Экология/6. Экологический мониторинг

К.б.н. Пилипко Е. Н.

Вологодская государственная молочнохозяйственная какадемия

имени Н. В. Верещагина, Россия

Экологическое обследование вырубок на Онежском полуострове

В летний экспедиционный период нами было проведено экологическое обследование вырубок Онежского полуострова. Полное удаление древостоя, переработка нанорельефа и почвы, нарушение лесной подстилки, живого напочвенного покрова, подлеска, подроста и т.д. приводят к значительной динамике важнейших почвообразовательных процессов, аммонификации, нитрификации, наблюдается иное разрушение целлюлозы, разложение почвенного гумуса. Изменяется также структурная часть биоценоза - климат (атмосфера). Происходят резкие перемены температуры и влажности воздуха его движения и состава. Такие рубки вносят значительные изменения в природу леса, особенно в экологическую обстановку. Ведут к упрощению природной среды, уменьшению растительной массы, нарушению экологии в целом. Подобные рубки способствуют образованию малопродуктивных типов вырубок, приближающихся к травяным, лишайниковым, моховым биоценозам, слабо выполняющих экологические функции [3].

Нами было отмечено прямое воздействие тяжелой техники на почву, приводящее образование глубоких колей, способствующих эрозийным процессам (рис. 1).

Рубки на Онежском полуострове сопровождаются значительными изменениями режимов и свойств почв, что необходимо учитывать при разработке лесохозяйственных мероприятий, т. к. изменения почвенно-экологических условий на вырубках сказываются на возобновлении хвойных насаждений.

Рис. 1. Образование колей тяжелой техникой, которые впоследствии способствуют эрозийным процессам почвы

С удалением материнского полога резко меняются условия на вырубках: до 20 раз увеличивается приток солнечной радиации и освещенность, уменьшается относительная влажность воздуха, увеличивается скорость ветра, на вырубках отмечаются значительные перепады температур и изменение влажности корнеобитаемого слоя почвы. Резкое изменение экологической обстановки приводит к тому, что процесс естественного лесовосстановления растягивается порой на долгие годы, а территория вырубки на этот период не только утрачивает защитные функции, но и изымается из процесса выращивания. Проведение концентрированных рубок в лесах южной зоны может привести к задернению и даже остепнению вырубок, а в лесах северной зоны - к заболачиванию. На подобных вырубках велика опасность образования очагов вредных насекомых, особенно майского хруща, а при недостаточной очистке лесосек характерно резкое увеличение пожарной опасности.

Особенно большой вред приносят концентрированные рубки в разновозрастных насаждениях, т.к. по своей сути не отвечают природе таких насаждений. На лесных делянках, где неблагоприятный водно-воздушный режим (колеи, понижения) сначала поселятся влаголюбивые сфагнумы, кукушкин лен, пушица, иногда - кустарниковые ивы. Возобновление древесными породами в I десятилетие после вырубки здесь отсутствует. Поселение их идет только в межколейном пространстве и по обочинам волоков. В связи с большой плотностью почв и бедностью элементами питания на участках с разрушенным почвенным покровом впервые годы после поселения древесных пород наблюдается отставание их в росте. Корни поселившихся древесных растений не способны проникнуть в уплотненную почву, и самосев погибает при вымывании осадками и выжимании морозом [4].

Отрицательное влияние концентрированных рубок усугубилось механизацией лесозаготовок. Подобные рубки способствуют образованию малопродуктивных типов вырубок, утрачивают защитные функции, замедляют процессы старения естественного лесовосстановления. Однако при строгом соблюдении лесоводственных требований к технологии лесосечных работ на пологих склонах рубка не вызывает эрозионных процессов.

Изменение микроклимата на вырубках, буйное развитие травянистой растительности (рис. 2) и отсутствие (полное или частичное) древесного яруса приводят к изменению режимов и свойств почв. Прежде всего, это касается водного режима почв.

Рис. 2. Зарастание вырубок травянистой растительностью – кипреем и злаковые

Водный режим почв определяется климатическими условиями данного района исследований, свойствами самих почв и растительностью. При прохождении через кроны деревьев и кустарников часть осадков задерживается и затем испаряется в атмосферу, из влагооборота почвы эта часть осадков исключается.

По данным некоторых авторов, при изреживании древостоев рубками задерживающая способность древесного полога снижается, а количество осадков в изреженный древостой поступает на 5–10% больше, чем в неизреженный [1; 2]. В то же время большее летнее нагревание почвы приводит к понижению относительной влажности воздуха, что, в свою очередь, обусловливает увеличение расхода почвенной влаги на 30–40% [5].

Влажность почвы является экологически важным показателем. Ею во многом предопределяются направления и интенсивность почвенных процессов. По мнению некоторых исследователей, запас влаги в верхнем 50-сантиметровом слое почв на вырубках больше в среднем на 30–40%, чем в почвах контрольного участка под ненарушенными хвойными лесами. В 20-сантиметровом слое почв на вырубках увеличение запасов влаги, по сравнению с почвами под лесом, более существенно и составляет 50–56%. Это объясняется, с одной стороны, большим поступлением осадков на поверхность почвы на вырубке, по сравнению с лесом, а также оттаиванием мерзлотного горизонта и подтягиванием влаги к верхним горизонтам, что в условиях сравнительно богатого осадками лета имеет существенное значение; с другой стороны, расход влаги на транспирацию сокращается вследствие уменьшения числа деревьев. Значительное увеличение запасов влаги затрудняет аэрацию почв, что отрицательно сказывается на прорастании семян древесных пород. Кроме того, с изменением влажности почвы связано изменение многих экологически важных свойств – агрегатного, микроагрегатного состава, водопроницаемости, плотности и др. Почвы под пологом леса и на вырубке существенно различаются по плотности. В почвах на вырубке наблюдается увеличение объемной массы, повидимому, вследствие уменьшения разрыхляющего действия древесных корней и обильного зарастания верхних горизонтов травянистой растительностью в результате рубки, а также заиливания дождевыми водами.

Рис. 3. Захламленность на вырубках

Рис. 4. Оставленный на вырубках тонкомер и стволы малоценных пород

Лесные гидрологические процессы (типа ливня, таяния снегов и поверхностного стока) и эрозия почвы взаимосвязаны, что приводит к необходимости изучения всех процессов с целью выявления особенностей распределения осадков.

Практически на всех рассмотренных вырубках отмечена существенная захломленность (рис. 3), оставленный тонкомер или стволы малоценных пород (осина, береза) (рис. 4), а также имеются пятна ГСМ (рис. 5).

Рис. 5. Пятна ГСМ на вырубке от техники, применяемой при рубке и заготовке древесины

Таким образом, для эффективного возобновления леса и лесного биогеоценоза необходимо проводить некоторые лесохозяйственные меры на территории вырубок:

1. Во избежание разрушения почвенного покрова вырубку с применение тяжелой техники рекомендуется проводить в зимний период;

2. Во избежание образования очагов древесных болезней и вредных насекомых после проведения вырубок необходимо производить очистку территории от тонкомера и порубочных остатков.

Литература:

1. Волков В. Н. Влияние прореживания на режим влажности почвы в дубовых древостоях Южного Приморья // Биогеоценотические исследования в лесах Приморья. Л.: Наука, 1968. С. 53–79.

2. Зонн С. В. Краткий обзор итогов по лесному почвоведению за 40 лет // Почвоведение. 1957. № 10. С. 12–19.

3. Набатов Н. М. Лесоводство. Уч. Пособие. М.: МГУЛ – 1997, 188 с.

4. Побединский А. В. Воспроизводство лесов на вырубках тайги. // Лесоведение - 1996 г.

5. Таранкова Т. И. Испарение с поверхности почвы и травяного покрова в кедровниках Южного Приморья // Биогеоценотические исследования в лесах Приморья. Л.: Наука,1968. С. 91–99.