CC BY
254
КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ПОТЕНЦИАЛА ЛЕСОВ (НА ПРИМЕРЕ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ)
Мария Алексеевна Мельник
Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, 634055, Россия, г. Томск, пр-т Академический, 10/3, младший научный сотрудник лаборатории самоорганизации геосистем, к.г.н., тел. 8(3822)492223, e-mail: melnik-m-a@yandex.ru.
В статье предложен подход к анализу древесно-сырьевого и экологического потенциалов лесов Томской области, для оценки рисков лесопользования. В основу расчетов положены значения средних таксационных показателей, характеризующих ресурсные и экологические функции лесов. Также в разрезе лесничеств области представлена оценка энергетического потенциала покрытых лесом земель с учетом теплотворной способности древесины и величины среднего прироста различных лесообразующих пород.
Ключевые слова: древесно-сырьевой потенциал лесов, экологический потенциал лесов, биоэнергетический анализ.
COMPLEX ASSESSMENT OF POTENTIAL OF THE FORESTS (FOR EXAMPLE OF TOMSK OBLAST)
Mariya A. Mel'nik
Institute of Monitoring of Climatic and Ecological Systems SB RAS, 634055, Russia, Tomsk, 10/3 Akademichesky Av., Candidate of geographic science, Junior Research Scientist, tel. (3822)492223, e-mail: melnik-m-a@yandex.ru
The paper presents an analysis of wood-resource potential and ecological potential of the forests of the Tomsk oblast, for forest management risks. Values of the mean taxation indexes characterizing wood-resource and ecological functions of the forests are put in a basis of calculations. Also the paper presents an assessment of an energy potential of the lands covered with the forest taking into account calorific ability of wood and values of mean increment of various forest forming breeds.
Key words: woods-resource potential of the forests, ecological potential of the forests, bioenergy analysis.
Анализ опасностей и рисков для лесопользования является одним из аспектов создания и разработки стратегии эффективного развития и функционирования лесопромышленного и лесохозяйственного комплекса. Особое значение риск-анализ приобретает в многолесных регионах, где ведется активная заготовка древесины. Таким примером является Томская область, здесь земли лесного фонда занимают 28,4 млн. га или 90,5 % всей ее территории. Леса области в подавляющей части (92 %) отнесены к III группе лесов и являются крупной сырьевой базой лесной промышленности России.
В рамках анализа рисков лесопользования возникает необходимость оценить потенциал лесов как с сырьевой позиции для количественной характеристики прямого ущерба от гибели насаждений в случае опасных
природных явлений, так и с экологической позиции - для оценки косвенного ущерба, включающего в себя потерю разнообразия и ухудшение экологических функций лесных экосистем.
Оценка лесорастительного и экологического потенциалов для территории Томской области. По предложенной нами методике потенциал лесов выражается в условных единицах и не переводится в денежный эквивалент, что делает оценку универсальной и позволяет сравнивать соответствующие показатели во временной динамике, а также проводить пространственную дифференциацию территории. Выбор таксационных характеристик насаждения, включенных в расчет величины экологического и древесно-сырьевого потенциала, был сделан согласно работе Е.Л. Макаренко [1] с использованием статистических данных из проектов организации по ведению лесного хозяйства лесхозов Томской области за период 1991-2006 гг.
Под экологическим потенциалом понимается совокупная эффективность экологических функций леса, таких как средообразующие, ландшафтно-защитные, ландшафтно-стабилизирующие и хозяйственно-экологические [2]. В оценку экологического потенциала были включены такие таксационные показатели по преобладающим породам, как класс бонитета, средняя полнота и среднегодовой прирост; расчеты проведены с учетом породного состава и доли соответствующих насаждений в лесопокрытой площади
Так, класс бонитета - характерный показатель качества условий произрастания леса. Наибольшее экологическое значение имеют леса высоких бонитетов, их местопроизрастанию свойственны наиболее благоприятные почвенно-грунтовые, геоморфологические и климатические условия. Показателем продуктивности лесонасаждений является прирост древостоя, характеризующий способность леса к аккумуляции углерода. Способность лесов и зеленых насаждений депонировать для своего роста и развития двуокись углерода делает их основными поглотителями парниковых газов, влияющих на глобальное изменение климата. Полнота насаждений определяется степенью плотности стояния деревьев, составляющих древостой [2]. При изреженности древостоев ухудшаются технические качества лесного материала; ухудшаются условия естественного и искусственного лесовозобновления вследствие задернения и изменения физико-химических свойств лесной почвы; увеличиваются колебания влажности и температуры верхних слоев почв, ухудшаются процесс образования гумуса и водный режим. Для корректной оценки влияния каждого из перечисленных таксационных показателей на величину экологического потенциала их разнопорядковые количественные значения были переведены в баллы. На основании таблиц хода роста [3] ив зависимости от количественных характеристик, всем средним таксационным показателям, включенным в анализ, присвоен балл от 1 до 5. Для каждой породы была разработана своя балльная шкала. Расчет экологического потенциала лесов Томской области был проведен по формуле: ЕР = 2/3
п к
X£,■ (В + Р + )+1/3 X (в] + Р + 7‘3), где ЕР - экологический потенциал лесов, В -
/=1 У=1
показатель среднего класса бонитета, баллы; Р - показатель средней полноты, баллы; 2 - показатель среднего прироста, баллы; £ - доля каждой породы на лесопокрытой площади; п - количество основных лесообразующих хвойных пород; к - количество основных лесообразующих мягколиственных пород. Первое слагаемое характеризует экологический потенциал хвойных пород, а второе - мягколиственных. В данном контексте приоритет хвойных пород по сравнению с мягколиственными очевиден, в силу их более длительного периода жизни и внутригодичного срока активной вегетации.
Наибольший экологический потенциал имеют леса Тимирязевского лесничества (рис.1), поскольку там значительно преобладают хвойные леса высоких бонитетов. Вторую группу по величине экологического потенциала составляют Верхнекетский, Асиновский и Первомайские лесничества (рис.1). В лесах Верхнекетского лесничества преобладают хвойные породы и все средние таксационные показатели, включенные в расчет, здесь имеют значения выше среднего. Также довольно высокие значения имеет экологический потенциал Асиновского и Первомайского лесничеств, что обусловлено высоким классом бонитета и значительной величиной среднего прироста мягколиственных, в первую очередь березовых, лесов.
При оценке древесно-сырьевого потенциала лесов были учтены следующие показатели: средний класс бонитета, средний запас, средний возраст и породный состав древостоев. Под древесно-сырьевым потенциалом понимается совокупность промышленно-сырьевых, сырьевых, энергетических, пищесырьевых и кормовых функции растительных сообществ [2,4].
Важной характеристикой древесно-сырьевого потенциала леса является его бонитет, поскольку древостои высоких бонитетов способны давать
больший объем деловой древесины с единицы площади за определенный
промежуток времени. Средний запас насаждений количественно характеризует общий объем стволовой древесины, этот показатель традиционно является основополагающим в хозяйственной оценке лесных ресурсов. В анализе древесно-сырьевого потенциала лесов возраст древостоев характеризует его близость к технической спелости и является показателем состояния, в наибольшей степени соответствующего функциональному назначению лесов. С сырьевой позиции, как и с экологической, наиболее ценными являются хвойные породы, это обусловлено большей ценностью их древесины для многих отраслей промышленности. По аналогии с оценкой экологического потенциала, все средние таксационные показатели, для каждой породы, в соответствии с таблицами хода роста [3], были переведены в баллы от 1 до 5.
Древесно-сырьевой потенциал лесов Томской области был рассчитан по
п к
формуле: ГР = 2/3 X^(в+ а,)+1/3 X^В + М + А), где РР - древесно-сырьевой
/=1 ]=1
потенциал лесов, В - показатель среднего класса бонитета, баллы; М -показатель запаса насаждения, баллы; А - показатель среднего возраста, баллы; £ - доля каждой породы на лесопокрытой площади, п - количество основных
□древесно-сырьевой потенциал
Рис. 1. Результаты расчетов экологического и древесносырьевого потенциала по лесничествам Томской области
лесообразующих хвойных пород; к - количество основных лесообразующих мягколиственных пород.
Результаты оценки древесносырьевого потенциала лесов Томской области в территориальном аспекте представлены на рисунке 1. По значениям древесно-сырьевого
потенциала лесов все лесничества области были разделены на три группы. Самые высокие значения ресурсного потенциала имеют Тимирязевское и Верхнекетское лесничества, что обусловлено преобладанием здесь хвойных пород и средним возрастом древостоев близким к возрасту рубки. Обращают на себя внимание средние показатели древесно-сырьевого потенциала в Александровском и Каргасокском лесхозах. Несмотря на то, что эти леса отнесены к низкобонитетным, их удаленность от железной дороги и отсутствие круглогодичных дорог с твердым покрытием обусловила здесь очень низкую степень лесозаготовительной деятельности, что в свою очередь привело к сохранению объемов деловой древесины.
Оценка энергетического потенциала лесов Томской области. В современных условиях нарастающего дефицита ископаемых энергоресурсов, лес как источник возобновляемой энергии приобретает особую значимость. Древесина различных пород деревьев существенно отличается по теплотворной способности и по скорости накопления древесной массы, следовательно, биоэнергетический потенциал лесов может значительно отличаться в зависимости от породного состава и условий местопроизрастания. В связи с этим актуальным становиться вопрос исследования скорости аккумуляции и пространственного распределения энергии в лесах различной структуры.
В процессе роста дерева, под влиянием происходящих в нем различных физиологических процессов: фотосинтеза, дыхания, водообмена и обмена питательных веществ, происходит увеличение его размеров. Количество энергии, накапливаемой в древесной биомассе в процессе роста леса, зависит не только от условий его местопроизрастания, но и от породного состава. Химический состав абсолютно сухой древесины для любой породы дерева одинаков (49,5% углерода, 6,3% водорода, 44,1% кислорода), и, следовательно, величина массовой теплотворной способности, определяемая как сумма теплотворных способностей всех ее отдельно взятых химических элементов, не зависит от породы. Тогда как значение объемной удельной теплотворности древесины прямопропорционально ее плотности и существенно отличается в зависимости от породы.
В разрезе лесничеств Томской области нами рассчитан энергетический потенциал лесов с учетом значений теплотворной способности древесины и величины среднего прироста основных лесообразующих пород.
71
E = YjZ,-Q1-S,
Рис. 2. Энергетический потенциал лесов в разрезе лесничеств Томской области
1=1
где E - количество энергии (ккал/год), которое в течение года накапливается лесной экосистемой в результате аккумуляции и трансформации солнечной составляющей и энергии почв, О -объемная рабочая теплотворная способность древесины, ккал/м3; Z -средний прирост, м3; S - доля каждой породы на лесопокрытой площади; n -количество лесообразующих пород.
На рисунке 2 представлен результат расчетов биоэнергетического потенциала лесов Томской области, наибольшие значения
энергопотенциала имеют лесничества, находящиеся в южных и юговосточных районах области.
Заключение. Анализ древесно-сырьевого и экологического потенциалов лесов Томской области показал, что существенный вес в значения комплексных показателей FP и EP, характеризующих соответствующие качества древостоев, вносят мягколиственные леса (Первомайское и Асиновское лесничества). Наличие на территории области двух крупных предприятий глубокой переработки древесины (ЗАО ЛПК «Партнер-Томск» и ЛПК «Томлесдрев»), использующих в своем производстве до 75 % древесины мягколиственных пород, также определяет необходимость пересмотра значения лиственных лесов для региональной экономики.
Территориальную дифференциацию лесов по энергетическому потенциалу следует учитывать при реализации инвестиционных проектов, направленных на использование биоресурсов в энергетике. В связи с тем, что производительность мягколиственных лесов значительно выше производительности хвойных, ведение лесного хозяйства, ориентированного на лиственные породы, в частности, на березу, значительно эффективнее с энергетической точки зрения.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Макаренко Е.Л. Оценка и картографирование экологического и древесно-сырьевого потенциала лесов (на примере Иркутской области) // География и природные ресурсы - 2007. - №2. - С. 115-123.
2. Данченко А.М., Данченко М.А. Эколого-биологические термины в лесном хозяйстве: Словарь-справочник, в 3-х т. - Томск: Томский государственный университет, 2001-2005.
3. Лесная вспомогательная книжка / А. В. Тюрин, И. М. Науменко, П. В. Воропанов. -М., 1956. - 532 с.
4. Рубцов М.В. Классификация функций и роли леса // Лесоведение - 1984. - №2.
© М.А. Мельник, 2013
