Забруднення озоном та пошкодження листя деяких середземноморських видів
резюме
У Франції в Приморських Альпах проводяться дослідження з метою з’ясування можливого впливу озону на пошкодження листя, помічені в останні роки на деревостанах сосен Алеппо, Шотландії та Кембро. Дослідження проводиться за франко-італійським контрактом Interreg II та програмою Primequal. Ця стаття вперше містить результати за літо 1999 року щодо рівня концентрації озону, виміряного від узбережжя Рив’єри до масиву Меркантур за допомогою фізико-хімічних аналізаторів та пасивних датчиків. Доза AOT 40 та сукупна сума годинних концентрацій вказані для літніх періодів вимірювання. Пасивні датчики розташовані, зокрема, серед ділянок відстеження дерев. Для того, щоб зрозуміти вплив забруднення озоном на ці лісові екосистеми, проводиться оцінка позакореневої шкоди. Шукається відповідність між середнім рівнем озону та ступенем досягнення трьох основних видів, що підлягають моніторингу (сосни Алеппо, Шотландії та Кембро). Здається, існує кореляція між підвищеною концентрацією озону та пошкодженням листя, принаймні для кам’яних сосен.
Анотація
Записи індексу
Ключові слова: Сосна швейцарська, сосна звичайна, сосна алеппо, пошкодження листя, озон
Ключові слова: pinus cembra, pinus syvestris, pinus haepensis, пошкодження листя, озон
Повний текст
Перші дослідження, що свідчать про шкідливий вплив озону на ліси, були проведені в США. Симптоми описують пожовтіння листя з ранньою осінню та типовими пошкодженнями, затримкою росту дерев у відповідь на високі концентрації озону [1-5]. В експериментальних умовах ці самі симптоми були перевірені, зокрема серед хвойних дерев [6-9]. В Австрії, Швейцарії та Німеччині також проводились дослідження пошкодження озону в лісах [10-11] і, зокрема, серед хвойних дерев: ялиці, швейцарської сосни та модрини [12-14] .
Загалом, в останні роки в Альпах оцінка фізіологічних модифікацій та екологічних характеристик хвойних порід, включаючи кам'яну сосну, була предметом багатьох досліджень [15-21] .
Сосна або ароле кембро, у Франції в національному парку Меркантур, становить на висоті 1800 м чисті деревостани з модриною та ялиною. З початку 1980-х років швейцарська сосна виявляла симптоми пожовтіння в цьому регіоні з появою хлоротичних плям, які можуть досягати всієї голки. Видно ранні дефоліації старих голок [22] .
Ризики паразитів були виключені, лише умовно-патогенні колонії Leptostroma pinorum Sacc.var. cembrae та Lophodermium conigenum (Brunaud), ідентифіковані вторинні паразити (особисте повідомлення від М. Мореле, INRA, Шампену).
Була перевірена кожна з основних гіпотез, які можуть пояснити це пожовтіння [22]: кліматичні проблеми, дефіцит запасів корисних копалин, забруднення атмосфери.
Сьогодні специфічні дослідження впливу озону проводяться на кількох видах в рамках програми Primequal та європейської, франко-італійської, транскордонної програми Interreg II, в якій беруть участь три партнери: для Франції, Міжнародна група з питань Вивчення субальпійських лісів та Qualitair, мережі моніторингу якості повітря в Приморських Альпах; для Італії - IPLA, Інститут деревних рослин і довкілля. З французької сторони, досліджувана територія охоплює значну частину Приморських Альп, а відстежуваними видами є сосни Алеппо для узбережжя, шотландці для середньої країни та Кембро для високої країни Ніцца. Пам'ятайте, що сосни, як відомо, особливо чутливі до озону [23], а тому більше стурбовані його пошкодженням.
Це дослідження представляє результати влітку 1999 р. Моніторингових концентрацій озону в лісі. Фактично вимірювання проводяться в цьому відділі за допомогою фізико-хімічних аналізаторів та пасивних датчиків, розміщених зокрема на ділянках моніторингу дерев. Одночасно проводиться опис характерних симптомів та оцінки позакореневої шкоди, щоб зрозуміти вплив забруднення озоном на ці лісові екосистеми.
Для кращого тлумачення результатів вимірювань озону слід пам’ятати [23], що утворення озону в тропосфері відбувається по суті внаслідок фотолізу діоксиду азоту у присутності летких органічних сполук (ЛОС). Цей механізм, хоча і залучає багато складових, в основному залежить від рівня оксидів азоту (NOx) в атмосфері. Таким чином було продемонстровано, що в незабрудненій "атмосфері", "сільській місцевості або лісі" можна зустріти високий "природний" рівень озону. З одного боку, рослинність є джерелом ЛОС, з іншого боку, природних континентальних джерел NOx достатньо для того, щоб ми знаходились у зоні, де переважають процеси виробництва озону. В забрудненій атмосфері та у місцевому масштабі, що відповідає районам з високою міською або промисловою концентрацією, ситуація складна через наявність багатьох типів ЛОС, як природних, так і антропогенних. У цих районах можуть виникати ситуації виробництва або поглинання озону.
Просторово-часовий розподіл озону може бути результатом трьох сценаріїв:
“- швидке вироблення озону з реактивних попередників та транспорт у мезомасштабі, то у великих масштабах;
поступове виробництво озону під час регіонального та великомасштабного транспорту;
транспорт попередників та повільне утворення озону у глобальному масштабі ”[23]
Симптоматологічна оцінка
Ця оцінка проводиться за допомогою безпосереднього огляду та збільшувального скла хвої трьох основних видів: сосна алеппо, шотландці, кембро, взяті відповідно на висоті 500, 1500 та 1800-2000 м. Проведено порівняння з пошкодженнями озону, що спостерігаються у WSL (Федеральний інститут лісових, снігових та ландшафтних досліджень, Швейцарія) в контрольованих умовах для ялини та сосни звичайної.
Оцінка пошкодження листя
Інвентар пошкодження листя оцінює відсоток пошкоджених дерев. У 1999 р. На всій досліджуваній території було розмежовано близько 30 так званих спіральних ділянок, в межах яких було пронумеровано 20 дерев (див. Карту нижче). Пасивні датчики озону були розміщені якомога ближче до цих ділянок.
Ситуація з пасивними датчиками та ділянками дерев (результати за червень 1999 р.).
Ситуація з пасивними пробовідбірниками та ділянками дерев (результати за червень 1999 р.).
Класи знебарвлення та дефоліації відповідають європейським посиланням на протоколи, прийняті Департаментом охорони здоров’я лісів (DSF) та Національним управлінням лісового господарства (ONF) ([24-27]). Ця система базується на європейській мережі, ділянки, що підлягають моніторингу, знаходяться на рівні 1 відповідно до протоколу спостережень мережі моніторингу стану здоров'я лісів, визначеного DSF та ONF.
Як і в транснаціональній кадастрі, відповідно до Регламенту ЄЕС № 926/93:
дефоліація оцінюється з кроком 5%;
градієнт зміни кольору оцінюється в зрізах, пронумерованих від 0 до 4.
Дерева з дефоліацією менше або рівною 25% та знебарвленням менше класу 2 вважаються неушкодженими. Стадія "попередження" досягається для дефоліації від 10 до 25%. Від класу знебарвлення 2 або більше і відсотка втрати листя більше 25% пошкодження дерев є реальним. Статистичні тести 2 проводяться для оцінки суттєвих відмінностей між класи дефоліації та зміни кольору для кожного з видів. Інші критерії зазначені та представлені в таблиці 1 нижче: висота, температура, ґрунтові умови та деревостани [22] .
Вимірювання озону
Опис техніки вимірювання
Дві методи вимірювання, що використовуються для цього дослідження, вимагають:
аналізатор поглинання ультрафіолетових променів (Environmentnement SA: O3 41 M, Франція), техніка, що вважається посиланням на Директиву 92/72 ЄЕС Ради Європейських економічних співтовариств від 21 вересня 1992 р. щодо озону;
пасивні дифузійні капсули озону (лабораторія ШВЛ, Швеція).
Ця остання методика є методом вимірювання, який впродовж декількох років використовується мережами, затвердженими для моніторингу якості повітря.
Датчик складається з капсули із закритим кінцем, що містить фільтр, просочений специфічним розчином для поглинання вимірюваного озону. Газ транспортується всередині трубки через відкритий кінець шляхом молекулярної дифузії. Відповідно до першого закону Фіка, кількість озону, захопленого поглинальним середовищем, пропорційна концентрації цього самого забруднювача в навколишньому повітрі. Пробовідбірник захищений від турбулентності дуже пористою мембраною, розміщеною на вході в капсулу, та сіткою з нержавіючої сталі. Ціле покрито металевою пластиною, щоб захистити ціле від дощу. Металевий лоток був розміщений приблизно на 1,2 м над землею. Капсули виставляють протягом місяця, потім кладуть у герметичну пробірку і відправляють у лабораторію для аналізу. Аналіз озону проводиться за допомогою іонної хроматографії. Пробірки зберігають до, під час та після збору, в холодильнику або в охолоджувачі та захищені від світла.
Характеристика місць вимірювання
Місця обрані таким чином, щоб охоплювати територію, що починається від узбережжя Приморських Альп і тягнеться до масиву Меркантур (див. Карту вище)
стор. 265). Знання рельєфу та розташування згаданих ділянок дерев дозволило вибрати 38 ділянок. Географічний розподіл становить 37% місць на узбережжі, 63% у середніх та високих країнах Меркантура. Висота місць варіюється від 0 м (острів Сен-Онорат) до 2595 м (Коль-де-Распайон).
Таблиця 1. Опис станційного стану ділянок дерев.
Розташування та екологічні умови на ділянках дерев.
Таблиця 2. Відтворюваність (%) пасивних датчиків протягом усього періоду дослідження на сайтах із триплетами.
Різниця в концентраціях озону в межах 3 дифузійних речовин в одному і тому ж місці.