Институт проблем промышленной экологии Севера ФИЦ КНЦ РАН, Апатиты, Россия:

Т. А. Сухарева, старший научный сотрудник, канд. биол. наук, эл. почта: s.tat.a@mail.ru

В. В. Ершов, младший научный сотрудник, эл. почта: Slavo91@gmail.com

Л. Г. Исаева, заведующая лабораторией, ведущий научный сотрудник, канд. с.-х. наук, эл. почта: isaeva@ksc.ru

АО «Кольская ГМК», Мончегорск, Россия:

М. А. Шкондин, главный эколог, эл. почта: ShkondinMA@kolagmk.ru

На основе анализа состава атмосферных выпадений, почвенных вод и хвойных деревьев (1991–2012) проведена оценка состояния лесных экосистем в условиях сокращения атмосферных выбросов медно-никелевым комбинатом «Североникель» (АО «Кольская ГМК») в Мурманской области. Объектами исследований послужили ельники кустарничково-зеленомошные и сосняки кустарничково-лишайниковые, находящиеся на разной стадии техногенной дигрессии. Хвойные леса в зоне влияния предприятия характеризуются превышением фоновых концентраций основных загрязняющих веществ — тяжелых металлов и соединений серы в различных компонентах лесных биогеоценозов. При приближении к источнику промышленных выбросов содержание поллютантов в атмосферных выпадениях, почвенных водах и хвое древесных растений в сосновых и еловых лесах постепенно возрастает. Показана меж и внутрибиогеоценотическая вариабельность состава атмосферных выпадений и почвенных вод в северотаежных лесах. Концентрации никеля и меди, как правило, выше в подкроновых пространствах, чем в межкроновых, и в еловых лесах, чем в сосновых. Установлена значительная вариабельность химического состава атмосферных выпадений и почвенных вод. Наблюдается снижение выноса основных поллютантов с почвенными водами и выпадения их с дождем в техногенных редколесьях, что указывает на постепенное снижение аэротехногенной нагрузки. Высокие концентрации S, Ni, Cu в хвое были отмечены в 1991 г. — в период существенного поступления загрязняющих веществ в атмосферу. Анализ содержания тяжелых металлов за более чем 20-летний период снижения выбросов показал, что в хвое сосны разного возраста содержание никеля и меди снизилось в дефолиирующих лесах и техногенном редколесье, а также в хвое ели в непосредственной близости от источника загрязнения, в техногенном редколесье. Показано, что содержание серы в хвое сосны снизилось по сравнению с данными 1991 г. и достигло уровня фонового варьирования в дефолиирующих лесах и редколесьях, в хвое ели снижение концентрации серы произошло в техногенном редколесье в 2007 и 2012 гг.

Исследование проведено при финансовой поддержке Государственного задания, номер государственной регистрации АААА-А18-118021490070-5 и грантов РФФИ 18-05-60142_Арктика и 18-35-00170 мол_а.

1. Schöpp W., Posch M., Mylona S., Johansson M. Long-term development of acid deposition (1880–2030) in sensitive freshwater regions in Europe // Hydrology and Earth System Sciences. 2003. Vol. 7, No. 4. P. 436–446.
2. Climate Change 2007: The Physical Science Basis. — Cambridge : Cambridge University Press, 2007. — 383 p.
3. De Vries W., Dobbertin M. H., Solberg S., van Dobben H. F., Schaub M. Impacts of acid deposition, ozone exposure and weather condition on forest ecosystem in Europe: an overview // Plant and Soil. 2014. Vol. 380. P. 1–45.
4. Никонов В. В., Лукина Н. В., Безель В. С. и др. Рассеянные элементы в бореальных лесах / отв. ред. А. С. Исаев. — М. : Наука, 2004. — 409 с.
5. Цветков В. Ф., Цветков И. В. Промышленное загрязнение окружающей среды и лес. — Архангельск : ИПЦ САФУ, 2012. — 312 с.
6. Воробейчик Е. Л., Трубина М. Р., Хантемирова Е. В., Бергман И. Е. Многолетняя динамика лесной растительности в период сокращения выбросов медеплавильного завода // Экология. 2014. № 6. С. 448–458.
7. Копцик Г. Н., Копцик С. В., Смирнова И. Е., Кудрявцева А. Д., Турбабина К. А. Реакция лесных экосистем на сокращение атмосферных промышленных выбросов в Кольской Cубарктике // Журнал общей биологии. 2016. Т. 77, № 2. С. 145–163.
8. Лянгузова И. В., Гольдвирт Д. К. Фадеева И. К. Пространственно-временная динамика загрязнения Al – Fe-гумусового подзола в зоне влияния комбината цветной металлургии // Почвоведение. 2016. № 10. С. 1261–1276.
9. Шергина О. В., Михайлова Т. А., Калугина О. В. Изменение биогеохимических показателей в сосновых лесах при техногенном загрязнении // Сибирский лесной журнал. 2018. № 4. С. 29–38.
10. Даувальтер В. А., Даувальтер М. В., Салтан Н. В., Семенов Е. Н. Влияние выбросов горно-металлургического комбината на химический состав атмосферных выпадений (Мончегорский полигон) // Геоэкология. 2009. № 3. С. 228–240.
11. Лукина Н. В., Полянская Л. М., Орлова М. А. Питательный режим почв северотаежных лесов. — М. : Наука, 2008. — 342 с.
12. Мартынюк А. А., Дороничева Е. В., Рыкова Т. В. Изменение химического состава природных осадков под пологом сосновых насаждений в условиях техногенного загрязнения среды // Лiсовий журнал. 2011. № 1. С. 8–11.
13. Kowalska A., Astel A., Boczoń A., Polkowska Ż. Atmospheric deposition in coniferous and deciduous tree stands in Poland // Atmospheric Environment. 2016. Vol. 133. P. 145–155.
14. Kashulina G., Caritat P., Reimann C. Snow and rain chemistry around the «Severonikel» industrial complex, NW Russia: Current status and retrospective analysis // Atmospheric Environment. 2014. Vol. 89. P. 672–682.
15. Derome J., Niska K., Lindroos A.-J., Valikangas P. The ion balance monitoring plot network // The Lapland Forest Damage Project. Russian–Finnish cooperation report. — Rovaniemi : The Finnish Forest Research Institute, Rovaniemi Research Station, 1993. P. 49–57.
16. Ershov V. V., Lukina N. V., Orlova M. A., Zukert N. V. Dynamics of Snowmelt Water Composition in Conifer Forests Exposed to Airborne Industrial Pollution // Russian Journal of Ecology. 2016. Vol. 47, No. 1. P. 46–52.
17. Ершов В. В., Лукина Н. В., Орлова М. А., Исаева Л. Г. и др. Оценка динамики состава почвенных вод северотаежных лесов при снижении аэротехногенного загрязнения выбросами медно-никелевого комбината // Сибирский экологический журнал. 2019. № 1. С. 119–132.
18. Лукина Н. В., Никонов В. В. Биогеохимические циклы в лесах Севера в условиях аэротехногенного загрязнения. Ч. 1. — Апатиты : Изд. КНЦ РАН, 1996. — 216 с.
19. Сает Ю. Е., Ревич Б. А., Янин Е. П. и др. Геохимия окружающей среды. — М. : Недра, 1990. — 334 с.
20. Сухарева Т. А. Пространственно-временная динамика микроэлементного состава хвойных деревьев и почвы в условиях промышленного загрязнения // Известия вузов. Лесной журнал. № 6. 2013. С. 19–28.
21. Sukhareva T. A., Lukina N. V. Mineral composition of assimilative organs of conifers after reduction of atmospheric pollution in the Kola Peninsula // Russian Journal of Ecology. 2014. Vol. 45, No. 2. P. 95–102.