CC BY
31
ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
дения испытали многократное воздействие интенсивных пожаров (от 4 до 12 раз). При этом все древостои (максимальный средний возраст насаждений 190 лет) сохранили высокую жизненность, что еще раз подтверждает устойчивость сосны к пожарным нагрузкам.
Максимальное число огневых повреждений стволов установлено в возрасте насаждений от 20-30 до 100-120 лет; в последующие 60 лет уровень повреждаемости древостоев снизился в среднем в 4 раза.
При общем высоком уровне пожарных нагрузок (средний интервал между пожарами - 14,7 лет) наблюдается определенная цикличность и синхронность в повторяемости пожаров на различных лесных участках, что скорее всего связано с цикличностью климатических факторов. Среднее число пожаров на одной пробной площади изменяется по десятилетиям в очень широком диапазоне - от 0,11 до 1,0 шт.
Начиная с 1940 года горимость сосняков значительно сократилась и за последние 60 лет в среднем составляет 0,4 случаев интенсивных низовых пожаров за десятилетие.
Наблюдается значительная вариабельность в территориальном распределении пожаров по площади заповедника. Горимость лесов, прилегающих к селитебной зоне г. Миасса и Кисегачской санаторно-курортной
зоне, в 2 раза превышает аналогичные показатели в целом по заповеднику.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ-Урал 01-04-96473.
Библиографический список
1. Ушков, С.Л. Лесные пожары и особенности возобновления сосны и березы на гарях в Ильменском заповеднике / С.Л. Ушков // Тр. Ильменского государственного заповедника им. В.И. Ленина.
- Свердловск, 1961. - Вып. 8. - С. 157-168.
2. Фильрозе, Е.М. Типы леса Ильменского государственного заповедника и их динамика / Е.М. Фильрозе // Труды по лесному хозяйству. - Новосибирск, 1958. - Вып. 4. - С. 157-163.
3. Дервиз, Г.И. Растительность / Г.И. Дервиз // Ильменский заповедник. - Челябинск, 1940. - С. 143-167.
4. Колесников, Б.П. Опыт классификации типов леса при устройстве лесов Ильменского заповедника / Б.П. Колесников, П.Ф. Трусов, Е.М. Фильрозе // Вопросы восстановления и повышения продуктивности лесов Челябинской области. Тр. ИЭРиЖ.
- Свердловск, 1961. - С. 45-71.
5. Миронов, Б.А. Динамика пожаров в лесах Ильменского заповедника / Б.А. Миронов // Отчет «Летопись природы - 1996 г.». - Миасс, 1997. -
С. 189-197.
6. Проект организации и ведения лесного хозяйства и заповедного дела Ильменского государственного заповедника / В.В. Сидоренко. - Н. Новгород, 2000. - 304 с.
7. Санников, С.Н. Экология и география естественного возобновления сосны обыкновенной / С.Н. Санников. - М.: Наука, 1992. - 264 с.
ЛЕСОВОЗОБНОВЛЕНИЕ В ПРИГОРОДНЫХ ЛЕСАХ СРЕДНЕГО УРАЛА
с учетом градиента техногенного загрязнения почв
С.В. ЗАЛЕСОВ, проф. каф. лесоводства УГЛТУ, д-р с.-х. наук,
В.Н. ЛУГАНСКИЙ, доц. каф. лесоводства УГЛТУ, канд. с.-х. наук,
О.В. ТОЛКАЧ, ст. науч. сотр. Ботанического сада УрО РАН, канд. с-х. наук
Исследование восстановительной способности пригородных лесов проводилось в лесах Тагильско-Свердловского зауральского предгорного (урбанизированного) лесохозяйственного района [5], выделенного согласно лесорастительному районированию
[3]. Здесь особенно велики экологическая и социальная роли лесов, а также их устойчивость и быстрейшее воспроизводство. Исследуемая зона характеризуется хорошим потенциалом естественного восстановления
хвойными породами под пологом леса [5]. Однако пригородные леса испытывают воздействие урбанизированных территорий, которое складывается из влияния рекреации и техногенного загрязнения. Последнее мы рассматриваем как суммарный продукт жизнедеятельности больших городов, то есть результат функционирования промышленных предприятий, автотранспорта и аналогичных источников загрязнения. В лесных зеленых зонах Первоуральска, где были проведены
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 8/2007
11
ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
наши исследования, аккумулируются различные поллютанты как неизбежное последствие соседства с крупными городами и их развитой промышленностью. На основе данных по загрязнению гумусового горизонта почв на глубине 5-10 см двадцатью поллютантами (Материалы института Промэкологии УрО РАН) и методических указаний по оценке степени опасности загрязнения почв химическими веществами [4] был рассчитан суммарный показатель концентрации поллютантов, согласно которому основными загрязнителями почвы пригородных лесов являются медь и хром со степенью загрязнения от умеренно опасного до опасного.
Основные источники загрязнения медью и хромом - это Среднеуральский медеплавильный завод и завод «Хромпик», действующие с 40-х гг. Кроме меди и хрома, основными составляющими их выбросов являются: кадмий, свинец, цинк, мышьяк, сернистый ангидрид.
Соединения меди и ряда других тяжелых металлов имеют хорошо выраженный максимум в поверхностном (10-15 см) слое почвы. Вниз по профилю их концентрация значительно снижается.
Аккумуляция соединений тяжелых металлов в перегнойном слое может быть объяснена ионными свойствами почвенных коллоидов. Глинистые частицы и гуминовые кислоты, благодаря избыточному поверхностному отрицательному заряду, притягивают катионы металлов и обратимо связывают их. Высокая обменная способность почвенных коллоидов объясняется большой активной поверхностью, которой они обладают [2].
Процесс накопления поллютантов в почве развивался по хроническому типу, и визуально не было отмечено явной деградации эдификатора. Однако, если рассматривать динамику актуальной кислотности (рН) почвы лесопарков, то, по нашим и литературным данным [6], за последние 30 лет она увеличилась с 4,20-5,30 до 2,70-4,70. Постепенное увеличение кислотности влечет за собой обеднение лесных почв и опосредованно воздействует через них на все компоненты лесного биоценоза. Кроме того, повышение кислотности почвы приводит, по данным
В.П. Григорьева и Н.А. Юргенсона (1982), к высвобождению труднорастворимых неорганических соединений тяжелых металлов и переходу их в хелатную форму, легко усваи-ваиваемую растениями.
Пробные площади для учета естественного возобновления были заложены в буферной зоне загрязнения, в одном типе леса - ельник-сосняк ягодниковый. Это столетние сосновые насаждения второго бонитета с полнотой 0,7-0,8. На каждой пробной площади учет возобновления проводился в 20-кратной повторности в учетных площадках размером 2 х 2 м. Подрост делился на группы: по высоте до 0,1 м, 0,2 м, 0,5 м (мелкий подрост), 1,0 м,
1,5 м (средний), 2,0 м, 3,0 м и выше (крупный); по состоянию - на жизнеспособный и нежизнеспособный, отдельно учитывались всходы. Поскольку нежизнеспособного подроста практически не было, данные приводятся только по жизнеспособному подросту. На пробных площадях не было признаков рекреационной нагрузки. Подбирались они с уровнем загрязнения подвижными формами меди в гумусовом слое: 3 ПДК,10 ПДК, 100 ПДК.
Кроме того, в 20 точках на каждой пробной площади измерялась мощность лесной подстилки с целью, с одной стороны, оценить влияние накопления поллютантов на подавление активности почвенных сапротрофных организмов, с другой стороны - установить зависимость между толщиной подстилки и количеством всходов и мелкого подроста.
Корреляция между толщиной подстилки, которая на разных пробных площадях составляла от 3 до 6 см, и содержанием подвижных форм меди в верхних горизонтах почвы не наблюдалась. Это отличается от литературных данных [1] и указывает на то, что рассматриваемый уровень и тип загрязнения не подавляет почвенную биоту.
По корреляционному анализу «мощность подстилки - возобновление» была установлена обратно пропорциональная зависимость между количеством всходов и подроста ели до 10 и 20 см и толщиной подстилки. Причем, судя по коэффициенту корреляции (- 0,98), особенно сильно от толщины подстилки зависит количество самого мелкого подроста высотой до 10 см. Влияние мощности
12
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 8/2007
ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
подстилки на количество подроста пихты прослеживается только на всходах и подросте высотой до 10 см. Эта зависимость не такая высокая, как у ели, коэффициент корреляции равен 0,72-0,73 и, в отличие от ели, она прямо пропорциональная. Полагаем, это различное влияние мощности подстилки на количество всходов и мелкого подроста ели и пихты объясняется особенностями биологии этих видов.
На всех пробных площадях наблюдалось возобновление темнохвойными породами. Это свойственно лесохозяйственному району, в котором проводились исследования. Данные о минимальной обеспеченности подростом под пологом леса в ельнике-сосняке ягодниковом для успешного лесовозобновления были привлечены из рекомендаций по ведению лесного хозяйства на зонально-типологической основе в лесах Свердловской области [5]. В дальнейшем они будут именоваться «нормативными». Количество необходимого подроста приведено по группам: мелкий, средний, крупный. Для сравнения наших данных с нормативными мы создали аналогичные группы и добавили группу количества всходов, чтобы проследить динамику элиминации растений. Из приведенных данных в таблице видно, что в группе мелкого подроста количество растений уменьшилось по сравнению с количеством всходов в 4-17 раз. Из этого следует, что при наличии обильных всходов и вполне достаточного по сравнению с нормативным количеством мелкого подроста, среднего и крупного подроста может оказаться недостаточно. Поэтому для оценки успешности возобновления лучше ориентироваться на средний и крупный подрост с учетом необходимого количества мелкого (таблица).
Крупного пихтового подроста вне зависимости от уровня загрязнения будет достаточно для успешного лесовозобновления. Необходимое минимальное количество елового подроста по всем трем группам крупности было только при уровне загрязнения почвы медью 3 ПДК. В остальных случаях елового подроста (средний плюс крупный) было недостаточно для успешного лесовозобновления елью.
Что касается подроста сосны, то он встречался только мелкий (до 10 см) и в недостаточном количестве.
Для установления связи между количеством всходов жизнеспособного подроста ели и пихты по семи группам высот и уровня загрязнения почвы был проведен корреляционный анализ. В результате анализа установлено существование тесной (- 0,82 ^ - 0,98) обратно пропорциональной зависимости у подроста ели до высоты 1,5 м, а у пихты -от 0,5 до 1,5 м. У растений ели и пихты выше 2 м связь количества подроста с уровнем загрязнения почвы отсутствует.
Кроме подвижных форм меди, в гумусовом горизонте почвы определялся еще ряд поллютантов (19 элементов). Их содержание в почве по суммарному показателю концентрации поллютантов оценивается как неопасное. Тем не менее, с помощью корреляционного анализа было исследовано влияние поллютантов на возобновление ели и пихты высотой до 50 см. Выбор этих групп подроста обусловлен тем, что корневые системы растений большей высоты могут спуститься ниже из слоя почвы, насыщенного поллютантами. В результате корреляционного анализа установлено влияние на численность подроста 6 элементов из 19.
Таблица
Количество темнохвойного подроста в насаждениях с разным уровнем почвенного загрязнения, тыс. шт./га
Порода ПДК Всходы Мелкий Средний Крупный
Ель, пихта Норматив - 2,00 1,50 1,00
3 57,50 12,25 1,50 0,75
Ель 10 65,00 17,75 1,25 0,38
100 22,50 2,00 0,38 0,88
3 17,5 4,50 0,62 3,88
Пихта 10 15,00 0,88 1,13 2,38
100 41,00 3,06 0,50 2,88
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 8/2007
13
