CC BY
28
УДК 630*907.2
Е.А. Зотеева, Л.М. Морозова, М.А. Магомедова, А.В. Зуев
Зотеева Елена Анатольевна родилась в 1954 г., окончила в 1976 г. Уральский государственный университет, кандидат биологических наук, доцент кафедры ботаники и защиты леса Уральской государственной лесотехнической академии. Имеет 17 печатных трудов в области антропогенной трансформации лесных экосистем.
Морозова Людмила Михайловна родилась в 1951 г., окончила в 1977 г. Уральский государственный университет, кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории фитомониторинга и охраны растительного мира Института экологии растений и животных УрО РАН. Имеет около 60 печатных трудов по проблемам антропогенной трансформации растительного покрова, экологического мониторинга, продуктивности растительных сообществ.
Магомедова Маргарита Алексеевна родилась в 1949 г., окончила в 1973 г. Свердловский педагогический институт, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории фитомониторинга и охраны растительного мира Института экологии растений и животных УрО РАН. Имеет 70 печатных трудов в области лихенологии, экологического мониторинга, антропогенной трансформации растительного покрова.
рл
ТРАНСФОРМАЦИЯ ЮЖНОТАЕЖНЫХ ЛЕСНЫХ СООБЩЕСТВ В ПРИГОРОДНЫХ ЛЕСАХ И ЛЕСОПАРКАХ
Описаны изменения древостоев, подроста и напочвенного покрова южнотаежных лесных фитоценозов в связи с рекреационным воздействием. Отмечено увеличение гетерогенности напочвенного покрова, изменчивости таксационных показателей древостоя, снижение количества и жизненности подроста.
рекреационные нагрузки, жизненность древостоев и подроста, флористическое разнообразие, коэффициенты сходства.
Зуев Андрей Валерьевич родился в 1974 г., окончил в 1997 г. Уральский педагогический университет, аспирант Института экологии растений и живо тных УрО РАН. Имеет 5 печатных работ.
Для экологического мониторинга лесов важно выбрать критерии оценки их состояния, позволяющие диагностировать антропогенную трансформацию лесных экосистем. В этих целях нами проведено сравнение роста сосняков в лесопарковой зоне и окрестностях Екатеринбурга.
Район исследования расположен в Зауральской холмисто -предгорной провинции, южнотаежном округе, в Тагильско-Свердловском предгорном лесорастительном районе. Это типичный лесной район, растительность которого испытала длительное и сильное антропогенное воздействие. Преобладают сосновые зеленомошные, кустарничковые и травяные типы леса и производные, обычно березовые [3].
Была заложена сеть из 17 опорных участков в сосновых и березово-сосновых лесах. Все участки расположены в сходных условиях загрязнения атмосферного воздуха и почв, не достигающих критических значений, но вызывающих изменение лесных экосистем [1, 2]. В семи из них, удаленных от Екатеринбурга на 10 ... 30 км и принятых за контроль, растительность испытывает невысокие сезонные рекреационные нагрузки в период сбора ягод и грибов. Десять площадей расположены в пригородных лесопарках и находятся под постоянным сильнейшим рекреационным воздействием. В пределах каждого участка проводились геоботанические описания на учетных площадях размером 50 х 50 м. Древостой и напочвенный покров охарактеризованы традиционными методами. Для древостоя определен индекс относительной жизненности, рассчитанный по числу деревьев [4].
Установлено, что состав основных лесообразующих пород на всех опорных участках одинаков: преобладает сосна обыкновенная, в примеси обычно береза. Характеристика сосны на опорных участках представлена в табл. 1. Как видим, качественные характеристики в пригородных парках и древостоях, удаленных от города и испытывающих меньшие рекреационные нагрузки, не отличаются. Наблюдается значительный разброс по разрядам высоты (от I до IV), сомкнутости крон (от 0,2 до 0,6). Удаленные от города древостои относятся к 1-11 разрядам высоты, средняя сомкнутость крон 0,5 ... 0,6. На всех опорных участках древостои имеют низкий индекс относительной жизненности (50 ... 79 %) и относятся к ослабленным. Индекс «здорового» древостоя (84 %) выявлен на одном участке, где отсутствие ослабленных и сухих деревьев объясняется регулярными рубками. Небольшое число отмерших деревьев в пригородных парках свидетельствует об эффективности ухода.
Состояние подроста сосны иллюстрирует табл. 2. Подроста младших возрастов в исследованных сообществах практически нет (встречаемость менее 1 %), подрост старших возрастов (более 10 лет) оценивается по классам жизненности как ослабленный (2) и отмирающий (3) или совсем не отмечен. Определение возраста затруднено наличием неоднократно обломанных верхушек и замещением главной оси побега ветвями второго и третьего порядков. Общее состояние подроста в пригородных парках лучше, чем в удаленных от города лесах, за счет возможного контроля со стороны лесхозов.
Таблица 1
Характеристика сосновых древостоев на опорных участках
№ Высота Диа- Высо- Число Сомк- Число Жизнен-
опор- Место- деревьев, метр та деревьев ну- сухих ность
ного нахождение м(класс ство- кро- на пробной тость стволов древост-
участ- высоты) ла, см ны, площади, крон на учетной оев,
ка м шт. площади, шт. %
1 Колюткино 22 (II) 20 5 60 0,7 2 -
2 Шабры 20 (II) 18 4 68 0,6 17 54
3 Г. Щит 27 (I) 30 7 69 0,5 5 70
4 Оз. Чусовское 26 (I) 33 8 55 0,5 1 -
5 Оз. Шитовск 27 (П-[) 30 7 60 0,5 1 -
6 Пруд Глубо-чинский 30 (I) 33 7 45 0,4 — -
7 п. Медный 25 (III) 33 7 66 0,3 - 61
8 8-й км Чусов-ского тракта 25 (III) 42 9 68 0,5 — 84
9 п. Калиновский 25 (III) 40 5 65 0,4 - -
10 Парк Шарташ 27 (III-V) 29 6 73 0,7 — 70
11 Изоплит 27 (I) 30 5 78 0,7 — -
12 Парк лесоводов 30 (I) 40 7 32 0,3 1 -
13 Уктус 24 (II) 29 5 48 0,4 — -
14 ул. Военная 22 (IV) 28 5 44 0,3 — 70
15 Ю-З парк 21 (IV) 38 5 76 0,6 3 66
16 Парк Победы 26 (II) 35 10 53 0,4 — -
17 7 ключей 21 (IV ) 40 8 86 0,7 — 68
Таблица 2
Характеристика подроста сосны на опорных участках
№ Средняя Средний Число игл Линейный Класс Число единиц
опорного высота, возраст, на 1 см прирост жизнен- подроста
участка см лет длины, шт. за год, см ности на учетной на 1 га
площади
2 92 18 - 3 3 75 300
3 264 20 8 3 2 575 2300
4 465 30 11 4 2 1700 6800
5 500 35 - - 2 100 400
7 201 18 6 3 2 525 2200
9 90 18 5 8 1 1800 7200
10 50 10 4 6 2 575 2300
13 130 14 6 5 1 900 3600
16 206 19 5 6 2 500 2000
17 190 26 3 3 2 700 2800
Примечание. На участке 1 подрост не учтен; на участках 8, 11, 12, 14, 15 подроста нет.
В лесах и парках, используемых в рекреационных целях, основную нагрузку испытывает травяно-кустарничковый ярус. Под воздействием рекреации исчезают типично лесные виды, прежде всего кустарнички и разнотравье, некоторые злаки. Снижается обилие типичных доминантов (Calama-grostis arundinaceae (L.) Roth. и Vaccinium myrtillus L.), увеличивается количество луговых злаков, более приспособленных к антропогенным нагрузкам. На дорогах и тропах разрастаются Poa annua L., Trifolium repens L. В результате все пригородные парки имеют разнотравно-злаковый или злако-во-разнотравный напочвенный покров, а удаленные от города - травяно-кустарничковый. Всего в напочвенном покрове выявлено 105 видов кустарничков, разнотравья и злаков. На учетных площадках количество видов колеблется от 57 до 11. Относительно большое флористическое разнообразие создается за счет сохранения многих лесных видов, пусть с низким обилием, и внедрения по тропам многих синантропных и рудеральных. Коэффициенты флористического сходства Серенсена по напочвенному покрову показали, что участки 1-5, удаленные от города на 10 ... 30 км, имеют значительно более высокое флористическое сходство между собой (70 ... 86 %), чем с пригородными лесами и парками (20 ... 59 %). На участке 6, где в древесном ярусе обильна ель, видовой состав напочвенного покрова несколько иной - флористическое сходство значительно снижено (44 .57 %). Участок 7 удален от города, но испытывает высокие антропогенные нагрузки. Участки 8 и 9 отличаются относительно высокими коэффициентами сходства как с удаленными от города участками, так и с пригородными парками. В растительном покрове этих участков сохранились многие типичные лесные виды, но по дорогам и тропам внедрились
Таблица 3
Коэффициенты флористического сходства по напочвенному покрову
№ оп.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12
13
14
15
16 17
100
85 100
71 80 100
86 78 70 100
84 74 80 73 100
52 44 44 52 57 100
51
52 48 48 45 18 100
58
55
56 60
57 50 48 100
44 43 59 40 43 27 32 55 100
31 36 44 23
27
28 47 43 50 100
23 20 26 23 23 27 38 21 34 33 100
32 27 32 37
31
27
32 34 34
28 36 100
55 50 46 60 52 45 59 49 44 44 33 22 100
25 29 40 19
26 22 43
33 59 47
34 24 36 100
32
39 48 46 41
40 54 38 52 35 29 29 29 51 100
23 27 39 26 27 27 57 47 59
44
45 51 36 36
46 100
33 39
41 58
42 31 64 39 46
43
44 38 26 31 48 50 100
синантропные и сорные, что сближает их флористически и с лесами, и с парками. В пригородных парках отмечается низкое (менее 50 %) флористическое сходство напочвенного покрова (табл. 3). Так, для площадей 10 и 11, расположенных в близких условиях, коэффициент сходства составляет только 33 %. Это связано с неравномерностью нагрузки и неоднородностью состава и структуры напочвенного покрова.
Итак, исследования показали, что под влиянием рекреационных нагрузок изменяются все компоненты лесных фитоценозов. Реакция древосто-ев на антропогенное воздействие проявляется в различии основных таксационных показателей. Установлено, что показатель жизненности древостоя не может учитываться при оценке парковых лесов. Количество и состояние подроста таково, что он не в состоянии обеспечить естественное лесовос-становление. С увеличением антропогенной нагрузки происходит смена доминантов в напочвенном покрове вследствие выпадения или значительного снижения обилия многих видов кустарничков и разнотравья, сохраняющихся единично вокруг стволов. Вместо них разрастаются луговые и сорные синантропные виды, наблюдается задернение лесных почв. Увеличивается пространственная неоднородность напочвенного покрова.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Воробейчик Е.Л., Хантемирова Е. Реакция лесных фитоценозов на техногенное загрязнение: зависимости доза - эффект // Экология. - 1994. - № 3. -С. 31-43.
2. Карта экологической ситуации промышленных районов Свердловской области. - М.: Роскартография, 1993.
3. Колесников Б.П., Зубарева Р.С., Смолоногов Е.П. Лесорастительные условия и типы лесов Свердловской области. - Свердловск: УНЦ АН СССР, 1973. -176 с.
4. Лесные экосистемы и атмосферное загрязнение. - Л.: Наука, 1990. -
200 с.
Уральская государственная лесотехническая академия Институт экологии растений и животных УрО РАН
Поступила 11.01.2000 г.
E.A.Zoteeva, L.M. Morozova, M.A.Magomedova, A. V.Zuev Transformation of Southern-taiga Forest Communities in the Suburban Forests and Forest Parks
Changes of stands, undergrowth and ground vegetation of forest phytocoenoses in southern taiga are described in connection with recreation impact. The increase of heterogeneity of ground vegetation is registered, as well as variability of inventory indices of forest stand, decrease of amount and vitality of undergrowth.
