Введение к работе
Актуальность проблемы. В течение последнего столетия в России происходит интенсивное вовлечение в хозяйственный оборот огромных площадей лесов в "многолесных" районах, в том числе в горной части Урала. Огромные площади лесов, ранее подвергавшихся лишь низкоинтенсивным выборочным рубкам, за небольшие периоды времени преобразуются в массивы вторичных мелколиственных и хвойно-мелколиственных лесов. В настоящее время практически все леса Среднего Урала и прилегающих территорий преобразованы сплошными или условно-сплошными рубками; сохранились лишь крошечные в масштабах Урала территории малонарушенных лесов.
Изменения в структуре лесной растительности, происходящие в результате вырубок, а также характер сукцессионных изменений в формирующихся на вырубках вторичных лесах, изучены к настоящему времени достаточно полно. Однако подавляющее большинство подобных работ выполнено в пределах территорий, уже много столетий назад вовлеченных в интенсивное природопользование и испытавших много циклов интенсивного преобразования лесов (в результате подсечно-огневого земледелия, рубок леса, антропогенных лесных пожаров и т.д.). Благодаря этому, до настоящего времени не было возможности оценить масштабы изменений, происходящих в структуре и динамической организации лесных сообществ в результате первого приема сплошных рубок в массивах естественных лесов, ранее не преобразованных хозяйственной деятельностью человека, а также продолжительность периода, необходимого для восстановления исходной структуры растительного покрова на преобразованных такими рубками территории. И то, и другое совершенно необходимо для оценки дальнейшей судьбы огромных территорий, преобразованных сплошными концентрированными рубками в ранее "многолесных" районах, и для оценки природоохранного ущерба от этого вида деятельности.
Цель и задачи исследования. Целью исследования является выявление принципиальных отличий в структурно-динамической организации между ма-лонарушенными естественными лесами Среднего Урала и формирующимися на их месте в результате рубок вторичными лесами, а также динамики этих отличий во времени. Задачами исследования являются:
сравнение малонарушенных темнохвойных лесов и вырубок разного возраста, разработанных по сходным технологиям, в одном типе леса в пределах однородных физико-географических условий по структуре древесного яруса, характеру возобновления древесных пород, образованию и поддержанию внутриценозной световой и субстратной мозаичности, связанной с популяци-онной жизнью древесных пород;
выявление временной динамики, связанной с сукцессионными изменениями в формирующихся на вырубках вторичных лесах, отдельных эколого-ценотических групп растений, особенно таежного крупнотравья, играющего одну из основных ролей в структурно-динамической организации естественных малонарушенных темнохвойных лесов;
оценка времени, необходимого для восстановления близкой к естественной структуры древесного полога на участках условно-сплошных рубок, наиболее распространенных в прошлом на Среднем Урале.
Научная новизна. Впервые оценено изменение многих параметров лесных экосистем после условно-сплошных рубок в ранее малонарушенных хозяйственной деятельностью естественных елово-пихтовых лесах в течение длительного периода после рубки (105 лет).
Впервые оценено время, необходимое для восстановления мозаично-ярусной организации древесного яруса лесов, формирующихся на участках условно-сплошных вырубок.
Впервые для Урала отслежено изменение количественных характеристик валежа и его экологической роли в результате рубок леса и последующего формирования вторичньк хвойно-мелколиственных лесов, показана различная экологическая роль валежа разных размерных классов.
В ходе выполнения работы предложены 2 оригинальные методики (учета валежа и учета пространственной структуры древостоя), а также шкала категорий разложения валежа, адаптированная к условиям естественных малонарушенных темнохвойных лесов.
Теоретическая и практическая ценность диссертации. Полученные данные позволяют выявить принципиальные отличия между естественными темно-хвойными лесами, ранее не подвергавшимися интенсивному хозяйственному воздействию, и формирующимися в результате рубок в них вторичными леса-
з ми. Результаты работы позволяют оценить ущерб, причиненный концентрированными сплошными рубками в ранее "многолесных" районах, с точки зрения охраны природы и сохранения естественных лесных экосистем. Они также позволяют оценить время, необходимое для восстановления исходной структуры растительного покрова на участках условно-сплошных рубок в условиях Среднего Урала.
В процессе работы предложены и испытаны 2 оригинальные методики, уже использовавшиеся в ходе инвентаризации естественных малонарушенных лесов республики Карелия; использование этих методик предполагается и в дальнейшем при подобных работах.
Полученные результаты использованы для разработки "Методики инвентаризации малонарушенных естественных лесов севера Европейской России", являющейся основой для работы ряда природоохранных организаций России в этом направлении.
Апробация диссертации. Результаты работы апробированы на заседаниях кафедры системной экологии Пущинского государственного университета в 1996 и 1997 г. г. и кафедры геоботаники биологического факультета МГУ в 1997 г. Подготовленные по результатам данной работы "Методика инвентаризации малонарушенных естественных лесов севера Европейской России", "Методика учета валежа и мозаичности древесного яруса" использованы в ходе работ Пущинского государственного университета, Гринпис России, Костомукшского государственного заповедника, Лиги Природы Финляндии и других организаций в разных регионах Европейской России. Данные методики переведены на английский и финский языки и прошли рецензирование в различных Российских и зарубежных организациях.
По теме диссертации опубликовано 3 печатных работы, 2 работы находятся в печати.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, изложения результатов работы и их обсуждения, выводов, заключения и списка литературы. Работа изложена на 120 страницах, содержит 25 рисунков и 6 таблиц. Список цитированной литературы содержит 120 источников.