Эколого-географическая оценка Валламского архипелага с применением фитоиндикационных методов

2
Содержание Стр.
1. Введение......................................................... 3
2. Источники антропогенного воздействия............................. 11
3. Методика исследований
3.1. Методика полевых исследований................................... 23
3.2. Методика лабораторных и камеральных исследований................ 2В
4. Эколого-географическая характеристика и оценка состояния экосистемы.............................................................. 30
4.1. Геологические особенности....................................... 30
4.1.1. Геологическое строение, почвообразующие породы и рельеф 30
4.1.2. Химический состав горных и почвообразующих пород 33
4.2. Климатические закономерности.................................... 37
4.3. Диагностика состояния и устойчивости и оценка качества воды внутренних водоемов и акватории Ладожского озера в
районе архипелага.................................................... ^0
4.4. Эколого-гсохимическая характеристика почв....................... иі
4.4.1. Условия образования и классификация почв................... ^7
4.4.2. Физико-химические особенности почв Германова,
Никоновского и Александровского сельскохозяйственных угодий 37
4.4.3. Оценка устойчивости почв................................... 71
4.5. Растительность.................................................. 76
4.6. Ьиомониторинг загрязнения воздуха........................... 83
4.6.1. Преимущество методов биомониторинга, критерии
выбора растения-индикатора........................................ 83
4.6.2. Оценка состояния экосистемы по биоиндикационным параметрам.................................................. 87
5. Заключение.......................................................... 103
6. Литература.......................................................... 109
7. 1 іриложения........................................................ 127
3
1. Введение
Валаамский архипелаг является уникальной охраняемой историко-культурной и природной территорией. В 1979 г. Валаамский архипелаг получил статус историко-архитектурного и природного музея-заповедиика, который в 1993 г. был реорганизован в единственную в Карелии историко-архитектурную и природную территорию "Валаам" - ОПТ (охраняемая природная территория) 147]. С начата 90-х гг. на Валааме восстановлен монастырь, который прекратил свою работу в начале войны. В 1995 г. разработан проект Федеральной программы возрождения и развития Валаамского архипелага. В нее включен и природоохранный блок, объектами изучения которого являются внутренние воды, лесные и парковые ландшафты, животный и растительный мир.
Научные исследования, результаты которых были подробно изучены и использованы для комплексной оценки, проводятся на Валааме с 1960-го года, когда флора острова была описана сотрудниками БИНа им. В.Л. Комарова РАН. Начиная с 70-х гг. Валаам находится в центре внимания Института леса Карельского Филиала Академии Наук. Вышло два сборника, в которых обобщены и систематизированы материалы но растительности и почвам, и рассматривается воздействие на них рекреации. Почвенно-агрохимические характеристики сельскохозяйственных угодий, особенности таежного почвообразования, антропогенно измененные почвы исследованы сотрудниками факультета географии и почвоведения Московского Университета. Почвы садов изучены на факультете биологии и почвоведения СГ16ГУ. С 1987 г. на острове работает экспедиция Санкт-11етсрбургского Общества Естествоиспытателей, которая принимала участие в создании Комплексной схемы охраны природы Ватаамского государственного историко-архитектурного и природного музея-заповедника (1989 г.) и разработке природоохранного блока в проекте Фсде-ратьной программы возрождения и развития Валаамского архипелага (1995 г.). В экспедиции ведутся фаунистические и флористические исследования. Одной из задач экспедиции является осуществление мониторинга состояния экоси-
12
водстве использовались только 50 га [155]. Туризм на Валааме начал развиваться в середине 19-го века, когда на остров ежегодно приезжало до 8 тыс. человек [13]. В период принадлежности Валаама Финляндии в 30-х годах 20-го века количество туристов составляло 30 тыс. человек в год. Начиная с 1968 г., когда стали ходить туристские теплоходы, летом остров ежедневно осматривает несколько СОтен туристов, к концу семидесятых годов количество туристов достигло 130 тыс. человек в год. Но данным сотрудников Института леса Карельского Филиала Академии Наук [15, 98, 101] вследствие вытаптывания напочвенного покрова, механических повреждений растительности на Валааме изменяется структура и состояние древостоев, ухудшаются условия возобновления леса, нарушается целостность травяно-кустарничкового и моховолишайникового покрова, уплотняется почва. Таким образом, ландшафтно-деструкционные антропогенные воздействия, за исключением рекреационных, в большинстве случаев носят положительный характер. Они в сочетании с уникальными природными условиями создали неповторимый облик Валаамского архипелага.
К эмиссионным воздействиям относятся выбросы поллютантов в воздушную среду и сбросы в водную среду. Воздушная среда загрязнястся вследствие трансграничного переноса, влияния промышленных предприятий Карелии, выбросов местных источников. Основным атмосферным процессом для всей территории Северо-Запада является западный (атлантический) перенос воздушных масс [97]. В результате аэрозагрязнения, попадающие в атмосферу на территории Западной и Центральной Нвропы переносятся через Северо-Западную границу Российской Федерации. Географическое положение Валаамского архипелага на юго-западе Карелии, вблизи границы с Финляндией и Ленинградской областью определяет его подверженность влиянию трансграничных потоков. Вследствие островного положения потоки загрязняющих веществ не встречают преград.
13
Одним из важнейших загрязнителей воздуха в Европе является сернистый ангидрид |50|. Природные соединения серы поступают в атмосферу: из вулканических газов - SO2, иногда H2S; посредством эоловой эмиссии -
Л Л
SO4 эмиссии морских солей - S04 из биогенных « азов суши - H2S, (CHjES, COS, (CH3)2S2, CS2. Всего по данным А .Г. Рябошапко [138] с природными соединениями в атмосферу поступает 216 млн.т серы в год.
Поступление антропогенной серы происходит за счет топливной энергетики на 55 %, металлургической промышленности на 25 %, очистки и переработки нефти и угля на 10 %, химической, целлюлозно-бумажной промышленности и транспорта на 10 %. Общий поток промышленной серы составил в 1980 г. 113 млн.т [138]. 94 % количества антропогенных выбросов серы приходится на северное полушарие [132]. 13 результате антропогенных воздействий количество серы в фитомассе увеличилось на 6 %, в почве на 24 %, во всем наземном секторе биосферы на 19 %, интенсивность круговорота серы возросла на 5% (167].
11о данным метеорологических синтезирующих центров "Восток" и "Запад" антропогенная эмиссия серы на европейскую территорию бывшего СССР в пределах сетки ЕМЕГ1 в период с октября 1978 г. по сентябрь 1980 г. составила 8100 кт в год [5], с 1980 по 1986 г. - 3500 кт в год [73]. Наибольший вклад внесли выбросы собственных источников. Из Европейских стран максимальное количество серы на территорию бывшего СССР поступило со стороны 11ольши и Германии. Затем следовали в порядке убывания Чехословакия, Венгрия, Финляндия, Болгария, Югославия, Франция, Италия, Румыния, Швеция, Дания, Бельгия, Австрия. Распад СССР привел к нарушению сети контроля состояния природной среды. В 1990 г. на западной границе бывшего СССР от Черного до Баренцева моря трансграничный перенос контролировался сетью ЕМЕП из двенадцати станций, в настоящее время на территории России находится только две. За 1992 г. по данным МСЦ-В [60] объемы выпадения соединений серы на территорию Российской Федерации в пределах сетки EMEU составили 2554