Экосистему города, с точки зрения протекающих в ней процессов функционирования (синтеза и распада веществ), можно рассматривать как локальную или абстрактную природную экосистему со всеми свойственными ей параметрами. Для обеспечения устойчивости любой экосистемы, в том числе и городской, необходимым является непрерывность протекания процессов обмена веществ и энергии. При этом процесс синтеза, т.е. превращения минеральных веществ в органические, обеспечивают фитоценозы. Процесс распада веществ в экосистеме города выполняет почва – педоценозы. Устойчивость и динамика фито — и педоценозов, как базовых компонентов экосистемы, регулируются внешними факторами среды — естественными и антропогенным, доля которых меняется в зависимости от масштабов агломерации и специфики техносферы.
Выяснение и оценка функционального состояния компонентов экосистемы города, а также прогноз динамических тенденций в настоящее время является необходимой и острой задачей. В работе предпринята попытка выяснения характера антропогенных деструкций растительных сообществ территории города Усть-Илимска и его окрестностей.
Город Усть-Илимск образован в 1974 г. в: связи со строительством Усть-Илимской ГЭС и созданием лесопромышленного узла. Территория города включает три городских района (левобережный, правобережный и территорию Усть-Илимского ЛПК), а также тяготеющие к ним шт. Железнодорожный и п. Невон. Основными промышленными предприятиями города являются Усть-Илимский ЛПК и Усть-Илимская ГЭС. Усть-Илимск — один из крупнейших городов области, площадь которого 22,9 тыс. га (на 01.01.1996 г.). В ней основную долю занимают лесные площади — 12,1 тыс. га (53 %), селитебные территории — 4,4 тыс. га (19 %), акватория водохранилища и рек — 5,4 тыс. га. (24 %), сельхозугодья – 0,7 тыс. га (3%).
Город Усть-Илимск, в пределах Усть-Илимского района Иркутской области, относится к зоне Ближнего Севера и характеризуется дискомфортными природно-климатическими условиями жизни населения.
геологическом строении принимают участие два основных типа горных пород. Осадочные отложения карбонового возраста представлены песчаниками, алевролитами и аргиллитами. Вулканические породы нижнетриасового возраста представляют собой туфовую толщу, иногда прерываемую внедрением диабазов. На всей территории интенсивно развиты рыхлые отложения коры выветривания. Рельеф характеризуется сочетанием плавных полого-холмистых очертаний водораздельных пространств с глубоковрезанной эрозионной сетью малых рек и ручьев. Климат резко континентальный с продолжительной (5…6 месяцев) зимой, коротким, но теплым летом. Годовое количество осадков 340…365 мм, большая часть которых приходится на теплый период. На территории города и его окрестностей преобладают дерново-подзолистые и серые лесные почвы. Среди таежной растительности преобладают хвойные (87 % лесопокрытой площади), преимущественно сосновые леса, в большинстве спелые и перестойные, разнотравные и зеленомошные. Среди ельников также преобладают зеленомошные типы леса. Лиственные леса, в основном березовые, разновозрастные. Городские леса выделены на площади около 8,5тыс. га. В их состав входят водоохранные леса вдоль рек, защитш,1е полосы лесов вдоль железной дороги, а также леса зеленой зоны города, в том числе их лесопарковая часть.
Для оценки состояния экосистемы города Усть-Илимска по степени трансформированности растительного покрова исследовался видовой состав и ценотическая структура растительных сообществ, а также визуальная оценка целостности почвенного слоя. Выбор модельных участков проводился с учетом физико-географических особенностей территории и охватил селитебные, природно-рекреационные, промышленные и техногенные зоны. В качестве контроля были выбраны участки растительности коренных или относительно ненарушенных местообитаний в сходных орографических условиях.
Основными источниками антропогенного влияния на природную среду города являются предприятия лесопромышленного комплекса и сопутствующих производств, ТЭЦ и ГЭС, а также жилая застройка районов города и поселков, с коммунальным хозяйством и транспортом. Меньшее воздействие оказывают другие промышленные предприятия, а также лесохозяйственная, сельскохозяйственная и рекреационная деятельность. Существенным фактором выступает Усть-Илимское водохранилище, оказывающее влияние на микроклиматические показатели в прибрежной полосе и структуру берегов.
Выбрать конкретные доминирующие факторы не представляется возможным в силу близости участков, сильной разнородности территории и совокупного их воздействия. Целесообразным, на наш взгляд, является группировка факторов по локальным участкам, т.е. по характеру условий местообитаний (табл.).
Таблица: Распределение факторов по зонам и источникам воздействия
добавить таблицы
Из таблицы мы видим, что действие антропогенных факторов на различных по природе и характеру нагрузки участках, в целом, сходно. Основной набор изменений сводится к структуре фитоценозов, состоянию почв и воздуха. Однако кажущееся сходство теряется при рассмотрении степени названных изменений на отдельных участках, что выражается в структуре растительности.
Контрольная зона. В качестве контроля взяты наиболее характерные типы наземной растительности, произрастающие вне зоны действия антропогенных факторов города или значительного от него удаления. Среди них наиболее широко распространенными являются сосноволиственничный бруснично-зеленомошный и сосновый брусничноразнотравный типы лесов.
Селитебная зона характеризуется наличием разнородных экотопов — лесопарки, парки, аллеи, газоны, пустыри и т.п. В пределах зоны две резко отличные экобиоморфы — древесно-кустарниковая и травянистая. Древесно-кустарниковая растительность формирует парки и аллеи с выраженной дигрессией нижних ярусов, вплоть до их полного исчезновения у жилых комплексов. Наиболее устойчивыми представителями нижних ярусов являются лесные виды – Rosa acicularis,Spiraea media,Carex macgoura. Моховой покров, как правило, полностью отсутствует. Травяные сообщества занимают пустыри и газоны, состав которых более разнообразен и определяется преимущественно ксерофитными степными и лесостепными видами. Как правило, наряду с разнотравными сложными сообществами формируются простые монодоминантные. Почвенный покров при этом испытывает сильное уплотнение. В условиях селитебной зоны формируются условия повышенного термального режима по сравнению с соседними территориями за счет работы теплосетей. Эти факторы повышают ксерофитизацию местообитаний и смещают баланс экосистемы в сторону дигрессии.
Природно-рекреационная зона представлена лесными участками разной степени дигрессии верхнего и нижнего ярусов. К этой группе можно отнести пригородные леса, лесопарки, парки, зоны отдыха сформированные в пределах естественных лесных массивов и искусственных насаждений интродуцентов. В фитоценозах отмечается большое видовое разнообразие, представленное как преимущественно коренными видами — Саrех тасrоиrа, Еquisetum аrvense, Rubus saxatilis,Calamagrostis arundinaceae и др. Фитоценозы пригородных лесов и больших лесопарков характеризуются целостностью растительного покрова, высокой конкурентноспособностью аборигенных видов, что затрудняет экспансию адвентивных видов. Последние занимают нарушенные участки внутри фитоценозов — тропинки, дороги, канавы и т.п. Кроме того, сообщества характеризуются устойчивостью микроклиматических показателей, что, в свою очередь, обеспечивает благоприятные условия для формирования и функционирования педосферы и препятствует дигрессионным явлениям.
Промышленная зона представлена разреженными лесами естественного происхождения, вторичными мелколиственными лесами и пустырями, окаймляющими промышленные предприятия города. Лесные массивы характеризуются упрощением вертикальной и горизонтальной структуры, вследствие нарушения структуры почвенного покрова активной промышленной деятельностью. Территории активных промышленных работ нередко полностью опустошены.
Техногенная зона. Сюда входит комплекс территорий различных по своему происхождению, форме и динамике. Пустыри, как правило, безлесные, оставшиеся по окончании строительных работ или функционирования промышленных предприятий в прошлом, зарастают в зависимости от степени нарушенности почвенного покрова. Чаще в пределах зоны встречаются участки с сильной и умеренной нарушенностью почвы, и редко со слабой. На начальных этапах формирующиеся фитоценозы, представлены простыми монодоминантными сообществами из сегетальных и рудеральных, реже лесостепных или лесных видов.
По мере обогащения и стабилизации почвенного покрова сообщества усложняются более требовательными к плодородию почв видами, однако не выходящими в конечном итоге на доминирующие позиции. При этом отмечается высокая плотность особей в растительных сообществах. Карьеры и насыпи, сформированные в результате добычи минералов, после прекращенье использования, обычно зарастают кустарниками, формируются поросль и закладывается почвенные слои. Растительные сообщества располагаются крайне разреженно. Дороги характеризуются значительным уплотнением почвы по обочинам, высокой концентрацией токсичных газов автомашин, что накладывает свой след на структуру близлежащей растительности. Побережья водохранилища, сформированные рыхлыми четвертичными породами, характеризуются слабой устойчивостью и разрушениями (обвалами) значительных площадей вследствие усиленного действия водной и ветровой эрозии. Дигрессия растительных сообществ протекает высокими темпами и охватывает значительные площади побережий. В целом, городскую флору и растительность формируют местные и иммигрировавшие виды. Среди иммигрантов значительный вклад в строении зеленых зон вносят интродуценты. Не ясным остается вопрос о составе во флоре города эргазиофитов разной степени натурализации. Подобная оценка позволяет выявить экологический потенциал ландшафтов города, определить основные направления и механизмы экспансии иноземных видов.
Автор текста: Ефимов Д. Ю. К оценке состояния растительности города Усть-Илимска / Д. Ю. Ефимов // Усть-Илимск: вчера, сегодня, завтра: материалы I региональной научно-практической конференции / ФГБОУ ВПО «Братский государственный университет. – Братск: Изд-во Братского гос. ун-та, 2012. — С. 175-180.