Обзор основных методов изучения лесов зеленых зон городов в условиях юга Дальнего Востока

Зелёная зона – это лес и лесные участки, примыкающие к черте города. Зелёная зона города организуется и используется для отдыха населения. Помимо лесной растительности в состав зелёной зоны могут входить озёра, источники минеральной воды, реки, водопады и т.д. Из определения понятия видно, что зелёная зона города – это лесное растительное сообщество, но в отличие от широкого понятия «лес» оно также обладает определёнными отличиями по функциональному назначению и пространственной структуре. Функциональное назначение лесов зелёной зоны заключается в преобразовании определённой их части в лесопарки, которые служат местом для проведения экскурсий и активного отдыха населения.

При диагностике внутренних нарушений растений под воздействием городских загрязнителей также широко используется анатомический метод, заключающийся в определении размеров, структуры и особенностей ткани в вегетативных органах растений. Об уменьшении степени жизнеспособности древесных растений в городской среде можно судить по применению размеров отдельных тканей и их соотношений. Так, по мере ухудшения условий жизнедеятельности растений уменьшается толщина листовой пластинки и губчатой паренхимы, увеличивается слой верхнего эпидермиса и палисадной паренхимы, изменяются размеры и количества устьиц, а также соотношения губчатой и столбчатой паренхимы [1].

Анатомические методы обычно используют при необходимости углублённой характеристики функционального состояния наиболее ценных растений в городской среде. Эти методы требуют специальной подготовки и соответствующей аппаратуры (Тарханов, 2004; Суворов, Серебрякова, 1979).

Физико-биологический подход, связанный с установлением состояния древесных растений по эндогенным регуляторам роста и растворимым углеводам, отражает физиологическую активность всего организма. Здоровые, хорошо развитые растения с высокой жизнеспособностью характеризуются, как правило, большим запасом стимуляторов роста и более высоким их удельным весом в общем балансе ростовых веществ. Снижение жизнедеятельности древесных растений в городской среде сопровождается изменением количества стимуляторов к ингибиторам. Данный метод нашёл широкое применение, но он связан с лабораторными работами и требует определённых навыков, специальной аппаратуры и реактивов.

Электрофизиологический подход, основанный на тесной связи электрической активности растений с их физиологическими процессами и скоростью отзывчивости растений на различные внешние воздействия, позволяет получать информацию о состоянии растений, не повреждая их отдельные части. Наиболее перспективным методом, по мнению З.В. Васиной и В.С. Николаевского, является метод электропроводности, основанный на измерении сопротивления тканей древесных растений пропускаемому через них электрическому току. Мерой электрической проницаемости функционального состояния ткани служит электрическое сопротивление, которое при отмирании клеток падает, способствуя тем самым увеличению электропроводности. Растения, характеризующиеся наибольшей жизнеспособностью (высокий прирост, развитие вегетативных органов), в течение всего вегетационного сезона имеют и более высокие величины коэффициента поляризации. Установлено, что при снижении жизнедеятельности, возникновении заболеваний электросопротивление тканей древесных растений существенно увеличивается, а коэффициент поляризации и поляризационная ёмкость уменьшаются.

Метод оценки жизнеспособности деревьев ели по величинам полного электрического сопротивления тканей оказался малоинформативным при действии ранневесенней засухи. Это было связанно с тем, что электрическое сопротивление прикамбиального комплекса тканей в нижней части стволов деревьев ели, получивших летальное повреждение в период засухи, было значительно ниже, чем у деревьев, почти не затронутых действием ранневесенней засухи. Для этого периода непригоден и метод оценки жизнеспособности деревьев по величинам биопотенциалов, так как весной характерно возрастание величины биопотенциала после зимнего покоя. Этот метод может быть применим только в середине лета, когда биопотенциал по своей величине стабилизируется [3].

Детальный и требующий малых затрат времени анализ состояния древесных растений и возможность его отображения в математическом виде, а также установление качественного состояния растений без нарушения целостности организма и вредного влияния на растения регистрирующей аппаратурой составляют основные достоинства этого подхода. Вместе с тем, электрофизиологический подход имеет свои недостатки, так как основные показатели его изменяются в зависимости от возраста деревьев, и, как ранее было отмечено, от фенофазы. Поэтому при проведении работ должен быть учтён возраст растений. Желательно также идентифицировать точки, в которых производятся измерения по диаметру.

Спектрофотометрический наземный и дистанционный подход основан на изменении спектральных особенностей отражения листьев в результате техногенных воздействий; хорошо коррелирует с физикобиологическим состоянием растений и позволяет оценить степень их поражённости на ранних стадиях её проявления при отсутствии видимых признаков угнетения. Ухудшение состояния растений при этом выражается в понижении содержания хлорофилла (хлороз, некроз), что проявляется в изменениях оптических характеристик фитоэлементов.

Дистанционные методы оценки насаждений на основе аэрокосмических съёмок основаны также на физико-биологических свойствах растений. В отличие от наземных спектрофотометрических подходов дистанционные методы позволяют получать информацию в более широком спектральном диапазоне и одновременно на большой территории, что позволяет более объективно сравнивать результаты, полученные как для одного дерева или объекта (сквер), так и для отдельного района или города [2].

К широко распространённым методам оценки степени поражения древостоев промышленными загрязнениями относятся различные информационные балльные шкалы. При этом балл состояния древостоев выводится по отдельным показателям или по их совокупностям различными способами: визуально по внешним симптомам поражения деревьев, инструментально по таксационным или физиологическим признакам по совокупности таксационных, морфологических и физиологических характеристик.

Примером может служить шкала IUFRO (Международный Союз лесных исследовательских организаций), в которой учитываются классы повреждения древесных пород по состоянию листьев и дефолиации крон.

В.А. Алексеев отмечает, что для древесных растений с многолетним циклом развития степень повреждения листьев и состояние дерева далеко не всегда являются синонимами. Использование такого рода шкал для оценки жизненного состояния деревьев едва ли целесообразно из-за их малой прогнозной информативности и слишком ограниченного набора признаков ослабления и повреждения особей (Алексеев, 1990) [1, 4].

1. Агрофизические методы исследования почв. М.: Наука, 1966. 257 с.
2. Алексеев В.А. Диагностика жизненного состояния деревьев и древостоев // Лесоведение. 1989. № 4. С. 51-57.
3. Будищев А.Ф. Описание лесов южной части Приморской области // Сборник важнейших официальных документов по управлению Восточной Сибирью. 2 изд. Хабаровск, 1898. Т. V. Вып. 1. 488 с.
4. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.Ф. Методы исследования физических свойств почв. М.: Агропромиздат, 1986. 416 с.