охорони праці вносяться до їхніх посадових інструкцій.

Система управління охороною праці визначена в "Методичних рекомендаціях про систему управління охороною праці на підприємствах і в організаціях Міністерства сільського господарства і продовольства України", затверджених наказом Мінсільгосппроду України від 27.10.95 р. № 291, та "Положенні про систему управління охороною праці у сільському господарстві", затвердженому наказом МінАІЖвід 14.12.1998 р. № 361.

Порядок укладання на підприємстві колективного договору та перелік питань, що регулюються колективним договором, визначається Законом України "Про колективні договори та угоди" від 1 липня 1993 року із змінами і доповненнями, внесеними Законами України від 17 грудня 1996 року № 607/96-ВР (Голос України, 14.01.97 р.), від 23 січня 1997 року N5 20/97-ВР (Голос України, 08.02.97 р.) та Кодексом Законів України "Про працю".

Метою укладання колективних договорів на підприємствах є регулювання соціально-економічних, трудових відносин та узгодження інтересів між адміністрацією і трудовим колективом. Ці договори укладаються на усіх підприємствах, незалежно від форм власності, видів діяльності та кількості працівників.

Колективний договір укладається між адміністрацією підприємства в особі роботодавця (керівника підприємства) та профспілковою організацією в особі голови профспілкового комітету, який представляє інтереси трудового колективу, а за відсутності профспілки на підприємстві загальними зборами трудового колективу обирається уповноважений, який представляє інтереси трудового колективу.

Заходи з охорони праці включають забезпечення працівників спецодягом та спецвзуттям, проведення медичних оглядів працівників, придбання нормативних документів, плакатів з охорони праці, обладнання та ремонт санітарно-побутових приміщень, обладнання та реконструкцію систем освітлення, вентиляції, кондиціонування повітря, утеплення вікон та дверей, обладнання кімнат відпочинку, місць відпочинку та обігріву працівників, медичних профілакторіїв, встановлення захисних огороджень, сигналізаційних та блокувальних пристроїв тощо.

Організація та порядок проведення навчання посадових осіб і спеціалістів з питань охорони праці, порядок проведення спеціального навчання працівників, зайнятих на роботах з підвищеною небезпекою, порядок проведення інструктажів з охорони праці та стажування працівників на робочому місці встановлюються "Типовим положенням про навчання з питань охорони праці", затвердженим наказом Держнаглядохоронпраці 17.02.99. (готується до введення нове положення). Види робіт, що містять підвищену небезпеку, встановлюються на основі "Переліку робіт з підвищеною небезпекою", затвердженого наказом Державного комітету України по нагляду за охороною праці від 30 листопада 1993 р. № 123.

Види навчання та порядок його проведення встановлюються "Типовим положенням про навчання з питань охорони праці", яким передбачено навчання посадових осіб та спеціалістів підприємства, працівників, які виконують роботи, що належать до переліку робіт з підвищеною небезпекою; навчання працівників у формі інструктажів з охорони праці та стажування на робочому місці.

Цільовий інструктаж проводять при виконанні працівниками разових робіт, що не пов'язані з трудовими обов'язками, та робіт, на які видається дозвіл чи оформляється наряд-допуск. Проводить інструктаж безпосередній керівник робіт.

Нормування робочого часу та відпочинку працівників встановлюється Кодексом Законів України про працю. Порядок надання відпусток та їх тривалість встановлюють за Законом України "Про відпустки" від 15.11.1996 р. Конкретна тривалість відпусток на підприємстві затверджується в колективному договорі. Розпорядок робочого дня та вимоги трудової дисципліни для працівників визначають "Правилами трудового розпорядку на підприємстві".

Важливим питанням охорони праці є нормування робочого часу та відпочинку працівників. Кодексом Законів України про працю визначено, що тривалість робочого часу у працівників не може перевищувати 40 годин на тиждень, а на роботах із важкими та шкідливими умовами праці не більше 36 годин. Для осіб віком від 16 до 18 років - 36 годин на тиждень. Робочий тиждень має бути п'ятиденним з двома вихідними днями. Проте дозволяється на безперервно діючих виробництвах запровадити шестиденний робочий тиждень з одним вихідним днем. Загальним вихідним днем є неділя. Другий вихідний день при п'ятиденному робочому тижні надається перед або після загального (субота або понеділок). На безперервно діючих виробництвах вихідні дні надаються працівникам згідно з графіком роботи, що складається керівниками робіт. Тривалість робочого часу при п'ятиденному робочому тижні не повинна перевищувати 8 год., при шестиденному - 7 год., а останній шостий день скорочується на дві години. Для відпочинку та прийняття їжі працівникам надається перерва після перших чотирьох годин від початку роботи тривалістю до двох годин, яку працівник може використовувати за власним розсудом. Тривалість перерви у робочий час не враховується.

Порядок забезпечення працівників засобами індивідуального захисту встановлюється "Положенням про порядок забезпечення працівників спеціальним одягом, спеціальним взуттям та іншими засобами індивідуального захисту", затвердженим наказом Державного Комітету України з нагляду за охороною праці від 29 жовтня 1996 р. № 170, і також регулюється Кодексом Законів України про працю. Норми безкоштовної видачі встановлюються "Типовими галузевими нормами видачі працівникам спеціального одягу, спеціального взуття та інших засобів індивідуального захисту".

Порядок проведення медичних оглядів працівників певних категорій встановлюється "Положенням про медичний огляд працівників певних категорій", затвердженим наказом Міністерства охорони здоров'я від 21 червня 1994 р., за N 136/345 (із змінами, внесеними згідно з Наказом МОЗ №139 від 07.06.99).

З метою оцінки стану здоров'я, визначення придатності працівника до виконання певних видів робіт, запобігання розвитку професійних захворювань підприємство організовує медичні огляди - попередній та періодичний. Проводяться медичні огляди за кошти підприємства.

Медичний огляд водіїв транспортних засобів проводиться відповідно до "Положення про медичний огляд кандидатів у водії та водіїв транспортних засобів", затвердженого наказом Міністерства охорони здоров'я України та Міністерства внутрішніх справ України 05.06.2000 №124/345" з метою визначення здатності кандидатів у водії та водіїв до безпечного керування транспортними засобами.

Порядок проведення атестації робочих місць за умовами праці здійснюється згідно з "Порядком проведення атестації робочих місць за умовами праці", затвердженим постановою Кабінету Міністрів України від 1 серпня 1992 р. за № 442 та "Методичними рекомендаціями для проведення атестації робочих місць за умовами праці", затвердженими Міністерством праці України від 1 вересня 1992 р. за №41.

Робочий день дозволяється ділити на частини. Також для відпочинку встановлені святкові вихідні дні. Робота у ці дні забороняється, а на безперервно діючих виробництвах робота у такі дні оплачується у подвійному розмірі. Робота у вихідні дні та понад встановлену тривалість робочого дня забороняється, але при виробничій необхідності за згодою працівника та профспілкової організації дозволяється використовувати понаднормові роботи, які оплачуються в підвищеному розмірі чи додаються дні до відпустки. Нормування робочого часу на підприємстві встановлюється при укладанні колективного договору та визначається у правилах внутрішнього трудового розпорядку для кожного виробничого підрозділу. Початок та закінчення робочого дня визначається головними спеціалістами, технологами, керівниками галузей виробництва, які здійснюють планування технологічного процесу виробництва і від яких залежить раціональне планування робочого часу та відпочинку працівників. Підприємство може скорочувати тривалість робочого часу.

Санітарно-побутове забезпечення працівників підприємства включає обладнання гардеробних, умивальних, душових, туалетних, побутових кімнат, кімнат відпочинку, їдалень, буфетів, медичного профілакторію тощо.

Органи, що здійснюють державний нагляд та контроль за охороною праці, визначено в Законі України "Про охорону праці".

За станом охорони праці на підприємстві державний нагляд здійснюють державні інспекції по нагляду за охороною праці, органи прокуратури, санітарно-епідеміологічна служба, служби охорони праці державних адміністрацій.

Громадський контроль за станом умов праці та безпекою виробничих процесів на підприємстві здійснюють профспілковий комітет та уповноважені трудових колективів. Адміністративний контроль здійснюють служба охорони праці підприємства, керівники та спеціалісти підприємства.

Забезпечення пожежної безпеки є невід'ємною частиною виробничої діяльності підприємства і в цілому покладається на керівника підприємства та безпосередньо на керівників виробничих підрозділів, в обов'язки яких входить дотримання вимог правил пожежної безпеки, проведення протипожежних інструктажів, що здійснюються одночасно з інструктажами з охорони праці, обладнання виробничих приміщень первинними засобами гасіння пожежі. Також: виробничі приміщення обладнують пожежними щитами, на яких розміщують ломи, сокири, лопати, багри, відра та біля них ящики з піском і бочки з водою.

Висновки та пропозиції


У дипломній роботі на ландшафтно-екосистемних засадах наведено характеристику трансформації у просторі і часі лісових екосистем Правобережжя середнього Дніпра в умовах аеротехногенного забруднення. Запропоновано напрями та способи підвищення стійкості лісових екосистем, удосконалення фітоіндикації забруднення атмосфери, лісовідновлення, озеленення та збереження біорізноманіття.

1.Основними екологічними загрозами для лісових екосистем Правобережжя середнього Дніпра є промислове забруднення атмосфери фітотоксикантами NH3+NOх+SO2, яке періодично перевищує середньорічні ГДК.

2.За 1988-2011 рр. промислові викиди аерофітотоксикантів у м. Черкасах зменшились у 2,8 раза внаслідок економічної кризи 90-х років ХХ ст. Проте санітарний стан соснових деревостанів лісового масиву «Черкаський бір» продовжує погіршуватися. У найбільш пошкодженому урочищі «Сосновка» в радіусі до 19 км від промислової зони на площі 8,8 тис. га деревостани сильно ослаблені.

.Техногенне зрідження деревного намету лісових насаджень Черкаського бору призводить до збільшення освітленості та температури піднаметового простору лісу. Це спричиняє активізацію розвитку нижчих ярусів фітоцезу (підросту, підліску, чагарників, травяно-лишайниково-мохового надґрунтового покриву), що зумовлює зміну видового складу лісових насаджень.

.У приузлісній (0-2 км з боку міста) смузі Черкаського бору зріджені та пригнічені у розвитку деревостани сосни звичайної змінює листяний підріст та густий підлісок. Тобто монокультури сосни звичайної перетворюються у складні за будовою багатоярусні фітоценози.

.У травяно-лишайниково-моховому надґрунтовому покриві зріджених насаджень знижується кількість лісових видів (папоротей та мохів), їх витісняють світлолюбні сорняки, що заносяться з агроугідь, лучні рослини та азотофіли (внаслідок надходження техногенного азоту до 2 км вглиб лісового масиву).

.Аеротехногенне забруднення спричиняє трансформацію структури соснових деревостанів: зміну домінантів у деревостані; звуження на 1 м товщини кронового шару фотосинтезу деревного намету; зміну співвідношень груп дерев за розвитком та станом.

1.Для зниження техногенного забруднення атмосфери шкідливими речовинами необхідно забезпечити удосконалення технологічних процесів на систем очистки підприємствах-джерелах викидів

2.Необхідно сприяти природному поновленню лісів та створенню лісових культур з участю листяних видів відповідно до природних типів деревостанів, у яких дуб звичайний та інші листяні породи формують другий ярус, а перший - сосна звичайна.

.Перед вразливими обєктами природно-заповідного фонду доцільно створювати щільні буферні узлісся із стійких видів листяних дерев

.При удосконаленні лісогосподарських заходів доцільно враховувати виділені у дипломній роботі зони аеротехногенної трансформації лісових екосистем.

.Результати цих досліджень доцільно використовувати при проведенні екологічного моніторингу, дослідженнях біорізноманіття лісових екосистем, розбудові екомережі Правобережжя Центрального Придніпровя. Це сприятиме збереженню Черкаського бору, інших лісів регіону, а також збереженню біотичного та ландшафтного різноманіття.

Список використаної літератури


1.Анучин Н.П. Лесная таксация / Н.П.Анучин. - М.: Лесная пром-ть, 1982. - 547 с.

2.Бащенко М.І. Екологічна мережа Центрального Придніпровя: монографія / М.І.Бащенко, О.Ф.Гончар, В.В.Лавров, С.І.Дерій. - К.: Центр екологічної освіти та інформації, 2009. - 386 с.

3.Берлянд М.Е. Прогноз и регулирование загрязнения атмосферы / М.Е.Берлянд. - Л: Гидрометеоиздат, 1985. - 272 с.

.Брэдли Р.С. Неопределенности в тенденциях изменений кислотных выпадений: роль климат изменений // Кислотные выпадения. Долговременные тенденции / Р.С.Брэдли; под ред. Ф.Я.Ровинского - Л.: Гидрометеоиздат, 1990. - 440 с.

5.Букша І.Ф. Концептуальні положення моніторингу лісів України / І.Ф.Букша // Лісівництво і агролісомеліорація. - Харків, 2002. - Вип. 100. - С. 13-16.

6.Букша І.Ф. Принципи побудови багаторівневої мережі ділянок моніторингу лісів України / І.Ф.Букша // Лісівництво і агролісомеліорація. - Харків, 2004. - Вип. 107. - С. 242-251.

7.Воробьев Д.В. Методика лесотипологических исследований / Д.В.Воробьев. - К.: Урожай, 1967. - 388 с.

8.Ворон В.П. Антропогенні зміни соснових лісів зеленої зони Харкова / В.П.Ворон, О.Г.Целіщев, О.І.Воронцова // Лісівництво і агролісомеліорація. - Харків, 2002. - Вип. 102. - С. 20-29.

.Ворон В.П. Екологічне нормування аеротехногенного забруднення лісових екосистем / В.П.Ворон, В.В.Лавров, І.О.Присада, Т.Ф.Стельмахова // Лісівництво і агролісомеліорація. - Харків, 1999. - Вип. 95. - С. 3-9.

.Ворон В.П. Зміни просторової структури соснових деревостанів внаслідок забруднення атмосфери викидами Рівненського ВО «Азот» / В.П.Ворон, В.В.Лавров, О.В.Леман, О.Г.Целіщев // Наук. вісник Укр. ДЛТУ. Зб. наук.-тех. праць. - Львів, 2000. - Вип. 10.2. - С. 47-52.

11.Ворон В.П. Ліси зеленої зони м. Рівне та їх еколого-захисні функції / В.П.Ворон, С.В.Івашинюта, І.М.Коваль, М.А.Бондарук. - Харків: Нове слово, 2008. - 224 с.

12.Ворон В.П. Проблеми досліджень антропогенного пошкодження лісів України: здобутки та перспективи / В.П.Ворон, В.В.Лавров, М.А.Бондарук // Лісівництво і агролісомеліорація. - Харків, 2002. - Вип. 103. - С. 8-14.

13.Временные нормативы предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, оказывающих вредное воздействие на лесные насаждения в районе музея-усадьбы «Ясная поляна». - М., 1984. - 12 с.

.Гудериан Р. Загрязнение воздушной среды / Р.Гудериан. - М.: Мир, 1979. - 200 с.

.Дончева А.В. Ландшафт в зоне воздействия промышленности / А.В.Дончева. - М.: Лесн. пром-сть, 1978. - 94 с.

.Екологічна енциклопедія: у 3 т. / Редколегія: А.В.Толстоухов (головний редактор) та ін. - К.: ТОВ «Центр екологічної освіти та інформації», 2006. - Т. 1: А-Е. - 432 с.

17.Загрязнение воздуха и жизнь растений / [Зб. научн. тр. / под ред. М. Трешоу]. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1988. - 536 с.

.Івашинюта С.В. Антропогенні зміни лісів зеленої зони м. Рівне / С.В.Івашинюта // Ліс, наука, суспільство: матеріали міжн. ювілейної наук. конф., присвяченої 75-річчю із дня заснування УкрНДІЛГА (Харків, 30-31 березня 2005 р.). - Харків, 2005. - С. 71-72.

19.Израэль Ю.А. Мониторинг трансграничного переноса загрязняющих воздух веществ / [Ю.А.Израэль, И.М.Назаров, Ш.Д.Фридман и др.]. - Л.: Гидрометеоиздат, 1987. - 303 с.

.Карпенко А.Д. Оценка состояния древостоев, находящихся под воздействием промышленных эмиссий / А.Д.Карпенко // Экология и защита леса. Межвуз. сб. науч. тр. - Л.: ЛТА, 1981. - Вып. 6. - С. 39-42.

.Коршиков И.И. Адаптация растений к условиям техногенно загрязненной среды / И.И.Коршиков. - К.: Наук. думка, 1996. - 238 с.

.Кулагин Ю.З. Древесные растения и промышленная среда / Ю.З.Кулагин. - М.: Наука, 1974. - 125 с.

.Лавров В.В. Антропогенний вплив на соснові насадження Черкаського бору / В.В.Лавров, Н.В.Мірошник // Вісник Київського національного ун-ту ім. Т.Шевченка: Інтродукція та збереження рослинного різноманіття. - 2009. - Вип. 22-24. - С. 142-144.

.Лавров В.В. Загрязнение атмосферного воздуха, лесов и почв правобережья Днепра фитотоксикантами на примере Черкасской промышленной агломерации / В.В.Лавров // Бюллетень ВНИИ агролесомелиорации. - 1991. - Вып. 3(64). - С. 3-6.

25.Лавров В.В. Методологія сталого розвитку лісової галузі України: теорія і практика: автореф. дис. ... д.с.-г. н.: спец. 03.00.16 «Екологія» / В.В.Лавров. - К., 2009. - 44 с.

26.Лавров В.В. Повышение устойчивости лесных экосистем в условиях Черкасской промышленной агломерации: автореф. дис. … к.б.н.: спец. 03.00.16 «Экология» / В.В.Лавров. - Днепропетровск, 1994. - 19 с.

.Національна екологічна політика України: оцінка і стратегія розвитку. - К.: ПРООН Україна, 2008. - 184 с.

28.Нормування антропогенного навантаження на навколишнє природне середовище: Навч. пос. / О.І.Фурдичко, В.П.Славов, А.П.Войцицький; за наук. ред. О.І. Фурдичка. - К.: Основа, 2008. - 356 с.

29.Определитель высших растений Украины. - К.: Наук. думка, 1987. - 548 с.

.Пастернак П.С. Зміна лісових екосистем під впливом аеротехногенного забруднення / П.С.Пастернак, В.П.Ворон // Укр. ботан. журн. - 1994. - Т.51, №1. - С. 54-60.

.Рекомендации по повышению устойчивости зеленых насаждений к техногенному загрязнению атмосферы выбросами аммиака, сернистого ангидрида, окислов азота в условиях лесной и степной зон УССР / [П.С.Пастернак, В.П.Ворон, В.Г.Мазепа и др.]. - Харьков, 1987. - 16 с.

.Программа действий. Повестка дня на 21 век и другие документы конференции в Рио-де-Жанейро в популярном изложении. - Женева: Центр «За наше общее будущее», 1993. - 70 с.

.Пузанова О.А. Экологическая оценка длительного техногенного воздействия на хвойные древостои Приангарья: автореф. дис. … к.с.-г.н. / О.А.Пузанова. - Братск, 2005. - 24 с.

.Распопіна С.П. Аналіз стану соснових лісів в умовах тривалого впливу промислових емісій / С.П.Распопіна, В.П.Ворон // Лісівництво і агролісомеліорація. - Харків, 2006. - Вип. 110. - С. 223-228.

.Регіональна доповідь про стан навколишнього природного середовища в Черкаській області у 2008 році / Держ. управління охорони навк. прир. сер-ща в Черкаській області. - Черкаси, 2008. - 187 с.

.Редько Г.И. Черкасский бор: история, лесонасаждения, использование / Г.И.Редько, В.П.Шлапак. - К.: Лыбидь, 1991. - 104 с.

.Санітарні правила в лісах України / Постанова Кабінету Міністрів України від 27.07.1995 р. № 555. - К.: Урожай, 1995. - 16 с.

.Смит У.Х. Лес и атмосфера. Взаимодействие между лесными экосистемами и примесями атмосферного воздуха / У.Х.Смит; под ред. А.С.Керженцева. - М.: Прогресс, 1985. - 432 с.

.Смоленський І.М. До оцінки фонового забруднення лісових екосистем Горган / І.М.Смоленський, В.В.Клід // Укр. ботан. журн. - 2005. - Т.62, №4. - С. 522-529.

.Фитотоксичность органических и неорганических загрязнителей / [В.П.Тарабрин, Е.Н.Кондратюк, В.Г.Башкатов и др.]. - К.: Наук. думка, 1986. - 216 с.

.Хорват Л. Кислотный дождь / Л.Хорват; пер. с венг.; под ред. Ю.Н.Михайловского. - 1986. - 84 с.

.Экологический энциклопедический словарь: свыше 8 тыс. терминов / И.И.Дедю. - Кишинев: Гл. ред. МСЭ, 1990. - С. 186.

.Ярмишко В.Т. Влияние аэротехногенного загрязнения на состояние корней Pіnus sylvestrіs в Ленинградской области и Юго-восточной Финляндии / В.Т.Ярмишко, И.Лумме, М.А.Ярмишко // Растительные ресурсы. - 2007. - Вып. 4. - С. 42-55.

.Ярмишко В.Т. Сосна обыкновенная и атмосферное загрязнение на Европейском севере / В.Т.Ярмишко. - Санкт-Петербург: Изд-во НИИ химии С.-Петербургского гос. ун-та, 1997. - 210 с.

45.Prіncіples for Sustaіnable Management of Global Forest. Global Forestry Coordіnatіon and Cooperatіon project. - 1992. - 33 p.


Міністерство аграрної політики та продовольства України Білоцерківський національний аграрний університет Екологічний факультет

Больше работ по теме:

КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]

Скачать реферат © 2017 | Пользовательское соглашение

Скачать      Реферат

ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ