1.3. Современное состояние лесов

Лес – целостная совокупность лесных, древесных и иных растений, земли, животных, микроорганизмов и других природных компонентов, находящихся во взаимосвязи с внутренней и внешней средой /1/.

К началу третьего тысячелетия леса покрывают около 3,4 млрд. га Земли, что составляет почти третью (27 %) часть площади суши /2/. Это усредненный показатель, поскольку понятие «лес» по-разному трактуется в различных странах мира и не имеет однозначной оценки. Согласно определению ФАО (Продовольственная и сельскохозяйственная организация при ООН), лесом считается площадь, имеющая кроновое покрытие 20 % для промышленно развитых стран и 10 % для развивающихся стран. Кроме того, оценки запасов древесины в большинстве развитых стран можно считать достоверными, однако, к лесной статистике развивающихся стран следует относиться с оговоркой.

Распределение лесов на поверхности Земли крайне неравномерно. По общим запасам древесины ведущее место занимают Латинская Америка (28,8 %) и Россия (24 %), на долю Европы приходится 4,2, Австралии и Океании – 1,9 % /4/.

Неодинакова и продуктивность лесов. Две трети общего прироста дают леса Северной Америки, Европы и России. На одного жителя в этих регионах приходится 2,2 куб. м годичного прироста, тогда как остальной части мира лишь 0,3 куб. м или в 7 раз меньше.

Запасы древесины на Земле оцениваются в 380 млрд. куб. м, что составляет в среднем 114 куб. м на гектар. Уменьшение древесины в лесах вследствие рубок и естественного отпада в промышленно развитых странах умеренного пояса в последние годы уже ниже объемов прироста леса, что в целом ведет к пополнению запасов древесины. В то же время в развивающихся странах запасы древесины уменьшились из-за прямой гибели лесов и чрезмерных рубок.

С середины 20-го века стремительное развитие энергетики, промышленности, особенно химической и добывающей, транспорта, интенсификация сельского и лесного хозяйства стали оказывать на природу, и прежде всего на биосферу, воздействие, которое приняло глобальный характер. Ежегодно сжигается около 7 млрд. т условного топлива, выбрасывается в атмосферу около 300 млн. т окислов серы, азота, углерода, разнообразных пылевидных частиц, сбрасывается в водоемы около 10 млн. т нефти и нефтепродуктов, вносится в почву около 100 млн. т минеральных удобрений. В биосферу поступают синтезируемые человеком и не встречающиеся в природе химические соединения (ксенобиотики), многие из которых не поддаются биологическому разрушению /5/.

Масштабы загрязнения окружающей среды столь велики, что естественные процессы самоочищения природной среды в ряде районов мира не в состоянии нейтрализовать вредные последствия хозяйственной деятельности человека. Нарушение экологического равновесия проявляется в сокращении численности и видового разнообразия растений и животных, деградации природных экосистем, изменении гидрологического режима и т.п.

Естественного растительного покрова лишена 1/6 часть суши Земли. Под угрозой исчезновения находятся свыше 20 000 видов растений (около 10 % мировой флоры), в том числе древесные (около 140 видов древесных растений внесены в Красную книгу).

В настоящее время под интенсивным антропогенным воздействием находится около 55 % поверхности суши. Большие площади коренных сообществ заменяются вторичными, более упрощенными и однообразными по составу и структуре растительности, с заметно сниженной долговечностью и продуктивностью. Естественные биогеоценозы заменяются менее устойчивыми, в том числе искусственными – агробиоценозами.

Процессы, связанные с загрязнением окружающей среды, оказывают мощное воздействие на леса планеты. Наиболее значительное влияние на леса оказывают атмосферные загрязнения. Главными загрязнителями воздуха являются двуокись серы (концентрация 0,05 мг/ куб м считается опасной для леса), окислы азота, озон, тяжелые металлы, фториды, компоненты смога, образующегося в результате взаимодействия ультрафиолетового излучения и выхлопных газов. Повышенная концентрация этих веществ в атмосфере оказывает на лесные породы разнообразное угнетающее действие, снижает продуктивность лесов, ухудшает их санитарное состояние и во многих случаях приводит к их усыханию.

Загрязняющие газообразные вещества могут переноситься на большие расстояния и, соединяясь с водой, выпадать в виде так называемых кислых дождей (рН 3,5 и менее), также оказывающих вредное влияние на лесные экосистемы.

В промышленных районах распространено локальное, с радиусом до нескольких километров, загрязнение отходами металлургии, энергетики, сопровождающееся иногда тепловым, электромагнитным и радиоактивным загрязнениями.

Исследованиями установлено, что леса способны задерживать на 1 га за год до 40 т пыли и до 0,1-0,4 т газообразных соединений серы, азота, хлора. Наибольшей способностью поглощать пылевые промышленные загрязнители обладают темнохвойные (еловые и пихтовые) древостои. Они характеризуются большими индексами листовой поверхности и работают как механический фильтр в течение всего года.

По отношению к газообразным загрязнителям воздуха листопадные породы устойчивее хвойных. Суммарная воздухоочистительная способность полноценных древостоев, формирующих 4 т листьев на 1 га, в течение вегетационного периода составляет 10 т токсичных газов.

Придорожные леса и лесополосы (до нескольких десятков метров) ограничивают разлет автомобильных выбросов, содержащих вредные для здоровья людей угарный газ, свинец, кадмий.

К атмосферным загрязнениям особенно чувствительны сеянцы и подрост древесных растений. Чистые лесные насаждения (в частности монокультуры ценных древесных пород) повреждаются в большей степени. Смешанные и разновозрастные по составу древостои более устойчивы.

Леса, как важнейшее звено природных биогеохимических циклов, в которых большинство промышленных загрязнителей обезвреживаются, нуждаются в благоприятных условиях роста. Необходимо не только подбирать высоко устойчивые лесообразующие виды с максимально выраженным газо- и пылеаккумулирующими свойствами, но и ограждать лесные сообщества от рекреационных перегрузок. Актуально лесоразведение при рекультивации земель промышленных отвалов, карьеров и т.п., являющихся источниками загрязнения и заиления водоемов. Создание таких лесов обеспечивает закрепление нарушенных промышленностью земель, ускоряет почвообразование и комплексное оздоровление среды.

Мониторинг состояния лесов на больших территориях представляет собой относительно новое мероприятие, имеющее большое экологическое, санитарно-гигиеническое, экономическое, природоохранное и лесохозяйственное значение. Программа мониторинга была впервые разработана специальной рабочей группой при Европейской Экономической Комиссии ООН в 1985 году /7/.

Необходимость такого широкомасштабного мероприятия связана, в первую очередь, с ростом интенсивности нетрадиционных воздействий человека на лесные экосистемы, важнейшим из которых является региональное и глобальное загрязнение атмосферы. Так, количество серы, выпадающей на леса в Центральной Европе, составляет 25 – 60 кг/га в год, при этом общая площадь поврежденных атмосферным загрязнением лесов превышает 12 млн. гектаров. В некоторых странах поврежденность лесов в умеренной и сильной степени, оцениваемая по степени их дефолиации (потери хвои или листвы), превысила 30 – 50%, а во многих – приблизилась к этому рубежу. В слабой степени повреждены значительно большие площади лесов, например, в Польше – около 90%.

В России мониторинг состояния лесов в необходимых масштабах еще не организован, однако данные созданного в 1991 году Национального центра лесопатологического мониторинга при ВНИИЦлесресурс дают представление о степени повреждения лесов. По данным центра повреждение лесов в России имеет очаговый характер и приурочено к крупным источникам загрязнения атмосферы: 94% площади поврежденных лесов расположены на следующих территориях: Красноярского края – 72%, Мурманской области – 12% и Иркутской области – 10%, что непосредственно связано с деятельность горно-металлургических комбинатов в г. Норильск (Красноярский край), г. Заполярный, п. Никель и г. Мончегорск (Мурманская область) и алюминиевого комбината в г. Братск (Иркутская область), По отношению к общей лесопокрытой площади площадь лесов поврежденных промышленным атмосферным загрязнением является небольшой: например, в Мурманской области эта величина значительно выше средней по России, но составляет всего 1,9%, Это связано с тем, что велика общая покрытая лесом площадь: в Мурманской области (5021,2 тыс. га) она больше, чем в Великобритании, Австрии, Чехословакии и Югославии с покрытой лесом площадью в Польше и Норвегии.

В целом, лесные экосистемы как объекты мониторинга обладают рядом преимуществ по сравнению с другими типами экосистем. Во-первых, благодаря особенности своего строения, наличию многоярусного древостоя с высоким листовым индексом, лес является хорошим поглотителем загрязнений атмосферного воздуха. По данным многих авторов и наших исследований, поглощающая способность лесного полога в 10 –100 раз превосходит открытые типы ландшафтов. Во-вторых, благодаря специфике лесного круговорота питательных веществ, в результате которой значительная их доля закрепляется в надземной биомассе, леса могут накапливать и закреплять в себе значительные количества примесей, служа естественным их аккумулятором и препятствуя распространению загрязнений в окружающей среде. Кроме этого, закрепление некоторых видов загрязняющих веществ в годовых слоях деревьев позволяет осуществить исторический ретроспективный анализ их накопления. В третьих, обладая высоким видовым разнообразием и сложным строением, лесные экосистемы дают большой набор популяций, являющихся индикаторами различных видов антропогенной нагрузки и обладающих различной чувствительностью, что позволяет глубоко и всесторонне оценить по их реакции состояние окружающей среды. В четвертых, леса представляют собой наиболее ценные наземные экосистемы как с экологической, так и с хозяйственной точек зрения.

В заключение отметим, что основной задачей системы мониторинга лесов является сбор репрезентативных и сопоставимых данных об изменениях, происходящих в лесах под влиянием загрязнения атмосферы и других неблагоприятных факторов, с целью оценки их состояния, выявления основных причин повреждений, разработки прогнозов и мероприятий по повышению устойчивости лесных экосистем, рациональному использованию лесов и лесных земель.