Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современное состояние проблемы типологии, структуры и динамики геосистем лесов в условиях взаимодействия природных и техногенных факторов среды
1.1. Ретроспективный анализ исследования лесов территории бассейна реки Вах
1.2. Распространение сосны сибирской и сосны обыкновенной
1.3. Экотипы сосны кедровой сибирской и сосны обыкновенной
Глава 2. Цели, задачи и методика исследования 49
Глава 3. Характеристика природных условий полигона исследований
Глава 4. Типология структурных элементов геосистем лесов 113
4.1. Характеристика современного состояния лесного фонда Нижневартовского района
4.2. Типология лесов, образованных сосной сибирской 123
Глава 5. Методология использования количественных параметров гистологических элементов некоторых представителей рода Pinus для динамики и структуры лесных геосистем в условиях изменения климата под влиянием пирогенных, лесопатологических и техногенных факторов
5.1. Методология использования количественных параметров гистологических элементов ксилемы для мониторинга среды
5.2. Морфолого-анатомическая реакция органов сосны сибирской в разных типах лесных геосистем
5.3. Закономерности структурной реакции ксилемы стебля сосны обыкновенной и сосны сибирской под влиянием комплекса экологических факторов среды
Глава 6. Обсуждение и перспективы применения результатов исследования для мониторинга состояния лесных геосистем
6.1. Сертификация лесных геосистем 196
Заключение 202
Список использованных источников 206
- Распространение сосны сибирской и сосны обыкновенной
- Типология лесов, образованных сосной сибирской
- Морфолого-анатомическая реакция органов сосны сибирской в разных типах лесных геосистем
- Сертификация лесных геосистем
Введение к работе
Повышение эффективности мероприятий по организации использования, охране и защите лесного фонда, а также по воспроизводству лесов обеспечивается путем развития института собственности на лесной фонд, с одной стороны, а с другой - обеспечением охраны лесного фонда и воспроизводства лесов, совершенствования организации лесопользования, экономического механизма и системы управления лесным хозяйством. Перспективным направлением является добровольная сертификация системы лесопользования, которая невозможна без системы мониторинга лесных геосистем, исследования динамики их развития в условиях глобальных климатических изменений и антропогенного влияния.
Детальный анализ развития геосистем подразумевает исследование типологии лесов, сформированных под влиянием совокупности экологических факторов не только на текущий момент времени, но и перспективный прогноз состояния, исходя из новой реальности за счет проявления эффекта глобального потепления климата, усугубляемого возрастающими темпами антропогенного прессинга.
Исследование типологии лесных геосистем на разных стадиях развития позволит использовать полученные результаты по следующим направлениям:
выработка критериев оценки состояния среды под влиянием комплекса экологических факторов, различных по происхождению, на основе сравнительной характеристики морфолого-анатомических показателей ответной реакции отдельных представителей рода Pinus;
выявление количественного диапазона изменения критериев ви-дов-эдификаторов для оценки состояния среды на основе исследования видового состава и фитоценологических характеристик основных лесных геосистем;
совершенствование системы мониторинга основных типов лесных геосистем бассейна реки Вах методом биоиндикации с учетом антропогенной нагрузки, пирогенного и фитопатологического фактора на фоне глобального изменения природных факторов среды;
развитие системы добровольной сертификации лесопользования в целях оптимизации природопользования в целом и заготовки экспортной древесины с одновременным сохранением саморегулирования лесных геосистем, в частности на основе полученных результатов.
Широкое использование аналитических физико-химических методов в официальной практике стандартизации среды имеют целый ряд недостатков в связи с учетом небольшого количества веществ, невозможности постоянного учета состава и концентрации загрязнителей, проблематичности в оценке дозировки и трудности в оценке синергетического эффекта химических веществ. Также к числу недостатков этих методов можно отнести и значительные материальные и трудовые затраты по организации системы слежения за динамикой состояния загрязнителей среды в различных биоценозах одновременно, а также невозможность оценки комплексного характера воздействия на многообразие видов живых организмов.
Использование биоиндикационных методов для комплексного мониторинга среды позволяет, во-первых, учитывать видовой состав экосистемы, комплексный характер воздействия всех загрязнителей, в том числе и их синергетический эффект; во-вторых, оценивать состояние почвен-но-климатических условий и загрязнителей атмосферы; в-третьих, отслеживать динамику воздействия загрязнителей не только в текущий момент, но и «заглянуть в прошлое» посредством ретроспективного анализа, а также экономно расходовать средства для получения эффективной оценки состояния среды и научно обосновывать значение предельно допустимых
концентраций в различных природно-климатических зонах с учетом реакции биологических объектов.
В настоящее время широко дискутируются возможности использования растений для целей биоиндикации, которые, по сравнению с животными организмами, являются более перспективными в связи большей чувствительностью и отсутствием миграций.
Анализ многочисленных литературных источников по истории изучения вопроса о влиянии загрязнения атмосферы на растения (Нелюбов, 1900; Сабашников, 1911; Красинский, 1937, 1939. 1950; Холлидей, 1962; Николаевский, 1979; Трешоу, 1988), по особенностям поступления и преобразования основных фитотоксикантов в атмосфере (Junge, 1963; Pasquill, 1974; Garland, 1978; Постхимус, 1988; Бандман, 1988, 1989, 1990; Брендшнайдер, Курфюрст, 1989), по использованию растительных объектов для организации мониторинга (Quinche, 1975; Pakarinen, Makinnen, 1976; Lotscher, Kohm, 1977; Дамянова, Валиков, 1980; Panciano, 1983; Мартин, 1984; Оттар, 1988), по реакции на биоценотическом (Мартин, 1984; Оттар, 1988), организменном (Красинский, 1937, 1950; Николаевский, 1979; Трешоу, 1988), тканевом (Лайранд, 1981; Еремин, 1987, 1990; Лотова, 1988, Луговской, 2000), клеточном уровнях (Wellburn, 1972; Сойккели, Каранлампи, 1988) и в связи с концентрацией и составом загрязнителей атмосферы (Кулагин, 1974; Илькун, 1978; Николаевский, 1979, 1983; Гудериан, 1979; Ранкелз, 1988, Луговской, 2000), позволяет констатировать перспективность дальнейшего исследования древесных растений как индикаторов состояния лесных геосистем.
Выбранные нами дендрологические исследования для мониторинга состояния лесных геосистем бассейна реки Вах (притока реки Обь) сред-нетаежной зоны Западно-Сибирской равнины позволяют проанализировать динамику воздействия комплекса факторов различного происхождения по сформированным гистологическим элементам тканей прошлых лет,
использовать доминантные виды и виды-эдификаторы типичных биоценозов в качестве удобного объекта для крупномасштабных сравнений.
Среди выбранных древесных растений для мониторинга состояния геосистем исследуемого района типичными видами являются сосна сибирская (Pinus sibirica (Rupr.) Мауг.) и сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.), в связи с их важнейшей средообразующей ролью в исследованных ландшафтах и большим хозяйственным значением для развития региона, высокой чувствительностью из-за замедленного процесса листопада и накоплением загрязнителей в теле растения, относительно простой для исследования и статистического анализа анатомической структурой. Кроме того, разработанная шкала оценки состояния среды для Русской равнины с использованием количественных показателей анатомической структуры сосны обыкновенной позволяет на основе корреляционного анализа расширить область применения биоиндикационных параметров для Западно-Сибирской равнины. Полученные критерии нами использованы для оценки состояния лесных геосистем на основе разработанной типологии лесов исследуемого региона.
Проведенные исследования важны для введения в действие механизма добровольной сертификации лесопользования, важнейшей составной частью которого является мониторинг среды, экологические и социальные аспекты природопользования.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы диссертационного исследования. Лесной сектор играет важную роль в экономике страны и имеет существенное значение для социально-экономического развития более чем 40 субъектов Российской Федерации. Органы управления и организации лесного хозяйства реализуют возложенные на них задачи по обеспечению комплексного и
рационального использования ресурсов лесов, их воспроизводству и повышению продуктивности, сохранению биоразнообразия и устойчивости лесов, осуществлению мероприятий по лесоустройству, охране лесов от пожаров и защите от вредителей и болезней, лесовосстановлению, уходу за лесом, организации лесопользования, в части подготовки и передачи лесного фонда для осуществления лесопользования, контроля за лесопользованием и другие задачи.
Однако лесной фонд страны в настоящее время используется недостаточно эффективно: в Сибирском регионе менее 15 %. При этом осваивается расчетная лесосека по хвойному хозяйству, то есть заготавливается наиболее ценная древесина при значительном накоплении менее ценных перестойных насаждений лиственных пород. За последние 3 года, из-за отсутствия сертификации, снизился объем продажи древесины на лесных аукционах.
Среди приоритетных научных направлений в Концепции развития лесного хозяйства Российской Федерации на 2003-2010 годы, одобренной распоряжением Правительства Российской Федерации от 18 января 2003 года N 69-р, выделяются:
разработка новых методов охраны лесов от пожаров, разработка и совершенствование, методов прогноза возникновения пожароопасной ситуации в лесах и совершенствование правовой базы охраны лесов от пожаров;
совершенствование нормативной базы, методов и способов ле-совосстановления; исследования, направленные на восстановление лесной растительности в зоне деятельности крупнейших промышленных предприятий и т.д.); разработка эффективных экологически безопасных систем защиты леса от вредителей и болезней;
совершенствование программно-методического обеспечения мониторинга лесов и лесного хозяйства (разработка высокоэффективных
технологий получения достоверной и оперативной информации о лесах, использование ГИС-технологий;
приоритетными также являются научные исследования, направленные на выполнение решений международных конвенций по биологическому разнообразию, изменению климата, а также на развитие сертификации и приведение российских стандартов в соответствие с мировыми;
научное обеспечение решения задач по стандартизации, метрологии, сертификации и по организации системы мониторинга лесов.
В связи с этим, типология лесов с одновременной оценкой качества среды на основе количественных показателей для мониторинга состояния лесов в условиях изменения климата и сертификации лесов является актуальным направлением научных исследований.
Цель и задачи исследования. Основной целью диссертационной работы является исследование типологии лесных геосистем на основе анализа пространственного распределения, видового разнообразия и морфо-лого-анатомической реакции функциональных систем сосны сибирской и сосны обыкновенной для мониторинга среды и сертификации лесов, с учетом изменений климата при воздействии техногенного, пирогенного и ле-сопатологического факторов.
Для достижения этой цели в работе поставлены и решены следующие основные задачи:
Произведена оценка влияния природных и антропогенных факторов среды на формирование многообразия лесных геосистем среднетаеж-ной зоны Западно-Сибирской равнины.
На основе картирования пространственного распределения и исследования видового состава составлена типология лесов, образованных видами рода Pinus, в связи с микроэволюционными процессами видообразования.
Изучены реакции морфолого-анатомической структуры ксилемы вегетативных органов сосны сибирской и сосны обыкновенной в зависимости от комплекса природных абиотических и техногенных факторов.
Выявлена возможность использования показателей морфолого-анатомического строения водопроводящей функциональной системы разных видов сосны, сформированных под влиянием техногенного, пирогенного и лесопатологического факторов в условиях изменения климата, для мониторинга среды.
Объект и предмет исследования. Объектом исследования являлись лесные геосистемы таежной зоны бассейна реки Вах (правобережье Средней Оби) Западной Сибири (см. рис. 1), образованные многочисленными формами сосной сибирской или кедром и сосной обыкновенной, а также морфолого-анатомическое строение на уровне клеток, тканей, органов и систем органов представителей рода сосны, произрастающих под влиянием техногенного, пирогенного и лесопатологического факторов в условиях изменения климата. В предмет исследования входило изучение возможности использования количественной реакции структурных элементов проводящей функциональной системы сосны сибирской для целей мониторинга состояния лесных геосистем в условиях мозаичности почвенно-климатических условий форм рельефа бассейна реки Вах.
Рис.1. Карта-схема района исследования
Научная новизна. Предложено новое научное направление по мониторингу различных типов лесных геосистем с использованием количественных показателей анатомического строения ксилемы сосны сибирской и сосны обыкновенной для сертификации лесохозяйственной деятельности. Проанализирован терминологический аппарат с целью уточнения понятия «кедровые леса», состоящие из сосны сибирской (Pinus sibirica (Rupr.) Мауг.), для использования при биогеографических характеристиках регионов. Проведена типология лесов среднетаежной зоны бассейна реки Вах Западной Сибири и их ранжирование с применением разработанной автором методологии использования анатомических показателей ксилемы ствола и хвои сосны сибирской для мониторинга качества среды. Проведен рейтинг природных и антропогенных факторов среды при формировании пространственно-временной структуры лесных геосистем в условиях потепления климата и изменения гидрологической обстановки. Научные результаты и положения, выносимые на защиту: Мозаичность факторов природной и техногенной среды как причина полиморфного центра видообразования рода Pinus.
Методология использования количественных параметров гистологических элементов анатомической структуры ксилемы отдельных представителей рода Pinus для комплексного мониторинга среды и сертификации лесных геосистем.
Прогноз динамики структуры и функционирования лесных геосистем под влиянием техногенного, пирогенного и лесопатологического факторов в условиях изменения климата в среднетаежной зоне Западной Сибири на основе анализа результатов научных исследований, полученных за 50 лет.
Рейтинг естественных и антропогенных факторов и их соотношение для определения стратегии природопользования.
Практическая значимость. Типологическая структура геосистем лесов может быть использована для теоретического прогноза микроэволюционных процессов видообразования в условиях техногенно измененной среды обитания. Методология использования количественных параметров гистологических элементов анатомической структуры представителей рода Pinus для комплексного мониторинга среды обитания была применена для сертификации лесных геосистем северной и средней тайги Западной Сибири. Выявление динамики структуры лесных геосистем имеет практическое значение для прогноза запасов древесины различных пород таежной зоны Западной Сибири в условиях потепления климата. Рейтинг экологических факторов позволяет говорить о преимущественном влиянии естественных процессов в условиях лесных геосистем над антропогенным фактором, что важно для определения стратегии природопользования на локальных уровнях.
Личный вклад соискателя. Автором определены цель и задачи, подготовлена программа исследований, выполнена работа по планированию, выбору и обоснованию методов. Сбор полевого материала, лабораторные эксперименты и анализ их результатов, математическая обработка
и обобщение полученных данных выполнены лично автором или при его непосредственном участии. Кроме этого, по результатам исследований под руководством автора защищена кандидатская диссертация.
Апробация результатов диссертации. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на I Всероссийской научно-практической конференции (Нижневартовск, 2000), IV Международной научной конференции (Пенза, 2001), II Международной научно-практической конференции (Нижневартовск, 2003), Российско-германской конференции (Тюмень, 2004), Семинаре-симпозиуме НАТО (Барнаул, 2004), Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 70-летию Хоперского заповедника (Воронеж, 2005), используются в курсах лекций по дисциплинам «Биогеография» и «Природно-ресурсный потенциал ХМАО-Югры» в Нижневартовском ГГУ.
Распространение сосны сибирской и сосны обыкновенной
Сосна кедровая сибирская (Pinus sibirica (Rupp.) Mayr) распространена на Северо-востоке европейской части России, Западной Сибири и в Забайкалье. Северная граница проходит от верховьев Вычегды к среднему течению Печоры, несколько южнее впадения нее реки Усы, на широте 6526 с.ш., достигает по долинам левых притоков Усы 6620 с.ш. и затем пересекает Полярный Урал по широте 65. Далее по восточным склонам Урала подходит к верховьям рек Хулги, Сыни, Нельки и Войкара. Затем огибает Обскую губу, пересекает Енисей близ 6830 с.ш., затем граница идет по правобережью Нижней Тунгуски, затем переходит в бассейн реки Чона, пересекает Лену несколько севернее впадения Олекмы, следует по склонам Яблоневого хребта через Читу и по верховьям Шилки уходит в Монголию, где в истоках Орхона находится самая южная точка ареала -4630 с.ш.. Там граница ареала охватывает Хентейские горы, горы При-хубсугулья и Хангайского хребта. От верховий Мурэна граница направляется в Туву и по хребтам Танну-Ола заходит в Южный Алтай. Далее граница подходит близко к Иртышу, охватывая с запада Рудный Алтай с бассейнами Бухтармы, Ульбы и Убы, и проходит севернее Горно-Алтайска. Обходит с севера Северо-Восточный Алтай и вклинивается по Салаиру в Новосибирскую область, откуда по восточным склонам Салаира, огибая Кузнецкую котловину, опускается к югу, до левого притока Томи - реки Кондома (63 с.ш.). Отсюда граница идет на юго-запад к Оби, которую пересекает у с. Батурино и по левому берегу опускается к оз. Мензельскому, а затем круто поворачивает на север, через верховья реки Кинда. По Кин-де в Новосибирскую область заходят известные Базойские припоселковые кедровники.
Далее южная граница пересекает реку Бакса и через верховья Ше-гарки и водораздельное болото идет к реке Ляча - левому притоку Оми (56 с.ш.), затем направляется к северо-западу, где выходит к Иртышу. От Тобола граница поднимается вверх по Туре, а затем по реке Нице и Нейве подходит к Уралу, спускается к югу по его восточному склону и пересекает Урал.
Западная граница от Урала направляется на северо-восток, а затем по реке Чусовой достигает Камы, пересекает ее у г. Чермоза и выходит в республике Коми, где границу проводят по верховьям рек Вычегды и Иж-мы, далее она идет на Печору. В полосе между реками Чусовой и Уфой сосна кедровая сибирская встречается эпизодически, в единичных экземплярах. Местонахождения участков сосны сибирской являются останцами более широкого древнего распространения. От Тимшора граница следует на северо-запад, захватывая бассейны рек Северная Келыима, Локгим, низовье Сысолы и далее на пересечение Вычегды с границей Архангельской областью. Здесь в низовьях Вычегды на 4940 в.д. находится самое западное естественное местообитание сосны сибирской. Отсюда граница ареала поворачивает на север, затем на северо-восток, отсекая верховье рек Ельва и Вымь, проходит через Ижму у Пожорска и уходит к верховью Кожвы, по левобережью которой достигает Печоры.
Деление ареала сосны сибирской на части со сплошным и островным распространением весьма условно. Так, в равнинной и наиболее значительной по площади части ареала в Западной Сибири (в Тюменской и Томской областях) леса из сосны сибирской часто чередуются с участками других лесных пород или огромными участками болот. Вместе с тем, на окраинах ареала изолированность отдельных участков кедра проявляется особенно ярко. Это можно объяснить приуроченностью насаждений к наиболее благоприятным для произрастания условиям среды, а их на границе меньше, чем в центральной части.
Западная граница сосны сибирской не является климатической, за ее пределами произрастают искусственно созданные культуры с успешным ростом и обильным плодоношением.
Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.) широко распространена не только в нашей стране, но и по всей Средней Европе, в горах Испании, Северной Италии и на Балканском полуострове. В пределах нашей страны северная граница распространения проходит по границе леса на Кольском полуострове - от северной оконечности озера Инари к горлу Белого моря, значительно ниже устья Поноя, затем от южного берега Мезенской губы к устью Печоры около Нарьян-Мара. От Печоры она идет на восток, постепенно удаляясь от северного предела леса, затем на реку Усу и через Полярный Урал переходит в Сибирь. Реку Обь пересекает примерно на 66 с.ш., Енисей - на 69 с.ш., верхнее течение Пясины - на 70 с.ш. Этой широты граница ареала держится вплоть до реки Оленек, восточнее которой опускается у г. Жиганска на Лене к полярному кругу, далее снижается еще более на юг, идя по северной окраине долины Алдана; к Охотскому морю выходит южнее 60 с.ш. близ Ямска.
Восточная граница, по А.А. Строгому, идет от верхнего течения Амура до устья Зеи. В северной и центральной частях Амурской области она совпадает примерно с водоразделом между Буреей и притоками Се-лемджи. На Амгуни достигает крайней восточной точки своего распространения. Отсюда, по В.Н. Сукачеву, идет на запад по северной Манчжурии и Северной Монголии. Охватывая весь Алтай, заходит в Среднюю Азию на юг до 48 с.ш., затем, проходя мимо Семипалатинска, несколько севернее Акмолинска и несколько южнее Кустаная, направляется на юг Урала к Челябинску. Далее идет к Стерлитамаку, несколько западнее Бу-зулука, к Жигулям и вдоль Волги к Саратову, через Хреновской бор к горам Артема у Славянска, несколько севернее Днепропетровска по р. Самаре, мимо Черкасов и южнее Волынской области.
Кроме того, сосна обыкновенная произрастает в горной части Крыма, Кавказа и заходит в Малую Азию. В южной части ареала Европейской части, в Западной Сибири и Западной Европе распространение сосны носит островной характер. Южная граница сплошного ареала идет, по В. Н. Сукачеву, через Киев, Чернигов, между Брянском и Орлом, между Тулой и Серпуховом, к Рязани, затем к устью Камы, вдоль Камы и Белой; огибая Южный Урал, к Миассу, затем вдоль северной границы степи направляется к Алтаю.
Типология лесов, образованных сосной сибирской
Типология биогеоценозов в целом, и лесных геосистем в частности, являясь логической операцией по разделению множеств организмов по имеющимся у них чертам сходства и различия на отдельные типы и сообщества, представляется сложной и трудной задачей. Противоречия при выделении пространственно-функциональных частей возникают в результате многообразия принципов, на основе которых выделяются дис кретные образования в едином и непрерывном растительном покрове территории. Эта причина лежит в основе несовпадения границ выделяемых типов геосистем. Второй важнейшей проблемой является функциональная классификация типов растительности по жизненным формам и экологическим группам. Однако, типология важна как в теоретическом, так и в практическом плане для выявления закономерностей развития геосистем и их хозяйственном использования без ущерба для процессов самовосстановления и саморегуляции.
На Полярном Урале В.В. Сочава, выявляя виды-эдификаторы, отмечал два типа леса: кедровник с лишайниковым покровом (Cladocembretum) и с костяникой (Saxatilicembretum). На Восточных Саянах В.А. Поварницын, исходя из особенностей расположения, различает две группы кедровников: нижней части гор (без подлеска) и высокогорные (с подлеском). К кедровникам нижней части гор он относит: 1. Мшистые (Cembreta hylocomiosa), 2. Со злаково-разнотравным покровом (Cembreta gramino-herbosa), 3. Пойменные (Cembreta inundata), 4. Приручейные (Cembreta rivale), 5. На крутых каменистых склонах (Cembreta ledosa), 6. С сильно развитым моховым покровом (Cembreta muscosa). К высокогорным кедровникам относятся: 1. Рододендровые (Cembreta chrisantho-rhododendrosa), 2. С подлеском из березы (Cembreta nana betulosa), 3. Субальпийские (Cembreta subalpina). Проф. Б.А. Тихомиров установил ряд типов леса для кедровых насаждений, растущих в равнинных местах, и для горной тайги. В равнинных местах им выделены кедровники: 1. Долинно-приречный или пойменный (Cembretum valeseto-fluviale), 2. По болотам и заболоченным площадям (Cembretum sphagnosum), 3. Елово-пихтовый (Cembretum abieto-piccetum), 4. Еловый на гривах (Cembretum piccetum). Из кедровников горной тайги им выделены: 1. Долинный (Cembretum valesetum), 2. Горных склонов (Cembretum valeseto-supinum), 3. Зеленомошник (Cembretum valeseto-hylocomiosum), 4. Ольховый (Cembretum alnaster), 5. Нагорный ягодниковый (Cembretum montano-vacciniosum), 6. Полузаболоченный или голубичник (Cembretum uluginosum), 7. Баданный или каменный (Cembretum bergeniosum).
Как отмечалось в главе I, исследованию типологии кедровых лесов в Западной Сибири уделялось пристальное внимание. Наиболее детальную эдафо-фитоценотическую классификацию провел Г.В. Крылов (1955). Им предложена структура типов лесов для целей лесоустроитель-ства (Крылов и др., 1958) и класс кедровых лесов разделен на два подкласса - кедровники северные равнинные в пределах таежной зоны и кедровники южные горные в пределах Алтае-Саянской геоботанической провинции. Всего в классе сибирских кедровых лесов им выделено 30 типов леса. А в пределах подкласса северных кедровников - 12 типов леса. Безусловной заслугой классификации кедровых лесов Г.В. Крылова является то, что автор провел ее в тесной связи с системой геоботанического и лесорастительного районирования Западной Сибири. Автор считает, что для каждой подзоны характерен определенный набор типов леса, и если в смежных подзонах встречаются похожие по структуре и видовому составу типы леса, их надо описывать как географические варианты основных типов. Эти варианты непременно будут отличаться от основных типов по производительности и соотношению в группе индикаторных видов.
В подклассе северных кедровников им выделяется пять групп типов леса. Среди которых наиболее распространены мшистые (зелено-мошные) кедровники и сфагновые кедровники, а среди типов - мшистый, рябиново-мшистый, чернично-мшистый, сфагновый, долгомошниковый. В группе пойменных кедровников, которые в северных районах таежной зоны имеют широкое распространение, автор выделил один тип леса -хвощово-майниковый, а позднее (Крылов и др., 1958) к этой группе добавил еще травяно-болотный тип леса.
Типологию вырубок и гарей кедровых лесов Западной Сибири разработал Н.К. Таланцев (1963), но исходную типологическую структуру кедровников автор принял по Г.В. Крылову без каких-либо существенных изменений и дополнений.
Интересную работу по геоботанической классификации темно-хвойных лесов средней и южной тайги в пределах Томской области выполнила СМ. Горожанкина (1972). В основу работы проложено изучение синузиальной структуры напочвенного покрова. Количественное участие каждой синузии в напочвенном покрове оценивалось по 10-балльной системе, в которой 1 балл соответствовал 10% площади, занятой напочвенным покровом на территории фитоценоза. Ассоциации темнохвойных лесов выделялись по названию соответствующей синузии. В кедровой формации автор выделила 12 синузии в напочвенном покрове. Анализируя сунузиальную структуру, она выделила в пределах кедровой формации две группы ассоциаций - моховую и травянистую. Моховая группа ассоциаций в основном распространена в северной части Томской области севернее 58 с. ш. и в подзоне зеленомошной тайги (по Г.В. Крылову). Это подзона березово-сосново-темнохвойных лесов, охватывающая северную часть средней тайги). Она делится на две подгруппы - зелено-мошные и сфагновые. На долю зеленомошной подгруппы приходится 65-70% площади кедровой тайги. В пределах зеленомошной подгруппы вы делены циклы ассоциаций гилокомиевые, плеурозиевые, политриховые, а в сфагновой подгруппе - травяно-сфагновый и кустарничково-сфагновый. Всего в пределах моховой группы выделено 14 ассоциаций по названию доминирующей синузии в напочвенном покрове. Автором выделена группа растений, имеющих устойчивую связь с кедром в подзоне зеленомошной тайги: Sorbus sibirica, Rosa acicularis, Equisetum sylvaticum, Carex globularis, Rubus arcticus, таежное мелкотравье, брусника, зеленые мхи. Наиболее широко распространенными ассоциациями в подзоне зеленомошной тайги являются бруснично-мелкотравно-зеленомошные и бруснично-зеленомошные. Эти ассоциации определяют экологический оптимум кедровой формации в подзоне зеленомошной тайги. Пойменные леса здесь формируются за пределами экологического оптимума эдификатора, о чем свидетельствуют низкие таксационные показатели древостоя и пестрота напочвенного покрова.
Морфолого-анатомическая реакция органов сосны сибирской в разных типах лесных геосистем
Проведенный анализ биометрических показателей надземной части модельных деревьев сосны сибирской (Pinus Sibirica (Rupr) Maur), произрастающих в различных типах леса, показал увеличение высоты и диаметра ствола аналогично реакции сосны обыкновенной по мере оптимизации условий среды. Показатели модельных деревьев из КОХ и СХПС превосходят показатели прироста модельных деревьев КТТ и СТКС. Основные биометрические характеристики модельных деревьев представлены в таблице Приложения 10. В отличие от сосны обыкновенной, сосна сибирская имеет ряд специфических экологических особенностей: 1. Имея приспособленность к континентальному типу климата, она является факультативным гелиофитом, а в молодом возрасте способна произрастать и под пологом леса, имея при этом адаптации сциофита. Са-моопад сучьев в связи с этим происходит медленнее, чем у сосны обыкновенной. 2. По отношению к теплу сосна сибирская является менее требовательной, что определяет диапазон активных температур и плавный характер прироста древесины. 3. По отношению к условиям почвенного увлажнения сосна сибирская более требовательна, предпочитая супесчаные и суглинистые по механическому составу почвы. 4. Корневая система сильно развитая, поверхностного типа, с образованием придаточных корней, что позволяет компенсировать газообмен в условиях избыточного увлажнения.
Таким образом, сосна сибирская в достаточной мере адаптирована к условиям обитания как в пойменных, так и в плакорных лесных геосистемах (рис. 19-А). Ветвление у сосны сибирской моноподиального типа, с возрастом по мере формирования габитуса происходит увеличение числа мутовок боковых побегов от 3 до 6, наличие 7 порядка ветвления не наблюдалось. Проявление этого признака у деревьев разных типов лесов мы предполагаем связанным именно с возрастными особенностями, хотя причиной замедления развития, безусловно, является комплекс неблагоприятных факторов среды.
Крона в лесном фитоценозе у молодых деревьев остропирамидальная, у взрослых куполообразная или широкораскидистая, у отдельно произрастающих деревьев форма кроны широко варьирует от цилиндрической до яйцевидной и булавовидной формы. Также, как и у сосны обыкновенной, уменьшается по мере ухудшения параметров среды годичный прирост главного и боковых побегов, а также объем пространства, занимаемый кроной. Заметна разница в строении, ширине и высоте прикрепления сучьев от экологических условий. Изменение диаметра кроны носит недостоверный характер. Вместе с изменением освещенности увеличивается высота прикрепления ветвей к стволу, что является компенсаторным эффектом при загущенном характере произрастания. Одновременно уменьшается толщина боковых побегов. Итогом пессимальных условий произрастания является изменение габитуса целого растения (рис. 21). Проективное покрытие у деревьев, растущих в СТКС и КТТ, колеблется у сосны сибирской от 60% до 70%, что значительно превышает показатель сосны обыкновенной в связи с принадлежностью молодых растений к группе сциофитов. К числу хронического повреждения относят замедление роста под влиянием лесопатологических факторов и снижением интенсивности фотосинтеза. В поздневесенний период среди острых повреждений наблюдается вымерзание побегов под действием низких температур.
Анализ внешних качественных и количественных признаков (Приложение 10) показал аналогичные изменения с сосной обыкновенной. Уменьшается длина стебля в целом и его метамеры в частности. При этом анализу подвергался прирост оси главного побега как наиболее показательный для учета адекватности действия факторов вне зависимости от экспозиции кроны. Анализ величины прироста показывает значительное снижение прироста у деревьев СТКС и КТТ.
Данные в Приложении 10 наглядно демонстрируют увеличение длины стебля в целом и метамеров в частности при оптимизации условий обитания в полтора и более раз. Эти колебания даже у деревьев одного возраста в пределах одной зоны объясняемо с точки зрения индивидуальных особенностей и набором климатических факторов каждого конкретного года. Одновременно с этим по мере ухудшения условий обитания уменьшается прирост по диаметру, причем вариации составляет 20-30%. Изменение качественных признаков покровных тканей - перидермы и ритидо-ма не наблюдается. Многочисленные следы повреждения насекомыми в результате ослабления защитной системы в СТКС, КЧС и КТТ на многих деревьях. Реакция, как и у сосны обыкновенной не носит специфического характера, и проявляется как на природные, так и техногенные факторы среды.
Сертификация лесных геосистем
В связи с развитием экономики, базирующейся на экспортных операциях, резко возрос объем лесопоставок за рубеж. Однако по оценкам специалистов, ежегодно теряется до 5 млрд. долларов в связи с не соблюдением законодательства европейских стран по сертификации продукции. Сертификация лесоуправления и лесопользования, для краткости называемая «лесной сертификацией» - это новый и быстро развивающийся процесс, который стремительно меняет привычный облик мировой торговли лесоматериалами. Если ранее при заключении контрактов на поставку лесной продукции ставились качество, сроки поставки и цена, то теперь к ним прибавляется требование экологической сертификации. Это стало объективной основой для интенсивного развития процесса сертификации в нашей стране. Сертификация, возникнув в начале 90-х годов как результат глобальной кризисной ситуации уничтожения тропических и бореальных лесных геосистем умеренного пояса, начал интенсивно развиваться в нашей стране на рубеже веков.
В настоящее время существует несколько подходов при сертификации: во-первых, акцент делается на сертификацию поставляемой древесины, во-вторых, более распространенный подход состоит в сертификации лесохозяйственной деятельности, и, наконец, третьим подходом, самым целесообразным на наш взгляд, является комплексная сертификация лесных геосистем с учетом условий произрастания и скорости лесовозобновления с учетом экологического мониторинга и, что немаловажно, социального аспекта природопользования без ущемления интересов местного населения. Целью сертификации является переход предприятий лесного комплекса к экономическим, экологическим и социальным принципам, обеспечивающим устойчивое лесопользование. На сегодняшний день имеются многочисленные организации по сертификации лесопользования, однако, на наш взгляд, наиболее отвечает требованиям комплексного подхода позиция Лесного попечительского совета (FSC). Непосредственной задачей сертификационной оценки лесопользования является подтверждение соответствия деятельности предприятий принципам и критериям устойчивого управления в лесном секторе экономики. Исходя из этого, научное решение задач по сертификации, стандартизации и мониторингу лесных геосистем определяется как одно из приоритетных направлений в Концепции развития лесного хозяйства РФ на 2003-2100 годы (Распоряжение Правительства РФ № 69-р, 2003). В связи с этим целесообразно рассматривать сертификацию не только технологических аспектов лесозаготовок, производственного оборудования и организации процесса управления лесопользования, но и процесс сохранения и восстановления лесной среды. Особо следует подчеркнуть необходимость для целей сертификации мониторинга региональных особенностей лесных геосистем, особенно в условиях изменения климатической ситуации.
Согласно статье 71 Лесного кодекса, лесная сертификация осуществляется в целях обеспечения осуществления экологически обоснованного, экономически выгодного, социально эффективного управления лесами.
Основные принципы, предлагаемые FSC, необходимо расширить и дополнить применительно к сертификации не только лесопромышленной деятельности, но и мониторингу лесных геосистем, лежащему в основе сертификации с учетом типов леса, как для лесопользования, так и с целью самовосстановления лесов. Они могут быть сформулированы следующим образом: 1. Необходима согласованность с международными законами, правовыми актами, соглашениями и требованиями к ведению лесного хозяйства. 2. Право собственности или долгосрочный договор пользования лесными землями, а также связанные с ним обязанности должны быть юридически удостоверены. 3. Необходимо гарантировать сохранность и защиту социальных и культурных ценностей, уважая права коренных народов, а также обеспечить использование своей земли по собственному усмотрению. 4. Лесохозяйственная деятельность должна вестись с соблюдением всех требований гигиены и безопасности труда для обеспечения долгосрочного социального и экономического благосостояния и благополучия рабочих и их семей. К планированию деятельности следует привлекать все стороны, на которых эта деятельность оказывает воздействие, учитывая их мнения. 5. Ведение лесного хозяйства должно способствовать эффективному использованию запасов лесных угодий и развитию многосторонней деятельности в целях обеспечения хозяйственной жизнеспособности лесов, а также экологического и социального благополучия на широкой основе, с использованием лесоводстве и в изготовлении продукции из древесины в максимально возможной степени местную рабочую силу. Лесное хозяйство должно укреплять местную экономику и уменьшать зависимость от специализации на лесоводческом ресурсе. 6. При планировании деятельности и ведении лесного хозяйства осуществляется охрана биологического разнообразия и связанных с этим ценностей, водных ресурсов, почвы, а также уникальных и чувствительных в отношении хозяйственной деятельности экосистем и ландшафтов, а также следует учитывать и оценивать экологические последствия воздействия, сохранять экологические функции и целостность лесов. 7. Цели ведения лесного хозяйства и средства их достижения должны быть четко прописаны в программе деятельности, рассчитанной на достаточное длительное время, должны быть документированы и соответствовать требованиям. Программа должна периодически пересматриваться и приводиться в соответствие с учетом данных мониторинга, новой научной информации и обратной связи, свидетельствующей об изменениях в природной, социальной и экономической среде.
