CC BY
54
ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
ИЗМЕНЕНИЕ ФЛОРИСТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ ПОСЛЕ ВЫБОРОЧНЫХ РУБОК В ЕЛЬНИКАХ ЧЕРНИЧНЫХ
Н.В. БУРОВА, доц. каф. ботаники и общей экологии Поморского ГУ им. М.В. Ломоносова, канд. с-х. наук
Д.Н. ТОРБИК, асп. каф. ботаники и общей экологии Поморского ГУ им. М.В. Ломоносова, П.А. ФЕКЛИСТОВ, проф. каф. экологии и защиты леса Архангельского ГТУ, д-р с-х. наук
glasova@atknet. ru; dn. torbik@mail. ru; feklistov@agtu. ru
Сохранение биологического разнообразия - один из важных принципов устойчивого лесопользования. Необходимость учета и сохранения биоразнообразия продиктована требованиями законодательства РФ [1-5], международных конвенций и договоров, ратифицированных РФ. Согласно Лесному кодексу (2006) лесное законодательство должно основываться на принципе «устойчивого управления лесами, сохранения биологического разнообразия лесов, повышения их потенциала». Кроме того, необходимость учета и сохранения биологического разнообразия прописана в различных стандартах добровольной лесной сертификации. Например, принцип 6 стандарта Лесного попечительского совета [6] гласит, что «ведение лесного хозяйства должно обеспечивать сохранение биологического разнообразия и связанных с ним ценностей...».
Изучением рубок и их последствий занимались многие исследователи. В силу разнообразия рубок, процессов, происходящих на вырубках, и меняющегося законодательства эти вопросы не теряют актуальности. К тому же в литературе освещены в основном лесоводственные аспекты лесозаготовительной деятельности. Вопросам сохранения и восстановления биологического разнообразия при лесозаготовительной деятельности стало уделяться внимание лишь в последние годы. Имеющиеся на сегодня сведения о влиянии заготовки древесины на биоразнообразие и его сохранение на вырубках не достаточны для ответственного проектирования и организации экологически грамотного природопользования.
Биологическое разнообразие представляет собой уникальную особенность живой природы, благодаря которой создается структурная и функциональная организация экологических систем, обеспечивающая их
стабильность во времени и устойчивость к изменениям внешней среды, в том числе и в результате антропогенных воздействий [7]. В результате антропогенной деятельности людей естественные природные экосистемы изменяются, появляются редкие виды организмов, некоторые виды исчезают.
Несмотря на явную необходимость учета и оценки биологического разнообразия при лесозаготовительных работах, осуществляются подобные работы крайне редко в силу ряда проблем: отсутствуют единые методы оценки; огромен выбор показателей; требуется участие узких специалистов (ботаников, зоологов, микологов, бриологов, лихе-нологов и др.). Сложность этих работ заключается и в том, что важно учесть не только численное представительство видов, но и их обилие, продуктивность, отношение, степень участия в обменных процессах.
Изучение влияния рубок на видовое разнообразие растений осуществлялось в период 2002-2009 гг. на 20 пробных площадях в пригороде г. Архангельска. Для исследования были подобраны участки в наиболее типичных для северной подзоны тайги лесорастительных условиях черничного типа. Исследованные ельники черничные пройдены выборочными рубками ухода слабой интенсивности (11-20 %) в 1973 и 2002 гг. Рубки проводили коридорным способом, прорубая технологические коридоры шириной 4 м через каждые 40 м.
Волока 2-7 лет представляют собой открытые пространства, интенсивно зарастающие осиной (численность 3-7 тыс. шт./га) и березой (0,5-4 тыс. шт./га). Через тридцать лет после рубки на волоках береза плотностью 9-20 тыс. шт./га образует сомкнутый полог, под которым благополучно возобновляется ель (13-30 тыс. шт./га).
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 5/2010
49
ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
Таблица 1
Флористическое разнообразие ельников черничных, пройденных выборочными рубками
Показатель Пасека Возраст вырубки (волока), лет
2 3 6 7 33 36 37
Видовое богатство
Древостой 4 4 4 4 4 4 4 4
Подлесок 4 4 4 6 6 6 6 6
травяно-кустарничковый 31 40 38 35 34 25 24 32
мохово-лишайниковый 11 12 9 13 15 9 8 8
всего 50 60 55 58 59 44 42 50
Видовое разнообразие
травяно-кустарничковый 1,6 2,8 2,7 2,3 2,4 1,9 2,4 1,6
мохово-лишайниковый 1,5 1,7 1,6 1,3 1,4 1,1 1,8 0,9
напочвенный покров 2,2 3,1 3,0 2,5 2,9 2,1 2,8 2,0
Таблица 2
Коэффициенты сходства флористического состава напочвенного покрова ельников черничных, пройденных выборочными рубками
Возраст вырубки, лет Пасека 2 3 6 7 33 36 37
Пасека 0,71 0,59 0,58 0,57 0,62 0,54 0,55
2 * 0,77 0,61 0,51 0,56 0,56 0,53
3 0,53 0,52 0,53 0,52 0,53
6 0,53 0,57 0,57 0,51
7 0,46 0,50 0,51
33 0,57 0,48
36 0,50
37
* приведена одна сторона матрицы, т.к. другая будет ее зеркальным отражением.
Из параметров биологического разнообразия важна регистрация факта «присутствия-отсутствия» вида. Однако в большинстве случаев этого мало. Видовое разнообразие растительных сообществ и их комплексов оценивается прежде всего через показатели, предложенные в работах Р. Уиттекера [8] и ставшие классическими в современной экологии: альфа-, бета- и гамма-разнообразие.
При оценке видового разнообразия вырубок в пригороде г. Архангельска использовалось три показателя: видовое богатство, индексы Шеннона и Жаккара [9]. Флористический состав древесного и кустарникового ярусов в ходе рубки практически не изменяется (табл. 1). В первые два года после рубки наблюдается вспышка видового богатства растений живого напочвенного покрова. Так, если для ненарушенных ельников черничных характерно 30-35 видов напочвенного
покрова, то на волоках через три года после рубки отмечено 52 вида. Причем, увеличивается число видов как травяно-кустарнич-кового, так и мохово-лишайникового яруса. Это связано с тем, что после рубки создается множество разнообразных микроместообитаний, субстратов, оголенных участков почвы, которые могут быть заселены разнообразными видами, отсутствующими в естественном сообществе. На волоках тридцатилетней давности отмечено снижение видового богатства напочвенного покрова до 32-40 видов, что соответствует уровню ненарушенных ельников черничных.
В первые 2-3 года после рубки об увеличении флористического разнообразия свидетельствует также более высокий индекс Шеннона 3,0-3,1 по сравнению с ненарушенным сообществом, что связано с увеличением видового богатства и снижением обилия доминантных видов естественного ельника.
50
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 5/2010
ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
Таблица 3
Соотношение растений разных эколого-ценотических групп в ельниках черничных, пройденных выборочными рубками
Эколого-ценоти-ческая группа* Доля видов на вырубках разного возраста, %
пасека 2 3 6 7 33 36 37
Br 60,0 42,5 40,5 51,8 44,2 52,4 50,0 52,9
G 3,3 12,5 13,5 0,0 2,9 0,0 0,0 3,1
Md 3,3 12,5 18,9 14,8 17,6 14,3 8,3 9,4
Nm 13,3 10,0 10,8 14,8 8,8 9,3 12,5 12,5
Nt 13,3 17,5 13,5 11,1 14,7 16,0 16,7 15,9
Olg 3,3 2,5 0,0 3,7 8,8 4,0 4,2 3,1
Pn 3,3 2,5 2,7 3,7 2,9 4,0 8,3 3,1
* Br - бореальная, G - гигрофильная, Md - луговая и лугово-опушечная, Nm - неморальная, Nt - нитро-фильная, Olg - олиготрофная, Pn - боровая (бореальная).
Для выявления сходства флористического состава вырубок разного возраста использовался коэффициент Жаккара (табл. 2). Наибольшее соответствие видового состава напочвенного покрова установлено для пасек и двухлетних вырубок (0,71), двух- и трехлетних вырубок (0,77), то есть, несмотря на резкое изменение условий в первые годы после рубки, флористический состав молодых вырубок наиболее близок к естественным ельникам черничным. Коэффициент Жаккара для остальных сравниваемых вырубок значительно ниже (0,46-0,59), что свидетельствует о существенных ежегодных изменениях на вырубках.
Причиной повышения видового разнообразия является создаваемое в ходе рубки структурное разнообразие. Это - одна из мер биологического разнообразия, выражающая разнообразие структурных элементов сообществ, экосистем. Структурное разнообразие лесных сообществ включает прежде всего разнообразие элементов вертикальной и горизонтальной структуры фитоценоза, элементы ветровально-почвенных комплексов. Ненарушенные ельники черничные характеризуются относительно однообразной структурой. В данном типе леса отмечается четыре яруса, невысокая доля сухостоя (1-5 %) и немногочисленный валеж (в среднем 500 шт./га). После рубки структура данных сообществ становится значительно разнообразнее. На вырубках можно выделить неповрежденные участки с характерной для ненарушенного сообщества растительностью; участки с поврежденным почвенным покровом, к которым приурочены синузии сорных и луговых трав; валеж, являю-
щийся субстратом для произрастания лишайников и моховидных; порубочные остатки, зарастающие иван-чаем узколистным.
Изменение экологических условий на вырубках ведет к изменению эколого-фитоце-нотической структуры сообщества. На наименее нарушенных участках вырубки (пасеках) произрастают в основном (60,0 %) бореальные виды (голокучник обыкновенный, грушанка круглолистная, ортилия однобокая, кислица обыкновенная, линнея северная, майник двулистный, ожика волосистая, седмичник европейский, черника и др.). На волоках через 2-3 года после рубки их доля сокращается до 40,5-
42,5 %. Одновременно с этим отмечено возрастание доли гигрофильных (гравилат речной, ситник нитевидный, таволга вязолистная, хвощ болотный и др.) и луговых (лисохвост луговой, клевер ползучий, одуванчик лекарственный, лютик золотистый, манжетка, горошек заборный, чина луговая, щучка дернистая и др.) видов, которые весьма чувствительны к увеличению освещенности и нарушению почвенного покрова в ходе рубки (табл. 3).
Различные виды растений по-разному реагируют на изменение среды после рубки. Для оценки влияния рубки на состояние ценопопуляций отдельных видов использовались показатели, основанные на прямом количественном учете: проективное покрытие, обилие, встречаемость. Проанализировав показатели численности отдельных видов напочвенного покрова, можно условно разделить их на несколько групп:
1. виды, которые вселяются после рубки, т.е. отмечены на вырубках и отсутствуют
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 5/2010
51
