Локальные нарушения природной среды при традиционном лесопользовании в условиях холмисто-грядового рельефа : На примере сельских лесов Ленинградской области

• Автор: Торцев, Евгений Васильевич
• Шифр специальности: 06.03.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 156 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1.ОСОБЕННОСТИ ЛЕСОПОЛЬЗОВАНИЯ В СЕЛЬСКИХ ЛЕСАХ

ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ (СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА)

1.1. Сельские леса и их экологическая роль в системе ландшафта

1.2. Влияние традиционного лесопользования на сельские леса

1.3. Особенности естественного и искусственного лесовозобновления на 12 сплошных вырубках

2. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА РАБОТЫ

2.1. Программа исследований

2.2. Методика исследований

3. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Важинский ландшафтный район
3.2. Олонецко-грядовый ландшафтный район
3.3. Свирско-Оятский ландшафтный район
. ТРАНСФОРМАЦИЯ И ПОСЛЕДУЮЩЕЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ 33 .СТЕСТВЕННОГО ПЛОДОРОДИЯ ЛЕСНЫХ ПОЧВ ПОСЛЕ СПЛОШНЫХ УБОК НА УРОВНЕ ЛОКАЛЬНЫХ ЛАНДШАФТОВ
4.1. Морфологические свойства изучаемых почв, их трансформация в 33 результате лесопользования и последующее восстановление
4.2. Физико-химические и агрохимические свойства исследуемых почв на участках различной степени нарушенности в пределах ряда сплошных вырубок 45 разного возраста
4.3. Водно-физические свойства почв в лесу и на вырубках разного возраста и 57 различной степени нарушенности
. ТРАНСФОРМАЦИЯ РАСТИТЕЛЬНОСТИ НА СПЛОШНЫХ ВЫРУБКАХ
5.1. Лесоводственная характеристика сплошных вырубок и прилегающих 69 насаждений, особенности естественного и искусственного возобновления
5.2. Лесопатологическая характеристика сплошных вырубок
5.3. Изменение лесной среды вырубок при лесозаготовках и ее влияние на 81 гидрологический режим и фитоценотический покров ландшафта
5.4. Трансформация растительности после сплошных рубок
. ВОЗДЕЙСТВИЕ РУБОК ГЛАВНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ НА МЕСТНЫЕ
ОДОСБОРЫ
6.1. Роль растительности в предотвращении развития эрозионных процессов на 104 вырубках
6.2. Положение опытных вырубок в системе местных водосборов и оценка 111 возможного воздействия на процессы стока и заболачивания территории
6.3. Воздействие рубок главного пользования на элементы ландшафты
6.4. Описание фаций на опытных участках вырубок .
6.5. Динамика элементарных ландшафтов опытных участков вырубок в 126 сельских лесах
6.6. Ландшафтно-динамические сценарии спонтанного развития фаций после 12.5 рубок главного пользования (период упреждения 25 лет)
ЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
ПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 13 У
РИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Леса являются центральным звеном среди природных факторов, обеспечивающих стабилизацию естественных процессов на водосборах, и незаменимым средством управления этими процессами.
В условиях холмисто-грядового рельефа оценка традиционного лесопользования не должна сводиться только к определению экономической эффективности лесосырьевых функций лесов - необходимо учитывать и уровень выполнения ими средообразующих и защитных функций.
Бесконтрольное хозяйственное воздействие на природные комплексы путем локальных нарушений среды при применении сплошных низкозатратных рубок приводит к упрощению структуры и производительности лесов, что существенно снижает их экологический потенциал. В итоге нарушается гидрологический режим рек, стимулируется интенсивное развитие эрозионных процессов, снижается продуктивность лесных сообществ, нарушаются естественные природные связи в ландшафтах.
Существующая практика лесопользований в условиях холмисто-грядового рельефа не предусматривает прогнозирование лесоводственно-экологических последствий проводимых рубок. Основные задачи лесохозяйственных органов и лесопользователей базируются на получении древесины с минимальными затратами, которые не учитывают размеры рубок на водосборах, применение щадящих способов и технологий лесозаготовок, влияющих на состав, продуктивность и экологический потенциал нового поколения леса.
В связи с тем, что научные разработки по выявлению факторов, негативно влияющих на природную среду при проведении рубок леса в условиях холмисто-грядового рельефа, отсутствуют, органы управления лесным хозяйством не прогнозируют последствий их влияния на природно-территориальный комплекс, в котором находится тот или иной лесхоз.
Как следствие, это приводит к изменению элементов ландшафта, усложняет систему природопользования, в частности, лесопользования и ведения сельского хозяйства.
Основными видами рубок главного пользования на северо-западе Европейской России остаются сплошнолесосечные.
При проведении рубок практически не учитывается ландшафтно-типологическая структура территории, которая должна являться основой для лесоуправления и лесопользования (Чмыр, 1999; Алексеев II.В., Алексеев A.B., 2001). Лесопользование и лесовосстановление являются, по своей сути, «природосообразными» действиями, однако принципы, способы и технологии исполнения многих видов работ при этом нарушают естественный ход сукцессий и зачастую приводят к необратимым последствиям. Оценка среды на вырубках разного возраста, определение взаимосвязи хозяйственной деятельности в лесу с состоянием природно-территориальных комплексов (ПТК) определяют актуальность темы исследований. Изучение этой проблемы позволит разработать более совершенные способы и технологии рубок леса в условиях холмистогрядового рельефа северо-востока Ленинградской области (Торцев и др., 2000).
Наиболее важными и малоизученным видами нарушений природной среды при лесозаготовках являются нарушения «водоносной» системы территории. Вода в системе ландшафта обеспечивает функционирование всех элементов, слагающих природнотерриториальный комплекс. Поэтому представляется важным изучение изменений воднофизических свойств почв и гидрологического режима на вырубках и прилегающих к ним территориях, а также оценка воздействия рубок на процессы стока в условиях местных водосборов.

Цель работы: определить факторы и оценить масштабы отрицательного их воздействия на природно-территориальные комплексы (ПТК) при лесопользовании в условиях холмисто-грядового рельефа северо-востока Ленинградской области.
Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи:
1) Дать лесоводственную и лесопатологическую характеристику лесосек сплошных рубок и прилегающих насаждений, оценить особенности естественного и искусственного лесовозобновления на вырубках.
2) Изучить динамику и оценить трансформацию растительности после сплошных рубок на уровне локальных ландшафтов.
3) Оценить трансформацию и последующее восстановление плодородия почв на лесосеках сплошных рубок в различных ландшафтных поясах и ландшафтных фациях. Изучить уплотнение и разуплотнение почв на сплошных вырубках разного возраста.
4) Оценить влияние сплошных рубок на ландшафты и местные водосборы. Составить ландшафтно-динамические сценарии развития фаций после сплошных рубок.
Научная новизна заключается в оценке последствий существующей системы и технологий лесопользования. При этом решаются следующие задачи: определяются факторы сокращения видового разнообразия флористического состава, снижения почвенного плодородия на срок до 15-20 лет, нарушения гидрологического режима на вырубках и за их пределами.
Практическое значение работы. Оценка факторов нарушения природной среды при традиционном лесопользовании, осуществленная автором, является основой для разработки способов ведения хозяйства в условиях холмисто-грядового рельефа северо-востока Ленинградской области, позволяющих сохранить гидрологический режим территории, биоразнообразие сельских лесов, повысить их защитную и мелиоративную роль при лесопользовании, обеспечить ландшафтно-экологическую целостность территории.
Личный вклад автора. Автором разработана программа и методика исследований, выполнены подбор объектов, сбор и обработка экспериментальных данных.
Обоснованность и достоверность результатов исследований подтверждаются наличием обширных полевых материалов комплексного сравнительно-экспериментального характера, обработанных методами математической статистики.
Апробация результатов диссертации. В опытно-производственных условиях Подпорожского сельского лесхоза проводится внедрение предлагаемых автором способов и технологий рубок главного пользования на основе проведенных в 2000-2001 гг. исследований в рамках хоздоговорной темы «Разработка рекомендаций по проведению рубок главного пользования». Результаты работы докладывались на научно-практической конференции, посвященной 30-летию Управления сельскими лесами «Ленсельхозлес» (2001 г.), на заседаниях секции водного и лесного хозяйства РАСХН (г. Владимир, 2001 г.) и лаборатории лесовосстановления СПбНИИЛХ (2002 г.).
На защиту выносится оценка факторов нарушения природной среды в условиях холмисто-грядового рельефа ПТК северо-востока Ленинградской области при традиционном лесопользовании.
гумифицированы, вокруг них образуются зоны гумусирования, в которых глинистая плазма пропитана органическим веществом. Именно к таким прогумусированным морфонам приурочена основная масса растительных остатков, корней травянистых растений и гифов грибов [Целищева и др, 1991]. Можно сказать, что подобные участки -это как бы центры, из которых начинает формироваться гумусовый горизонт - там, где он был полностью удалён. Там же, где этот горизонт частично сохранился, он начинает нарастать. Эта закономерность подтверждается данными наших морфологических исследований.
В более влажных местообитаниях, которые образуются на лесовозном волоке и в местах трелевок, на поверхности поселяются мхи и ситники, и под ними начинают формироваться фрагменты оглееных горизонтов. Микростроение их характеризуется чередованием участков с осветленной плазмой и ржавых, пропитанных гидрооксидами железа. К нижней части склона, по мере увеличения количества проездов по колее волока, поверхностная влажность и оглеенность почвы увеличиваются.
Таким образом, почвы наиболее нарушенных частей лесосек в первый период восстановления проходят стадию элювиально-глеевого процесса, во время которой из профиля происходит интенсивный вынос железа и постепенное формирование осветленного глеевого горизонта.
В почвах ненарушенных участков сохраняются черты эталонного профиля коренного (исходного) леса, но особенности почвообразовательного процесса в связи с исчезновением древесной растительности и бурным развитием травяной синузии начинают изменяться. Например изменяются физические свойства: уменьшается водопроницаемость, увеличивается плотность верхнего горизонта (т.е. проявляется так называемое экологическое уплотнение, которое имеет место на пасеке, где вообще не происходит движения машин; влияет только комплекс изменившихся экологических условий). Основные же черты макро- и микростроения почвенного профиля сохраняются.
К 16-17-летнему возрасту вырубки, к возрасту формирования насаждения, происходит полное восстановление лесной подстилки по такому показателю, как мощность. Однако усложнения структуры подстилок, деления их на слои, на подгоризон гы не происходит во все случаях. Следует отметить также увеличение мощности гумусовых горизонтов и обособление на этом этапе, выделение (как правило, в отдельные горизонты) горизонтов подзолистых.
В почвах лесовозного волока образуется маломощный оторфованный горизонт, который увеличивается по мощности сверху к нижней части волока. В этом же направлении возрастает и проявление глеевого процесса.
С появлением лесной растительности начинается более глубокое преобразование почвенного профиля. На ненарушенных участках в большей степени, на средненарушенных в меньшей - происходит интенсивное развитие дернового процесса: гумусовый горизонт становится мощнее, приобретает более темную окраску, формируется более прочная структура.
На следующем этапе лессовостановления, который охватывает срок 20-40 лет, по литературным данным [Целищева и др, 1991], активно развивается почва сильнонарушенных участков, т.е. волока и мест трелевок. Формирование лесного ценоза улучшает дренированность этих участков, что приводит к замедлению процесса заболачивания.
Морфометрические и морфологические исследования, проведенные на свежей постепенной вырубке показывают, что на средненарушенных участках был уничтожен травяной покров и содрана часть подстилки. В приводораздельном фонде, например, ее мощность уменьшилась на 30%. Почвенные горизонты, лежащие под подстилкой, не были затронуты в процессе лесозаготовок. Участки, принимаемые нами условно за