Фитогенное варьирование состава атмосферных выпадений и почвенных вод северотаежных лесов в условиях аэротехногенного загрязнения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Ершов Вячеслав Вячеславович

• Ершов Вячеслав Вячеславович
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Ершов Вячеслав Вячеславович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ

1.1. Оценка влияния аэротехногенного загрязнения и древостоя на состав атмосферных выпадений

1.2. Влияние растительности и аэротехногенного загрязнения на состав почвенных вод

1.3. Оценка критических уровней воздействия на леса на основе состава атмосферных выпадений и почвенных вод

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Общие природные особенности Кольского полуострова

2.2. Кольская горно-металлургическая компания

2.3. Объекты исследования

2.4. Методы исследования

ГЛАВА 3. СОСТАВ СНЕГОВЫХ ВОД В ХВОЙНЫХ ЛЕСАХ В УСЛОВИЯХ АЭРОТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

3.1. Варьирование концентраций элементов

3.2. Варьирование выпадений элементов

3.3. Многолетняя динамика концентраций тяжелых металлов и сульфатов в снеговых выпадениях

3.4. Сравнение состава снеговых выпадений хвойных лесов

Выводы

ГЛАВА 4. СОСТАВ ДОЖДЕВЫХ ВОД В ХВОЙНЫХ ЛЕСАХ В УСЛОВИЯХ АЭРОТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

4.1. Варьирование концентраций элементов

4.2. Варьирование выпадений элементов

4.3. Многолетняя динамика концентраций тяжелых металлов и сульфатов в дождевых водах

4.4. Сравнение состава дождевых выпадений хвойных лесов

Выводы

ГЛАВА 5. СОСТАВ ПОЧВЕННЫХ ВОД В ХВОЙНЫХ ЛЕСАХ В УСЛОВИЯХ АЭРОТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

5.1. Варьирование концентраций элементов

5.2. Варьирование выноса элементов с почвенными водами

5.3. Многолетняя динамика концентраций тяжелых металлов и сульфатов в почвенных водах

5.4. Сравнение состава почвенных вод хвойных лесов

Выводы

ГЛАВА 6. СРАВНЕНИЕ УРОВНЕЙ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНЫХ ВЫПАДЕНИЙ И ПОЧВЕННЫХ ВОД С ИЗВЕСТНЫМИ КРИТИЧЕСКИМИ НАГРУЗКАМИ

6.1. Сравнение состава атмосферных выпадений с известными критическими нагрузками

6.2. Сравнение состава почвенных вод с известными критическими нагрузками

6.3. Сравнение состава почвенных вод с известными критическими уровнями химических индикаторов используемых в международной практике

Выводы

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Фитогенное варьирование состава атмосферных выпадений и почвенных вод северотаежных лесов в условиях аэротехногенного загрязнения»

Актуальность темы.

Согласно современным представлениям, в настоящее время лесные экосистемы подвергаются множественному стрессу, представляющему собой комбинацию влияния изменения климата, рубок, пожаров, вспышек массового размножения насекомых, грибных и бактериальных болезней, а также воздушного промышленного загрязнения. Влияние последнего фактора наиболее ярко выражено в индустриально развитых регионах Севера.

Оценка влияния аэротехногенного загрязнения на леса остается актуальной проблемой, несмотря на многочисленные исследования. Одной из наименее изученных аспектов данной проблемы в лесах, формирующихся в условиях высокого уровня воздушного загрязнения, является состав атмосферных выпадений и почвенных вод, являющихся неотъемлемыми компонентами лесных биогеоценозов. Показано, что количество и качество атмосферных осадков оказывает существенное влияние на состояние лесов, в том числе влияют на формирование состава почвенных вод [Кислотные осадки, 1990; Лукина, Никонов, 1996]. Почвенный раствор является наиболее активной фазой почвы. Именно в нем происходит подавляющее большинство всех химических реакций, протекающих в почве. Почвенные воды способствуют перераспределению веществ по генетическому профилю почвы и их выносу в сопредельные среды [Раудина, 2015]. Исследования химического состава атмосферных выпадений и почвенных вод позволяют получать информацию о биогеохимических циклах элементов. В условиях воздушного промышленного загрязнения происходит существенная трансформация состава атмосферных выпадений и почвенных вод, которая заключается в закономерных изменениях кислотности и концентраций тяжелых металлов, сульфатов и элементов питания на разных стадиях дигрессии. Для оценки критических нагрузок на леса, прогнозирования динамики биогеохимических циклов и развития систем поддержки принятия решений, направленных на повышение устойчивости лесов в условиях комбинированного действия природных и антропогенных факторов, необходимы оценки изменений состава и свойств атмосферных выпадений и почвенных вод с учетом внутри- и межбиогеоценотической мозаичности лесного покрова на основе многолетних данных.

На Севере России мощными источниками выбросов в атмосферу являются предприятия цветной металлургии. Более восьмидесяти лет лесные экосистемы Мурманской области подвергаются интенсивному воздействию воздушного промышленного загрязнения, которое распространяется на значительные расстояния. Одним из крупнейших предприятий в России

является АО "Кольская горно-металлургическая компания". Основным источником загрязнения воздуха выступает комбинат «Североникель», расположенный в центральной части Мурманской области в городе Мончегорске. Загрязняющими веществами, оказывающими влияние на функционирование лесных биогеоценозов, являются кислотообразующие соединения серы и азота, а также тяжелые металлы (никель, медь, кобальт, свинец, кадмий, хром) [Лукина, Никонов 1996; Kashulina et al., 2014]. Загрязнение оказывает, как прямое, непосредственное (фумигация, выщелачивание элементов питания), так и опосредованное (изменение состава и свойств почв, снижение устойчивости к болезням и т.д.) влияние на леса [Смит, 1985; Лукина и др., 2008; Waldner et al., 2015].

Изучению химического состава атмосферных выпадений и почвенных вод, а также оценкам влияния аэротехногенного загрязнения на их состав, посвящен ряд отечественных и зарубежных работ [Лукина, Никонов 1996; Раткин, 2000; Fisher et al., 2007; Даувальтер и др., 2009; Derome, Lukina, 2010; Lorenz and Becher, 2012; De Vries et al., 2014; Kashulina et al., 2014; Pascaud et al., 2016; Maas and Grennfelt, 2016; Kowalska et. al., 2016 и др.]. Результаты этих исследований показывают, что химический состав атмосферных выпадений и почвенных вод значительно изменяется после контакта с пологом леса. Отмечается влияние видового состава древесных растений на химический состав атмосферных выпадений и почвенных вод. Показано, что в межкроновых пространствах лесов на северном пределе распространения атмосферные выпадения имеют преимущественно атмогенный характер, в подкроновых пространствах - преимущественно аутогенный (биогенный) характер [Никонов, Лукина, 2000]. На формирование состава атмосферных и почвенных вод существенное влияние оказывает воздушное промышленное загрязнение. Общая характеристика состава атмосферных выпадений и почвенных вод, отобранных в отдельные годы или в течение нескольких лет в северотаежных лесах Кольского полуострова, подверженных воздушному загрязнению и находящихся на различном удалении от источника загрязнения, дается в ряде научных работ [Лукина, Никонов, 1996; Кислотные осадки, 1999; Раткин, 2000; Копцик и др., 2007; Лукина и др., 2008; Даувальтер и др., 2009; Kashulina et al., 2014 и др.]. Однако, для прогнозирования динамики биогеохимических циклов элементов и функционирования лесов необходимы оценки пространственного варьирования состава и свойств атмосферных выпадений и почвенных вод с учетом многолетних изменений. Также актуальной задачей является сравнение среднего многолетнего уровня выпадений и выноса с почвенными водами загрязняющих веществ на конкретных объектах с уровнем, рассматриваемым как критический для лесных экосистем. При этом важно выявление наиболее чувствительных типов хвойных лесов и элементов их мозаики для ранней диагностики состояния.

Изучению химического состава атмосферных выпадений и почвенных вод и их влияния на лесные экосистемы посвящено множество зарубежных работ. Однако в зарубежных исследованиях не уделяется внимание влиянию микромозаичной структуры биогеоценоза (подкроновые и межкроновые пространства) на состав атмосферных выпадений и почвенных вод. В этих исследованиях выделяют осадки и почвенные воды под пологом леса и на безлесных территориях. При этом состав атмосферных и почвенных вод многими зарубежными исследователями часто изучается уже в многолетней динамике, что позволяет обнаружить долговременные тренды в изменениях их состава. В России многолетние (более 20 лет) режимные наблюдения за составом атмосферных выпадений и почвенных вод в лесах, подверженных атмосферному загрязнению, проводятся только на Кольском полуострове. Химический состав атмосферных выпадений и почвенных вод является информативной матрицей для оценки негативного воздействия поллютантов на лесные экосистемы. Одним из активно развивающихся подходов к такой оценке является концепция критических нагрузок. Однако в оценке критических нагрузок на леса в зарубежных работах не учитывается их микромозаичная структура.

Объектами исследования являются наиболее распространенные в бореальной зоне ельники кустарничково-зеленомошные и сосняки лишайниково-кустарничковые, формирующиеся в естественных условиях и под действием воздушно-промышленного загрязнения. Предметом исследования является состав атмосферных выпадений и почвенных вод северотаежных лесов в естественных условиях и под воздействием аэротехногенного загрязнения.

Цель работы: дать оценку меж- и внутрибиогеоценотического варьирования химического состава атмосферных и почвенных вод в хвойных лесах на северном пределе распространения в условиях аэротехногенного загрязнения на основе данных многолетнего мониторинга.

Задачи:

1. Исследовать меж- и внутрибиогеоценотическое варьирование состава атмосферных выпадений в сосновых и еловых лесах на северном пределе распространения при различных уровнях аэротехногенного загрязнения.

2. Исследовать меж- и внутрибиогеоценотическое варьирование состава почвенных вод в сосновых и еловых лесах на северном пределе распространения при различных уровнях аэротехногенного загрязнения

3. Оценить отклонения от критических пределов индикаторов состава атмосферных и почвенных вод северотаежных лесов с выявлением наиболее чувствительных элементов мозаики лесного биогеоценотического покрова.

Научная новизна.

Впервые дана оценка внутри- и межбиогеоценотического варьирования состава атмосферных выпадений и почвенных вод в лесах на северном пределе распространения в фоновой, буферной и импактной зонах с учетом многолетних данных (более 20 лет). Более высокие концентрации элементов в атмосферных выпадениях и почвенных водах под кронами древесных растений, как в еловых, так и сосновых лесах, объясняются смывом и выщелачиванием из крон древесных растений, опада и почв. Более высокие концентрации элементов в атмосферных выпадениях и почвенных водах в еловых лесах по сравнению с сосновыми связано с различиями в строении крон доминирующих лесообразующих древесных растений.

Впервые в 20-летней динамике дана оценка отклонений от критических пределов индикаторов химического состава атмосферных выпадений и почвенных вод в лесах на северном пределе распространения как в фоновых условиях, так и буферной и импактной зонах, формирующихся под влиянием аэротехногенного загрязнения. Показано, что для ранней диагностики состояния северотаежных лесов наиболее информативным элементом мозаики являются подкроновые пространства ели в еловых лесах.

Впервые на основе данных многолетнего мониторинга установлено возрастание концентраций никеля в атмосферных и почвенных водах в фоновых условиях в последние годы (с 2013 года), что объясняется более интенсивным переносом никеля в составе микроскопических частиц с аэрозолями на дальние расстояния.

Практическая значимость.

Проведённые многолетние исследования состава атмосферных выпадений и почвенных вод в наиболее распространённых типах северотаежных лесов с учетом внутри- и межбиогеоценотического варьирования вносят важный вклад в совершенствование системы мониторинга лесов и систем поддержки принятия решений в целях устойчивого управления лесами Севера, формирующимися в условиях комбинированного действия природных и антропогенных факторов. Результаты проведенных исследований создают основу для верификации моделей, нацеленных на прогнозирование динамики лесных биогеоценозов в условиях комбинированного влияния природных и антропогенных факторов.

Положения, выносимые на защиту:

1. Обоснованная и достоверная оценка динамики состава атмосферных выпадений и почвенных вод в таежных лесах может быть дана с учетом внутри- и межбиогеоценотической мозаичности лесного покрова.

2. Достоверная оценка превышения критических уровней загрязняющих веществ в атмосферных выпадениях и почвенных водах в таежных лесах может быть проведена с учетом как меж-, так и внутрибиогеоценотической мозаичности лесного покрова.

Личный вклад соискателя. Полевые исследования, сбор материала, анализ и обобщение полученных результатов осуществлены соискателем лично или при непосредственном участии.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были представлены и обсуждены на XV Межрегиональной научно-практической конференции (Апатиты 2012 г.), научной конференции «Биоразнообразие экосистем Крайнего Севера: инвентаризация, мониторинг, охрана» (Сыктывкар 2013 г.), ХП Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Биодиагностика состояния природных и природно-техногенных систем» (Киров 2014 г.), IV, V и VI Всероссийской научной конференции с международным участием «Экологические проблемы северных регионов и пути их решения» (Апатиты 2012, 2014, 2016 гг.), XIII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Актуальные проблемы региональной экологии и биодиагностика живых систем» (Киров 2015 г.), Труды Ферсмановской научной сессии ГИ КНЦ РАН (Апатиты 2017). XV Всероссийской (с международным участием) Ферсмановской научной сессии (Апатиты 2018 г.). VIII всероссийской с международным участием научно-практической конференции «Изучение, сохранение и восстановление естественных ландшафтов» (Волгоград 2018 г.), XVI Всероссийской (с международным участием) Ферсмановской научной сессии (Апатиты 2019 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 17 печатных работ, из них 9 включены в текущий перечень ВАК, из которых 3 находятся в системе цитирования Scopus и 4 - в Web of Science:

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 188 страницах машинописного текста, состоит из введения, 6 глав, 29 иллюстраций, 56 таблиц, 9 выводов и 1 приложения. Список цитируемой литературы включает 157 источников, в том числе 58 иностранных работ.

Благодарности. Выражаю искрению благодарность своему научному руководителю Лукиной Н. В. за постоянную помощь, ценные советы и замечания, терпение, понимание.

Особую благодарность выражаю Исаевой Л. Г. за возможность находиться в этом удивительном мире науки, за ценные замечания и поддержку. Огромная благодарность всем сотрудникам лаборатории наземных экосистем Института проблем промышленной экологии Севера за помощь в полевых и аналитических работах. Отдельные слова благодарности отцу, матери и брату за веру в меня и поддержку во всех моих начинаниях.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ

Условия окружающей среды быстро меняются в глобальном масштабе с начала эры индустриализации [Sch6ppet. а1., 2003; 1РСС, 2007]. Техническое развитие человечества привело к существенному изменению химического состава атмосферы, гидросферы, педосферы, а также представителей флоры и фауны. Производственная деятельность вызывает трансформацию природных экосистем, степень которой зависит от характера и интенсивности антропогенного воздействия и устойчивости экосистем. Оценка современного состояния экосистем и прогнозирование их развития является важной научной задачей и имеет существенное прикладное значение [Ананьева и др., 2012].

Лесные экосистемы играют важную роль в сохранении экологического равновесия, устойчивого функционирования биосферы, а также в обеспечении материальных и духовных потребностей человека [Смит, 1985]. Одним из важных факторов определяющих современное состояние лесных экосистем является аэротехногенное загрязнение. Лесные биогеоценозы аккумулируют загрязняющие вещества, выступая своеобразным трансформатором атмосферных техногенных выпадений, по сути, являясь фильтром биосферного уровня в большом биогенном потоке вещества [Рассеянные элементы..., 2004]. Поглощая поллютанты антропогенного и естественного происхождения, леса очищают атмосферу, выполняя важную санитарную функцию.

Еще в конце прошлого века перед человечеством остро встала проблема охраны окружающей среды от антропогенного воздействия, над лесными экосистемами нависла угроза деградации от загрязнения. Для объективного анализа этой опасности необходимы оценки, основанные на количественных измерениях и обобщениях широкого масштаба. Выделяют 3 класса взаимодействия между лесными экосистемами и атмосферными примесями. Взаимодействия 1 класса - характеризуется низким содержанием примесей, влияние их на лесную экосистему, в зависимости от их характера, несет незаметный (безвредный) или стимулирующий эффект. Взаимодействия 2 класса - концентрации примесей несут угнетающий для некоторых компонентов биоты эффект. Взаимодействия 3 класса - высокое содержание примесей, вызывающих нарушения биогеохимических круговоротов и потоков энергии [Смит, 1985].

С конца девятнадцатого века до середины восьмидесятых годов прошлого столетия крупные регионы Европы подверглись негативному воздействию кислотных осадков из-за увеличения антропогенных выбросов поллютантов в атмосферу. Выбросы серы в Европе

увеличились в семь раз, а выбросы азота (N) увеличились примеpно в пять pаз, что коррелировало с аналогичным повышением кислотности осадков [Schöpp et. al., 2003; Engardt et al., 2017]. В восьмидесятые годы прошлого века cоcтояние и жизнеспособность лесных экоcистем вызвало общественное беспокойство из-за обширного повpеждения лесов Центральной Европы, причиной котоpого являлось загpязнение воздуха, в том числе кислотообразующими соединениями, выпадающими с атмоcферными оcадками. Для глубокого понимания механизмов воздействия атмосферного загрязнения на лесные экоcистемы в восьмидесятые и девяностые годы прошлого столетия были предприняты большие исследовательские усилия, которые включали в себя постоянный мониторинг экосистем и моделирование. На основе этих исследований были выявлены следующие последствия воздействия аэротехногенного загрязнения на состояние лесных экосистем [DeVries et al., 2000]:

• Повышенные концентрации SO2 в атмосфере вызывают нарушения устьиц и преждевременное старение листьев, нарушение распределения ассимилятов, приводящее к ослаблению корневой системы, ускоренному выщелачиванию питательных веществ из растений.

• Эвтрофикация из-за выпадений соединений азота (NO3, NH4), вызывает дисбаланс между основными катионами и азотом, что может приводить к усилению стресса от засухи, чувствительности к заморозкам и грибковым болезням, поскольку повышения содержания азота способствует росту надземной биомассы, но скорость роста корней при этом не изменяется.

• Подкисление почвы, то есть снижение pH, приводит к потере основных катионов из почвы, вызывая дефицит питательных веществ (особенно Mg), высвобождение токсичных соединений алюминия, негативно влияющих на рост корней, повышение миграционной активности тяжелых металлов.

Последствия атмосферного промышленного загрязнения вызвали общественную озабоченность и, под эгидой Европейской экономической комиссии Организации Объеденных Наций (UN-ECE) и ЕС была создана Международная кооперативная программа по оценке и мониторингу воздействия загрязнения воздуха на леса (ICP Forests) в середине 1980-х годов [Lorenz, 1995]. Основная цель мониторинга уровня I этой программы (Level I Monitoring Programme) заключалась в получении данных о пространственных и временных изменениях состояния лесных экосистем, а также влиянии факторов стресса, включая атмосферное загрязнение, на эти экосистемы. С течением времени стало ясно, что крупномасштабный мониторинг не в состоянии ответить на вопросы, касающиеся причинно-следственных связей,

поэтому в 1994 году под эгидой UN-ECE/ICP Forest и ЕС началась общеевропейская программа интенсивного и непрерывного мониторинга, так называемая программа мониторинга уровня II (Level II Monitoring Programme). В дальнейшем обе эти сети мониторинга стали называться -ICP Forests Level I и Level II [Loren zand Becher, 2012]. В то время как сеть ICP Forests уровня I направлена на получение данных о пространственных и временных изменениях влияющих на состояние леса, сеть уровня II создана для выяснения причинно-следственных связей. В составе показателей, измеряемых при реализации ICP Forests: состояние крон деревьев (степень дефолиации и обесцвечивания), прирост ствола дерева, биоразнообразие напочвенного покрова, химический состав хвои/листьев, почвы, атмосферных выпадений, почвенных вод, метеорологические данные, качество окружающего воздуха, данные о биомассе наземной растительности. Все эти наблюдения проводятся на специально выбранных площадях постоянного наблюдения [Ferretti et. al., 2013].

Созданная в Европе глобальная сеть мониторинга не только помогла оценить степень воздействия аэротехногенного загрязнения на экосистемы, но и позволила принять меры по сокращению подкисляющих и эвтрофицирующих соединений элементов, с помощью ряда протоколов, которые установили допустимые пределы для выбросов некоторых загрязняющих веществ - NH3, NOx и SO2[Maas and Grennfelt, 2016]. Европейские ученые отмечают, что для успешной реализации мер по сокращению влияния аэротехногенного загрязнения на экосистемы необходимы многолетние непрерывные наблюдения [Ferm et al., 2019].

Проблема влияния техногенного загрязнения на экосистемы актуальна и для России, особенно для индустриально развитых регионов Севера, таких как Красноярский край, Свердловская, Челябинская, а также Мурманская области на территории, которых функционируют крупные металлургические комбинаты. На Севере России доминируют лесные биогеоценозы с повышенной уязвимостью к техногенному воздействию из-за дефицита тепла и солнечного света. Значимость этой проблемы подтверждает подверженность загрязнению практически всех компонентов экосистем: атмосферы, почвы, растительности, животных, микроорганизмов [Евдокимова и др., 1984; Ярмишко, 1984; Карабань и др., 1985; Ярмишко, Ярмишко, 2002; Derome, Lukina, 2010; Цветков, Цветков 2012; Дерябина, Перетыкин, 2015; Зайцева, 2016; Куркатов и др., 2016; Воробейчик, Кайгородова, 2017; Клюев, Яковенко, 2018; Шепель, 2019 и др.].

На территории Мурманской области функционируют два медно-никелевых комбината АО «Кольская горно-металлургическая компания» (КГМК): «Североникель» (г. Мончегорск) и «Печенганикель» (пгт. Никель). Эти два комбината являются самыми мощными источниками выбросов в атмосферу загрязняющих веществ в Северной Европе. Воздушное промышленное

загрязнение оказывает на лесные экосистемы прямое (фумигация, выщелачивание элементов питания из ассимилирующих органов и др.) и опосредованное (изменение кислотности и питательного режима почв, снижение устойчивости к гребным болезням, экстремальным климатическим условиям и т.д.) воздействие. На 40% площади лесной территории Мурманской области обнаруживаются визуальные признаки повреждения лесов, промышленные выбросы, представленные главным образом SO2 с примесью тяжелых металлов (Ni, Cu, Co и др.), распространяясь на значительные расстояния, являются причиной нарушений и повреждений лесов, произрастающих на этой территории. [Лукина и др., 2008]. В результате воздействия токсичных концентраций элементов, а чаще смеси нескольких химических веществ повреждаются ассимилирующие органы растений, изреживаются кроны, отмирают отдельные деревья и постепенно разрушаются целые сообщества [Лукина, Никонов, 1996; Ярмишко, Ярмишко, 2002; Forest Condition...,2000; Kashulina et al., 2014]. Для оценки и прогноза воздействия промышленного атмосферного загрязнения на леса в Мурманской области Институтом проблем промышленной экологии Севера была создана в 1991 году и функционирующая по настоящее время сеть биогеохимического мониторинга, оборудованная на уровне международных стандартов. Полученные данные многолетней динамики состава атмосферных выпадений и почвенных вод на разных стадиях техногенной дигрессии позволят сформировать корректное представление о современных экосистемных процессах, оценить превышение критических нагрузок на экосистемы Севера, предложить подходы к диагностике и мониторингу состояния лесов. Проведенные ранее исследования позволили выявить общие закономерности формирования состава атмосферных выпадений и почвенных вод в условиях аэротехногенного загрязнения. Анализ выявленных закономерностей, проведенный в данной главе, позволит обосновать пути дальнейшего развития этого направления исследований и постановку задач, которые решаются в представленной работе.

1.1. Оценка влияния аэротехногенного загрязнения и древостоя на состав

атмосферных выпадений

Атмосферные осадки являются одной из составляющих биогеохимического цикла. Атмосферные выпадения подразделяются на влажные (вещества, достигающие поверхности земли с собственно атмосферными осадками: дождь, снег, иней, туман, роса и т.д.) и сухие (частицы и газы). Количество и качество атмосферных осадков оказывает огромное влияние на состояние лесов. При взаимодействии атмосферных осадков с кронами деревьев происходит как поглощение соединений различных элементов, так и их вымывание из крон. Вымываемые

из крон древесных растений вещества могут поглощаться корнями растений, а в период вегетации этот процесс может происходить многократно [Лукина, Никонов, 1996; Кислотные осадки..., 1990].

Выпадения в виде снега. Зимние атмосферные выпадения приурочены к периоду биологического покоя. В бореальных лесах продолжительность залегания снегового покрова составляет от 100 до 200 дней в году, что определяет значительную роль осадков в виде снега в биогеохимических циклах [Рассеянные элементы., 2004]. Во время оттепелей происходит выщелачивание веществ из крон деревьев, что объясняет некоторое пространственное распределение атмосферных выпадений в виде снега [Helmisaari, Malkonen, 1989; Лукина, Никонов, 1996; Pomeroy et al., 1999; Lukina, Nikonov, 2003; Пристова, 2005; Gandois et al., 2010; Мартынюк и др., 2011; DeVries et al., 2014 и др.]. Выпавший на земную поверхность снег формирует снежный покров, который обладает определенными свойствами, контролирующими качественные и количественные характеристики атмосферных выпадений, которые накапливаются в снежной толще в течение зимы [Тентюков, 2007]. Снежный покров выступает, как один из индикаторов загрязнения не только атмосферных осадков, но и атмосферного воздуха, а также последующего загрязнения вод и почв [Воеводова, 1979; Раткин, 2000].

Многие зарубежные авторы исследуют снеговые выпадения не отдельно, а в комплексе с дождевыми, анализируют всю сумму осадков за год или по сезонам: декабрь-февраль (зима), март-май (весна), июнь-август (лето) и сентябрь-ноябрь (осень). Например, в Швейцарии была проведена многолетняя оценка состава атмосферных выпадений, прошедших сквозь древесный полог и на открытых территориях с 1995 по 2001 гг., которая позволила выявить превышение критических нагрузок азота на лесные экосистемы [Thimonier et. al., 2005; Waldner et. al., 2007]. В Западной Европе на 169 участках интенсивного мониторинга были проведены исследования (за период с 1996 по 2001 гг.) по изучению состава атмосферных выпадений и влияния осадков на лесные экосистемы. Это позволило выявить значительное снижение содержания сульфатов в атмосферных выпадениях, как на открытых участках, так и прошедших сквозь лесной полог, тогда как содержание азота снизилось менее значимо [Fisher et. al., 2007]. Совместные исследования влияния атмосферных выпадений на растительность на сети мониторинга за период с 1996 по 2000 гг. позволили выявить статистически значимое смещение в сторону нитрофильных видов при высоком содержание азота и к ацидофильным видам при высоком содержании соединений серы в атмосферных осадках [van Dobben, de Vries 2010]. Исследования многолетней динамики, с 1995 по 2007 гг., изменений в составе атмосферных выпадений во Франции показали снижение концентраций соединений серы и увеличение показателя рН. По мнению авторов это может быть связано с сокращением выбросов

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ершов Вячеслав Вячеславович, 2021 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Александрова, В. Д. Геоботаническое районирование Нечерноземья европейской части РСФСР / В. Д. Александрова, Т. К. Юрковская. -Л.: Наука, 1989. -64 с.

2. Алисов, Б. П. Климатические области и зоны СССР / Б. П. Алисов. - М.: Географгиз, 1947. -211 с.

3. Арманд, А. Д., Карта четвертичных отложений /А. Д. Арманд, А. Л. Кудлаева //Атлас Мурманской области. - М.: Наука,1971. -С. 6.

4. Артемкина, Н. А. Низкомолекулярные органические кислоты в почвенных водах лесов Кольского полуострова / Н. А. Артемкина, Т. Т. Горбачева, Н. В. Лукина // Лесоведение. -2008. -№ 6. - С. 37-44

5. Артемкина, Н. А. Низкомолекулярные органические кислоты в почвенных водах лесов Кольского полуострова в условиях воздушного промышленного загрязнения / Н. А. Артемкина, Т. Т. Горбачева, Н. В. Лукина // Лесоведение. - 2011. - № 4. - С. 21-29.

6. Арчегова, И. Б., Кузнецова Е. Г. Влияние древесных растений на химический состав атмосферных осадков в процессе восстановления среднетаежных лесов / И. Б. Арчегова, Е. Г. Кузнецова // Лесоведение. -2011. - № 3. - С. 34-43.

7. Ананьева, С. И. Кольская горно-металлургическая компания (промышленные площадки «Никель» и «Заполярный»): влияние на наземные экосистемы / С. И. Ананьева, Е. А. Белова, А. Г. Булычев [и др.]. - Под общ ред. О. А. Хлебосоловой. - Рязань: НП «Голос губернии», 2012. -92 с.

8. Бахмет, О. Н. Химический состав атмосферных осадков и почвенных вод Карелии / О. Н. Бахмет, Н. Г. Федорец, В. Г. Ласточкина. - Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2011. -34 с.

9. Башкин, В. Н. Методологические основы оценки критических нагрузок поллютантов на городские экосистемы / В. Н. Башкин, А. С. Курбатова, Д. С. Савин. -М.: НИиПИ Экологии города, 2004.-64 с.

10. Башкин, В. Н. Показатели критических нагрузок вместо ПДК / В. Н. Башкин, А. А. Курбатов, И. В. Припутина // Экология и промышленность России. - 2005. - № 8. - С. 25-29.

11. Белов, Н. П. Почвы Мурманской области. / Н. П. Белов, А.В. Барановская. - Л.: Наука, 1969. - 147 с.

12. Василенко, В. Н. Исследование дальнего переноса сульфатов в Советской Арктике по загрязнению снежного покрова / В. Н. Василенко, И. М. Назаров, Ш. Д. Фридман // Метеорология и гидрология. - 1985. - № 4. - С. 114-117.

13. Вернадский, В. И. Избранные сочинения / В. И. Вернадский. - М.: Изд-во АН СССР, 1960. -420 с.

14. Воеводова, З. И. Возможность определения влияния загрязнения атмосферы на водные ресурсы путем отбора проб снега / З. И. Воеводова // Влияние хозяйственной деятельности человека на водные ресурсы Коми АССР. - Сыктывкар. - 1979. - С. 80-88.

15. Воейков, А. И. Влияние снеговой поверхности на климат / А.И. Воейков. - Избр. соч. Л. - М.: Изд-во АН СССР, 1949. - 531 с.

16. Воробейчик, Е. Л. Многолетняя динамика содержания тяжелых металлов в верхних горизонтах почв в районе воздействия медеплавильного завода в период сокращения объемов его выбросов / Е. Л. Воробейчик, С. Ю. Кайгородова // Почвоведение. -2017. - №8. - С. 10091024.

17. Ганичева С.Н. Техногенная дигрессия и восстановительная сукцессия в хвойных лесах Кольского полуострова / Ганичева С. Н., Лукина Н. В., Костина В. А., Никонов В. В. // Лесоведение. - 2004. - № 3. - С. 57-67.

18. Глазовская, М. А. Опыт классификации почв мира по устойчивости к техногенным кислотным воздействиям / М. А. Глазовская // Почвоведение. - 1990. - № 9. -С. 82-96.

19. Глазовская, М. А. Принципы классификации почв по опасности их загрязнения тяжелыми металлами / М. А. Глазовская // Биол. Науки. - 1989. - № 9. - С. 38-47.

20. Глазовская, М. А. Проблемы и методы оценки эколого-геохимической устойчивости почв и почвенного покрова к техногенным воздействиям / М. А. Глазовская // Почвоведение. -1999. -№ 1. -С. 114-124.

21. Глазовский, Н. Ф. Химический состав снежного покрова некоторых районов Верхнеокского бассейна / Н. Ф. Глазовский, А. И. Злобина, В. П. Учватов // Региональный экологический мониторинг. - М.: Наука. - 1983. - С. 67-86.

22. Даувальтер, В. А. Влияние выбросов горно-металлургического комбината на химический состав атмосферных выпадений (Мончегорский полигон) / В. А. Даувальтер, М. В. Даувальтер, Н. В. Салтан, Е. Н. Семенов // Геоэкология. - 2009. - № 3. - С. 228-240.

23. Дерябина, Л. В. Зообентос как индикатор экологического состояния природной области Шершнёвского водохранилища в июле-августе 2012-2013 годов / Л. В. Дерябина, А. А. Перетыкин // Вестник Челябинского государственного университета. - 2015. - №21. - С. 99102.

24. Демаков, Ю. П. Влияние аэрального поступления веществ на их круговорот в лесных экосистемах /Ю. П. Демаков, В. Л. Исаев // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия "Лес. Экология. Природопользование". Йошкар-Ола.-2015. - № 1. - С.66-86.

25. Евдокимова, Г. А. Биологическая активность почв в условиях аэротехногенного загрязнения на Крайнем Севере / Г. А. Евдокимова, Е. Е. Кислых, Н. П. Мозгова. -Л., 1984. -121с.

26. Ежегодник: Доклад о состоянии окружающей природной среды Мурманской области в 2001 году. -Мурманск: Ком. природ. ресурсов РФ, 2002. - 115с.

27. Ершов, В. В. Мониторинг состояния окружающей среды в лесных экосистемах Мурманской области / В. В. Ершов, Л. Г. Исаева, Т. Т. Горбачева // Север и рынок: формирование экономического порядка. - 2014. - Т. 3. - № 40. - С. 133-137.

28. Ершов, В. В. Содержание тяжелых металлов в атмосферных выпадениях в окрестностях заповедника «Пасвик» / В. В. Ершов, Л. Г. Исаева, Н. В. Поликарпова // Вестник Мурманского государственного технического университета. - 2019а. - Т. 22. - № 1. - С. 83-89.

29. Ершов, В. В. Оценка динамики состава почвенных вод северотаежных лесов при снижении аэротехногенного загрязнения выбросами медно-никелевого комбината/ В. В. Ершов, Н. В. Лукина, М. А. Орлова, Л. Г. Исаева, В. Э. Смирнов, Т. Т. Горбачева. // Сибирский экологический журнал.- 2019б. - №1. -С. 119-132.

30. Ершов В. В. Мониторинг состава атмосферных и почвенных вод в лесных экосистемах: достижения и перспективы / В. В. Ершов // Вопросы лесной науки. Вып. Лесное почвоведение. - 2020. - Т. 3. - № 2. - С 1-34.

31. Ершов, В. В. Оценка состава дождевых выпадений в хвойных лесах на северном пределе распространения при аэротехногенном загрязнении /В. В. Ершов, Н. В. Лукина, М. А. Данилова, Л. Г. Исаева, Т. А. Сухарева, В. Э. Смирнов. // Экология. - 2020. - № 4. - С. 265-274.

32. Ельпатьевский, П. В. Геохимия миграционных потоков в природных и природно-техногенных системах / П. В. Ельпатьевский. -М.: Наука, 1993. -253 с.

33. Иванов, Н. Н. Зоны увлажнения земного шара / Н. Н. Иванов // Изв. АН СССР. Сер. геогр. -1941. -№ 3. -С. 261-286.

34. Ильин, В. Б. Тяжелые металлы в окружающей среде / В. Б. Ильин, М. Д. Степанова. -М.: Изд-во МГУ, 1980. - 80 с.

35. Зайцева, А. О. Техногенные источники химического загрязнения атмосферы Красноярского края /А. О. Зайцева // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. - 2016. -Т.1. - №12. - С. 956-958.

36. Карабань, Р. Т. О накоплении никеля в почве и древесной растительности лесонасаждений, произрастающих вокруг предприятий цветной металлургии / Р. Т.Карабань, И. М. Назаров, И. А. Руднева, Т. И. Сисигина // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. - 1985. - С. 109-117.

37. Карпачевский, Л. О. Лес и лесные почвы / Л. О. Карпачевский. -М.: Лесная промышленность, 1981. - 264 с.

38. Карпухин, А. И. Формирование и миграция комплексов водорастворимых органических веществ с ионами тяжелых металлов в таежных ландшафтах Европейского Севера / А. И. Карпухин, И. М. Яшин, В. А. Черников // Известия ТСХА. - 1993. - Вып. 2. - С. 107-126.

39. Кислотные осадки и лесные почвы / Под ред. Никонова В. В. и Г.Н. Копцик Апатиты: изд-во, 1999. - 320с.

40. Клюев, Н. Н. «Грязные» города России: факторы, определяющие загрязнение атмосферного воздуха / Н. Н. Клюев, Л. М. Яковенко // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия экология и безопасность. -2018. -Т. 26.-№ 2. -С. 237-250.

41. Ковда, В. А. Биогеохимия почвенного покрова / Ковда В. А. - М.: Издательство: Наука, 1985 г. - 264 с.

42. Коновалов, А. Г. Обзор подходов к оценке экологического состояния и нормированию качества почв / А. Г. Коновалов, Д. В. Рисник, А. П. Левич, П. В. Фурсова // Междисциплинарный научный и прикладной журнал «Биосфера». - 2017. - Т. 9. - № 3. - С. 214-229.

43. Копанев, И. Д. Климатические аспекты изучения снежного покрова /И. Д. Копанев. -Л.: Гидрометеоиздат, 1982. - 239 с.

44. Копцик, Г. Н. Устойчивость лесных почв к атмосферному загрязнении / Г. Н.Копцик// Лесоведение. - 2004. - № 4. - С. 61-71

45. Копцик, Г. Н., Лукина Н. В., Смирнова И. Е. Влияние атмосферного промышленного загрязнения на состав почвенных растворов подзолов / Г. Н. Копцик, Н. В. Лукина, И. Е. Смирнова // Почвоведение. - 2007. - № 2. - С. 223-234.

46. Копцик, С. В., Копцик Г. Н., Алябина И. О. Оценка риска избыточного поступления соединений серы в наземные экосистемы Кольского полуострова / С. В. Копцик, Г. Н. Копцик, И.О. Алябина // Экология. -2008. - № 5. - С. 347-356.

47. Кравченко, И. Ю. Химический состав почвенных вод хвойных лесов средней тайги Карелии / И. Ю. Кравченко // Биодиагностика состояния природных и природно-техногенных

систем: Материалы XIV Всероссийской научно-практической конференции c международным участием. Книга 1. - Киров: ООО «Издательство Радуга-ПРЕСС», 2016. - С. 330-335.

48. Кудреватых, И. Ю. Оценка взаимосвязи между атмосферным выпадением минерального азота и растительностью в лесных экосистемах / И. Ю. Кудреватых // Экология. Известия Ран. Серия биологическая. - 2017. - № 2. - С. 181-189.

49. Куркатов, С. В. Формирование техногенных нагрузок химического загрязнения атмосферного воздуха в современных условиях развития производительных сил в Красноярском крае / С. В. Куркатов, А. П. Михайлуц, О. Ю. Иванова // Российский медико-биологический вестник имени академика И. П. Павлова. - 2016. - Т. 24. - №4. -С. 17-24.

50. Лозе, Ж. Толковый словарь по почвоведению под ред. Д. С. Орлова / Ж. Лозе, К. Матье. - М: Мир, 1998.- 398 с.

51. Лукина, Н. В. Оценка состава почвенных вод северотаежных хвойных лесов фоновых территорий индустриально развитого региона / Н. В. Лукина, В. В. Ершов, Т. Т. Горбачева, М. А. Орлова, Л. Г. Исаева, Д. Н. Тебенькова // Почвоведение. - 2018. - № 3. - С. 284-296.

52. Лукина, Н. В. Биогеохимические циклы в лесах Севера в условиях аэротехногенного загрязнения / Н. В. Лукина, В. В. Никонов. - Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 1996.-216 с.

53. Лукина, Н. В., Никонов В. В. Питательный режим лесов северной тайги / Н. В. Лукина, В. В. Никонов. -Апатиты: Изд-во Кол. науч. центра РАН, 1998. - 316с.

54. Лукина, Н. В. Питательный режим почв северотаежных лесов / Н. В. Лукина, Л. М. Полянская, М. А. Орлова. - М.: Наука, 2008. - 342 с.

55. Мартынюк, А. А. Изменение химического состава природных осадков под пологом сосновых насаждений в условиях техногенного загрязнения среды / А. А. Мартынюк, Е. В. Дороничева, Т. В. Рыкова // Люовий журнал. -2011. - № 1. - С. 8-11.

56. Марунич, С. В. Трансформация химического состава атмосферных осадков пологом древостоя южно-таежных лесов / С. В. Марунич, А. С. Буров, Ю. Н. Кузнецова, И. В. Недогарко// Известия РАН. Серия географическая. - 2006. - № 4. - С. 52-57.

57. Медведев, Л. В. Трансформация жидких атмосферных осадков древостоями южной тайги (на примере Валдая) / Л. В. Медведев, Т. Е. Шитикова, В. А. Алексеенко // Структура и функционирование экосистем южной тайги. - М.: Ин-т географии АН СССР, 1986. - С. 26-55.

58. Методика мониторинга лесов по международной программе ICP Forests. ФГУ "Российский центр защиты леса", Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН-М., 2008. - 46 с.

59. Морозова, Р. М. Роль атмосферных осадков в круговороте азота и зольных элементов в еловых лесах Карелии / Р. М. Морозова, В. К. Куликова // Почвенные исследования в Карелии. - Петрозаводск: Ин-т леса КФ АН СССР. - 1974. - С. 143-161.

60. Мотузова, Г. В. Почвенно-химический экологический мониторинг / Г. В. Мотузова. - М.: МГУ, 2001. - 85 с.

61. Мотузова, Г. В. Состав лизиметрических вод почв Верхневолжских ландшафтов / Г.

B. Мотузова, Н. Ю. Барсова, Е. А. Карпова, А. Г. Кочарян // Почвоведение. - 2009. - № 2. - С.1-9.

62. Никонов, В. В. Рассеянные элементы в бореальных лесах/ В. В. Никонов, Н. В. Лукина, В. С. Безель [и др.]. - М.: Наука, 2004. - 616 с.

63. Никонов, В. В. Коренные старовозрастные леса Мурманской области / В. В. Никонов, И. В. Зайцева, К. Н. Кобяков, Д. Ю. Смирнов, Н. В. Лукина // Лесоведение. - 2002. -№ 2. - С. 15-23.

64. Никонов, В. В. Влияние ели и сосны на кислотность и состав атмосферных выпадений в северо-таежных лесах индустриально развитого региона / В. В. Никонов, Н. В. Лукина // Экология. - 2000. -№ 2. - С. 97-105.

65. Оболкин, В. А. Кислотность атмосферных выпадений в регионе Байкала / В. А. Оболкин, Т. В. Ходжер, Ю. А. Анохин, Т. А. Прохорова // Метеорология и гидрология. -1991.-№ 1. - С. 55-60.

66. Переверзев, В. Н. Лесные почвы Кольского полуострова / В. Н. Переверзев. - М.: Наука, 2004. - 232 с

67. Перевозчикова, В. А. Геологическая карта / В. А. Перевозчикова // Атлас Мурманской области. -1971. - С. 4.

68. Поздняков, Л. К. О роли осадков проникающих под полог леса, в процессе обмена веществ между лесом и почвой / Л. К. Поздняков // Доклады АН СССР. -1956. - Т. 107. - № 5. -

C. 753-756.

69. Припутина, И. В. Экологические риски в связи с техногенным загрязнением окружающей среды: анализ подходов и методов оценки / И. В. Припутина, В. Н. Башкин // Проблемы анализа риска. - 2012. - Т. 9. - № 5. - С. 4-25.

70. Пристова, Т. А. Влияние древесного полога лиственно-хвойного насаждения на химический состав осадков / Т. А. Пристова // Лесоведение. -2005. - № 5.- С. 49 - 55.

71. Пристова, Т. А. Химический состав снежного покрова в лесных экосистемах в зоне аэротехногенного влияния целлюлозно-бумажного производства (ЦБП) / Т. А. Пристова, М. И.

Василевич // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. -2010. - Т. 12. -№ 1(9). - С. 2313-2316.

72. Пьявченко, Н. И. О роли атмосферной пыли в питании болот / Н. И. Пьявченко, З. А. Сиберева// Доклады АН СССР. - 1959. - Т. 124.- № 2. - С. 414-417.

73. Раменская, М. Л. Анализ флоры Мурманской области и Карелии / М. Л. Раменская. -Л.: Наука, 1983. - 237 с.

74. Раткин, Н. Е. Количественная оценка аэротехногенного потока вещества на подстилающую поверхность расчетным методом / Н. Е. Раткин // Вестник МГТУ. - 2000. -Т. 3.-№ 1.- С. 145-164.

75. Раткин, Н. Е. Влияние природных локальных факторов на загрязнение снежного покрова (на примере Печенгского района) / Н. Е. Раткин, В. Э. Асминг, В. В. Кошкин // Вестник МГТУ. - 1988. - Т. 1. - № 3. - С. 151-160.

76. Раудина, Т. В. Почвенный раствор: от классических представлений к современным понятиям / Т. В. Раудина // Отражение био-, гео-, антропосферных взаимодействий в почвах и почвенном покрове. Материалы V Международной научной конференции, посвященной 85-летию кафедры почвоведения и экологии почв ТГУ. - Томск, 2015. - С. 87-93.

77. Роде, А. А. Почвоведение / А. А. Роде. - М.: Гослесбумиздат, 1955. - 524 с.

78. Робакидзе, Е. А. Химический состав жидких атмосферных осадков в старовозрастных ельниках средней тайги / Е. А. Робакидзе, Н. В. Торлопова, К. С. Бобкова // Геохимия. -2013. - № 1. - С. 72.

79. Семко, А. П. Гидротермический режим почв лесной зоны Кольского полуострова / А. П. Семко. - Апатиты: Кол. фил. АН СССР, 1982. - 142 с.

80. Смит, У. Х. Лес и атмосфера / У. Х. Смит. - М.: Прогресс, 1985. - 430 с.

81. Султанбаева, Р. Р. Поступление и миграция растворимого органического углерода в почвах лесных экосистем подзоны широколиственно-хвойных лесов /Р. Р. Султанбаева, Г. Н. Копцик, И. Е. Смирнова, С. В. Копцик // Вестник Московского университета. - Серия 17: Почвоведение. - 2015. - № 4. - С. 37-42.

82. Сухарева, Т. А. Оценка состояния северотаежных лесов в условиях снижения атмосферных выбросов комбинатом «Североникель» / Т. А. Сухарева, В. В. Ершов, Л. Г. Исаева, М. А. Шкондин // Цветные металлы. - 2020. - № 8. - С. 33 - 41.

83. Тентюков, М. П. Особенности формирования загрязнения снежного покрова: морозное конденсирование техногенных эмиссий (на примере районов нефтедобычи в большеземельской тундре) / М. П. Тентюков // Криосфера земли. - 2007. - Т. 11. - № 4.-С. 3141.

84. Трубицина, О. П. Анализ геоэкологического состояния атмосферного воздуха и осадков севера Русской равнины по данным мониторинга / О. П. Трубицина // Вестник Поморского университета. Серия: Естественные науки. - 2008. - № 3. - С. 35-42.

85. Учватов, В. П. Трансформация химического состава природных вод в лесном ландшафте как показатель его биогеохимического функционирования / В. П. Учватов, Н. Ф. Глазовский // Известия АН СССР. Сер. Геогр. - 1984. - № 1. - С. 101-109.

86. Хрусталева М. А. Экогеохимия моренных ландшафтов центра Русской равнины / М. А. Хрусталева. -М.: Технополиграфцентр, 2002. - 315 с.

87. Цветков, В. Ф. Промышленное загрязнение окружающей среды и лес / В. Ф. Цветков, И. В. Цветков. - Архангельск: ИПЦ САФУ, 2012. - 312с.

88. Цинзерлинг Ю. Д. География растительного покрова северо-запада европейской части СССР / Ю. Д. Цинзерлинг. -Л.: Изд-во АН СССР, 1932. - 378 с.

89. Черненькова, Т. В. Особенности прорастания семян сосны и ели при разной загрязненности почв тяжелыми металлами / Т. В. Черненькова // Влияние промышленных предприятий на окружающую среду. - 1987. - С. 168-182.

90. Чертов, О. Г. Изменение лесных почв при загрязнении техногенной серой / О. Г. Чертов, Г. П. Меньшикова // Взаимодействие между лесными экосистемами и атмосферными загрязнителями: Тез. Докл. I сов.-амер. симпоз. - Таллинн, 1983. - С. 156-158.

91. Чертов, О. Г. Изменение лесных почв под действием кислых осадков / О. Г. Чертов, Г. П. Меньшикова // Известия АН СССР. Сер. биология. - 1983. - № 6. - С.110-115.

92. Шепель, К. С. Геоэкологическая оценка загрязнения почв в районе расположения предприятия горно-металлургического комплекса Урала / К. С. Шепель // Проблемы недропользования. -2019. -№ 2. -С. 171-176.

93. Шильцова, Г. В. Роль сосновых биогеоценозов заповедника «Кивач» в формировании кислотности и состава природных вод / Г. В. Шильцова // Труды Карельского научного центра РАН, -Вып. 10. - 2006. - С. 173-179.

94. Яковлев, Б. А., Козлова Л. Г. Климатические карты: осадки, температура воздуха / Б. А. Яковлев, Л. Г. Козлова // Атлас Мурманской области. - М., 1971. - С. 10-11.

95. Ярмишко, В. Т. Оценка состояния подземных органов растений в условиях промышленного загрязнения / В. Т. Ярмишко // Влияние промышленных предприятий на окружающую среду: Тез. докл. на Всесоюз. школе 4 -8 декабря 1984 г. в Звенигороде. -Пущино, 1984. - С. 230-231.

96. Ярмишко, В. Т. Влияние пожаров и атмосферного загрязнения на структуру и продуктивность напочвенного покрова и травяно-кустарничкового яруса сосновых лесов на

европейском севере России / В. Т. Ярмишко, М. А. Ярмишко // Растительные ресурсы. - 2002. -Т.38, - Вып. 2. - С. 40-54.

97. Aber, J. D. Nitrogen saturation intemperate forest ecosystems / J. D. Aber, W. Mc. Dowell, K. J. Nadelhoffer, A. Magill, G. Berntson, M. Kamakea, [etal.] // Bioscience. - 1998. - V. 48. - P. 921-934.

98. Balestrini, R. Dry deposition of particles and canopy exchange: comparison of wet, bulk and throughfall deposition at five forest sites in Italy / R. Balestrini, S. Arisci, M. C. Brizzio, R. Mosello, M. Rogora, A. Tagliaferri // Atmospheric Environment. - 2007. - V. 41. -P. 745-756.

99. Boudot, J. P. Aluminum toxicity in declining forests: A general overview with a seasonal assessment in a silver fir forest in the Vosges mountains (France) / J. P. Boudot, T. Becquer, D. Merlet, J. Rouiller// Annales des Sciences Forestieres. - 1994. - V. 51. -P. 27-51.

100.Derome, J. Interaction between environmental pollution and land-cover/land-use change in Arctic areas / J. Derome, N. Lukina // Eurasian Arctic land cover and land use in a changing climate (Gutman G., Reissell A., eds.). - Netherlands: Springer, 2010. - P. 269 - 290.

101. Derome, J. The ion balance monitoring plot network / J. Derome, K. Niska, A.-J. Lindroos, P. Valikangas // The Lapland Forest Damage Project. Russian-Finnish cooperation report. The Finnish Forest Research Institute. Rovaniemi Research Station. - Rovaniemi, 1993. - P. 49-57.

102. De Vries, W. Intensive monitoring of forest ecosystems in Europe 2: atmospheric deposition and its impacts on soil solution chemistry / W. De Vries, G. J. Reinds, E. Vel // Forest Ecology and Management. - 2003. - V. 174. - P. 97-115.

103. De Vries, W. Impacts of acid deposition, ozone exposure and weather condition on forest ecosystem in Europe: an overview / W. De Vries, M. H. Dobbertin, S. Solberg, H. F. van Dobben, M. Schaub // Plant and Soil. - 2014. - V.380. - P. 1-45.

104. De Vries, W. Intensive Monitoring of Forest Ecosystems in Europe / W. De Vries, G. J Reinds, M. A. van Kerkvoorde, C. M. A. Hendriks, E. E. J. M. Leeters, C. P. Gross, J. C. H. Voogd, E. M. Vel.-Technical Report 2000. - EC, UN/ECE 2000. Brussels. Geneva. - 191 pp.

105. Ershov, V. V. Dynamics of Snowmelt Water Composition in Conifer Forests Exposed to Airborne Industrial Pollution / V. V. Ershov, N. V. Lukina, M. A. Orlova, N. V. Zukert// Russian Journal of Ecology. - 2016. - V. 47. - No. 1. - P. 46-52.

106. Engardt, M. Deposition of sulphur and nitrogen in Europe 1900-2050. Model calculations and comparison to historical observations / M. Engardt, D. Simpson, M. Schwikowski, L. Granat // Tellus B: Chemical and Physical Meteorology. - 2017. - V. 69. - Article 1328945.

107. lost, S. Spatio-temporal Trends in Soil Solution Bc/Al and N in Relation to Critical Limits in European Forest Soils / S. lost, P. Rautio, A.-J. Lindrooset // Water Air Soil Pollut. - 2012. -V. 223. - P. 1467-1479.

108. IPCC (2007) Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.

109. Forest Condition in a Changing Environment. The Finnish Case. Ed. Eino Malkunen. 2000. -378 p.

110. Ferretti, M. Data quality in field surveys: methods and results for tree condition, phenology, growth, plant diversity and foliar injury due to ozone / M. Ferretti, E. Beuker, V. Calatayud, R. Canullo, M. Dobbertin, J. Eichhorn, M. Schaub // In book: Forest monitoring: methods for terrestrial investigations in Europe with an overview of North America and Asia. Publisher: M. Ferretti &R. Fischer. - 2013. - Vol. 12. - P. 397-414.

111. Ferm, M. Wet deposition of ammonium, nitrate and non-sea-salt sulphate in Sweden 1955 through 2017 / M. Ferm, L. Granat, M. Engardt, Karlsson G. Pihl, H. Danielsson, P. E. Karlsson, K. Hansen // Atmospheric Environment: X. - 2019. - V. 2. - P 1-10.

112. Fischer, R. Monitoring of atmospheric deposition in European forests and an overview on its implication on forest condition / R. Fischer, V. Mues, E. Ulrich, G. Becher, M. Lorenz // Applied Geochemistry. -2007. - V. 22. - Issue 6. - P. 1129-1139.

113. Foy, C. D. Plant adaptation to acid, aluminum-toxic soils / C. D. Foy // Communications in Soil Science and Plant Analysis. -1988. -V. 19.-P. 959-987.

114. Gandois, L. Canopy influence on trace metal atmospheric inputs on forest ecosystems: Speciation in throughfall / L. Gandois, E. Tipping, C. Dumat, A. Probst // Atmospheric Environment. -2010. - V. 44. - Issue 6. - P. 824-833.

115. Graf Pannatier, E. Soil solution chemistry in acid forest soils: Are the BC:Al ratios as critical as expected in Switzerland? / E. Graf Pannatier, L. Walthert, P. Blaser // Journal of Plant Nutrition and Soil Science. - 2004.-V. 164. - P. 160-168.

116. Godbold, D. L. Influence of aluminum and nitrate on root growth and mineral nutrition of Norway spruce (Picea abies) seedlings / D. L. Godbolt, K. Dictus, A. Huttermann // Canadian Journal of Forest Research. - 1988. - V. 18. - P. 1167-1171.

117. Godbolt, D. L. Aluminum toxicity and forest decline / D. L. Godbolt, A. Huttermann // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 1988. - V. 85. -P. 3888-3892.

118. Godbolt, D. L. Use of root length elongation studies to determine aluminum and lead toxicity in Picea abies seedlings / D. L. Godbolt, C. Kettner// Journal of Plant Physiology. - 1991. - V. 138. - P. 231-235.

119. Gundersen, P. Nitrogen deposition and the forest nitrogen cycle: Role of denitrification / P. Gundersen // Forest Ecology and Management - 1991. - V. 44. - P. 15-28.

120. Gundersen P. Do indicators of nitrogen retention and leaching differ between coniferous and broadleaved forests in Denmark? / P. Gundersen, L. Sevel, J. R. Christiansen, [et al.] // Forest Ecology and Management. - 2009. - V. 258. - P. 1137-1146.

121. Hansen, K. Are Indicators for Critical Load Exceedance Related to Forest Condition? / K. Hansen, L. Vesterdal, A. Bastrup-Birk, J. Bille-Hansen // Water, Air & Soil Pollution. - 2007. - V. 183. - P. 293-308.

122. Herrmann, M. The chemical composition of throughfall beneath oak, birch and pine canopies in Northwest Germany / M. Herrmann, J. Pust, R. Pott // Plant Ecology. - 2006. - V. 184. -P. 273-285.

123. Helmisaari, H.-S. Acidity and nutrient content of throughfall and soil leachate in three Pinus Sylvestris stands / H.-S. Helmisaari, E. Malkónen// Scandinavian journal of Forest Research. -1989. -V.4. - Issue 1 - 4. - P.13 - 28.

124. Husson, F. Exploratory multivariate analysis by example using R / F. Husson, S. Le, J. Pages. - 2nd ed. - Chapman & Hall / CRC, 2017. - 248 p.

125. Jakovljevic, T. Assessment of Atmospheric Deposition and Vitality Indicators in Mediterranean Forest Ecosystems / T. Jakovljevic, A. Marchetto, L. Lovreskov, N. Potocic, [et al.] // Sustainability. -2019. -V. 11. - P. 1-23.

126. Johnson, J. The response of soil solution chemistry in European forests to decreasing acid deposition / J. Johnson, E. Graf Pannatier, S. Carnicelli, G. Cecchini [et al.] // Global Change Biology. -2018. -V. 24. - P. 3603-3619.

127. Kashulina, G. Snow and rain chemistry around the "Severonikel" industrial complex, NW Russia: Current status and retrospective analysis / G. Kashulina, P. Caritat, C. Reimann // Atmospheric Environment. - 2014. - V. 89. - P. 672 - 682.

128. Korhola, A. Predicting the long-term acidification trends in small subarctic lakes using diatoms / A. Korhola, J. Weckstrom, M. Nyman // Journal of Applied Ecology. - 1999. - V. 36. - P. 1021-1034.

129. Kowalska, A. Atmospheric deposition in coniferous and deciduous tree stands in Poland / A. Kowalska, A. Astel, A. Boczon, Z. Polkowska // Atmospheric Environment. - 2016. -V. 133. - P. 145-155.

130. Kristensen, H. L. Throughfall nitrogen deposition has different impacts on soil solution nitrate concentration in European coniferous and deciduous forests / H. L. Kristensen, P. Gundersen, I. Callesen, G. J. Reinds // Ecosystems. - 2004. - V. 7. - P. 180-192.

131. Lorenz M. International co-operative programme on assessment and monitoring of air pollution effects on forests - ICP forests / M. Lorenz // Water Air Soil Pollut. - 1995. - V. 85. - P. 1221-1226.

132. Lorenz M., Granke O. Deposition measurements and critical loads calculations: monitoring data, results and perspective / M. Lorenz, O. Granke // iForest - Biogeosciences and Forestry. -2009. - V. 2. - P. 11-14.

133. Lorenz, M. Forest Condition in Europe, 2012 Technical Report of ICP Forests / M. Lorenz, G. Becher. -Work Report of the Thünen Institute for World Forestry. ICP Forests, - Hamburg, 2012.- 159 p.

134. Lukina, N. V. Degradational succession of forest ecosystems in the surroundings of Cu -Ni smelter in the Kola Peninsula / N. V. Lukina, V. V. Nikonov // Proceedings of 28th Annual Meeting. -Sudbury, Ontario, 2003 [CDROM].

135. Lukina, N. V. Assessment of soil water composition in the northern taiga coniferous forests of background territories in the industrially developed region / N. V. Lukina, V. V. Ershov, T. T. Gorbacheva, M. A. Orlova, L. G. Isaeva, D. N. Teben'kova // Eurasian Soil Science. - 2018. - V. 51. -No. 3. - P. 285-297.

136. Maas, R. Towards Cleaner Air. Scientific Assessment Report 2016. / R. Maas, P. Grennfelt (Eds.). EMEP Steering Body and Working Group on Effects of the Convention on LongRange Transboundary Air Pollution. - 2016. - 50p.

137. Manual on methods and criteria for harmonized sampling, assessment, monitoring and analysis of the effects of air pollution on forests. Part XIV Sampling and Analysis of Deposition (2010). www.icp-forests.com

138. Mahera, W. Determination of total phosphorus and nitrogen in turbid waters by oxidation with alkaline potassium peroxodisulfate and low pressure microwave digestion, autoclave heating or the use of closed vessels in a hot water bath: comparison with Kjeldahl digestion / W. Mahera, F. Krikowa, D. Wruck, H. Louie,T. Nguyen, W. Y. Huang // Analytica Chimica Acta.- 2002. -V. 463. -P. 283-293

139. Matzner, E. Long-term development of element fluxes with bulk precipitation and throughfall in two German forests / E. Matzner, K. J. Meiwes // Journal of Environmental Quality Abstract. - 1994. -V. 23. - P. 162 - 166.

140. Nilsson, J., Grennfelt P. Critical loads for Sulphur and nitrogen / J. Nilsson, P. Grennfelt // Miljorapport. - 1988. - 418p.

141. Park, K. Characterization of metal aerosols in PM10 from urban, industrial, and Asian Dust sources / K. Park, D. D. Hung // Environmental Monitoring and Assessment. - 2008. - V. 160. -P. 289-300.

142. Pascaud, A. Contrasted spatial and long-term trends in precipitation chemistry and deposition fluxes at rural stations in France / A. Pascaud, S. Sauvage, P. Coddeville, M. Nicolas, L. Croisé, A. Mezdour, A. Probst // Atmospheric Environment. - 2016. - V. 146. - P. 28-43.

143. Piirainen, S. Canopy and Soil Retention of Nitrogen Deposition in a Mixed Boreal Forest in Eastern Finland / S. Piirainen, L. Finér, M. Starr // Biogeochemical Investigations at Watershed, Landscape, and Regional Scales. - 1998. - P. 165-174.

144. Pomeroy, J. W. Transformations of snow chemistry in the boreal forest: accumulation and volatilization / J. W. Pomeroy, T. D. Davies, H. G. Jones [et al.] // Hydrol. Process. -1999. -V.13. - P. 2257-2273.

145. R Core Team. R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing. -Vienna, Austria, 2017. URL: http://www.R-project.org.

146. Reinds, G. J. Critical Loads of copper, nickel, zinc, arsenic, chromium and selenium for terrestrial ecosystems at a European scale / G. J. Reinds, J. E. Groenenberg, W. Vrieset // Wageningen, Alterra. - 2006. - 46 p.

147. Sawicka, K. Fine-scale temporal characterization of trends in soil water dissolved organic carbon and potential drivers / K. Sawicka, D. T. Monteith, E. I. Vanguelova, A. J. Wade, J. M. Clark // Ecological Indicators. - 2016. - V. 68. - P. 36-51.

148. Schöpp, W. Long-term development of acid deposition (1880-2030) in sensitive freshwater regions in Europ / W. Schöpp, M. Posch, S. Mylona, M. Johansson // Hydrol Earth Syst Sci. -2003.- 7(4): - P. 436-446.

149. Sverdrup H. Effect of soil acidification on the growth of trees and plants as expressed by the (Ca+Mg+K)/Al ratio / H. Sverdrup, P. Warfvinge // Reports in Environmental Engineering and Ecology. - 1993. - V. 2. - 123p.

150. Thimonier, A. Measurement of atmospheric deposition under forest canopies: Some recommendations for equipment and sampling design / A. Thimonier // Environmental Monitoring and Assessment. -1998. -V. 52. -P. 353-387.

151. Thimonier, A. Atmospheric deposition on Swiss Long-term forest ecosystem research (LWF) plots / A. Thimonier, M. Schmitt, P. Waldner, B. Rihm // Environmental Monitoring and Assessment. - 2005. - V. 104. - P. 81-118.

152. van Dobben, H. Relation between forest vegetation, atmospheric deposition and site conditions at regional and European scales / H. van Dobben, W. De Vries // Environmental Pollution. - 2009. - V 158. - P. 921-933.

153. Vanguelova, E. I. Chemical fluxes in time through forest ecosystems in the UK - Soil response to pollution recovery / E. I. Vanguelova, S. Benham, R. Pitman, A. J. Moffat// Environmental Pollution. - 2009. - V. 158. - P. 1857-1869.

154. Verstraeten, A. Impact of declining atmospheric deposition on forest soil solution chemistry in Flanders, Belgium / A. Verstraeten, J. Neirynck, G. Genouw, N. Cools, P. Roskmans, M. Hens // Atmospheric Environment. - 2012 - V. 62. - P. 50-63.

155. Waldner, P. Atmospheric Deposition and Ozone Levels in Swiss Forests: Are Critical Values Exceeded? / P. Waldner, M. Schaub, E. Graf Pannatier, M. Schmitt, A. Thimonier, L. Walthert // Environmental Monitoring and Assessment. - 2007. - V. 128. - P. 5-17.

156. Waldner P. Exceedance of critical loads and of critical limits impacts tree / P. Waldner, A. Thimonier, E. Graf Pannatier, S. Etzold, [et al.] // Annals of Forest Science. - 2015. - V. 72. - P. 929-939.

157. Wang, Z.-M. Nickel Speciation and Aerosol Formation During Combustion of Kerosene Doped with Nickel Nitrate Aerosol in a Premixed Burner / Z.-M. Wang, P. Biswas // Aerosol science and technology. - 2010. - V. 33. - P. 525-535.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Фото 1. Ельник, фоновая территория

Фото 2. Сосняк, фоновая территория

Фото 4. Сосняк, буферная зона

Фото 7. Медно-никелевый комбинат «Североникель»