Факультет

Студентам

Посетителям

Крона — естественный фильтр

Кроне с ее сложнейшей архитектоникой ветвей и листьев принадлежит важная роль в очищении воздуха от пыли и вредных газов.

Кроны деревьев и кустарников — мощная преграда воздушным потокам, предотвращающая пересыхание, раздувание и перенос рыхлого слоя грунта и способствующая осаждению пылевых частиц и копоти. Запыленный воздух, проходя через естественный лабиринт кроны, фильтруется. Значительная часть пыли задерживается на поверхности листовых пластинок и веток. При выпадении осадков она смывается в почву, причем обыкновенная пыль смывается с крон деревьев на 85%, угольно-мазутная — всего на 62…65%.

По данным С. В. Белова, в лесу суммарная площадь одной стороны листьев и хвои составляет 40…100 тыс. м2 на 1 га. Если к этой цифре добавить еще поверхность ветвей и стволов деревьев, равную 20…30% поверхности листьев, то суммарная осаждающая поверхность будет равна 50…150 тыс. м2, что в 5—15 раз превышает площадь, занятую насаждениями. Академик А. М. Обухов сообщает, что в настоящее время ежегодные выбросы загрязняющих примесей антропогенного происхождения в атмосферу в ряде случаев уже сопоставимы с их равновесным содержанием в воздухе. Например, для угарного газа, образующегося в основном в результате неполного сгорания топлива в двигателях автомобилей; в 50-х годах эти выбросы составили около 200 млн. т/год, в 70-х — около 700 млн. т и при сохранении темпов роста к 2000 г. могут достигнуть 2 млрд. т/год. Между тем равновесное содержание СО2 во всей атмосфере Земли, по данным автора, оценивается сейчас величиной 600…700 млн. т, т. е. втрое меньше.

В начале 70-х годов только в США количество загрязняющих веществ, выбрасываемых в воздух главным образом автомобилями и электростанциями, достигло 200 млн. т/год, т. е. почти по одной тонне на американца. В ряде районов промышленных городов количество твердых осадков, выпадающих на землю, достигает 100 т/км2 поверхности. В индустриальных центрах в 1 м3 воздуха содержится от 100…500 тыс. частиц сажи, в то время как под пологом леса в 100 раз меньше. Запыленность воздуха в промышленных районах достигает 14 мг/м3, в жилых и пригородных — 1,3 мг/м3 при максимально допустимой норме — 0,5 мг/м3 (повседневная среднесуточная — 0,15 мг/м3). Автором установлено, что под кронами деревьев запыленность меньше, чем на открытой территории: в мае — на 20, в июне — на 21,8, в июле — на 34,1, в августе — на 27,7 и в сентябре — на 38,7%. За весь вегетационный период концентрация пыли на открытой площадке составила 0,9 мг/м3, а под кронами деревьев 0,52 мг/м3, или на 42,2% ниже. Имеется много противоречивых данных о пылезадерживающих возможностях древесного полога. Ф. Сен-Марк сообщает, что один бук с диаметром кроны 15 м имеет общую поглощающую поверхность 160 тыс. м2, позволяющую насаждению площадью 1 га задерживать за сезон 30 т пыли. По другим данным, 1 га букового насаждения задерживает в год 32 т пыли липового — 42 т. По А. А. Молчанову, 1 га леса способен профильтровать 50…70 т пыли. Швейцарский исследователь Т. Келлер пишет, что ежегодно 1 га еловых насаждений задерживает на кронах деревьев до 30 т пыли, сосновых — до 35, из вяза — 43, дубовых — 54, буковых — 68 т.

В. П. Ворон, изучивший влияние пылевых выбросов в атмосферу на лесное насаждение, установил, что 1 м2 листовой поверхности на территории комбината задерживает 10…60 т пыли. На расстоянии 2500 м от комбината, где начинается лесное урочище, запыленность листьев в буковом древостое в среднем составляет (г/см2): в верхней части кроны — 6,32, средней — 7,99, нижней — 8,49. В целом же на 1 га 35-летнего букового древостоя на листьях находится 48,7 кг пыли. На расстоянии 7 км от комбината (4,5 км от стены урочища) отмечены лишь следы пыли.

По данным С. В. Белова и В. П. Прохорова, пылеосаждающая способность насаждений колеблется в пределах 1,0…26,0 т на 1 га насаждений. Подсчитано, что 1 га леса в течение года очищает приблизительно 18 млн. м3 воздуха.

Наиболее активным осаждающим элементом кроны является листва. Если летом осаждается 50% пыли, то зимой в безлиственный период — 37%. Однако не все листовые пластинки одинаково приспособлены к улавливанию и задержанию пыли. По данным В. Ф. Докучевой, запыленность поверхности листьев следующая: вяз — 3,39 г, сирень венгерская — 1,61, липа мелколистная — 1,32, клен остролистный — 1,05, тополь бальзамический — 0,55 г. Хвойные породы, пылезащитные свойства которых сохраняются круглый год, осаждают в 1,5 раза больше пыли в расчете на единицу массы листвы, чем лиственные.

Количество задерживающихся на листовой пластинке частиц зависит от ее фактуры. Так, шершавые листья вяза задерживают почти в шесть раз больше пыли, чем гладкие листья тополя бальзамического. Листья с глянцовой, шероховатой и морщинистой поверхностью освобождаются от пыли гораздо быстрее, чем с опушенной. Клейкие листья и смолистая хвоя в начале сезона проявляют высокие пылеулавливающие качества, которые постепенно снижаются.

Исходя из особенностей фактуры листовой пластинки растений и их отношения к твердым и жидким аэрозолям, Г. М. Илькун подразделяет растения на две группы. Первая объединяет растения с листвой, лишенной воскового налета, легко смачивающейся, плохо освобождающейся от пылевых частиц. Ко второй группе относятся растения, листья которых имеют восковой слой и легко освобождаются от пыли.

С. В. Белов и В. П. Прохоров пылезадерживающую работу деревьев оценивают в 10 руб./га за год.

Кроны деревьев обладают высокой газозащитной и газопоглотительной способностью. Наиболее эффективно защищают воздух от вредных газообразных примесей лиственные насаждения, меньше — смешанные и хвойные.

Фильтрация дыма и газов происходит в результате задержания кронами потока загрязненного воздуха, газовые компоненты которого, прежде всего окислы серы, соединения фтора, хлора, углеводов, озона, пероксиацетилнитрата, взаимодействуют с растениями. Этот сложнейший процесс характеризуется различной скоростью проникновения и накопления токсичных веществ в тканях листвой пластинки и клеточных органеллах, оттоком из листа в формирующиеся запасающие органы, нарушением фотосинтеза, дыхания, транспирации и других биосинтетических и обменных процессов.

Одно дерево, имеющее 10 кг листьев в расчете на сухую листву, накапливает, по данным Г. М. Илькуна, за май—сентябрь следующее количество сернистого газа: тополь бальзамический — 180 г, ясень зеленый — 170, вяз гладкий — 120, липа сердцелистная — 100, береза пушистая — 90, клен ясенелистный — 30, клен остролистный — 20 г. По расчетам автора, 1 га лесных насаждений способен без заметного вреда для себя поглотить из воздуха 400 кг сернистого газа, 100 — хлоридов, 20…25 — фторидов.

Растения уменьшают концентрацию в воздухе выбросов свинца — продукта сгорания высокооктанового бензина. Вблизи автострады содержание свинца в растениях может достигать 300 мг/кг сухой массы. Наибольшее количество свинца накапливают листья каштана конского — 600…800 мг/кг сухого вещества, клена остролистного — 304, тополя пирамидального — 162, липы крупнолистной — 80 мг/кг.

Газопоглотительная эффективность древесных пород зависит от структуры древостоя, полноты насаждения, плотности крон. Среднеполнотные насаждения обладают большей эффективностью, чем высокополнотные; наименее эффективны низкополнотные насаждения.

Возросшая выше предельно допустимой, концентрация фитотоксичных газов становится вредной для жизнедеятельности растений. Длительные наблюдения за их состоянием показали, что не все виды одинаково переносят загазованность воздуха. Так, содержание в воздухе O2 в примеси 2 мг/м3 (0,0003%). уже губительно действует на вечнозеленые хвойные породы с их длительно существующим листовым аппаратом. Из хвойных наименее устойчивы против фитоксикантов ель и сосна обыкновенные, наиболее — ель колючая, кедр сибирский, туи.

Лиственные породы, а также сбрасывающие хвою лиственницы (европейская, сибирская, японская, польская) более устойчивы против фитотоксикантов. Из лиственных высокой чувствительностью обладают белая акация, груша обыкновенная, ива белая, клен полевой, платан кленолистный, шелковицы белая и черная, ясень зеленый, айлант высочайший, тополи бальзамический, белый и канадский. Наиболее чувствительных к фитотоксикантам березы бородавчатая и пушистая, бук европейский, граб обыкновенный, конский каштан, клен-явор и др.

Следовательно, задача лесоводов и озеленителей состоит в правильном подборе ассортимента древесных растений, создании насаждений, устойчивых против воздействия фитотоксикантов.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: