CC BY
300
УДК 630/232(470/21)
ЛЕСОМЕЛИОРАЦИЯ КУЗОМЕНСКИХ ПЕСКОВ Л.А. Казаков1, Г.В. Вишняков2, В.А. Чамин1
1 Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А. Аврорина КНЦ РАН
2 Терское лесничество Комитета по лесному хозяйству Мурманской области
Аннотация
Приведены основные результаты многолетней работы по облесению подвижных Кузоменских песков на Терском побережье Белого моря.
Ключевые слова:
эрозия, лесные культуры, приживаемость, сохранность, рост, повреждения.
Введение
В современный период, в связи с продолжающимся процессом
опустынивания земель, работы по мелиорации земель являются чрезвычайно важными и актуальными. В дополнение к естественным геологическим явлениям эрозии почв увеличиваются масштабы антропогенных нарушений, приводящих к негативным изменениям природной среды. Восстановление нарушенных земель естественным путем в ряде случаев становится невозможным или растягивается на десятки и сотни лет.
Особенно опасными для окружающей среды являются процессы, происходящие на побережьях рек и морей, где находятся легко подверженные размыву и развеванию большие массивы песков аллювиального отложения. На побережье Белого моря находится более 20 тыс. га земель, подверженных различной степени ветровой и водной эрозиям, и большинство нарушенных участков имеют тенденцию к расширению. Из-за экстремально сложных природных условий самовосстановление пустынных земель не происходит или идет настолько медленно, что проведение мелиоративных мероприятий становится необходимостью.
Лесомелиорация в большинстве районов, подверженных эрозионным процессам, является наиболее эффективным и надежным методом полной ликвидации дефляции, размыва и коррозии почв. Создание защитных насаждений на Нижнеднепровских и Нижнеднестровских песках позволили ввести в хозяйственный оборот десятки тысяч гектаров ранее бесплодных земель. Лесные полосы, созданные на территориях земледельческих районов, не только уменьшают вредоносное влияние суховеев, но изменяют в благоприятную сторону климатические условия и способствуют увеличению продуктивности земель, позволяют прекратить деградацию земли в результате роста оврагов. Известно, что только посадки древесной растительности способствовали стабилизации природной среды на Куршской косе, расположенной на побережье Балтийского моря [1, 2].
В пределах Кольского Заполярья наиболее крупный массив перевеваемых песков образовался в конце IX века в устье р. Варзуга, в районе с. Кузомень и известен под названием Кузоменские пески. По нашему мнению [3], причины образования подвижных песков имеют комплексный характер, поскольку на ряд природных факторов, способствующих развеванию песков, были наложены и антропогенные факторы, такие как пастьба скота, пожар и вырубка леса. Общая площадь эродированных земель в устье р. Варзуга составляет 2.2 тыс. га.
В результате процессов эрозии, продолжающихся и в настоящее время, резко изменился гидрологический режим реки Варзуга, являющейся одним из наиболее богатейших водоемов Европейского Севера. Здесь сохраняется самое крупное стадо европейского лосося - семги и имеются большие запасы натурального речного жемчуга. Прекращение эрозионных разрушений в приустьевой части необходимо не только для стабилизации численности ценных речных обитателей, но и для сохранения прилегающих лесных и тундровых биоценозов, выполняющих важные защитные функции.
Одним из наиболее эффективных методов борьбы с подвижными песками является их облесение и восстановление ранее существовавших лесов искусственным путем, поскольку естественное самовозобновление древесной растительности из-за крайне жестких природных условий здесь невозможно или может растянуться на несколько столетий.
Обсуждение результатов
Работы по лесомелиорации нарушенных территорий на Кольском п-ове до 1980-х гг. практически не проводились. Некоторые меры противодействия наступления песков на с. Кузомень, предпринятые ее жителями, можно назвать лишь попытками борьбы, поскольку они не дали никаких действенных результатов.
Научное обследование территории Кузоменских песков впервые было сделано П.М. Медведевым [4], который дал ряд практических рекомендаций по закреплению песков. Основным способом фитомелиорации он считал травосеяние, но с обязательной системой полезащитных лесных полос, задерживающих запасы снега и песчаные передувы. В наших первых предложениях, изложенных в сборнике «Система природной среды Кольского Севера и прогноз ее изменения» [5], в качестве главного мероприятия было названо облесение песков, но одновременно поддерживалась и идея создания сеяных лугов на определенных участках территории.
Работы по выращиванию многолетних трав на площади 710 га были включены и в совместно разработанный Харьковским филиалом института «Союзгипролесхоз» и Полярно-альпийским ботаническим садом-институтом (ПАБСИ) проект закрепления и облесения песков [6]. В своих дальнейших публикациях [7, 8] мы еще некоторое время развивали идею о целесообразности комплексного подхода к освоению эродированных земель на побережье Белого моря. Однако в дальнейшем, ввиду катастрофического упадка сельского хозяйства, ликвидации мелиоративных организаций и значительной нехватки средств на выполнение крупномасштабных мелиоративных работ в отдаленном районе Мурманской области, единственно реальными для осуществления остались лесомелиоративные работы, для которых требуются значительно меньшие затраты средств и труда. Кроме того, для проведения лесомелиорации была создана соответствующая научная и производственная база.
Разработка методов лесной мелиорации подвижных песков на побережье Белого моря была начата впервые в 1985 г. Полярно-альпийским ботаническим садом-институтом совместно с Терским лесхозом. За 8-летний период экспериментальных работ на различных типах песков было заложено 110 вариантов опытов, высажено около 50 тыс. саженцев древесных пород, испытаны различные виды травянистых фитомелиорантов. Общая площадь опытных посадок составила 5.8 га (рис. 1).
Рис. 1. Созданные культуры
Из нескольких наиболее эффективных приемов была разработана и рекомендована для производственного внедрения технология создания противоэрозионных лесных культур. В качестве основного фитомелиоранта выбран местный подвид сосны - сосна обыкновенная лапландская,
саженцы которой могут успешно приживаться и хорошо расти в естественных зарослях колосняка песчаного. Этот высокий злак произрастает на бугристых песках и может служить защитой для культур сосны в период их приживания. Одним из условий успешности создания культур является внесение в посадочные лунки свежезаготовленного, хорошо разложившегося торфа, который обеспечивает необходимый уровень влажности субстрата и первоначальный запас питательных веществ, потребный для роста культур в первые годы жизни.
По разработанной технологии с начала 1990-х гг. на Кузоменских песках начаты производственные посадки сосны, которые к настоящему времени произведены уже на площади более 70 га. Часть культур сосны переведена в покрытую лесом площадь. Под пологом сосны отмечено появление мхов, лишайников и растений напочвенного покрова, характерных для северных сосновых лесов, а также массовое произрастание грибов. Все это свидетельствует об образовании типичной лесной среды, гарантирующей полное прекращение переноса песков на облесенной территории [9].
В качестве основного лесокультурного объекта выбраны бугристые пески, покрытые колосняком песчаным. Этот высокий злак достигает высоты до 1.5 м и образует сплошные заросли, хорошо защищающие саженцы сосны от переносов песка в летнюю пору и накапливающие снег зимой. Благодаря этому двухлетние саженцы сосны хорошо приживаются в группах колосняка и сохраняются в них, получая необходимое количество влаги. В первый год интенсивный рост обеспечивается за счет внесения в каждую лунку 2-3 кг свежезаготовленного низинного и переходного торфа, который сохраняет свою влажность длительный период при мульчировании посадочного места небольшим слоем песка. Эта технология была разработана в период проведения опытных работ и в последующем применялась при выполнении производственных работ, осуществляемых Варзугским лесничеством Терского лесхоза.
В среднем на 1 га высаживалось по 10 тыс. саженцев, что обеспечивало ускоренное смыкание сосны в группах и формирование искусственных насаждений уже к возрасту 10 лет. Культуры,
создаваемые на бугристых песках, по интенсивности роста и срокам формирования в 1.5-2 раза
опережали естественный древостой одного и того же возраста, произрастающий в соседних лесных массивах. К 20-летнему возрасту культуры сосны достигли средней высоты более 3 м. Под их пологом началось формирование лесной среды, типичной для сосновых лесов Кольского п-ова. Появление мхов, лишайников и кустарничков, а также грибов свидетельствует о начале
почвообразовательного процесса. В культурах старших возрастов началось интенсивное
семеноношение, обнаружены первые экземпляры естественного возобновления. В то же время под древесным пологом происходит естественный выпад типичной псаммофитной растительности, в первую очередь колосняка песчаного и овсяницы песчаной.
Искусственные посадки сделаны на западной части песков Кузоменского массива, и в настоящее время они полностью прекратили продвижение песков в сторону лесных экосистем. Благодаря этому ликвидировано расширение опустыненных территорий на правом берегу реки и практически решена задача первого этапа работ по ликвидации эрозионных процессов на Кузоменских песках.
Основной задачей современного периода лесомелиоративных работ является защита русла Варзуги и села Кузомень от песчаных заносов, продолжающихся с прежней интенсивностью. Вдоль русла реки расположены ровные пески, лишенные какой-либо растительности, покрытые слоем плитняка и гальки. Они открыты со всех сторон и постоянно подвержены дефляции. На этой территории складываются наиболее жесткие условия для произрастания культур.
Опытные посадки древесных растений, произведенные на данной категории песков в первый период работ, почти полностью погибли, а посевы многолетних трав были засыпаны песком. Однако при наблюдениях за выпадом растений и за состоянием сохранившихся экземпляров было установлено, что наиболее опасным периодом для культур являются первые годы их жизни, когда происходит приживание саженцев и формируется их корневая система. При успешном укоренении и защите от переноса песка, создании соответствующего уровня плодородия и влажности в субстрате растения способны жить даже в столь жестких условиях.
При возобновлении опытов в 2001-2004 гг. были применены более эффективные методы создания культур, с помощью которых удалось уменьшить негативное влияние неблагоприятных факторов среды. В первую очередь были использованы защитные сооружения горизонтального расположения, изготовленные из хмыза лиственных пород, которые предотвратили перевевание песка и задерживали снег. При подготовке субстратов применены повышенные дозы торфа,
заложенного методом перемешивания, послойной укладки и луночным внесением. Впервые было опробовано создание искусственных бугров из торфа, а также произведены посадки второстепенных и подлесочных пород: березы и можжевельника [10].
В одном из вариантов опытов применена предварительная посадка колосняка песчаного как травянистого мелиоранта, предшественника посадки сосны. Уже через год после посадки клонов колосняка на субстрате, подготовленном методом перемешивания торфа с песком, образовалась густая заросль, в дальнейшем обеспечившая высокую приживаемость сосны и ее интенсивный рост. Именно этот метод создания культур был взят за основу при проектировании лесной защитной полосы вдоль берега Варзуги. Осуществление этого проекта начато в 2008 г. за счет средств областного бюджета, из которого выделено 32.5 млн руб. на проведение всех видов работ. Завоз торфа и подготовку субстратов, а также изготовление и установку защитных сооружений осуществило Умбское дорожное ремонтно-строительное предприятие. Посадку травянистых и древесных растений проводил Кольский лесхоз. За два года создана лесная полоса шириной 50 м протяженностью 4.5 км по технологии, разработанной Полярно-альпийским ботаническим садом-институтом. Осуществление этого проекта при соблюдении всех лесокультурных требований позволит создать защиту речного русла от песчаных заносов на всем участке вплоть до впадения реки в море.
Для предотвращения дальнейшего сдувания песка в р. Варзугу по-прежнему существует необходимость в создании защитных лесонасаждений. Но на ранних этапах развития растения нуждаются в механической защите, как от ветров, постоянно дующих на этих открытых территориях, так и от песка и снега, которые друг друга взаимозаменяют в зависимости от времени года. Поэтому к решению этой проблемы нужен комплексный подход. Изучая полученные результаты, мы пришли к выводу, что опыты с укладкой соснового и березового хмыза, укрепленного кольями (рис. 2) увенчались большим успехом [11].
Рис. 2. Защита хмызом
На раннем этапе создания культур особенно важно обеспечить хорошую защиту саженцев. Положительно сказались на росте культур примененные способы защиты клетками от 4x4 м до 6x6 м и защитными полосами из древесного хмыза с расстоянием до 10 м.
В настоящее время по проекту «МУРМАНСКИНЖСЕЛЬСТРОЙ» установлены щиты. Защитные сооружения были созданы из деревянных щитов по типу применяемых на дорожном строительстве и используемых для предохранения дорожного полотна от снежных заносов. Их высота 1.5 м, что при вертикальной установке создает более благоприятный микроклимат на культивируемой площади за счет снижения ветровой нагрузки, накопления снега и задержания песка. Установка щитов произведена вдоль всей полосы с южной стороны на расстоянии примерно 5 м от края культурных посадок.
Благодаря установке щитов на всем участке берегоукрепления и посадке растений с внесением торфа очень велика вероятность того, что культуры приживутся. Следует отметить, что метод
установки деревянных щитов при защите от песка используется впервые и опытов по их установке и работе на открытых песчаных участках на севере не было. Поэтому в настоящее время необходимо проверить эффективность созданного нового метода защиты.
В 2008 г. были выявлены процессы деградации созданных ранее культур сосны в приморской зоне. В результате детального обследования участков, проведенного комплексной экспедицией с участием сотрудников Центра защиты леса по Ленинградской области, ПАБСИ и Терского лесничества, установлено, что к 2010 г. общая площадь насаждений, утративших жизнеспособность, составила уже 123 га. Все погибшие насаждения - это лесные культуры, созданные Терским лесничеством на тундровых пустырях вблизи Белого моря в 1970-е гг. [12].
Насаждения сосны на бугристых песках, заложенные в 1980-1990-е гг., в большей части сохраняют жизнеспособность, но являются ослабленными или сильно ослабленными, и текущий отпад в них значительно превышает естественный, что свидетельствует о развитии патологических процессов, имеющих положительную динамику. В 2009-2010 гг. был выявлен активный процесс ослабления насаждений, который, по всей вероятности, будет продолжаться и в дальнейшем. В ходе обследования выявлено, что основной причиной, вызвавшей ослабление и гибель растений, является поражение хвои сосны обыкновенным шютте, вызываемым грибом Lophodermium seditiosum.
Очевидно, что деревья, испытывающие более сильное влияние внешних факторов, к которым можно отнести ветровую нагрузку, засекание песком, ранний выход из-под снега, солнечное воздействие и физиологическое иссушение хвои, более ослаблены и поражены шютте в большей степени.
Установлено, что культуры, созданные посевным и посадочным материалом местного происхождения, менее подвержены грибным заболеваниям, чем посадки и посевы, полученные из семян неизвестного происхождения под общим названием «Мурманские». Опытные посадки дичков сосны, заложенные в конце 1980-х гг., сохраняют жизнеспособность до настоящего времени. Более молодые культуры, находящиеся в зимний период под снежным покровом, не имеют никаких признаков ослабления и заражения обыкновенным шютте. Повреждения хвои в групповых культурах с высокой плотностью наблюдаются только у деревьев с периферийной стороны, обращенной к открытым пространствам.
Такие явления массовой деградации сосны в условиях Крайнего Севера выявлены впервые, и они требуют детального изучения. В настоящее время разработана соответствующая программа исследований с участием специалистов различных профилей.
Заключение
Опытные и опытно-производственные лесомелиоративные работы, проведенные на Кузоменских песках в течение 25 лет, показали, что обеспечить закрепление подвижных перевеваемых песков можно путем сплошного облесения и создания защитных лесных полос. Разработаны эффективные методы, которые обеспечивают высокую приживаемость и сохранность древесных мелиорантов, а также их интенсивный рост. Это возможно за счет внесения торфа в посадочные лунки или сплошного торфования песка и создания торфо-песчаного субстрата. Защита посадок от дефляции подвижных слоев песка обеспечивается устройством механических защитных сооружений и предварительной посадкой высокорослых травянистых мелиорантов. Достаточно эффективным и относительно дешевым приемом признан способ посадки саженцев древесных пород в группы колосняка, произрастающего на бугристых песках.
По разработанным методам фитомелиорации на территории Кузоменских песков создано более 70 га культур сосны с высокой приживаемостью и сохранностью. Значительная часть культур уже переведена в лесопокрытую площадь, поскольку в посадках 15-20-летнего возраста произошло смыкание деревьев. Наблюдается активное формирование напочвенного покрова и лесной среды, отмечено семеноношение в культурах старшего возраста.
Опытные работы по созданию защитной лесной полосы вдоль берега р. Варзуга, выполненные на новом технологическом уровне, позволили создать первые противоэрозионные насаждения на самом сложном участке подвижных песков, подверженных активным эрозионным процессам. По разработанным технологиям уже создан защитный пояс протяженностью 4.5 км на площади 22.5 га.
Одной из наиболее значительных проблем современного периода является массовая гибель прибрежных искусственных насаждений и естественных древостоев сосны в результате поражения хвои грибными заболеваниями. Деградация сосны, выявленная в последние 3-5 лет, приобрела
массовые масштабы, что требует детального научного изучения этого процесса и принятия экстренных мер защиты созданных посадок.
Подобное явление отмечено впервые для условий Крайнего Севера, и в связи с ним дальнейшее создание монокультур сосны на Кузоменских песках должно быть прекращено. В настоящее время необходимо создание собственной семенной базы и использование только местного посадочного материала. Кроме того, требуется начать закладку экспериментальных культур смешанного типа с использованием таких древесных пород, как ель, береза, ольха и ива, которые в отличие от сосны не подвержены массовым инфекционным болезням, выявленным в настоящее время. Создание смешанных лесных насаждений повысит их противоэрозионную эффективность и будет способствовать ускорению почвообразовательного процесса.
Решение проблемы стабилизации природной среды в устье р. Варзуга является важнейшей задачей, поскольку дальнейшее развитие эрозионных процессов в этом районе неизбежно приведет к ухудшению экологического состояния этого уникального природного комплекса Кольского Севера.
ЛИТЕРАТУРА
1. Болдырев В.Л., Тепляков Г.Н. Формирование, состояние и проблемы сохранения ландшафтов Куршской косы. НМА-Природа. М., 2003. 2. Лесомелиорация приморских песков Запада и Севера России / А.Ф. Чмыр, Л.А. Казаков, В.П. Чередниченко, А.В. Дорошин, Г.Н. Тепляков, И.П. Свинцов. СПб.: Изд-во Санкт-Петерб. политехн. ун-та, 2009. 212 с. 3. Казаков Л.А. Кузоменские пески. Мурманск, 2000. 112 с. 4. Медведев П.М. Кузоменские пески и мероприятия по их закреплению // Известия ВГО. 1964. Т. 96. С. 30-38. 5. Казаков Л.А. К проблеме облесения Кузоменских песков // Состояние природной среды Кольского Севера и прогноз ее изменения. Апатиты: Изд. Кольского филиала АН СССР, 1982. С. 129-134. 6. Схема использования, закрепления и облесения песков Варзугского лесничества Терского лесхоза Мурманской области (Фонды Харьковского филиала института «Союзгипролесхоз»). Харьков, 1985. 99 с. 7. Вишняков Г.В., Казаков Л.А. Пути решения экологических проблем приемами фитомелиорации на побережье Белого моря // Экологические и экономические аспекты мелиорации: тез. докл. VIII Всесоюз. конф. по мелиоративной географии. Таллин, 1988. Т. 2. С. 139-140. 8. Вишняков Г.В., Казаков Л.А. Комплексное использование эродируемых земель на Терском побережье Белого моря // Проблемы комплексного использования природных ресурсов Кольского полуострова: материалы всесоюз. конф. Апатиты, 1989. С. 89. 9. Казаков Л.А., Вишняков Г.В. Облесение песков в Заполярье // Лесное хоз-во. 2006. № 4. С. 31-32. 10. Казаков Л.А. Опыт создания защитных лесных полос на эродируемых берегах р. Варзуга // Устойчивость экосистем и проблема сохранения биоразнообразия на Севере: материалы междунар. конф. Кировск, 2006. С. 65-69. 11. Эффективность защитных сооружений на дефлируемых участках песков Кузоменского массива: дипломный проект В.А. Чамина / Апатитский филиал МГТУ. Апатиты, 2007. 12. Санитарное и лесопатологическое состояние лесных культур сосны обыкновенной в кв. 322 и 323 Варзугского участкового лесничества Терского лесничества Мурманской области: отчёт Центра защиты леса Ленинградской области / под ред. Е.А. Бондаренко. СПб., 2010.
Сведения об авторах
Казаков Лерий Александрович - к.с.-х.н., старший научный сотрудник, заслуженный лесовод РФ, e-mail: lery_kazakov@mail.ru
Вишняков Геннадий Власович - участковый лесничий Терского лесничества Комитета по лесному хозяйству
Мурманской области, e-mail: vishnyakov2005@mail.ru
Чамин Виталий Александрович - аспирант, e-mail: chamin-v@yandex.ru
