Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Социальная экология. Взаимодействие общества и природы. Учебное пособие
.pdf
§ 17. РАСТИТЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ... 211
В лощинах и балках можно создавать насаждения из лист
венницы сибирской и сосны Веймутова, которые в условиях
южных черноземов способны за 75–80 лет создавать запасы
строевой древесины более 500 м
3
/ãà1.
Существует общее правило: густота посадки культур при
искусственном лесоразведении должна быть тем больше, чем
беднее почвы и чем выше географическая широта. Последнее
2
связано с общей тенденцией снижения бонитета лесов
ïðè
продвижении к северу.
Искусственные лесопосадки часто применяют при так на
зываемой реконструкции насаждений. Цель реконструкции —
постепенное замещение малоценных древостоев высокопро
дуктивными и ценными насаждениями. Для этого используют
специальные рубки, улучшающие породный состав, структуру
и полноту насаждений, производят посадку ценных древесных
пород и кустарников, удаляют пни, удобряют почву и т. д.
Реконструкция насаждений приобретает все более широкий размах во многих странах мира. В следующем столетии
потребности в древесине будут удовлетворяться в основном за
счет искусственно созданных и реконструируемых насаждений.
3. Ландшафтное лесоводство
-
-
-
Лесоводство не ограничивается только задачей эффективного выращивания лесов для целей воспроизводства древеси
ны как технологического сырья. Лес может рассматриваться
также как элемент и фактор географического ландшафта.
Используя этот фактор, мы можем изменять характер и
тип ландшафта в том или ином интересующем нас направле
нии. Иными словами, речь идет об управлении ландшафтной
системой, с использованием леса как «управляющего» пара
метра. Эта задача задает в лесоводстве целое направление тео
1
Банников А. Г., Рустамов А. К., Вакулин А. А. Охрана природы. — М.,
1985. — Ñ. 187.
2
Бонитет леса — показатель продуктивности леса, который опреде
ляется приростом в сравнимом возрасте древесины (нередко высотой де
ревьев).
-
-
-
-
-
-
212 ГЛАВА VI. РАСТИТЕЛЬНОСТЬ
ретической и практической деятельности — ландшафтное ле
соводство.
Во многих случаях управление ландшафтом преследует
цель создания наилучшей среды обитания для жизни людей,
как с точки зрения обеспечения их хозяйственных нужд, так
и с точки зрения возможностей полноценного отдыха (рекреа
ции). Когда особо преследуются эстетические цели, то мы пе
реходим в область ландшафтной архитектуры, без которой не
может обойтись проектировщик садово-парковых ландшаф
тов.
Естественно, что целенаправленно формируемая ланд
шафтная система не может функционировать в режиме само
воспроизводства и самоподдержки. Предоставленная самой
себе, она будет эволюционировать к состоянию, определяемо
му совокупностью внешних природно-географических факторов (экотопом), что равносильно деградации культурного
ландшафта. Таким образом, человек, взяв на себя труд окультурить ландшафт, автоматически обрекает себя на постоянный
уход за этим ландшафтом с тем, чтобы поддерживать его состояние на требуемом уровне. Уход за ландшафтом фактически проходит в течение всего процесса его формирования.
А процесс этот может длиться десятки лет. В молодых древостоях, как правило, применяют так называемые рубки ухода —
для осветления и прочистки насаждений. Этим задается определенный характер пространственного размещения растений,
а также улучшаются условия для роста прежде всего тех дере
вьев, которые приняты в качестве главной породы. При необ
ходимости, обычно в более зрелых (приспевающих) древосто
ях, применяются также иные виды рубок ухода: прореживание
и проходные рубки. В целях оздоровления лесного массива на
значаются санитарные рубки, при которых из леса удаляется
сухостой, поврежденные, больные и ветровальные деревья.
При формировании рекреационных ландшафтов могут по
требоваться специальные рубки с целью раскрытия горизонта
льных и вертикальных перспектив, выделения деревьев-акцен
1
и их групп, подготовки мест под посадки декоративных и
òîâ
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1
В ландшафтном лесоводстве дерево или группа деревьев, акцентиру
ющие на себе внимание или подчеркивающие особенности окружающих
насаждений, называются акцентами.
-
§ 17. РАСТИТЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ... 213
прочих культур. Особое значение имеют посадки для биотех
нических целей, то есть для привлечения и увеличения числен
ности тех или иных видов птиц и зверей. Занимаясь посадоч
ными работами, вовсе не обязательно стремиться к тому, что
бы заполнить насаждениями все пространство ландшафта.
Очень важно найти оптимальное соотношение между участка
ми сплошного леса и открытым пространством (полянами,
прогалинами). Густота дорожно-тропиночной сети оценивает
ся на основе расчета ожидаемой рекреационной нагрузки, но
в любом случае не должна ставить под угрозу экологическую
устойчивость ландшафта. Там, где лес изрежен, производят
обычно посадку подпологовых лесных культур, которые уско
ряют формирование оптимально-рекреационного леса, преду
преждают нежелательный ход сукцессии, улучшают условия
сохранения фауны, повышают рекреационные, водоохранные
и другие функции насаждений. На бедных почвах рекомендуется введение под полог двух-трех почвоулучшающих пород.
Уход за ландшафтными культурами в рекреационном лесу
ведется с таким расчетом, чтобы не нарушать общего композиционного решения. Время от времени применяется омолаживание кустарниковых пород, корректируется форма крон (габитус) деревьев, в первую очередь деревьев-акцентов. Однако
обрезка живых ветвей может производится лишь в ограниченном количестве, так как эта операция способствует поражению
древесины гнилью.
Оптимально-рекреационный лес характеризуется следую
щими чертами. Сомкнутость крон деревьев верхнего полога
(I яруcа) не менее 0,7. Доля здоровых деревьев ведущих пород
I яруса не менее 80 %. Участки с нарушенной или поврежден
ной лесной подстилкой не превышают 20 % общей площади.
Подрост, подлесок, травяной и моховой покров пребывают
преимущественно в здоровом состоянии. Древостои в целом
хорошо растут и развиваются.
На формирование оптимально-рекреационного леса тре
буется обычно несколько десятилетий. Зато потом он мо
жет функционировать века в условиях динамического равно
весия сменяющих друг друга поколений деревьев.
В процессе ухода за ландшафтом надо иметь в виду, что
каждая порода деревьев обладает определенным сроком жиз
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
214 ГЛАВА VI. РАСТИТЕЛЬНОСТЬ
ни. По степени убывания средней продолжительности жизни
древесные породы образуют следующий ряд: дуб, липа, лист
венница, сосна, ель, ильм, клен , ясень, осина, береза. По ско
рости роста в высоту (в порядке уменьшения скорости) имеем
такой ряд: лиственница, осина, ольха, береза, ильм, сосна,
клен, ясень, дуб, липа, ель, пихта. Важно правильно подобрать
ассортимент насаждений с тем, чтобы в конечном счете полу
чить максимально устойчивое сообщество растений. В урбани
зированных зонах и крупных городах в состав насаждений
включаются породы, наиболее устойчивые к загрязнению воз
духа и почв.
4. Мелиорация фитоценозов
Методы улучшения ландшафтных систем и повышения
продуктивности фитоценозов не ограничиваются одними только лесотехническими мероприятиями, такими как специальные рубки и посадки леса. В ряде случаев открывается возможность улучшения состояния лесных ландшафтов, воздействуя на почвенно-грунтовую основу природного комплекса,
в частности, на гидрологические условия территории.
Известно, что в условиях избыточного увлажнения территории леса, как правило, являются низкобонитетными. Применение лесоосушительных мелиораций в подобных случаях может заметно увеличить продуктивность фитоценозов. Эффект
осушения в общем случае тем выше, чем богаче почва питате
льными элементами. Эффект возникает в силу того, что на
осушенных почвах степень усвоения растениями этих элемен
тов существенно возрастает. Между минеральным богатством
почвы (зольностью) и продуктивностью осушенных лесов
установлена достоверная корреляция ñ коэффициентом
0,8–0,9. Так, при зольности 6–8 % бонитет древостоев сосны
на торфяниках при осушении менялся с IV до I класса, при зо
льности 3–4 % бонитет изменялся до уровня II–III класса,
а при зольности 2,5 % — вообще не менялся.
Более требовательными к минеральному богатству почвы
оказываются ельники. На осушенных торфяниках ельник спо
собен достигать продуктивности, соответствующей I–II классу
-
-
-
-
-
-
-
-
-
§ 17. РАСТИТЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ... 215
бонитета, лишь при зольности более 10 %. При зольности
4–6 % бонитет еловых древостоев падает до уровня IV класса.
На торфяниках с более низкой зольностью еловые леса вообще
не встречаются
1
. Отсюда следует простая рекомендация: при
формировании лесокультурных ландшафтов на осушенных
торфяниках следует использовать сосну, если зольность торфа
невысока (в пределах 3–6 %), и ель, если зольность составляет
7–10 % и более. Кстати, на территориях с пониженной зольно
стью (менее 8–10 %) плохо растут также дуб, ясень, осина. Во
всех случаях, когда зольность торфа в корнеобитаемом слое
меньше 2–2,5 %, лесоосушительная мелиорация без дополни
тельной химической мелиорации вообще не целесообразна.
Замечено, что обогащенный элементами минерального пи
тания торф тяжелее. Поэтому нет ничего удивительного, что
продуктивность лесов на осушенном торфянике четко коррелирует с его удельным весом: при нарастании плотности торфа
от 100 г/дм
личивается от 2–3 до 10–12 м
3
до 200–250 г/дм3годовой прирост древесины уве-
3
/ãà.
Эффективность лесоосушительной мелиорации бывает
обычно выше в условиях низинных болот и убывает при переходе к верховым болотам. Снижение эффективности происходит в несколько раз, а иногда (как показал лесоосушительный
опыт в Белоруссии) — на целый порядок. Åñëè ê òîìó æå
учесть важную роль верховых болот в формировании речного
стока и сохранении водности рек, то напрашивается вывод о
нецелесообразности лесоосушительных мероприятий в древо
стоях с верховым типом заболачивания.
В ряде случаев лесоосушительные работы бывают нецеле
сообразны (из-за низкой эффективности) в приспевающих и
спелых насаждениях, особенно в лиственных лесах, но почти
всегда целесообразны в молодняках. Максимальный дополни
тельный прирост (8–10 м
3
/га в год) получен в ельниках и сос
няках, осушенных в молодом возрасте (20–40 лет). В отличие
от хвойных лиственные породы часто реагируют на осушение
-
-
-
-
-
-
-
1
Капустинскайте Т. К., Русецкас Ю., Стравинскене В. П. Прирост
ельников и сосняков в зоне действия осушительных канав // Лесное хозяйст
во. — 1978. — ¹ 13. — С. 29–34.
-
216 ГЛАВА VI. РАСТИТЕЛЬНОСТЬ
весьма слабо. Для приспевающих и спелых древостоев осуше
ние вообще дает, как правило, отрицательный эффект. Так,
осушение массивов черной ольхи, находящейся в зрелом воз
расте (более 20 лет), привело к снижению продуктивности на
25–60 %, а в молодом возрасте (до 20 лет) — к увеличению
продуктивности всего на 5–10 %.
Подобным образом могут вести себя при осушении лес
ные массивы ясеня, дуба, березы и некоторых других листвен
ных пород. Вообще осушительные работы в лиственных лесах
следует проводить осторожно, поскольку опыт в этой сфере
пока невелик. Существуют, впрочем, положительные резуль
таты осушения заболоченных березняков в Западно-Сибир
ской низменности
1
.
Эффект лесоосушительных мелиораций проявляется не
только в увеличении продуктивности древостоев, ноивсоздании более благоприятных условий для воспроизводства лесов.
Установлено, в частности, что под пологом осушенных ельников количество благонадежного елового подроста увеличивается с 1–3 до 5–6 тыс. шт./га. В осушенных лесах снижается
количество ветровальных деревьев, улучшается санитарно-гигиеническая обстановка, повышается продуктивность лугов.
На осушенных сенокосах количество сена возрастает в 8–10
раз, причем улучшается его состав и качество.
Накоплено много данных, свидетельствующих о перспективности удобрения осушенных лесов. Внесенные однажды
фосфорные, азотные и калийные удобрения способны оказы
вать благотворное влияние на продуктивность в течение десят
ков лет. Эффективность удобрений проявляется не только
в молодняках, но такжеивсредневозрастных и даже перестой
ных насаждениях. В целом под влиянием лесоосушительной
мелиорации с последующим удобрением годовой прирост
в приспевающих и спелых древостоях увеличивается почти
в пять раз по сравнению с контрольными участками. Прибли
зительно 30 % эффекта относится к влиянию удобрений. При
чем они особенно эффективны в условиях верховых болот. Од
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1
Пьявченко Н. И. Советское лесное болотоведение за 50 лет // Дости
жения лесной науки за 50 лет. — Красноярск, 1967. — С. 99–121.
-
§ 18. ФАКТОРЫ ДЕГРАДАЦИИ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА 217
нако здесь опять-таки надо иметь в виду, что удобрение верхо
вых болот чревато загрязнением природных вод минеральны
ми веществами, а потому должно применяться с особой ос
торожностью и в минимальных дозах.
Лесные территории России, где целесообразна лесоосуши
тельная мелиорация, составляют 25–30 млн га. Из них на Урал
и Западную Сибирь приходится около 11 млн га и около 4 млн
га — на Дальний Восток.
§ 18. Факторы деградации растительного покрова
1. Влияние загрязнений на растительный покров
Реакция растительного покрова на загрязнение сложна и
неоднозначна. Здесь играют роль не только вид загрязнения,
его концентрация в среде и время воздействия, но и способность самих растений поглощать загрязнители, общее состояние растений, почвенно-климатические условия произрастания, фаза вегетации и даже время суток. Поэтому анализ влияния загрязнителей на функционирование фитоценозов требует
массовых наблюдений при разнообразных параметрах внешней среды, с учетом особенностей физиологии и морфологии
растений. Леса вблизи городов и промышленных центров постоянно подвержены химическому стрессу. Известно более
150 веществ и соединений, оказывающих вредное влияние на
состояние растительного покрова. При этом надо иметь в виду,
что растения не обладают наследственными защитными ме
ханизмами, препятствующими ассимиляции газообразных за
грязнителей.
Многие загрязнители атмосферы способны существенно
влиять на продуктивность лесных экосистем. Существуют,
в частности, веские доказательства, что такие широко распро
страненные загрязнители воздуха, как двуокись серы и озон,
способны замедлить рост леса. Не вызывает сомнения суще
ствование обратно пропорциональной зависимости между
годовым радиальным приростом древесины и концентрацией
выбросов. Правда, для одних видов деревьев эта зависимость
более выражена, для других — менее.
-
-
-
-
-
-
-
-
218 ГЛАВА VI. РАСТИТЕЛЬНОСТЬ
Замечено также, что загрязненная атмосфера вызывает
снижение индекса биотопа — средней высоты доминантных
деревьев в экосистеме в некотором произвольно выбранном
возрасте (обычно 50 лет).
Наблюдаемый ныне уровень загрязнения атмосферы в це
лом не настолько высок, чтобы вызвать быструю гибель лесов.
Такое происходит лишь в локальных областях, непосредствен
но прилегающих к крупным промышленным объектам, таких
как, например, металлургические заводы. Так, в районе Нори
льска отмечено усыхание и гибель лесов на площади около
600 тыс. га. Однако умеренное загрязнение атмосферы в ко
нечном счете более опасно, чем кратковременные и простран
ственно локализованные сильные загрязнения. Умеренное за
грязнение трансформирует в лесных экосистемах биогеохими
ческие циклы, влияет на ход сукцессионных процессов, на механизмы конкуренции и деятельность многочисленных вредителей леса (микробиологических вредителей — возбудителей
заболевания и насекомых — фитофагов). В результате возникает устойчивая тенденция к снижению продуктивности, биомассы, к торможению роста, к изменению и обеднению видового состава лесных экосистем.
По причине общего загрязнения растительного покрова
и других антропогенных факторов все большее число видов
растений оказывается под угрозой исчезновения. По состоянию на 1 ноября 1997 года, в Красную книгу Российской Федерации занесено 553 вида растений, из них 440 видов — покры
тосеменных, или цветковых, растений.
Газообразные загрязнители проникают в основную ткань
листа (мезофилл) через устьица, которые днем обычно откры
ты, а ночью закрыты. Поэтому воздействие токсикантов на
растения в дневное время оказывается в 3–6 раз более сильное,
чем в ночные часы.
Исследования показали, что скорость поглощения токси
кантов зелеными листьями существенно зависит от влажности
воздуха. При увеличении влажности скорость поглощения воз
растает. Причем возрастает особенно быстро, если влажность
1
более 60 %
.
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1
Разумихин Н. В. Природные ресурсы и их охрана. — Л., 1987. —
Ñ. 260.
§ 18. ФАКТОРЫ ДЕГРАДАЦИИ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА 219
Проникающие в клетки мезофилла загрязнения оказыва
ют тормозящее (ингибирующее) действие на процессы фото
синтеза. Так, у фасоли ингибирование фотосинтеза, обуслов
ленное поглощением сернистого газа, при влажности воздуха
71 % составило величину 84 %, а при влажности 33 % снизи
лось до 44 %. Таким образом, подавление процессов фотосин
теза оказывается тем больше, чем выше скорость поглощения
токсиканта.
Подавление фотосинтеза упрощенно можно объяснить
тем, что поглощенное листом вещество взаимодействует
с хлорофиллом, превращая последний в другое химическое со
единение, неспособное участвовать в синтезе органических ве
ществ. В частности, поглощение сернистого газа листом в при
сутствии влаги приводит вначале к образованию сернистой
кислоты. Затем эта кислота проникает в хлоропласты и, взаимодействуя с хлорофиллом, превращает его в новое вещество — феофитин. Содержание хлорофилла при этом снижается.
Существуют, впрочем, и иные факторы, ослабляющие фотосинтез при поглощении токсиканта: деформация в структуре
самих хлоропластов, ухудшение транспорта органических веществ, уменьшение парциального давления углекислого газа в
клетках и т. д
1
.
Двуокись серы является, пожалуй, самым распространенным загрязнителем, очень опасным для растений в силу своей
высокой токсичности. При выбросе двуоксида серы (SO
)òî
2
чечным источником в количестве 10 т/сут радиус полного по
ражения растительности достигает около 500 м, а при выбросе
6000 т/сут достигает 30 км.
Замечено, что двуокись серы превращается в шлейфах
эмиссии в сульфаты, разносимые на большие расстояния — до
500 км. Есть подозрение, что густая дымка, регулярно наблю
даемая весной над Арктикой, обусловлена переносом в аркти
ческую зону сульфатов, образуемых в средних широтах. Если
это так, то цифру 500 км следует признать заниженной при
близительно в 10 раз.
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1
Артамонов В. И. Растения и чистота природной среды. — М.,
1986. — Ñ. 10–12.
220 ГЛАВА VI. РАСТИТЕЛЬНОСТЬ
Поражение растений двуокисью серы проявляется прежде
всего в пожелтении листьев. Затем листья сморщиваются, от
мирают и опадают. Опадение хвои сосны наблюдается при
концентрации двуокиси серы в воздухе 10
–4
%. При более вы
сокой концентрации хвоя может отмереть за несколько часов.
Более устойчива к воздействию сернистого газа ель. Но при
этом в еловой хвое начинают накапливаться фенольные соеди
нения, которые способны тормозить процессы роста. Среди
типичных хвойных пород средней полосы наиболее устойчи
вой к воздействию SO
оказывается лиственница.
2
Присутствие в воздухе сернистого газа приводит к сниже
нию урожайности сельскохозяйственных культур и трав. Уста
3
новлено, что при содержании сернистого газа 1 мг/м
урожай
ность трав падает: люцерны — на 9 %, тимофеевки луговой —
на 29, клевера лугового — на 54, клевера ползучего — на 66 %.
Особой чувствительностью к загрязнению воздуха сернистым газом обладают лишайники. Считается, что летальная
доза SO
или 0,018 млн
и ряда природных факторов, особенно от влажности
для лишайников в среднем составляет 51,5 мкг/м3,
2
–1
, варьируя в зависимости от вида лишайника
1
.
Замечено, что в условиях загрязненного воздуха значительно изменяется видовой состав лишайников, уменьшается
число видов. Так, анализ лишайниковой флоры Среднего Урала за десятилетний период и Висимского заказника за двадцатилетний период показал падение видового разнообразия на
30–50 % при относительно благополучной экологической об
становке
2
.
Загрязнение воздуха озоном наиболее характерно для юж
ных районов, где существуют благоприятные условия для об
разования фотохимических смогов. От этого вида загрязнения
особенно страдают цитрусовые, виноград, пшеница, редис,
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1
Инсарова И. Д. Влияние сернистого газа на лишайники // Проблемы
экологического мониторинга и моделирования систем. — Л., 1982. —
Т. 5. — С. 33.
2
Рябкова К. А., Нифонтова М. Г. и др. Редкие и исчезающие лишай
ники Среднего Урала и их охрана // Геоэкология в Урало-Каспийском реги
оне. Тезисы докладов международной научно-практической конферен
ции. — Уфа, 1996. — С. 9–10.
-
-
-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]