Гордость красноярцев — заповедник «Столбы» издавна упоминается с эпитетом уникальный. И вполне заслуженно. Он заповедует не только уникальный ландшафт с уникальными геологическими образованиями, но и единственное в мире спортивно-этическое движение «столбизм». Для горожан этот термин понятен и близок. К тому же он единственный из 84 заповедников России вот уже более 150 лет успешно выдерживает мощную рекреационную нагрузку расположенного рядом города. Насколько заповеднику удается противостоять экологической нагрузке крупного промышленного центра — пойдет речь в данной статье.

В 1994 году в заповеднике по инициативе его сотрудников и при финансовой помощи краевого экологического фонда начат широкомасштабный мониторинг, имеющий конечной целью дать оценку сегодняшнего экологического состояния лесов заповедника и прогноз на будущее. Поводом для начала исследований послужило наблюдаемое в последние годы устойчивое снижение жизнеспособности черники, лишайников, пихты — известных биоиндикаторов степени загрязнения среды. Все это происходит на фоне высокого уровня загрязнения воздушного бассейна города и его окрестностей, частого смога, наконец, неблагоприятных изменений в розе ветров.

Как правило, на первом этапе в систему мониторинга за уровнем загрязнения экосистемы входят наблюдения за концентрацией поллютантов в атмосферном воздухе, осадках, почве, растительных объектах. За неимением возможности выполнения первого пункта, о загрязнении воздушной среды судили опосредованно по трем остальным показателям.

Важной частью исследований является создание сети постоянных постов (точек) для сбора образцов осадков, почвы, растительности. При ее построении исходили из более или менее равномерного их распределения, физико-географических условий местности, доступности, и, наконец, возможностей сметы. Естественно, все это исключало построение геометрически правильной сети, характерной для подобных исследований в Западной Европе (4×4 или 5×5 км). В наших условиях более часто эти точки оказались сосредоточены в северной части, на границе с городом. В среднем расстояние между ними колеблется в пределах от 2 до 8 км. Всего было подобрано на территории заповедника и за его пределами около 40 точек, в т.ч. на расстояниях от источника загрязнения от 1-2 до 40-50 км. Последние принимались за условно фоновые.

Напомним, что ближняя граница заповедника лежит в радиусе 8 км от района: Цемзавод-ТЭЦ-2, дальняя около 30 км. Исключая долины рек и речек, основная территория заповедника возвышается над городом в пределах 450-650 метров.

Одним из способов оценки уровня загрязнения является сравнение концентрации исследуемых химических веществ с одной стороны с фоновыми, а с другой с предельно-допустимыми концентрациями (ПДК). Однако, если фоновые значения известны и довольно близки в экологически чистых регионах, то для ПДК по многим элементам еще нет четких цифровых значений, особенно для объектов растительного происхождения. В среднем принято считать, что ПДК для растений выше фоновых значений для конкретных веществ в 5-10 раз, но, по-видимому, из-за эффекта накопления должно настораживать уже 2-3 кратное превышение фона.

В наших условиях степень загрязнения осадков, почвы, хвои оценивалась в трех уровнях: а) глобальном, путем сравнения с сибирским или даже евразийским фоном, б) региональном (центр города — зеленая зона), в) по различиям в концентрации поллютантов непосредственно по территории заповедника. В последнем случае сравнительную оценку облегчили картосхемы с изолиниями распределения элементов.

Одним из основных и наиболее распространенных показателей степени загрязнения среды является химический состав осадков, концентрация которых выражается в мг/л или г/м2. При этом наиболее предпочтителен снег, аккумулирующий поллютанты из атмосферы почти в течение 4-5 месяцев. Больше у снега и адсорбирующая поверхность в сравнении с дождевыми каплями. Из многих сотен веществ, поглощаемых осадками из атмосферы, наиболее опасными для растений и почвы являются кислотообразующие, фтор и тяжелые металлы. Практически в список анализируемых входило большинство элементов, специфичных для данного рода исследований: фтор, хлор, сера, цинк, стронций, медь, никель, марганец, железо, молибден, алюминий, а также аммиачный и нитратный азот, калий, кальций, магний и другие.

Естественно, результаты одного года, тем более по осадкам, не могут быть достаточно репрезентативными. Необходим как минимум 3-5 летний мониторинг. Тем не менее, анализ картосхем показывает, что действие локального загрязнения от города в зимний период распространяется только на 5-10% территории заповедника, в основном его северную часть. К сожалению, в эти проценты входит практически весь туристско-экскурсионный район. На остальной же территории выпадают осадки, концентрация загрязняющих веществ в которых определяется трансграничным или даже глобальным переносом. Так, к примеру, на большей части территории заповедника содержание таких маркеров городского происхождения как фтор и стронций в 50-100 раз ниже, чем в городе. В то же время содержание в осадках привносимого извне цинка и никеля в городе и заповеднике практически одинаково. О большей роли трансграничного и глобального переноса элементов в поступление их в заповедник свидетельствуют и факты 2-5 кратного увеличения концентрации с высотой местности.

Трудно объяснимо пока наличие на территории заповедника обширных зон с очень большой разницей в концентрации отдельных элементов, в частности, цинка. По-видимому, это может быть связано с рельефом местности, возникающей турбулентной диффузией, завихрениями. Однако некоторые аномалии в содержании элементов в осадках в восточной части заповедника по Базаихе и Мане обусловлены, как ни странно, локальным загрязнением. В среднем же осадки в заповеднике в 20 раз, и даже в окрестностях Каштака в 6 раз чище, чем в городе. На глобальном уровне концентраций отдельных элементов в осадках, выпадающих в заповеднике, близки к фоновым для Средней Сибири. Такому феномену, учитывая близость города, заповедник «обязан» благоприятной в целом розе ветров и высокими отметками над уровнем моря. Исключение представляет сера, концентрация которой в осадках в 2-3 раза выше фоновой, вероятно, за счет трансграничного переноса от Назаровской ГРЭС. С серой связано и увеличение кислотности осадков с высотой местности.

Одним из общепринятых показателей экологического мониторинга является контроль за изменением химического состава растений. Ассимилирующий же аппарат дерева, особенно хвойного, является наиболее интегральным тестом, чутко реагирующим на загрязнение среды обитания: почвы и воздуха. Между тем, проведенные массовые анализы хвои сосны и пихты со всех точек показали, что концентрации как биогенных макро- и микроэлементов, так и веществ загрязнителей не выходит за пределы биогеоценотической изменчивости и сравнимы с известными из литературы фоновыми значениями. Это свидетельствует, с одной стороны, об отсутствии пока процессов дигрессии, скрытых повреждений, а с другой — о высоких адаптивных свойствах хвойных, поддерживающих свой гомеостаз в довольно контрастных по уровню загрязнения среды условиях. Исключение составляет лишь высокое, близкое к ПДК, содержание в хвое серы.

Об относительной устойчивости произрастающих на территории заповедника насаждений к существующей эмиссии промышленных загрязнителей атмосферы свидетельствуют и данные по содержанию в хвое эфирного масла и его компонентного состава.

Конечной субстанцией, аккумулирующей поллютанты из атмосферы, является подстика и почва. И именно состояние почвы, степень нарушенности ее буферных свойств является основным, ограничивающим рост лесонасаждений, фактором. Проведение же агрохимслужбой анализы показали, что содержание тяжелых металлов щелочных элементов в почвах заповедника сравнимо пока как с ближайшим фоном (район ст.Кемчуг, гора Колдун), так и с более отдаленным фоном Восточного Саяна. Исключение составляют лишь отдельные участки в центре заповедника, в основном вершины гор, где концентрации цинка, свинца, никеля, хрома даже выше, чем в городе и достигают 1,0-1,5 ПДК. Настораживают данные по усилению кислотности почв на вершинах водораздельных хребтов (Кайдынский хребет, Крепость) где рН опускается до 3,5-3,7 единиц. Учитывая приведенные выше данные о повышенном содержании серы в осадках, хвое, этот факт может свидетельствовать о начальных стадиях закисления почвы — главной угрозы лесам заповедника.

Таким образом, по результатам проведенных в 1994 году исследований может быть сделан предварительный вывод об удовлетворительной пока экологической обстановке на большей части территории заповедника. Между тем визуальная оценка состояния биоиндикаторов, особенно пихты, снижение продолжительности жизни хвои не дают оснований для положительного прогноза. Практика таких исследований показывает, что достоверная оценка состояния древесных может быть дана только после изучения комплекса показателей жизнедеятельности. Следует осуществить и более детальное изучение степени дигрессии среды и растительности в зонах риска, т.е. подверженных локальному загрязнению, а также очагов концентрации тяжелых металлов в центре заповедника. Крайне желательны сведения о концентрации серы и озона в атмосферном воздухе, об интенсивности процесса закисления почв на водоразделах.

Ввиду этого для достоверной оценки и прогноза экологического состояния заповедника необходим еще как минимум 3-4 летний мониторинг. Следует подчеркнуть, что полученные данные можно будет с полным основанием экстраполировать и на большую часть лесов зеленой зоны, лежащей к западу от Красноярска.

Р.Коловский,
кандидат биологических наук

«Экология Красноярья», № 5 (63), май 1995 г.

Материал предоставлен Р.А.Коловским