Содержание к диссертации
Введение
1. Постановка проблемы и обзор литературы 12
1.1.Проблема устойчивого функционирования лесных экосистем в современных условиях 12
1.2,Обзор литературы 29
1.2.1. Экстремальные природные факторы 29
1.2.2. Антропогенные факторы 36
1.2.3. Ландшафтный подход при оценке устойчивости лесов 59
2. Методологическая основа, программа, методика и объекты исследований, объём выполненных работ 64
2.1. Методологическая основа исследований 64
2.2. Программа исследований 66
2.3. Методика исследований 68
2.4. Объекты исследований 74
2.5. Объём выполненных работ 74
3. Природно-климатические и естественно-исторические условия района исследований 76
3.1. Географическое положение 76
3.2. Рельеф 76
3.3. Почвы 78
3.4. Климат 82
3.5. Ландшафты 88
4. Структура и динамика лесов Новгородской области 90
4.1. Динамика лесного фонда в послевоенный период 90
4.2. Ландшафтная структура лесов 101
4.3. Выводы 126
5. Повреждаемость древостоев ветром 128
5.1. Повреждаемость древостоев в зависимости от преобладающей породы 132
5.2. Повреждаемость древостоев различных классов бонитета 135
5.3. Повреждаемость древостоев в зависимости от типа леса 137
5.5. Особенности повреждения древостоев при крупных ветровалах 144
5.6. Повреждаемость древостоев ветром в зависимости от характера смежных территорий 147
5.7. Заселённость ветровальников вторичными вредителями 152
5.8. Выводы 153
6. Влияние рубок на устойчивость лесов как экологических систем 156
6.1. Оценка возобновительного потенциала лесов Новгородской области 156
6.2. Лесоводственная оценка сплошных рубок с сохранением подроста и тонкомера 166
6.3. Устойчивость леса при проведении несплошных рубок главного пользования и рубок ухода 178
6.4. Меры по ограничению нежелательной смены сосны елью 186
6.5. Выводы 204
7. Изменение состояния лесов в связи с загрязнением атмосферы 207
7.1. Динамика лесного фонда в зоне хронического атмосферного загрязнения 207
7.2. Состояние лесных экосистем и экологическая структура насаждений в зоне загрязнения воздушного бассейна 213
7.3. Динамика промышленных выбросов в атмосферу в Новгородской области 228
7.4. Выводы 233
8. Оценка пожароустойчивости лесов Новгородской области 236
8.1. Горимость лесов области 237
8.2. Пирологический режим лесов по ландшафтам 241
8.3. Выводы 248
9. Комплекс мер по обеспечению устойчивого развития лесов в условиях воздействия экстремальных природных и антропогенных факторов 249
9.1. Организация и проведение мониторинга лесных экосистем 250
9.2. Лесохозяйственные мероприятия по повышению устойчивости лесов 253
Заключение 265
Список литературы 270
Приложения 307
- Ландшафтный подход при оценке устойчивости лесов
- Повреждаемость древостоев различных классов бонитета
- Устойчивость леса при проведении несплошных рубок главного пользования и рубок ухода
- Состояние лесных экосистем и экологическая структура насаждений в зоне загрязнения воздушного бассейна
Введение к работе
Проблема устойчивости лесов уже давно стала предметом пристального внимания учёных разных стран. В условиях нарастания темпов потребления древесины и возрастания антропогенного воздействия на леса сохранение и повышение устойчивости лесных экосистем становится важнейшей задачей.
В общем виде термга «устойчивость» понимается как способность системы достаточно длительно сохранять свою структуру и функции (Соловьёв, 1987).
В отечественной науке о лесе понятие «устойчивость лесных насаждений» впервые затронул Г.Ф. Морозов. Он понимал биологическую устойчивость не как неизменность породного состава и других элементов леса, а как результат многовекового пребывания леса на занятой им территории, где каждое его поколение сменяется новым, более приспособленным к условиям местообитания, более способным к воспроизводству и к сопротивлению неблагоприятным факторам.
А.И. Воронцов (1960) под биолопгческой устойчивостью насаждения понимал «... способность противостоять неблагоприятным условиям среды при сохранении максимальной долговечности и длительности роста». И.С. Матюк (1983) предлагал к устойчивым относить насаждения, способные противостоять неблагоприятным условиям роста и развития, при которых исключается возможность преждевременного распада и отмирания, смена одігах пород другими.
Нами под устойчивостью понимается возможность длительного и эффективного выполнения лесами целевых функций при различных воздействиях (природных и антропогенных), способность к воспроизводству и восстановлению исходного состояния после прекращения воздействия.
Леса, как экологические системы, формировались многие тысячелетия, их устойчивость была обеспечена биолопгческим разнообразием, соответствием в максимальной мере условиям среды. Леса Новгородской области, пред-
ставляющие типичные условия территории Русской равнины, при поселении людей, в более близкое для нас время, значительно изменились. В связи с этим в сложившихся новых природных и социально-экономических условиях обострилась проблема их устойчивости. Лесные ресурсы являются важной составляющей устойчивого развития Новгородчнны.
Огромна роль Новгородских лесов как хранителей ценного генофонда, велико их рекреационное, эстетическое, климатообразующее, водоохратюе значение.
Актуальность проблемы. Из истории известно, что биосфера планеты неоднократно переживала глобальные изменения климата. Периодические оледенения, происходившие в прошлом, несомнешю, были катастрофичны для многих древесных пород. Одни виды, менее пластичные, вымирали, другие мигрировали на юг во временные убежища (рефупгумы). Рефугиумами для лесной растительности в условиях Русской равнины служили поймы рек, что прослеживается на примере дуба и его теплолюбивых спутников — липы, вяза, лещины. Наиболее холодостойкая лесная растительность сохранялась в непосредственной близости к ледникам. Гораздо большие изменения были вызваны хозяйственной деятельностью человека, особенно в последние 5-6 столетий. Изучение устойчивости лесных экосистем к аитропогеїпюму воздействию является в настоящее время важнейшим направлением фундаментальных исследований в области лесоводства.
Основными природными факторами, влияющими на устойчивость лесов являются ветровал, засухи, заболачивание, снеголом и ветролом, экстремальные температуры воздуха, пожары не антропогенного происхождешга, нападение энтомовредителей.
К числу антропогенных факторов, оказывающих наиболее существеїпюе влияние на устойчивость, рост и состояние лесов, следует отнести рубки леса, рукотворные лесные пожары, загрязнешіе атмосферы химическими веществаші техногенного происхождеїшя.
6 Исследования европейского института леса, базирующиеся на данных постоянных пробных площадей по различным странам, за период в пределах от 25 до 150 лет, а в некоторых случаях до нескольких сот лет показывают, что отмечается тенденция увеличения прироста в большей части Европейских лесов. Тенденции снижения прироста выявлены в исключительных случаях, где леса подвергались воздействию загрязнителей. Авторами исследования отмечается, что увеличение прироста и среднего возраста деревьев ведет к повышению чувствительности лесов к естественным и антропогенным нарушениям (ЕЙ News, 1996).
Таким образом, к настоящему времени накопился целый ряд вопросов, требующих обсуждения и переоценки, в особенности применительно к антропогенным (вторичным) лесам, сформировавшимся под влиянием хозяйственной деятельности человека. Ослаблеїшьіе в результате антропогенного воздействия насаждения в большей мере страдают от неблагоприятных погодных условий, вредителей и болезней, поэтому назрела необходимость в совершенствовании методов ведения лесного хозяйства в mix.
В связи с участившимися случаями массовых ветровалов, ростом числа лесных пожаров, продолжающимся усыханием лесов при воздействии различных факторов, нарастанием объёмов рубки леса актуальность исследований по проблеме повышения устойчивости лесов при воздействии на шюс природных и антропогенных факторов очевидна. Эту проблему нужно решать одповремешю в следующих направлеїшях:
изучение механизмов адаптации лесных экосистем к неблагоприятным внешним условиям и разработка способов повышения-их устойчивости;
совершенствование лесохозяйственных мероприятий її, прежде всего, рубок леса, как наиболее распространённой причины снижения устойчивости;
проведение мониторинга в целях выявления признаков сшіжения устойчивости лесов.
Цели и задачи исследований; Цель работы - повышешш устойчивости
лесов в сложившихся новых природных и социально-экономических условиях. Общая задача — обосновать и предложить решение проблемы устойчивости лесов. Для этого мы полагаем необходимым найти ответы на вопросы:
- что изменилось в характеристиках и самом состоянии Новгородских
лесов, в чем усматривается ослабление их устойчивости как экологической сис
темы?
- как и что надо делать, чтобы повысить устойчивость лесов?
Важнейшими направлениями поиска ответов на поставленные вопросы
были приняты:
установить характер и степень влияния природных и антропогенных факторов на устойчивость лесных экосистем;
выявить возможности естественного воспроизводства лесов для повышения их устойчивости;
изучить влияние промышленного атмосферного загрязнения на лесные экосистемы;
оценить и классифицировать на ландшафтной основе пожароустой-чивость лесов;
обосновать комплекс мер по повышению устойчивости лесов к воздействию экстремальных природных и антропогенных факторов.
Теоретическая значимость и научная новизна. В результате проведенных экспериментальных исследований впервые в пределах крупного природного территориального комплекса:;
выявлена иерархия природных и антропогенных факторов, обусловливающих снижение устойчивости лесов;
выявлены зависимости повреждаемости древостоев ветром от их возраста, преобладающей породы, класса бонитета, типа леса, характера смежных территорий;
установлены причинно-следственные связи в системе факторов, снижающих устойчивость лесов;
дана оценка результатов влияния технологий рубок материнского древостоя на сохранность подроста и тонкомера и процесс формирования новых древостоев,
выявлен на ландшафтной основе возобновительный потенциал лесов в условиях интенсивного антропогенного воздействия;
на основе многолетнего мониторинга за состоянием растительности в зоне промышленных выбросов: выявлены особеїгаости изменения состояния лесных экосистем в зависимости от расстояішя до источника загрязнения;
разработана на ландшафтной основе классификация пожароустойчи-вости лесов;
научно обоснован комплекс мер по повышению устойчивости лесов к воздействию экстремальных природных и антропогенных факторов.
Практическая значимость. Научно обоснованные практические предложения по предотвращению смены пород, ведению лесного хозяйства в зонах промышлетюго атмосферного загрязнения, повышению противопожарной устойчивости лесов и защите их от вредителей и болезней положены в основу системы мероприятий по устойчивому лесопользованию и лесовыращиванию, которая широко внедряется в лесхозах области.
Материалы диссертации включены в программы дисциплин «Лесоведение», «Лесоводство», «Устойчивое управление лесным хозяйством». Они используются в Новгородском государственном университете имени Ярослава Мудрого при чтении соответствующих лекционных курсов, проведении лабо-раторно-практических занятий.
На объектах исследований, заложенных автором в Новгородском, Кре-стецком, Пестовском, Ермолинском лесхозах и Новоселицком опытном лесном хозяйстве, проводятся учебные полевые занятия со студентами Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого, Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академшт и слушателями курсов и факультетов повышешш квалификашпі по специальности «Лесное хо-
зяйство».
Для управленческих кадров крупного природного территориального комплекса даны практические предложения по устойчивому управлению лесным хозяйством.
Обоснованность и достоверность полученных результатов, выводов и практических рекомендаций обеспечена применением современных методов исследований, длительным (в течение 20 лет) проведением наблюдений на стационарных опытных объектах.
Личный вклад автора. Работа представляет собой итог 20 летних исследований, осуществлённых автором при творческом содружестве с учёными Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии, Ботанического института им. В.Л. Комарова РАН, Санкт-Петербургского государственного университета, Санкт-Петербургского научно-исследовательского института лесного хозяйства. В диссертации рассмотрена только та часть исследований, которая выполнена лично автором или под его непосредственным руководством, т.е. в тех случаях, когда им ставилась задача, определялись программа и методика работ, обобщались полученные результаты.
Цитируемые или обсуждаемые в диссертации материалы других авторов, а также данные, полученные в соавторстве, имеют соответствующие ссылки.
Автор признателен проф. А.Н. Мартынову, который своими знаниями и доброжелательным отношением много сделал для того, чтобы работа могла состояться.
Критические замечания и ценные советы при прочтении рукописи были высказаны проф. В.Т. Ярмишко. Ощутимая поддержка и помощь автору была оказана работниками лесхозов Новгородской области, сотрудниками Учебно-курсового комбината, студентами и сотрудниками Санкт-петербургской лесотехнической академии и Новгородского госуниверситета им. Ярослава Мудрого, участвовавшими в полевых исследованиях.
Всем, кто в той или иной мере причастен к появлению данной работы, автор выражает свою искреннюю благодарность.
Основные положения, выносимые на защиту (предмет защиты):
выявленные особенности структуры и динамики лесов Новгородской' области, в привязке к её ландшафтам;
установленные зависимости повреждаемости древостоев ветром от их возраста, преобладающей породы, класса бонитета, типа леса, характера смежных территорий;
обобщенные данные о лесовозобновительном потенциале области, в привязке к типам леса и ландшафтам;
лесоводственная оценка рубок с сохранением подроста;
предложенная система мер по предотвращению нежелательной смены пород;
- установленные закономерности изменения лесных экосистем под
влиянием техногенного загрязнения;
разработанная на ландшафтной основе классификация пожароустойчи-вости лесов Новгородской области;
предложенный комплекс мер по повышению устойчивости лесов к воздействию природных и антропогенных факторов.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на Всесоюзном научно-техническом совещании «Лесопользование в лесах различных категорий защитности» (Москва, 1991); на совместном заседании секции лесоведения и дендрологии Русского ботанического общества, секции лесной типологии научного совета по проблемам леса РАН и научного семинара Санкт-Петербургского научно-исследовательского института лесного хозяйства, посвященного памяти профессора С.А. Дыренкова в связи с его 60-летием (Санкт-Петербург, 1997); на Международной научио-гфактической конференции «Лесоводство Севера на рубеже столетий (II Мелеховскне чтения)», (Ар-
11 хангельск, 2000); Международной научной конференции «Формирование растительного покрова на урбанизированных территориях» (Великий Новгород, 2000); Региональной научной конференции, посвященной 10-летию Валдайского национального парка «Исследования на охраняемых природных территориях Северо-Запада России» (Великий Новгород, 2000); на Международной научно-практической конференции «География и регион» (Пермь, 2002); на региональной Научной конференции «Разнообразие, функционирование, продуктивность и охрана биосистем в Новгородской области» (Великий Новгород, 2002); на Международном научном семинаре «Экономическая доступность лесных ресурсов на северо-западе России» (Санкт-Петербург, 2002); на четвёртом международном форуме «Лесопромышленный комплекс России XXI века» (Санкт-Петербург, 2002), на научной конференции «Эффективность использования природных ресурсов и экология» (Великий Новгород, 2003); на юбилейной кон-ферешцда, посвященной десятилетию НовГУ (Великий Новгород, 2003); на 4-ой международной конференции «Актуальные проблемы современной науки» (Самара, 2003).
Публикации; По результатам исследований опубликовано 47 научных работ в т.ч. 5 монографий общим объёмом более 41 п.л. Кроме того, издано 3 учебных пособия общим объёмом 51 п.л. и 8 методических указаний.
Ландшафтный подход при оценке устойчивости лесов
На данном этапе, когда воздействие человека на окружающую среду приобретает глобальный масштаб, негативные последствия хозяйственной деятельности проявляются и на площадях, непосредственно ею не затронутых. В данной ситуации очевидно, что при прогнозировании последствий антропогенных и природных воздействий на лесные экосистемы исследования необходимо вести в пределах природных территориальных комплексов — географических ландшафтов (Громцев, 1993, 1996).
В настоящее время лесное хозяйство в большинстве государств ведется на лесотиполопіческой основе. Однако, в процессе лесохозяйственной деятельности было установлено, что одни и те же типы леса, встречаясь в разных ландшафтах, на различных формах и элементах рельефа, могут существенно отличаться по продуктивности фитоценозов, характеру сукцессии (посткатастрофических смен) после рубки древостоя, пожаров, ветровалов и других явлений, вызывающих уничтожешіе фитоценоза или его дигрессию (Раменская, 1964, 1975). Изучение различных типов лесных ландшафтов Карелии (Волков, 1997) позволило установить специфику биогеоценотической структуры лесов и ряд закономерностей по продуктивности древостоев в зависимости от особенностей четвертичных отложений и рельефа, степеші заболоченности территорий и других ландшафтных особенностей.
Начиная с 60-х годов ХХ-го столетия, основные положения морфологического ландшафтоведения стали применяться, уточняться и адаптироваться Д.М. Киреевым для изучения, картографирования и инвентаризации лесов (Ки-реев, 2000, 2002; Киреев, Сергеева, 2000). Возможности перехода Северо-Западного региона России на ландшафтные принципы ведения лесного хозяйства рассматриваются учеными Санкт-Петербургского НИИ лесного хозяйства при подготовке ландшафтного районирования территории региона (Чмыр, 1999; Исаченко, 2001). Принципы и рекомендации по ведению лесного хозяйства Северо-Западного региона России на ландшафтной основе были опробованы на примере лесов Карельского перешейка Ленинградской области (Архипов, Любимов, 2002)
В связи с этим возникает необходимость разработки мер по обеспечению устойчивости и повышению продуктивности лесов на ландшафтной основе. Мнопіе вопросы эколого-географических исследовашій (в том числе и устойчивого развития лесного хозяйства) необходимо решать на уровне базовой территориальной единицы -ландшафте (Любимов, 1999).
Ландшафт - это генетически однородная территория с однотипным рельефом, единым геологическим строением, одним климатом, единообразным сочетанием увлажнения, видом почв, растительного покрова, животного мира.
Каждый ландшафт имеет относительно однородное геологическое строение, на основании которого в процессе длительного развития сформировался определешіьій, свойственный только ему набор форм рельефа, климата, почв, растительности. Это обусловлено тем, что формирование ландшафтов происходило в течение тысячелетий и их гратщы мало подвержены изменениям. Здесь происходят более упорядоченные процессы формирования, роста и развития древостоев, отмечается значительное сішженис значений варьирования основных таксационных показателей.
Для сохранения устойчивости лесов структура лесного фонда и принци-пы ведения лесного хозяйства должны обосновываться с учетом максимального использования экологических, социальных и других выполняемых лесами функций. Примените ландшафтного подхода к формированию целевых лесов позволит выработать и обосновать систему последовательного проведения ле-сохозяйственных мероприятий, наиболее отвечающую принципам устойчивого управления лесами и включающую в себя весь цикл лесохозяйствеиного производства: от формирования насаждений определенного породного состава и целевого назначения древостоев до подготовки к проведепіпо рубок главного пользования.
Действующие нормативные документы, к сожалению, не учитывают ландшафтные особенности, и часто лесохозяйственные мероприятия, проводимые в соответствии с ними, приводят к потере устойчивости лесов.
Например, действующие «Правила рубок...» (1994) дифференцированы согласно существующему делению лесов на группы и учитывают зоналыю-типологические особенности лесохозяйственных округов, но не учитывают ландшафтные особенности. При этом оргаїпізациотю-техиические элементы рубок для равнинной части территории Новгородской области (Приильменская низменность) и Валдайской возвышенности с её холмисто-грядовым рельефом должны быть различными.
При проведении рубок в ельниках прямоугольными лесосеками, что диктуется вышеупомянутыми «Правилами рубок», наблюдается усыхание и разрушение примыкающих к вырубке еловых стен леса, причем по ландшафтам в разной степени. Поэтому необходимо повсеместно применять правило: выделы сложной конфигурации, не превышающие по площади допустимые размеры лесосек, назначаются в рубку полностью независимо от их фактической ширины, если они не примыкают к другим выделам со спелыми древостоями (п.3.3. Правил рубок...).
Повреждаемость древостоев различных классов бонитета
На втором участке 70% деревьев сломаны на высоте 4-6 м, 10-15% вывалено с корнем, сохранились 15% одиночно стоящих деревьев, которые сильно наклонены по направлению ветра. На третьем участке среди повреждённых деревьев 10-15%о сломано на высоте 2-6 м, повалено с корнем 80-85%, сохранилось на корню отдельно стоящих деревьев - 10%). В насаждении на четвёртом участке 70% деревьев сломано на высоте 2-6 м, 30% повалено с корнем. Таким образом, в сосняке и ельнике преобладает бурелом, в березняке - ветровал. На древостой I класса бонитета приходится 12% покрытой лесом площади, а доля ветровалов в них составила 13,3%. В древостоях III класса бонитета эти показатели равны соответственно 29% и 14,8%. В Крестецком лесхозе доля повреждённых древостоев I класса бонитета составила 3%, II - 49,5, III - 31,7, IV - 12,7%. От покрытой лесом площади доля насаждений этих классов бонитета составила соответственно 12, 46, 30, 7% . Анализ ветровальности древостоев с преобладанием разных древесных пород в зависимости от класса бонитета (рис. 18) показал, что в Пестовском лесхозе древостой всех лесообразующих пород II класса бонитета в большей степени оказались подвержены воздействию ветра.
В Крестецком лесхозе и Но-воселицком опытном лесном хозяйстве самыми ветровальными и буреломными оказались древостой II и III классов бонитета. Наши данные не согласуются с выводом В.А. Шавнина (1994) о том, что с повышением продуктивности древостоев их ветроустойчивость возрастает. На наш взгляд, ветровальность и буреломность древостоев высших классов бонитета можно объяснить действием ураганных ветров с направлений, не соответствующих преобладающим ветрам для этого времени года, и боль- шей высотой древостоев, а, следовательно, и большей парусностью их крон. Анализ ветровальное древостоев в разных типах леса (рис. 20 и 21) показал, что доля ветровалов в древостоях с преобладанием ели в кисличнике составила 43,4%, в черничнике свежем - 40%. Оставшаяся часть площади приходится на другие 6 типов леса. Для древостоев с преобладанием сосны основная часть ветровалов приходится на сосняк черничный свежий - 59,1%, доля ветровалов, произошедших в кисличном типе леса, составила 20,5%, в остальных типах леса ветровалы зафиксированы ещё реже. Для древостоев с преобладанием берёзы главное отличие от общего случая в том, что в них 1/3 часть ветровалов приходится на травяно-таволговый тип леса, а оставшиеся 2/3 - почти полностью на черничник свежий и кисличник. В древостоях с преобладанием осины все ветровалы зарегистрированы в кисличном типе леса. В Крестецком лесхозе наибольшие повреждения от ветра зафиксированы в типах леса сосняк брусничный и черничный свежий. Таким образом, наибольшие повреждения от ветра также отмечены в более производительных типах леса (кисличный, черничный). В Новоселицком ОЛХ наиболее представлены кисличная и черничная группы типов леса. В этих типах леса зафиксирована и большая доля ветровалов и буреломов.
Устойчивость леса при проведении несплошных рубок главного пользования и рубок ухода
Самым надёжным способом сохранения господства хвойных лесов является переход от сплошных рубок к постепенным. Об этом писал ещё в 1916 г. Д.М. Кравчинский, ссылаясь на опыт хозяйства в Лисинском лесхозе (Бобров, 1995; Кравчинский, 2000). К сожалению, пока объём постепенных и выборочных рубок повсеместно крайне мал и не соответствует фактическому состоянию лесфонда. Так, в Новгородской области в последние три года на долю постепенных и выборочных рубок приходится около 18% по площади и 8% по запасу общего объёма рубок главного пользования (табл.20). К числу наиболее значимых факторов, тормозящих более активное внедрение несплошных рубок главного пользования в производство, относятся повреждения подроста, оставляемых деревьев и почвы машинами и ветровал при проведении рубки на слабодренированных почвах. Согласно нормативных документов по рубкам главного пользования (Правила рубок главного пользования, 1994), количество повреждённых деревьев не должно превышать 1-5% в зависимости от вида рубок. Учёт повреждений на участках рубок в двухярусных лиственно-еловых древостоях, проведённых серийной лесозаготовительной техникой по стандартной технолопш показал, что повреждённые деревья ели составляют от 8 до 23% от числа сохранённых при рубке. При проведении выборочных рубок с интенсивностью до 50% повреждённые деревья составляли от 5 до 15% от числа сохранённых при рубке.
При иесплошных рубках, проведённых с помощью многооперационной финской техники, было повреждено 22-26% от тесла оставшихся после рубки деревьев. В отдельных случаях число повреждённых деревьев доходило до 40% от числа сохранённых при рубке (Декатов и др., 2001). Исследоваїгая А.С. Тихонова (1979) показали, что в спелых древостоях в результате несплошных рубок может быть повреждено до 13% оставляемых елей 1 яруса. Количество повреждённых деревьев при проведении иесплошных рубок скандинавской техникой в российских условиях выше, чем при применении отечественной техники (Баранцев, 1997; Кистерная, Федулов, 1997; Декатов и др, 1999). Наши исследоваїгая в условиях Новгородской области (Никонов, 2001) показали, что при валке и трелёвке повреждается 11-14% числа стволов ели. Объекты постепенных рубок и рубок переформирования были заложены с участием автора в зеленомошной группе типов леса, в смешанных древостоях Шимского, Демянского, Пестовского и Крестецкого лесхозов Новгородской области в 1991-2002 годах. Характеристики древостоев до рубки на этих объектах приведены в табл. 21. Технология лесосечных работ включала валку деревьев бензопилами на пасеках шириной 30-40 м вершиной под острым углом к волоку в направлении трелёвки.
Сучья обрезали бензопилами и обрубали топором, укладывали, в основном, на волок шириной 4-5 м, в пасеках - частично в кучи высотой до 1м. Трелёвка с пасек производилась трактором ТДТ-55, за вершину хлыста. В рубку назначались при равномерно-постепенных рубках сухостойные, фаутные стволы, перестойные деревья мягкол иственных пород. Кроме того, убирались спелые экземпляры главных пород с ослабленным приростом и в особенности деревья, угнетающие молодые поколения. Интенсивность первого приёма равномерно-постепенной рубки составляла до 30% по запасу. При рубках переформирования отбирались деревья сухостойные, повреждённые болезнями, вредителями, с механическими повреждениями, экземпляры мягкол иственных пород, находящиеся в верхнем ярусе и угнетающие молодые поколения хвойных пород. Как правило, рубки переформирования проводились с интенсивностью разреживания 20-35%, в случае угнетения хвойных пород мягко-лиственными интенсивность достигала 55% по запасу. При проведении несплошных рубок с использованием традиционной трелёвочной техники (ТДТ-55) повреждаемость сохранившегося при рубке подроста зависит от его размеров до рубки (табл. 22).
Состояние лесных экосистем и экологическая структура насаждений в зоне загрязнения воздушного бассейна
Проведенные исследования на 26 пробных площадях (табл. 39), заложенных нами совместно с сотрудниками Ботанического института (Леса земли Новгородской, 1997), показали, что в непосредственной близости от АО «Акрон» сосновые древостой не произрастают. Однако по мере удаления от источника эмиссии начинают встречаться древостой со значительной примесью сосны обыкновенной или чистые сосняки. Анализ их жизненного состояния показал (табл. 40), что в древостоях, наиболее близко расположенных к источнику промышленного загрязнения (ПП 6,7,8), здоровых деревьев сосны обыкновенной не более 50 % (по запасу древесины). На долю сухих особей приходится от 4 до 16 %. По мере удаления от источника выбросов состояние сосновых насаждений заметно улучшается. Например, уже в 10 -12 км запас древесины здоровых деревьев сосны увеличивается до 65 - 69 % (1111 10, 11, 12). Запас сухостоя в рассматриваемых древостоях варьирует в пределах от 1 до 10 %. За пределами непосредственного воздействия атмосферных загрязнителей на лесные экосистемы (ПП 18, 20, 23, 24, 26) на долю здоровых особей сосны приходится от 85 до 94 %. В этих уеловиях запас сухостоя сосны в древостоях не превышает 2 %.
Исключение составляет только пробная площадь 20, где запас древесины сухих деревьев сосны достигает 8 % от общего запаса древесины. Однако это легко можно объяснить процессами естественной дифференциации деревьев, которые присущи молодым высокополнотным древостоям. Интересную картину можно наблюдать и в древостоях, где доминирует ель или ее роль в сложении насаждений достаточно велика. Так, на пробных площадях 1, 2, 4, наиболее близко расположенных к источнику загрязнения, здоровых особей ели практически не наблюдается. Наряду с этим, запас «мертвой» древесины (сухих деревьев) колеблется в пределах от 11,5 до 100 %. По мере удаления от предприятия жизненное состояние еловых древостоев существенно улучшается (ПП 6, 8, 14,25). Что касается лиственных пород (осина, береза), то они примерно также как и хвойные, реагируют на изменения окружающей среды в районе действия АО «Акрон». Например, на пробных площадях, наиболее близко расположенных к источнику промышленного загрязнения, запас древесины здоровых особей осины не превышает 20 % (ПП 2, 3, 4). На долю сухих особей здесь приходится от 12 до 29 % от общего запаса древесины на единицу площади. С уда-лешіем от промплощадки состояние лиственных древостоев резко улучшается. Анализируя состояние лиственных древостоев в рассматриваемом районе исследований, необходимо отметить, что береза является гораздо более устойчивой к данному типу техногенного воздействия, чем осина. Анализируя экологическую структуру насаждений (по А.С. Алексееву, 2003) на ПП (в данном случае оценивалась связь с баллом повреждения не доли деревьев, а их объемов ствола), можно отметить следующее.
Насаждения, расположенные на расстоянии от источника загрязнения до 1,5-2,0 км, относятся к сильно, но не необратимо повреждённым, за исключением ПП 4, на которой ель отмерла полностью и осталась только примесь березы. На остальных ПП насаждения следует отнести к здоровым или слабо повреждённым. Исключением является ПП 8 (расстояние до источника загрязнеіпія З км) с отмирающим древостоем сосны. Причиной этого является, по-видимому, залповый выброс и концентрация загрязнения именно в этой части территории. Большую роль в сохранении устойчивости лесных экосистем играет характер естественного лесовозобновления. Оценка лесовозобновительного потенциала в зоне промышленных выбросов АО «Акрон» проводилась на постоянных пробных площадях. В исследованных лесных сообществах общая численность мелкого подроста варьирует в широких пределах - от 0 до 87000 на гектар (табл. 41). Для всех сообществ за исключением чистых осинников характерно присутствие подроста ели: в еловых древостоях его доля составляет 30-100%, в сосновых и берёзовых - 1-96%. Во всех случаях отмечается разновозрастность (преимущественно от 5-10 до 20-30 лет) подроста ели. Подрост сосны высотой до 0,5 м характерен только для сосновых древостоев, где его доля составляет в среднем около 50%. Во всех случаях мелкий подрост сосны представлен 1-3 летними особями. Наибольшую численность в составе мелкого подроста во всех исследованных сообществах имеют мелколиственные породы, среди которых абсолютно преобладает (98%) берёза. Общая численность среднего и крупного (высотой более 0,5 м, средняя высота 2,1 м) подроста изменяется от 500 до 8000 особей на гектар (табл. 42). В этих высотных группах во всех исследованных сообществах за исключением трёх сосновых древостоев абсолютно доминирует (60-100%) ель. Крупный подрост сосны отсутствует.
