Критические нагрузки атмосферных выпадений оксидов азота

В настоящее время большая часть соединений азота, поступающих в наземные экосистемы с атмосферными выпадениями (осадками и в результате сухого осаждения), имеет техногенное происхождение и связана с эмиссией окислов азота промышленными предприятиями и автотранспортом. Вследствие полифункциональности азота его воздействие на экосистемы неоднозначно, так как он является одновременно основным элементом питания растений и поллютантом, вызывающим подкисление и(или) эвтрофирование биоценозов. Карта, отражающая современный уровень поступления соединений азота с атмосферными выпадениями для территории Российской Федерации, выполнена по результатам наблюдений Роскомгидромета за 1995–2004 гг. Дифференцированный характер техногенных нагрузок азота для разных регионов страны определяется степенью развития промышленного производства и урбанизированности территорий. Максимальный уровень поступления соединений азота, характерный для Центрального, Поволжского и Уральского регионов, составляет более 1000 кг N/км2 в год (или 10 кг N/га в год). Повышенный фон поступления азота в следствии трансграничного переноса из Европы наблюдается вдоль западной границы России. Минимальные нагрузки, отражающие фоновый и доиндустриальный уровень выпадений соединений азота, фиксируются в северо-восточных регионах страны, где поступление не превышает 200 кг N/км2 в год. В целом можно отметить зональный характер снижения техногенного воздействия соединений азота для территории России с юго-запада на северо-восток.

В настоящее время в Российской Федерации существует тенденция увеличения объемов промышленного производства и роста автопарка страны, что приведет в ближайшие годы к повышению уровня техногенного поступления азота для территории России за счет внутренних источников эмиссии окислов азота (особенно в Европейской части страны). Учитывая полифункциональность азота, при расчетах величин критических нагрузок (КН) соединений азота используют несколько показателей:

минимальная нагрузка по азоту (КН (N)min) характеризует наименьший уровень поступления азота, который обеспечивает сохранение продуктивности рассматриваемых экосистем;
нагрузка по «питательному» азоту (КН (N)nutr) позволяет, напротив, оценить количественно поступление азота, не вызывающее его избытка в экосистемах (или эвтрофирования), следствием которого может быть смена или сокращение видового разнообразия биоценозов;
максимальная нагрузка по азоту (КН (N)max) определяет допустимые параметры поступления в экосистемы азотных соединений, при которых не происходит падения уровня кислотности ниже критического уровня и одновременно сохраняется благоприятный для биоты питательный режим почв.

На карте представлены данные расчетов критических нагрузок «питательного» азота (КН (N)nutr) для наземных экосистем Европейской части России, выполненные в соответствии с обязательствами Российской Федерации по Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха (Bashkin et al., 1997). Представленные на карте значения критических нагрузок, рассчитанные для условных квадратов сети ЕМЕР 150х150 км, обеспечивают сохранение питательного статуса и отсутствие процессов эвтрофирования для экосистем, занимающих суммарно не менее 95% площади каждого квадрата ЕМЕР (используемые единицы измерения — экв/га/год). Биогеоценозы Европейской части России сформированы преимущественно в условиях дефицита доступных растительности форм азота, и поэтому величины критической нагрузки питательного азота, соответствующие 200–400 экв/га/год (или 1,5–3 кг N/га/год) оценены для экосистем большей части территории Европейской части России. Прежде всего, это биогоценозы тундровых, лесотундровых, северо- и среднетаежных ландшафтов. Максимальные критические нагрузки — 700–1000 экв/га/год и выше — допустимы в южных районах Европейской части России, где преобладают степные агроландшафты. Тенденция зонального увеличения значений критических нагрузок с севера на юг характерна и для распределения величин КН (N)max.

Сравнительный анализ рассмотренных карт позволяет оценить превышения критических нагрузок биогенного азота на Европейской части России. Они характерны для отдельных районов в центре, на Среднем Поволжье и юго-западе Европейской части России рассматриваемой территории.