Дослідження базувалися на принципах порівняльної екології та проведені за загальноприйнятими в лісівництві, лісовій таксації, ґрунтознавстві, дендрохронології методиками. Запропоновано нові підходи щодо визначення гідротермічних показників та оцінювання аномальності погодних умов. Отримані результати опрацьовано методами математико-статистичного аналізу з використанням прикладних комп’ютерних програм.
Однією з глобальних проблем сучасності є техногенне забруднення атмосфери. Визначено основні тенденції забруднення атмосфери та райони техногенної загрози існуванню лісів України.
Починаючи з 1980-х років, проводили комплексні дослідження впливу забруднення на лісові екосистеми в умовах таких виробництв:
• Рiвненське ВАТ «Азот», Черкаська та Лисичансько-Рубежансько-Сiверськодонецька промагломерацiї.
• Балаклійське ВАТ «Балцем».
• Змiївська теплова електростанція (ЗТЕС).
Найвищий рівень викидів був в 1980-ті роки, а починаючи з першої половини 1990-х років він знизився.
У разі надходження викидів до атмосфери забруднюється сніговий покрив. Радіус забруднення збільшується у разі зростання обсягів і висоти викидів. Незважаючи на домінування викидів опади підлуговуються за рахунок викидів аміаку. Сильне підлуговування відбувалося і в зоні цементних виробництв. Значення рН снігового покриву можуть досягати 11. Причиною підлуговування є лужні катіони, особливо Са2+, який становить 70–87 % від загальної суми лужних катіонів.
Ступінь і характер змін ґрунтів залежать від характеристик забруднення й властивостей ґрунтів. У зоні виробництв, які викидають кислі сірко- і азотоутримувальні забруднювачі, вимиваються лужні метали, зменшується ємність вбирання і насиченість основами. Надходження азотутримувальних забруднювачів не компенсує втрати азоту внаслідок падіння мікробіологічної діяльності. Це погіршує забезпечення рослин азотом, оскільки зменшується частка його доступних форм.
У зонах цементних виробництв ґрунти сильно підлуговуються внаслідок аномальної концентрації лужних металів. У ВКҐ іон водню майже повністю заміщується кальцієм. Максимальна кількість лужних металів накопичується у верхньому ґрунтовому горизонті. У легкосуглинкових та піщаних ґрунтах підлуговування поширюється значно глибше. Рівень підлуговування ґрунтів зростає в періоди спекотної сухої погоди.
Унаслідок седиментації викидів ТЕС та цементних виробництв формуються території з аномальною концентрацією важких металів у ґрунті та підстилці . Перевищення запасу лужних металів у підстилці над запасом в опаді становить 40–60 разів, а для деяких важких металів може сягати навіть сотні раз.
В наслідок техногенних змін трофотопу в ланці опад – підстилка гальмується інтенсивність біокругообігу. Інтенсивність біокругообігу падає до сильно загальмованого рівня, а накопичення фітодетриту домінує у всіх шарах підстилки. Загальний час формування запасу підстилки у техногенній зоні на 0,9-3,0 року більше ніж на контролі.
Реакція пагонів і стовбура на дію фітотоксикантів є вторинною, а первинною є зміни в хвої. В умовах аеротехногенного забруднення тривалість життя хвої сосни з 3 років зменшується у ослаблених дерев до 2, сильно ослаблених - 1,6 років . Втрати асиміляційної поверхні в результаті пошкодження сосняків 1 річної хвої становлять 25, 2-х річної - 40%..
Дія забруднення на структуру стебла аналогічна змінам від інших факторів. Розміри пагонів та їх охвоєння зменшуються у 2-3 рази. Кількість брахібластів зменшується в 1,6 а довжини міжвузлів 1,4 рази.
Флоема зазнає меншого впливу забруднення атмосфери, ніж ксилема. Ширина шару деревини однорічних пагонів знижується в 1,8-2,0 , кори в 1,1-1,6 рази. Реакція деревини на забруднення однотипна у всьому стовбурі: зменшуються ширина річного кільця, кількість та радіальні розміри трахеїд.
Стан сосняків на протязі майже 30-ти літнього періоду визначався рівнем аеротехногенного навантаження, яке суттєво змінювалося у часі і в просторі. Під впливом забруднення зменшувалась потужність біогоризонту фотосинтезу; унаслідок вирівнювання за висотою дерев спрощувалась структура сосняків. Після такого порушення у сосняків зменшується довжина, стрункість та форма крони.
Зниження радіального приросту сосняків в умовах аеротехногенного забруднення посилюється синергетичною дією аномальних коливань клімату. Віковий тренд зменшения радіального приросту сосняків є наслідком дії посух. У техногенно пошкоджених сосняках депресія приросту триває на 3–4 років довше. Особливо це відчутно на південній межі ареалу сосни звичайної та в степу. Радіальний приріст домінантних дерев сильніше позитивно реагує на сприятливі погодні умови ніж дерев інших класів Крафта, а в несприятливі роки спостерігається протилежне .
