CC BY
9
Полюшкин Ю. В, Шастин В. И. УДК 630
ЭКОСИСТЕМНЫИ ПОДХОД
ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ ПОЛИГОНА
ДЛЯ НАУЧНО - ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ,
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ
И ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННОЙ
ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
В процессе природопользования специалист любой ориентации - агроном, лесозаготовитель, нефтяник, гидростроитель - имеет дело с природными объектами, включающими интересующий его ресурс. В зависимости от целевой ориентации эксплуатируемые объекты называются по разному: элементарный природный комплекс (биогеоценоз) принято обозначать как БГЦ; природно территориальные комплексы более высоких рангов - ПТК; если в ПТК выделены функционально жестко связанные наборы компонентов живой и неживой природы - для них ближе термин «экосистема». Представленные о геосистемах, предложенное В. Б. Сочавой [7], может включать компоненты различной связанности и взаимообусловленности (в том числе социальные, искусственные, балластные и прочие), поэтому поиск причинных зависимостей здесь затруднен.
В предлагаемой работе рассматриваются некоторые аспекты взаимодействия человека с частным вариантом экосистемы - лесной экосистемой.
Ресурс как принцип, цель и природный (т.е. возникающий естественным путем, без «воздействия» со стороны человека) объект природопользования.
Окружающий человека мир во все времена его (человека) сознательной деятельности представлялся «царю природы» в качестве комплекса пригодных для пищи, жилья, одежды и др. ресурсов, представленных в его распоряжение верховными силами - естественно, с определенными ограничениями («табу»). С развитием производительных сил и научных (в противовес религиозным) представлениям о мире эксплуатация природного потенциал возрастала по экспоненте, а перенаселение во многих областях планеты при-
вело к парадоксальной ситуации, когда само человечество становится ресурсом политических маньяков.
По отношению к лесам, дающим возможность эксплуатировать не только древесину, но и земли для распашки, поселений, технологических отходов (не говоря о множестве так наз. «побочных» пользований вроде рекреаций, охоты, туризма, выпаса скота, сенокошения, сбора лекарственных растений и т.д.).[6] Ресурсный подход преобладает практически всегда и только в IX веке с развитием экологических (а в лесоведенеи это выразилось в принципе постоянства пользования лесом) представлений, что природопользование по «методу рубить сук на котором сидишь» в конечном счете заканчивается обезлесением и опустыниванием территории. Период индустриализации России (несмотря на многие природоохранные мероприятия), а особенно «рыночная экономика» последних десятилетий усугубили лесосводку .
Географы XX века в России [2,7 и др.] выход из создавашегося положения видели в комплексном подходе к исследованию осваиваемых территорий. На практике это означало необходимость изучать не только эксплуатируемый ресурс, но и все компоненты природно - территориального комплекса. В 60 -70 годы академическими Институтами географии Сибири и Дальнего Востока, Экологии растений и животных и др. была организована сеть многолетних стационаров, на которых изучались воды, почвы, мир животных и растений, атмосферные явления и низшие организмы. На основе многолетних данных натурных наблюдений, с применением быстродействующих ЭВМ предполагалось получить достоверные прогнозы поведения природных сообществ для целей на-
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
дежного и безопасного проектирования крупных объектов хозяйствования. Однако благих намерений оказалось недостаточно. Всем известны многочисленные неблагоприятные последствия грубых (вроде бы научно обоснованных!) воздействий, резких изменений соотношения между комплексом компонентов ПТК. Не помогли ни кибернетика, ни компьютеризация, ни множество математических методов - экологические катастрофы не уменьшают частоту. Причина одна: ПТК не является геосистемой - как нам не хотелось бы применять к нему весь набор методов системного анализа и синтеза.
Системный подход к изучению, использованию и реабилитации природных объектов. Критический анализ множества классических и нетрадиционных подходов к определению понятия «система» не входит в задачу настоящей работы. С нашей точки зрения компоненты любой (в т. ч. природной) системы является лишь те, которые образуют целостность с жесткими (детерминированными) связями - в противовес представлениям: «все в природе взаимосвязано». В границах такой системы могут находиться и балластные, нейтральные и даже «антисистемные» ингредиенты, а также элементы других по типу, структуре и динамике систем.
Прямые следствия «высоконаучного», а по существу неприемлемого применения системного анализа к сложным, иерархически многоуровневым конгломератам с упованием на применимость вероятностных статистических показателей тесноты связей между элементами, компонентами, по которым строятся прогнозные модели - всем известные эффекты «преобразования природы»: распашка целины, Кара- Богаз- Гол, озеро Севан, равнинные водохранилища, мелиорации болот и др.
Лесную экосистему - от единичного экземпляра сосны до бореальной зоны или тропического пояса дождевых лесов - эффективней рассматривать как систему типа «дом», моделью которой может служить любое убежище для живого существа или сообщества.
Исходя из упомянутых подходов, любая цельная и замкнутая функционально система должна существовать не только структурно (в пространстве) но и функционировать в достаточно длительном времени [4] (рис. 1), чтобы не только динамически адаптироваться к изменчивым внешним условиям, но и успевать воспроизвести себя в период (и после) дефицита ресурсов (энергии, вещества, питания).
Внешние
Ритмы доступности внешних факторов: суточные, сезонные, лунные, солнечные, космические.
факторы
Жизнеобеспечиваю -щие факторы: почвенные, гидрологические, атмосферные, энергетические (космического, солнечного земного генезиса).
_"С?
¿Г, х
Индикаторы изменчивости \ экосистемы
В Структура биоты:
Циклы колебаний Б - состав.
признаков роста, >2 -О -строение.
развития: X X - плотность.
онтогенетические, о о ш - таксационные.
возрастные, X 0) о признаки
видовые, 03 древостоя.
синхронизирующие К Ш о. но - биология и
с внешними о экология видов
факторами 1=
Внутренне факторы
Рис. 1. Составляющие изменчивости лесной экосистемы: А - Экзохорологическая (внешнее пространство); Б - Эн-дохорологическая (внутреннее пространство); В - Эндо-хронологическая (внутреннее время); Г - Экзохронологи-
ческая (внешнее время); , Q, V - признаки продуктивности - соответственно: прирост по радиусу, площади сечения, объему ствола и др.
По отношению к лесным экосистемам это означает, что длительность онтогенеза древесных видов, зачастую превышающая столетия (а иногда тысячелетия) не обеспечивает постоянства существования системы, если она уничтожена сплошной рубкой - какие бы лесокультурные мероприятия не предпринимались.
Принцип постоянства пользования лесом, сформулированный в немецком лесоводстве в XIX веке, на деле означал правило: «бери столько, сколько прирастает, но постепенно.» Выборочные рубки, если их применять повсеместно, удорожают (на момент рубки) лесоэксплуатацию, но для хозяйства, рассчитанного на века (государственная стратегия, а не рыночная стихия) эффект реализации древесины за сотню лети, даже объемы отчуждаемой лесопродукции в 1,5 -2,0 раз выше, чем при разовой рубке. Даже если не считать всех «побочных использований» постоянно сохраняемого леса.
Полузабытый в настоящее время принцип постоянства пользования лесом был заимствован в германском лесоведении и лесоводстве где и его эффекты проявились раньше, чем во многолесной России. В лесной науке и лесном хозяйстве он
известен как Dauerwald. Эта идеология мешала планам индустриализации и под влиянием политических воздействий деятели лесной науки выработали теорию деления на группы лесов (охраняемые - лесоэксплуатационные I - III гр. ), что для малоосвоенных пространств России и особенно Сибири казалось (да и было) актуальным по обстоятельствам «текущего момента» ).
Лозунги типа «засуху победим», «не можем ждать милостей от природы» сочетались не только с жесткой эксплуатацией природных, но и человеческих ресурсов, которая прикрывалась патриотическими фразами.
Конец XX - начало XXI в. ознаменовались политической демагогией о преимуществах «рыночной экономики». Торговля ресурсами, включая лес - тупиковый вариант, а не государственная стратегия. Бросив в топку идеологию марксизма, поколение «новых русских» игнорирует печально известный афоризм Энгельса: «цивилизация, развивающаяся, стихийно, оставляет после себя пустыню».
Таким образом «длительный лес» -Dauerwald - принцип длительно существования экосистем вообще.
Изменчивость экосистем и принцип взаимной компенсации «противоположных» состав-ляющих[4].
Длительное существование экосистемы обеспечивают следующие обстоятельства:
- стойкость вида (видов) к переживанию экстремальных ситуаций;
- устойчивость субстрата;
- обеспеченность жизнедеятельности элементами питания, водой, воздухом, потоками энергии (свет, тепло);
- способность поиска защиты, создание убежищ («экос» - дом!), способность создавать определенную пространственную структуру, обеспечивающую сосуществования видов и поколений.
- способность и реабилитация структуры за счет естественного возобновления и смены поколений;
-способность к адаптации к изменениям внешних условий при их регулярных и спонтанных колебаниях;
Постоянство лесопользования, таким образом, невозможно при катастрофической лесосвод-ке за счет сплошных концентрированных рубок, пожаров, длительных затоплений и т. п.
В современных условиях усилившейся частоты природных и антропогенных катастроф, уничтожению лесов способствовал переход на «рельсы» рыночной экономики, сопровождавший-
ся в лесопользовании неразберихой в лесном законодательстве, браконьерскими рубками и массовой заготовкой древесины для реализации за пределами страны. В этой ситуации лесные пожары «организовывались» специально, чтобы древесину брать по бросовым ценам; образовавшиеся площади гарей продолжают увеличиваться[3].
Изложенное вынуждает разрабатывать не ресурсные, а экологически обоснованные лесовос-становительные стратегии системного лесопользования.
Принцип постоянства пользования лесом реализуется в хозяйстве через взаимную компенсацию формально противоположных блоков системы мероприятий. Так, например, лесоэксплуатация (в общем виде) без лесовосстановления - прямое нарушение указанного принципа. На другом уровне - применение постепенных, выборочных рубок органически связано с мерами содействия естественному возобновлению, а сплошные, концентрированные рубки без залесения лесными культурами (и использованием материала лесных питомников) означают обезлесение с последующим опустыниванием или остепнением, сменой малоценными породами и проч.
Аналогичные пары взаимодополняющих систем можно видеть и в других областях: так, накопление знаний и передача опыта во времени (лесоведение и лесоводство) неразрывно связано с системой образования; деревообработка, технологии изготовления мебели, предметов быта, искусства неразрывно сочетается со строительством долговременных сооружений жилья и производства; катастрофическая лесосводка по естественным причинам рано или поздно компенсируется созданием садов, зеленых насаждений, лесомелиоративных массивов, полос; охрана особо ценных лесных массивов - хотелось бы этого или нет -сопряжена со щадящим лесопользованием, поскольку охрану осуществляют люди, персонал, которым необходимы жилье и продукты жизнеобеспечения на месте.
В нашей ситуации, когда объектом деятельности являются площади горельников, реализация малоценной древесины превращается в очистку территории от захламления и, следовательно, является шагом содействия естественному возобновлению леса. Параллельно - утилизация неликвида - это и биоэнергетическая проблема, разрешение которой способствует не только обеспечению населения топливом, но и уменьшает загрязнение атмосферы.
Необходимость организации учебно-исследовательского лесохозяйственного полигона
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
продиктована насущными проблемами а также состоянием экономики Восточно - Сибирского региона в целом, обладающего мощным потенциалом лесных ресурсов [5].
Выраженная гуманитарная ориентация СА-ПЭУ в последние годы приобретает явную тенденцию использования правовых, экономических и управленческих знаний в прикладном аспекте. Кроме развития договорных отношений с предприятиями, рассматриваются услуги по повышению квалификации и предподготовке кадров.
Настоящий проект освоения полигона имеет не только неоспоримую экономическую, но и социальную значимость.
Сохранение и восстановление лесных ресурсов региона и особенно в той территориальной части, где расположен Учебно - исследовательской полигон (водоохранная зона оз. Байкал, особая экономическая зона, Прибайкальский национальный парк) - одна из важнейших задач, которую необходимо решать в кратчайшие сроки. Отношение к лесу как к возобновимогу, а, следовательно, «неисчерпаемому» ресурсу, давно следует считать губительным.
Использование древесных отходов, учитывая их катастрофический рост и не только в результате лесных пожаров, но и с ростом объемов деревообработки, а также отсутствием технологии их утилизации, тоже является актуальнейшей задачей. В скором времени эта хозяйственная задача может перерасти в серьезную экологическую проблему, учитывая возможный рост объемов переработки леса в ближайшее время в несколько раз.
При разработке новых материалов на древесной основе и технологии их использования в деревянном каркасом и панельном домостроении позволит решить ряд важных региональных проблем. Намечаемые к исследованию древесные материалы в сочетании с сырьем природных месторождений позволят уменьшить себестоимость перспективного малоэтажного домостроения. Теп-лосбережение в таких домах в несколько раз выше, чем в бетонных и кирпичных.
Внедрение технологии производства топливных брикетов и гранул несомненно решит ряд проблем по реализации безотходного производства и обеспечению малоимущего населения топливом.
Поскольку современные темпы лесосводки за счет пожаров и рубок не снижаются,[1] идет накопление площадей с неликвидной древесиной -предлагаемая стратегия лесопользования и лесо-восстановления будет с каждым годом все более востребованной не только для конкретного района, но и для других лесных регионов России.
Первичные вложения в реализации проекта на первый взгляд не столь значительны, учитывая имеющееся деревообрабатыващее оборудование на базе учебно - производственного комбината с составе САПЭУ. Тем не менее, требуется автотракторная техника, рубильная машина, бензо - и электропилы, ГСМ, энергообеспечение, оплата аренды полигона, строительство Учебно - производственной базы, газогенераторная установка, инструменты и многое другое. Поэтому, учитывая, что САПЭУ является негосударственным учреждением, приобретение необходимой техники и оборудования без государственной, региональной и отраслевой поддержки, становится проблематичной или требует значительного времени его реализации.
Коллективом сотрудников САПЭУ разработана эскизная программа организационно - хозяйственных и научно исследовательских работ на базе практики «Голоустное» факультета экологии [5] (Рис. 2-4).
Рис. 2. Горелый сухостойный лес после верховного пожара 2003г. в районе бывшей д. Солнопечное
Мотивация и критерии выбора участка для практики студентов: проведение практических занятий студентов по экологии, лесоведению и ресурсосберегающим технологиям; освоение массивов гарей, не очищенных от валежа, ветровальных участков, отвалов лесопильных производств и др; освоение современных технологий, разработанных в России и за рубежом, по утилизации неделовой древесины; очистке захламленных участков для осуществления мер содействия естественному восстановлению леса; освоение новых технологий производства каркасных домов, адаптация существующих технологий к местным условиям в целях доходного производства деталей для домостроения; апробация углежжения, газогенераторов
СИСТЕМНЫМ АНАЛИЗ И МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫМ ПОДХОД В ИССЛЕДОВАНИЯХ
мини - ТЭЦ, брикетов для отопления; близость к железной (авто) дороге (транспортная доступность); разнообразие условий: гарь, лесосека, участок живого перестойного леса; завалы лесопильного производства, разные типы экологических условий и экосистем; близость к растущей городской агломерации, (перспектива на заказы элементов малоэтажного строительства); достаточный запас неликвидной в настоящее время и малоценной древесины; бесплатная передача участков от собственника (государства), закрепление их за ВУЗом в аренду в целях долгосрочного лесовос-становления по принципу углеродопоглощающих насаждений с перспективой получения международной лицензии ООН.
Цели производственной практики: закрепление теоретических и практических знаний; приобретение производственных навыков выполнение основных видов работ технологического процесса;
Рис. 3. С высот над гарью, обдуваемых ветрами разных румбов, возможно распространение семян на значительную площадь, даже с отдельных живых деревьев и куртин восстановленного леса
Рис. 4. Отдельные молодые экземпляры сосны могут служить материалом для создания полос и куртин содействия естественному возобновлению леса
вопросов обеспечения безопасности жизнедеятельности на предприятии; вопросов организации и планирования производства; бизнес - план; финансовый план; форм и методов сбыта продукции. Место проведения практики: Малоголоустненское лесничество.
В современных условиях растущей урбанизации, освоения ресурсов недр, поверхностных вод и лесной растительности при увеличении частоты экстремальных ситуаций - наводнений, лесных пожаров, загрязнений, массовых поражений вредителями и др. - площади малопродуктивных земель увеличиваются, а биологические ресурсы сокращаются по причине прогрессирующего опустынивания. В этих условиях будет постоянно возрастать необходимость глубокой, полной переработки ресурсов. В частности, это касается малоценной и неликвидной древесины гарей и невос-становившихся лесосек. Полигон будет использован для освоение технологий биоэнергетики на базе переработки малоценной древесины и отходов деревообработки.
Этот «инженерный» уклон в перспективе должен усилиться расширением диапазона специализаций, что потребует не только более полного использования имеющейся базы УПК, но и организации полигона для прохождения практики непосредственно в лесных массивах.
Программа обучения и знаний, полученных в лесной отрасли по следующим направлениям: ввиду многократной трансформации лесного кодекса в послелние десятилетия, реорганизации ле-соустойства и лесного хозяйства с переходом на рыночные и арендные условия ситуации с охраной леса от пожара и браконьерства резко изменилась. Назрела необходимость в существенной правовой трансформации лесного законодательства, в разработке основ диагностики лесонарушений; экономика в лесной хозяйстве и лесоэксплуатации всегда играла не вспомогательную, а решающую роль. В современных условиях необходимость экономического обоснования проектов и технологии безусловна; настоящая ситуация в лесном хозяйстве, эксплуатации и охране леса характеризуется одним словом: «неуправляемая». Комментарии излишни. Специалисты по управлению отраслью (с ориентации на её специфику) будут востребованы.
Планируется не только изучить в условиях лесничества приемы рубок, раскряжевки, трелёвки, распиловки, и реализации древесины, но и разработать (на уровне рацпредложений, изобретений с оформлением патентов) мобильное оборудование для лесосеменных, лесопосадочных работ при
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
восстановлении гарей хвойными древесными породами. Планируется провести исследовательские аналитические работы по апробации композитных материалов со щепой и опилками из малоценной древесины, взятой на лесовосстановительных просеках.
Планируется способствовать организации предприятий малого бизнеса по проблемам: оценка и последующая реализация ресурсов для художественных промыслов и бытовых изделий, сувенирного производства; побочное пользование залежными и сухостойными деревьями для заготовки дров, производство брикетов, углежжения -разработка местных технологий; разработка технологий типа «арболит» из местных материалов.
При оценке ресурсов, для борьбы с хищениями лесопродукции, для профилактики и определений ущербов от лесонарушений разрабатывается научно - практическое направление - денд-роидиагностика состояний лесных экосистем, пополняющая существующий опыт лесоустройства в специфических условиях хозяйства не на десятилетие, а для разрешения оперативных вопросов и ситуаций.
Поскольку участок, планируемый для организации практики, расположен в Центральной экологической зоне Байкальской природной территории, где установлен особый режим пользования лесными и прочими ресурсами, предполагается установить договорные отношения не только с органами лесного хозяйства и местной администрации, но и с учебными заведениями (факультет охотоведения ИГСХА), сетью учреждений по международному (экологическому) туризму, а также с заинтересованными учебными и научными организациями ближнего и дальнего зарубежья.
Использованные доводы позволяют предположить, что в условиях кризиса важнее не строить проекты гигантских предприятий по переработке ресурсов леса, а использовать имеющиеся интеллектуальные ресурсы, опыт и возобновляемый потенциал природы для рациональной, безотходной и безопасной реализации жизненно важных проблем региона.
Таким образом, предлагаемый Проект полностью отвечает стратегии развития региона. Его последовательная реализации будет способство-
вать восстановлению окружающей среды через реабилитацию лесных экосистем в более сжатые, чем в природе, сроки;
Глубокая переработка запасов малоценной древесины - участие в формировании новых технологии в Восточной Сибири;
Утилизация отходов, замена части ископаемых энергоносителей экологически безопасным сырьем - пример реальных действий в рамках Ки-отской декларации;
Предлагаемый проект - реальное внедрение ресурсосберегающих и энергосберегающих технологий.
Новые материалы - решение социальных проблем;
Кроме этого, привлечение студентов не только к теории, но и к реализации экологически грамотных технологий на практике - одно из самых значимых ожидаемых эффектов Проекта.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Евдокименко М. Д. Природа пожаров в байкальских лесах и совершенствование их противопожарной охраны // Леса бассейна Байкала. Красноярск, 1975. 280 с.
2. Крауклис А. А. Природные режимы топогео-системы приангарской тайги. Новосибирск, 1975. 280 с.
3. Писаренко А. И., Страхов В. В. Лесное хозяйство России от пользования к управлению. М. : Юриспруденция. 2004. 351 с.
4. Полюшкин Ю. В. Изменчивость радиального прироста пихты сибирской в южной тайге Западной Сибири : автореф. дис. ... канд. наук / Сверловск, 1976. 24 с.
5. Эскизная программа организационно-хозяйственных и научно-исследовательских работ на базе практики «Голоустное факультета экологии САПЭУ» / Полюшкин Ю. В., Лыков О. С., Шастин В. И. // Актуальные проблемы права экономики и управления : сб. ст. Иркутск, 2009. Вып. 5, т. 2. С. 414-415.
6. Реймерс Н. Ф. Природопользование. М. : Мысль, 1990. 640 с.
7. Сочава В. Б. К теории классификации геосистем с наземной жизнью : докл.
