Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние изучаемой проблемы 8
2. Природно-климатические условия района исследований . 21
2.1. Географическое положение 21
2.2. Климат 22
2.3. Рельеф и почвы . 26
2.4. Гидрология . 31
2.5. Характеристика лесного фонда 35
3. Программа, методика исследований и объем выполненных работ . 41
3.1. Программа работ 41
3.2. Методика исследований . 41
3.3. Объем выполненных работ 47
4. Характеристика объектов исследований 48
4.1. История загрязнения территории района исследований радионуклидами 48
4.2. Технология создания лесных культур в зоне радиоактивного загрязнения . 55
5. Искусственные сосновые насаждения в условиях радиоактивного загрязнения 62
5.1. Рост лесных культур и искусственных сосновых насаждений 62
5.2. Живой напочвенный покров под пологом лесных культур и искусственных сосновых насаждений 66
6. Влияние радиоактивного загрязнения на естественные насаждения 76
6.1. Сосновые насаждения . 76
6.2. Березовые насаждения 82
6.3. Смешанные насаждения 84
6.4. Подрост и подлесок под пологом сосновых, березовых и березово-сосновых насаждений 90
6.5. Живой напочвенный покров под пологом естественных насаждений в условиях радиоактивного загрязнения 109
Общие выводы 134
Список литературы
- Рельеф и почвы .
- Объем выполненных работ
- Технология создания лесных культур в зоне радиоактивного загрязнения
- Живой напочвенный покров под пологом лесных культур и искусственных сосновых насаждений
Введение к работе
Актуальность исследований. Одним из наиболее опасных для человека и окружающей среды видов загрязнений является радиоактивное. О масштабах радиоактивного загрязнения можно судить исходя из того, что только в европейской части стран СНГ в результате аварий на предприятиях ядерного цикла и испытаний ядерного оружия площадь загрязнения достигает 140 тыс. км2 (Азаров, Однолько, 1996). Не является исключением в этом плане и Уральский регион. В результате непродуманного хранения радиоактивных отходов и аварий на предприятиях производственного объединения «Маяк» образовалась зона загрязнения, получившая название «Восточно-Уральский радиоактивный след» (ВУРС) площадью около 23 тыс. км2.
Важная роль в стабилизации, поглощении, перераспределении и самоочищении экосистем от радионуклидов, а также предотвращении расширения зоны загрязнения принадлежит лесам. Именно они, после Чернобыльской аварии, явились естественным барьером на пути радиоактивных осадков, задержали до 80% радионуклидов (Богинский и др., 1996).
Библиография работ по проблеме радиоактивного загрязнения очень обширна. Однако, абсолютное большинство работ касается последствий Чернобыльской аварии, а работ по изучению последствий аварий на предприятии «Маяк» относительно немного.
В научной литературе практически отсутствуют данные об эффективности искусственного лесовосстановления, видовом составе и надземной фитомассе живого напочвенного покрова и других нижних ярусов растительности при различной длительности и плотности загрязнения, а ведь именно они определяют возможность возникновения и распространения лесных пожаров и опасность переноса радионуклидов с продуктами горения. Последнее обстоятельство свидетельствует об актуальности и определяет направление наших исследований.
Степень разработанности темы исследований. Исследования последствий радиоактивного загрязнения территории Восточно-Уральского радиоактивного следа ведутся с момента аварии на ПО «Маяк». Автор попытался изучить состояние естественных и искусственных насаждений разного состава, произрастающих длительное время в различных зонах загрязнения и дал предложения по совершенствованию лесовосстановления в них.
Диссертация является законченным научным исследованием.
Цель и задачи. Целью исследований является разработка предложений по совершенствованию лесовосстановления и ведения лесного хозяйства в сосновых, березовых и березово-сосновых насаждениях различных зон радиоактивного загрязнения на основе изучения основных показателей слагающих их компонентов.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
-
На основе научной и ведомственной литературы изучить последствия загрязнения территории в результате деятельности ПО «Маяк».
-
Изучить состояние искусственных и естественных насаждений по зонам радиоактивного загрязнения.
-
Изучить влияние радиоактивного загрязнения на нижние ярусы растительности.
-
Разработать предложения по совершенствованию лесовосстанов-ления и ведения лесного хозяйства в насаждениях различных зон радиоактивного загрязнения.
Научная новизна. Впервые выполнено комплексное исследование сосновых, березовых и смешанных насаждений, произрастающих 56 лет в разных зонах радиоактивного загрязнения ВУРС, установлены абсолютные и относительные показатели влияния степени (плотности) радиоактивного загрязнения на компоненты насаждений, в частности, на видовой состав и надземную фитомассу живого напочвенного покрова.
Теоретическая и практическая значимость работы заключается в расширении современных знаний о влиянии радиоактивного загрязнения на основные компоненты сосновых, березовых и смешанных березово-сосновых насаждений. Полученные данные о таксационных показателях древостоев, подроста, подлеска и живого напочвенного покрова, сосновых, березовых и березово – сосновых насаждений, произрастающих длительное время в различных зонах радиоактивного загрязнения, могут лечь в основу рекомендаций по совершенствованию лесовосстановления и ведения лесного хозяйства (лесопользования) в указанных насаждениях.
Результаты исследований используются в учебном процессе при подготовке бакалавров и магистров направления 250100 «Лесное дело», а заложенные постоянные пробные площади (ППП) переданы в формирующийся банк опытных объектов Главного управления лесами Челябинской области для продолжения мониторинга.
Методология и методы исследований. В основу исследований положен комплексный подход к их проведению на базе пробных площадей, заложенных в соответствии с требованиями ОСТ 56-60-83 и методических рекомендаций (Залесов и др., 2007).
При проведении исследований использованы апробированные, научно-обоснованные методы сбора, обработки и анализа экспериментальных данных.
Все работы по теме диссертации, от сбора и обработки экспериментальных материалов до анализа и интерпретации полученных результатов, осуществлены автором лично.
Положения, выносимые на защиту:
1. Уровень радиации до 1,0 Kи/км2 не оказывает отрицательного вли
яния на таксационные показатели лесных насаждений.
2. При плотности загрязнения выше 1,0 Kи/км2 резко снижается
приживаемость и сохранность искусственных сосновых древостоев.
-
С увеличением плотности загрязнения радионуклидами в надземной фитомассе живого напочвенного покрова возрастает доля злаковых и сорных видов, более толерантных к данному виду загрязнения.
-
Способ создания лесных культур крупномерным посадочным материалом без подготовки почвы.
Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность результатов исследований подтверждается длительностью эксперимента, большим по объему и разнообразию экспериментальным материалом, комплексным подходом к проведению исследований, применением научно-обоснованных апробированных методик, использованием современных методов обработки, анализа и оценки достоверности данных.
Основные результаты исследований доложены и получили положительную оценку на междунар. науч. - практ. конф. «Актуальные вопросы сохранения биоразнообразия и ведения лесного хозяйства» (Щучинск, 2012), X науч.-практ. конф. имени А.А. Дунина-Горкавича лесовода и краеведа Югры (Ханты-Мансийск, 2014), II науч.-практ. конф. для магистров, аспирантов и молодых ученых «Крона-2014» (Санкт-Петербург, 2014), X всерос. науч.-практ. конф. студентов и аспирантов «Научное творчество молодежи – лесному комплексу России» (Екатеринбург, 2014), Mеждунар. науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы использования биологических ресурсов в сельском хозяйстве в условиях глобализации» (Екатеринбург, 2014).
Основные положения диссертации изложены в 6 печатных работах, в том числе 4 статьи в журналах и изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 159 страницах машинописного текста, состоит из введения, 6 глав, общих выводов и 1 приложения. Библиографический список включает 193 наименования, в том числе 10 иностранных авторов. Текст проиллюстрирован 52 таблицами и 32 рисунками.
Рельеф и почвы .
Радиация связывается с представлениями об излучении. В природе и на производстве встречаются различные виды излучения: электромагнитное, инфракрасное, ультрафиолетовое, радиоактивное. Радиоактивность представляет собой процесс самопроизвольного выделения энергии при радионуклидном превращении атомных ядер и измеряется количеством распадов в секунду. За единицу измерения принят 1 распад в секунду, называемый беккерель (Бк). Скорость распада радиоактивных изотопов характеризуется периодом полураспада, то есть временем, в течение которого распадается половина имеющихся ядер вещества. Период полураспада у йода - 131 – 8 дней, цезия - 137 – 30 лет, стронция - 90 – 29 лет, у плутония - 24 – 390 лет (Савинцев, 1988).
Основной причиной радиоактивного загрязнения лесных экосистем являются техногенные аварии. Для планирования и проведения мероприятий по защите людей от радиоактивного загрязнения и недопущения образования очагов вторичного загрязнения в лесном фонде проводится специализированное радиационное обследование насаждений (Руководство …, 1994 а, б). Методика обследования опирается на правило пропорциональной зависимости между плотностью загрязнения цезием-137 и мощностью экспозиционной дозы (Писаренко, 1994). Установлены критические уровни загрязнения почв цезием-137 (Глаголев, Кулаков, 1996): 40; 15, 5 и 1 Ки/км2.
О масштабах радиационного загрязнения в результате аварий на предприятиях ядерного цикла и испытаний ядерного оружия можно судить исходя из того, что общая площадь загрязненных радионуклидами территорий только в европейской части стран СНГ достигает 140 тыс. км2 (Азаров, Однолько, 1996). Важная роль в стабилизации, поглощении, перераспределении и самоочищении экосистем от радионуклидов принадлежит лесам. Именно они в первые годы после Чернобыльской аварии приняли основной радиационный удар, явились естественным барьером на пути радиоактивных осадков, и задержали до 80% радионуклидов (Богинский и др., 1996). В результате только этой аварии произошло радиоактивное загрязнение более 3,5 млн. га лесов (Мурахтанов, 1995). Аналогичная ситуация наблюдалась и на Урале при аварии на производственном объединении «Маяк» в 1957 г. и сбросе радиоактивных отходов в р. Теча. В результате указанной аварии на части территории Челябинской, Курганской и Свердловской областей по состоянию на 01.01.1995 г. масштабы загрязнения стронцием-90 на уровне 1 Ки/км2 составили 900 км2, цезием-137 на том же уровне загрязнения 700 км2, а поймы р. Теча в Челябинской области – около 75 км2 (Государственный (национальный) доклад …, 1993, 1994, 1995).
Правилами по охране труда в лесном хозяйстве в условиях радиоактивного загрязнения предусматриваются зоны: отселения – территории с плотностью загрязнения почвы цезием-137 выше 15 Ки/км2, или стронцием-90 – выше 3 Ки/км2, или плутонием-239 – выше 0,1 Ки/км2; проживания с правом на отселение; проживания с льготным социально-экономическим статусом. В целом радиоактивное загрязнение не только нарушило сложившийся режим ведения лесного хозяйства на территории около 4 млн. га и привело к изменениям и ограничениям в лесопользовании, охране и защите леса, охране труда, социальной сфере, но и изменило социальную, экономическую и экологическую роль леса. Прочно удерживая радионуклиды, лес предотвращает тем самым их вынос за пределы загрязненной территории, выполняя функции защиты окружающих территорий от вторичного радиоактивного загрязнения.
Проблема радиационной защиты населения Челябинской области актуальна и в наши дни, что обусловлено, по нашему мнению, наличием на ее территории все еще значительного количества радионуклидов, имеющих большой период полураспада, и неучтенностью, а в определенной мере и игнорированием, почвенной и лесной составляющих в проявлении негативных последствий так называемого Восточно-Уральского радиоактивного следа для человека и среды его обитания.
К сожалению, несмотря на актуальность проблемы радиоактивного загрязнения, многие вопросы распределения и миграции радионуклидов изучены недостаточно. Абсолютное большинство работ посвящено изучению последствий аварии на Чернобыльской атомной электростанции (ЧАЭС), а перечень работ, касающихся экологических последствий Кыштымской аварии (аварии на предприятии «Маяк») относительно невелик (Алексахин, 1963; Алексахин, Тихомиров, 1971; Тихомиров и др., 1972; Алексахин, Нарышкин, 1977; Лысиков, 1992; Рекомендации …, 1994; Радиоактивное …, 1995; Перволоцкий, 2006)).
Общеизвестно, что попадая в окружающую среду, радионуклиды проникают в ткани растительных организмов и включаются в биологический цикл круговорота веществ. В научной литературе накоплен достаточно большой материал о неоднородности аккумуляции радионуклидов в лесной растительности, горизонтах почвенного профиля, других элементах лесных экосистем (Bunzel, Krache, 1988; Ronneau et al, 1988; Bunzel et al, 1989; Lysikov, Abaturov, 1990; Тихомиров и др., 1994; Щеглов и др., 1998; Щеглов, 1999; Марадудин, 2001; Воронин, 2002; Ипатьев, 2002, 2003а, б; и др.)
Особо следует отметить, что величина дозовой нагрузки существенно зависит от количества короткоживущих радионуклидов в составе поступающих радиоактивных веществ. По данным А.Б. Лысикова (1992) в первые дни выброса ЧАЭС вклад радионуклидов с периодом полураспада до 10 суток составлял более 80%. После прекращения выброса в результате распада короткоживущих радионуклидов мощность дозы излучения начала быстро снижаться.
В то же время вопросы передвижения радионуклидов в лесном насаждении изучены крайне недостаточно, несмотря на наличие значительного количества публикаций по данному вопросу (Witherspoon, 1963, 1964; Auerbach et al., 1964, 1967; Olson, 1965; Riekerk, Gessen, 1965; Молчанов и др., 1968).
Установлено (Алексахин, Нарышкин, 1977; Тихомиров и др., 1990), что после радиоактивного выброса ЧАЭС значительная часть радионуклидов была сконцентрирована в кронах деревьев. Последнее объясняется способностью древесного полога древостоев задерживать до 60-90% радиоактивных выпадений.
Объем выполненных работ
Часть лесничества, расположенная в лесной зоне, находится в горной Уральской области, лесостепная зона - в низменной Западно-Сибирской области. Название этих областей уже указывает на особенности их рельефа.
Горная Уральская область характеризуется гористым рельефом, выраженным сравнительно невысокими хребтами, вытянутыми в меридиальном направлении. Основным водораздельным хребтом является «Теплые горы», вытянутые вдоль западной границы лесничества. Восточнее этого хребта располагается второй кряж, менее выраженный, чем «Теплые горы». С восточных склонов этих хребтов берут начало основные реки, протекающие через территорию лесничества - Б.Маук, Вязовка, М.Маук.
Рельеф горной части и предгорий обусловлен геологической структурой, а также крепостью горных пород и их устойчивостью к выветриванию. Наибольшей прочностью отличаются горные породы вершин гор и гребней хребтов, где часто имеют место кварциты, гнейсы, ультра основные породы (Природа …, 2001). Горные хребты разделены сетью продольных и поперечных речных долин на отдельные массивы, которые чаще всего сплошь покрыты лесом (Кирин, 1973).
К востоку от «Теплых гор» на расстоянии 10-15 км протянулась гряда Вишневых и Потапиных гор, являющихся последним горным поднятием Урала на границе с низменной Западно-Сибирской областью.
Все перечисленные выше хребты, не превышают 600 км над уровнем моря. Крутизна склонов их неоднородна. Как правило, восточные склоны короткие и крутые уклоны, достигают 30-350 градусов, западные более пологие с уклонами до 150 градусов. Между хребтами протянуты широкие плоские долины с ровными днищами и пологими склонами. Абсолютные высоты межхребтовых понижений находятся на уровне 300-400 м над уровнем моря.
Подножье восточных склонов Урала в районе Каслинского лесничества окаймлено цепочкой предгорных озер тектонического происхождения. Дальше на восток от озер характер рельефа резко меняется. Горы здесь уступают место обширной, слегка приподнятой и всхолмленной равнине с отметками 200-250 м над уровнем моря.
Равнина слабо наклонена на северо-восток, понижаясь от 200-250 м до 130 м над уровнем моря у восточной границы области.
Морские третичные отложения перекрывают здесь все неровности рельефа. Небольшие впадины (типа западин) заняты степными блюдцеобразными озерами, заболоченными по берегам. Дно их блюдцеобразное, они неглубокие, часто меняют свои очертания, так как в засушливые периоды быстро мелеют, а во влажные снова наполняются водой.
В соответствии с формами рельефа лесной фонд лесничества делится на горные леса (Вишневогорское, Аракульское и Каслинское участковые лесничества) и равнинные - в зоне зауральской равнины (Шабуровское, Багарякское, Тюбукское участковые лесничества).
Сложное геологическое строение местности обусловливает специфичность почвообразовательных процессов. Основными почвообразующими породами в зоне восточных предгорий являются продукты выветривания разнообразных кристаллических горных пород, таких как сиениты, гранитогнейсы, кварциты. Глинистую фракцию почв образуют в процессе распада полевые шпаты. Эти исходные материалы почвы переносятся ветром и водой на различные расстояния, накапливаясь у подножья гор и на пониженных местах, они активно включаются в почвообразовательные процессы.
Формирование различных типов почвенных разностей в большей степени обусловливалось различным соотношением песчаной и глинистой фракции.
Своеобразные условия почвообразовательных процессов послужила основой создания на территории лесничества пестрой картины сочетания почвенных разностей от грубых скелетных почв, приуроченных к вершинам хребтов и крутым склонам, до торфянисто-болотных глеевых почв, приуроченных к долинам рек и другим пониженным местам.
В лесостепной зоне в условиях зауральской равнины почвенные разности развивались на делювиальных, реже элювиальных отложениях коренных по 30 род. Это послужило причиной образования почв с водопрочной зернистой структурой и довольно богатым и глубоким верхним гумусированным слоем.
В западной горной части лесничества наиболее часто встречаются следующие типы почв и их разности:
1. Серые лесные супесчаные и суглинистые, слабохрящеватые и в разной степени оподзоленные почвы. Размещены они в местах, занятых смешанными сосново-березовыми насаждениями и приурочены к средней и нижней частям склонов и горных платообразных выступов.
В этом типе выделяются серые и светло-серые почвенные разности, различающиеся по содержанию гумуса в перегнойном горизонте А. В серых почвах содержание гумуса колеблется от 3 до 5%, в светло-серых - менее 3%.
Горизонт А имеет мощность 10-15 см, горизонт А2 - 15-20 см с остроугольной ореховой структурой и большим количеством кремнезема. Среда почвенного раствора по всему профилю среднекислая и кислая.
2. Подзолистые и дерново-подзолистые почвы.
Развиваются эти почвы на глубоком дресвяно-щебнистом эллювии, на крутых склонах гор и холмов. Характеризуются маломощным (2-8 см), обычно сильно скелетным перегнойным горизонтом серого и светло-серого цвета, ниже которого залегает серо-бурый подзолистый горизонт, также очень малой мощности.
3. Слабоподзолистые и подзолисто-глеевые супесчаные и суглинистые почвы с незначительным содержанием крупных хрящеватых частиц. Приурочены они к равнинным, слегка повышенным местам, а подзолисто-глеевые - к пониженным местам с периодическим избыточным увлажнением, в частности к прибрежным зонам озер и рек.
Кроме указанных выше, на территории лесничества по межозерным заболоченным понижениям и поймам рек распространены иловато-болотные и тор-фяно-болотные почвы. В некоторых участковых лесничествах (Каслинское и Тюбукское) они занимают значительные площади.
Технология создания лесных культур в зоне радиоактивного загрязнения
Высокий отпад лесных культур, вызванный конкуренцией со стороны живого напочвенного покрова и отрицательным воздействием радиации на приживаемость и сохранность лесных культур, обусловливают необходимость дополнения последних. Данный вид работ выполняется в ручную, что резко увеличивает опасность заражения рабочих радионуклидами (точнее облучения).
При использовании предлагаемой технологии посадочный материал выращивается на лесном питомнике, расположенном на территории с интенсивностью загрязнения менее 0,14 Ки/км2. Посев семян 1-2 классов качества осуществляется сеялкой СЛУ-5-20, агрегатируемой трактором МТЗ-82. После появления всходов через 15-20 дней производится обработка посевов культиватором КЛН-1,2 с трактором Т-16. Последующие уходы указанным механизмом осуществляются по мере необходимости. Культивация посевного отделения питомника решает две задачи: подрезание сорняков и рыхление почвы. Последним достигается эффект «сухого» полива.
После 2-годичного выращивания сеянцев в посевном отделении питомника они выкапываются, сортируются и пересаживаются в уплотненную школу (300 тыс. шт./га) лесопосадочной машиной ЭМИ-5, агрегатируемой трактором МТЗ-82.
Известно (Редько и др., 1980), пересадка 2-летних сеянцев сосны часто не дает желаемого эффекта. Объясняется последнее особенностями корневой системы данной древесной породы. Вертикальные скелетные корни сосны с основной массой отрастающих корней (ростовые и всасывающие) в процессе роста продвигаются вглубь почвы. Такое распределение корней в почве и отсутствие компактной корневой системы при пересадке растений ведет к потере значительной части активных корней. Следовательно, для ликвидации указанного недостатка необходим агротехнический прием, который бы обеспечил образование у сосны компактной корневой системы со значительной долей ростовых и всасывающих корней.
В качестве такого приема нами рекомендуется обрубка стержневого корня с оставлением части его длины протяженностью 10-12 см. Данный прием был разработан и апробирован сотрудниками Уральской лесной опытной станции ВНИИЛМ (ныне ФГБУ науки «Ботанический сад» УрО РАН) (Фрейберг, 1984; Фрейберг и др., 2013).
После обрубки корневая система сеянцев обмакивается в перегнойно-глинистую болтушку, после чего сеянцы используются для пересадки в школьное отделение. В школьном отделении посадочный материал выращивается 2 года с периодической культивацией культиватором КЛН-1,2 с трактором Т-16 (в междурядьях с МТЗ-82). За два года выращивания в школьном отделении сеянцы сосны обыкновенной достигают высоты надземной части 35-45 см, диаметра корневой шейки – 8-10 мм, длины корневого пучка – 20-25 см.
Четырехлетние саженцы выкапываются выкопочной скобой НВС-1.2 с трактором МТЗ-82. После выкопки саженцы увязываются в кучки, и помещаются в ледник на хранение или перевозятся на лесокультурную площадь. Закладка лесных культур производится по неподготовленной почве посадочной машиной ЛМД-81 с трактором ТДТ-55. Густота посадки 2,3-2,5 тыс. шт./га.
В целях увеличения сохранности лесных культур в течение 2 лет производится 2-3-кратный механизированный уход катком КОК-2М и культиватором КЛБ-1,7.
Более подробно технология создания лесных культур крупномерным посадочным материалом на территориях, подвергнутых радиоактивному загрязнению, описана нами ранее (Залесов и др., 2014).
Предлагаемая технология хорошо зарекомендовала себя в условиях Сухоложского лесничества Свердловской области (Терин, 2003) и позволила сократить срок перевода лесных культур в покрытую лесом площадь на 2-3 года.
1. Территория, примыкающая к ПО «Маяк», неоднократно подвергалась радиоактивному загрязнению из-за неправильного хранения радиоактивных отходов и аварий. Только из-за взрыва емкости с жидкими радиоактивными отходами в 1957 г. произошло загрязнение радионуклидами на полосе шириной 8-9 и длиной более 300 км. 2. Основная радиологическая опасность загрязнения связана с радионуклидами стронция – 90 и цезия – 137, причем доля первого из них является преобладающей. 3. Процесс самоочищения загрязненных территорий протекает крайне медленно и ускорить его инженерно-техническими методами не представляется возможным. 4. Лесные насаждения не только ограничили радиус первичного загрязнения территории радионуклидами, но и являются основным фактором, ограничивающим их миграцию и вторичное загрязнение. 5. Из-за доминирования высокотрофных типов леса, лесовосстановле-ние на непокрытых лесом площадях мерами содействия естественному возобновлению или посевом семян хвойных пород не дает желаемого эффекта. 6. Применяемая технология создания лесных культур посадкой 2 - летних сеянцев сосны обыкновенной в дно борозды, проложенных плугом ПКЛ-70 при плотности загрязнения более 1,0 Ки/км2 малоэффективна, поскольку требует дополнения и многократных агротехнических уходов. 7. В целях минимизации опасности выноса радионуклидов за пределы загрязненной территории и облучения работающих, а также сокращения расходов на искусственное лесовосстановление целесообразно создание лесных культур крупномерным посадочным материалом без подготовки почвы.
Живой напочвенный покров под пологом лесных культур и искусственных сосновых насаждений
Анализ данных таблицы 6.15 свидетельствует, что доля подроста березы в смешанных березово-сосновых насаждениях довольно высока и он реально может привести к смене пород в случае сплошной рубки или гибели материнского древостоя. Другими словами, можно предположить, что во всех зонах загрязнения при сплошной рубке с сохранением подроста предварительной генерации на месте смешанных березово-сосновых насаждений могут сформироваться смешанные сосново-березовые насаждения.
Согласно Правил лесовосстановления (2007) количества имеющегося под пологом смешанных березово-сосновых насаждений подроста сосны обыкновенной вполне достаточно для успешного последующего лесовосстановления при условии частичной минерализации почвы или комбинированного лесовос-становления и вырубки подроста березы.
В целом можно отметить, что только в зоне сильного загрязнения (ППП-16) подрост сосны обыкновенной под пологом смешанных березово-сосновых насаждений характеризуется равномерным распределением.
На процессы естественного лесовосстановления и состояние насаждений в целом немаловажное значение оказывают показатели густоты, видового состава и встречаемости подлеска. Известно, что подлесок не только препятствует эрозионным процессам, увеличивает почвенное плодородие, является кормовой базой и местом гнездования многих птиц, но и является объектом сбора продуктов питания и лекарственного сырья. Данные о подлеске, следовательно, необходимы не только для познания жизни леса, но и для проведения профилактической работы с населением, поскольку сбор ягод и лекарственного сырья в районах, загрязненных радионуклидами, недопустим.
Выполненные нами исследования показали, что, несмотря на высокую полноту сосновых насаждений, они характеризуются значительным видовым составом и густотой подлеска (табл. 6.17).
Наиболее бедным видовым составом подлеска характеризуется ППП-7 с плотностью загрязнения радионуклидами 1,0-2,99 Ки/км2, где в подлеске встречается только рябина. На остальных ППП насчитывается по пять видов подлеска. Однако в процессе исследований не зафиксировано ни одного вида, который встречался бы на всех ППП. Максимальной густотой характеризуется малина,
Материалы табл. 6.21 свидетельствуют, что как и в сосняках в смешанных березово-сосновых насаждениях максимальной густотой подлесок характеризуется в зоне слабого загрязнения (0,15-0,99 Ки/км2) (рис. 6.21-6.23). При этом в зоне сильного загрязнения при плотности 3 и более Ки/км2 подлесок вообще не встречается.
Количество видов подлеска в березово-сосновом насаждении максимальное на контроле – 6, в то время как в сосняках насчитывалось 5 видов, как и в березняках. В сосняках, березняках и смешанных березово-сосновых насаждениях при плотности загрязнения до 0,14 Ки/км2 в подлеске встречаются такие виды как: черемуха обыкновенная, боярышник кроваво-красный и шиповник.
В зоне слабого загрязнения (0,15-0,99 Ки/км2) во всех указанных насаждениях встречаются черемуха обыкновенная и боярышник кроваво-красный.
При плотности загрязнения 1 и более Ки/км2 видов подлеска, которые встречались бы в сосняках, березняках и смешанных березово-сосновых насаждениях нами не зафиксировано.
Общая встречаемость видов подлеска в смешанных березово-сосновых насаждениях при интенсивности загрязнения до 2,99 Ки/км2 довольно высокая – 60-75% (табл. 6.22).
В тоже время встречаемость отдельных видов подлеска не превышает 45%. Другими словами, подлесок под пологом смешанных березово-сосновых насаждений редкий, а при увеличении плотности загрязнения выше 3 Ки/км2 отсутствует.
Развитие живого напочвенного покрова зависит от целого ряда факторов. Поскольку наши исследования проводились блоками с таким расчетом, чтобы ППП, входящие в один блок, характеризовались одним типом леса и близкими показателями возраста и состава древостоев, логично предположить, что на видовой состав и надземную фитомассу ЖНП будет оказывать влияние, прежде всего, плотность радиоактивного загрязнения.
Материалы, собранные на ППП – 5-8 в условиях естественных сосновых насаждений разнотравного типа леса, показали, что максимальным количеством видов и надземной фитомассой характеризуется ЖНП на ППП – 6 с плотностью загрязнения радионуклидами 0,15 – 0,99 Ки/км2 (табл. 6.23).
Материалы таблицы 6.23 свидетельствуют, что общая надземная фито-масса ЖНП варьирует от 124,63 до 237,57 кг/га, а количество видов от 13 до 24 штук.
Если сравнить результаты исследования ЖНП на ППП - 5 (контроль) и других ППП, прослеживается четкая тенденция в увеличении общей надземной фитомассы ЖНП на ППП в зонах загрязнения более 1,0 Ки/км2. Последнее относится и к доле злаковой растительности. Так, если на контроле доля злаковых растений не превышает 25% от общей надземной фитомассы ЖНП, то на ППП, где интенсивность (плотность) радиоактивного загрязнения составляет 3 и более Ки/км2, превышает 44,0%.
Особо следует отметить, что такие виды ЖНП как вейник наземный, вероника дубравная, земляника обыкновенная, мятлик луговой и подмаренник северный встречаются под пологом сосновых насаждений, произрастающих во всех исследованных зонах загрязнения. Анализируя материалы исследований, приведенные в таблице 6.24 можно также отметить, что такие виды ЖНП как грушанка круглолистная и лютик едкий встречается только на контрольной пробной площади, а астрагал датский только на ППП-8, т.е. в III зоне радиоактивного загрязнения.
Максимальной надземной фитомассой при радиоактивном загрязнении до 0,14 Ки/км2 под пологом сосновых насаждений характеризуется черника обыкновенная 66,8 кг/га (37,29%). В зоне слабого загрязнения (0,15-0,99 Ки/км2) – земляника лесная – 36,1 кг/га (28,95%), в зоне среднего загрязнения (1,0-2,99 Ки/км2) – костяника обыкновенная – 100,3 кг/га (45,65%), а в зоне сильного загрязнения (3 и более Ки/км2) – мятлик луговой – 86,4 кг/га (36,37%). Последнее наглядно свидетельствует о сокращении лесных видов по мере увеличения плотности радиоактивного загрязнения.
Похожие диссертации на Состояние лесных насаждений и особенности искусственного лесовосстановления в условиях длительного радиоактивного загрязнения на Урале
