CC BY
33
DOI: 10.12737/2182
УДК 630*907.2: 630*524.4: 630*18
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИН СНИЖЕНИЯ ЛЕСНОГО РЕКРЕАЦИОННОГО РЕСУРСА В СВЯЗИ С ТЕХНОГЕННЫМ ВЛИЯНИЕМ
кандидат сельскохозяйственных наук, старший преподаватель кафедры лесоводства, лесной таксации и лесоустройства А. Н. Водолажский кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, старший научный сотрудник НИС
М. Т. Сериков
ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия» [email protected], [email protected]
Рекреационные леса, в силу своей близости к городам и населенным пунктам, испытывают, зачастую, комплексное воздействие нескольких антропогенных факторов. Помимо рекреационных нагрузок эти насаждения в большинстве случаев подвергаются техногенному воздействию, главным образом, в виде загрязнения атмосферы промышленными и автотранспортными выбросами.
Рассматриваемые факторы антропогенного влияния, воздействуя на биогеоценоз, приводят к ослаблению насаждений и снижению их продуктивности за счёт нарушения обменных процессов и ухудшения питания древесных пород. Загрязняющие воздух вещества, вызывая нарушения в развитии листового аппарата (хвои) деревьев, уменьшают площадь ассимилирующей поверхности, снижают уровень фотосинтеза, а, следовательно, и продуктивность древостоев. Рекреационная нагрузка через уплотнение почвы нарушает нормальный режим работы корневой системы, ухудшая питание надземных частей растения, что также способствует снижению продуктивности. Следовательно, и рекреация, и техногенные выбросы в атмосферу оказывают свое отрицательное
воздействие на прирост деревьев.
Таким образом, есть возможность сопоставить степень воздействия этих факторов на древесные породы через соответствующее снижение прироста побегов, вызванное их раздельным, и в то же время, совместным действием.
С этой целью исследовался текущий прирост побегов сосны обыкновенной за последние 3 года в чистых по составу сосновых насаждениях третьего класса возраста (40...58 лет), относящихся к третьему классу природной устойчивости лесов к рекреационным нагрузкам (без учёта возможного техногенного влияния) и произрастающих в условиях свежей субори (В2). Годовой прирост побегов измерялся на ветвях 2.3-го порядков, взятых из средней части кроны деревьев со средними морфологическими параметрами. Всего было обмерено 1109 годичных приростов с 42 модельных деревьев, произрастающих на 14 пробных площадях. При этом подбирались участки нескольких категорий:
- 1а - участки, подверженные только техногенному влиянию (воздействие загрязненного воздуха);
- 1б - участки, подверженные только рекреационному воздействию;
- 2 - участки, испытывающие комплексное (техногенное и рекреационное) воздействие;
- 3 - контроль (без антропогенного воздействия).
В качестве загрязненных транспортными выбросами объектов (категория 1а, 2) использовались участки сосновых насаждений, прилегающих к автомагистралям. Наличие рекреационных нагрузок устанавливалось по состоянию почвы и напочвенного покрова (категория 1б, 2). Контрольные участки выбирались на удалении от асфальтированных автомобильных дорог (более 200 метров), а также грунтовых дорог и просек в местах, не подверженных воздействию промышленных выбросов (при фоновом состоянии атмосферы), не имеющих заметных следов их посещения человеком.
Стадии дигрессии лесной среды на опытных участках сосняков устанавливались на основе совместного использования известной шкалы рекреационной дигрессии (ВО «Леспроект») и пятиступенчатой (доработанной нами) шкалы техногенной трансформации лесных экосистем под действием атмосферных загрязнителей [1, 2]. При этом рекреационная дигрессия оценивалась по степени вытаптывания почвы, напочвенного покрова и повреждения нижних ярусов растительности (подрост, подлесок). Это так называемая импульсивная дигрессия, обусловленная рекреацией с периодическим проявлением рекреационных нагрузок. Для оценки общего состояния экосистемы, степени её нарушений применили понятие хронической или общей дигрессии с оценкой состояния всех компонен-
тов, включая древостой. Проявление техногенного влияния оценивалось по упомянутой шкале техногенной трансформации лесных экосистем, которая так же характеризует общее состояние экосистемы. При рассмотрении дигрессии от совместного действия двух факторов использовались обе шкалы, а общая дигрессия насаждения определялась с учётом всех имеющихся в наличии показателей.
В результате проведенных исследований для уровня вероятности 0,95 получены средние значения текущего прироста в длину побегов сосны обыкновенной на участках, испытывающих различный уровень антропогенного воздействия (табл. 1).
На участках без рекреационного воздействия (категория 1а, первая стадия рекреационной дигрессии), расположенных в зоне автотранспортного загрязнения воздуха, годовой прирост побегов составил в среднем 8,6 ± 0,45 см/год (табл. 2). По шкале техногенной трансформации данный участок характеризовался стадией дигрессии 2,5 (пограничное состояние между второй и третьей стадиями). По сравнению с контролем (категория участков 3), где при отсутствии антропогенного воздействия текущий прирост побегов составил в среднем 12,7 ± 0,58 см/год, произошло снижение прироста побегов на 32,3 % (100 - 67,7).
Категория участков 1б, находилась вне зоны техногенного влияния, но подвергалась рекреационным нагрузкам, которые обусловили третью стадию рекреационной дигрессии. Однако общее состояние их экосистем и, главным образом, дре-востоев соответствовало второй стадии
Таблица 1
Динамика средней величины текущего прироста побегов сосны в зависимости от вида антропогенного воздействия и стадии дигрессии
Категория участка Стадии дигрессии Количество измерений, шт., N Среднее значение текущего прироста, см / год, V Среднеквадратическое отклонение см / год, о Коэффициент изменчивости, %, С Ошибка среднего значения, см, т¥ Показатель точности исследований, %, Р Показатель достоверности средней величины, t
рекреационной техногенной общей
3 1 1 1 238 12,7 4,48 35,3 0,58 4,6 21,8
1а 1 2,5 2,5 220 8,6 3,34 38,8 0,45 5,2 19,1
2 3 2,5 4 184 4,9 1,54 31,4 0,23 4,7 21,3
1б 3 1 2 252 9,9 3,94 39,8 0,50 5,1 19,8
Таблица 2
Процент снижения текущего прироста побегов сосны обыкновенной на участках с различными видами антропогенной нагрузки и их сочетанием
Категория участка Средняя величина прироста, см/год Процент от контроля, % Снижение прироста, %
3 12,7 ± 0,58 100 0
1а 8,6 ± 0,45 67,7 32,3
2 4,9 ± 0,23 38,6 61,4
1б 9,9 ± 0,50 78,0 22,0
дигрессии, что свидетельствует об импульсивном (не непрерывном) характере рекреационного воздействия. При сохранении существующих рекреационных нагрузок состояние древостоя с течением времени может достигнуть третьей стадии. Годовой прирост побегов на данном участке составил в среднем 9,9 ± 0,50 см/год и снизился по сравнению с контролем на 22 % (100 - 78).
Участки категории 2 одновременно испытывали действие двух видов антропогенного влияния: техногенного (воздейст-
вие загрязненного автотранспортными выбросами воздуха) и рекреационного. С помощью проведённого эксперимента нашла подтверждение рабочая гипотеза следующего содержания:
- оба эти вида влияния на лесную среду могут усиливать действие друг друга;
- насаждение, подверженное рекреационному прессу, но не испытывающее других вредных воздействий (1б), может выдержать большую рекреационную нагрузку, чем такое же насаждение в сходных лесорастительных условиях, но про-
израстающее в загазованной среде (2);
- если экосистема уже ослаблена воздействием какого-либо негативного фактора, то при возникновении второго, дополнительного, она будет реагировать на этот новый фактор еще сильнее, чем в случае его независимого одиночного воздействия;
- в рассматриваемом случае влияние загазованности снижает устойчивость лесных природных комплексов к рекреационным нагрузкам, отрицательное действие факторов на биогеоценоз взаимно усиливается, снижается величина экологической рекреационной ёмкости, следовательно, рекреационный ресурс истощается.
Это подтверждается результатами исследований на участках категории 2, которые находились в зоне автотранспортного загрязнения (при одинаковой с участками категории 1а удаленности от трассы и интенсивности движения), но дополнительно испытывали рекреационную нагрузку, соответствующую третьей стадии рекреационной дигрессии. Оценивая уровень комплексного воздействия обоих факторов, выяснили, что состояние древостоя соответствует 4-й стадии нарушения экосистем (антропогенной дигрессии). То есть начался процесс деградации. Прирост побегов сосны в среднем составил здесь 4,9 ± 0,23 см/год. По сравнению с контролем (3) он снизился на 61,4 % (100 - 38,6). Если сравнить эту величину прироста с годовым приростом побегов на участках категории 1а (8,6 ± 0,45 см/год), испытывающих только техногенное воздействие, то снижение прироста составит 43 %. При этом за 100 % принята большая величина
прироста (для случая без рекреации - 1а).
Таким образом, рекреационная нагрузка, соответствующая третьей стадии рекреационной дигрессии, на участках категории 1б (только рекреация), не испытывающих техногенного воздействия, вызывает снижение среднего прироста побегов сосны на 22 % (100 - 78), а такая же рекреационная нагрузка на участках категории 2 (комплексное воздействие), ослабленных автотранспортным загрязнением воздуха, снижает прирост побегов на 43 %. В итоге 43 - 22 = 21 % - это величина снижения прироста вследствие ослабления насаждений, вызванного совместным действием двух антропогенных факторов. Всё это подтверждает наличие так называемого синергетического эффекта, который проявляется в виде усиления конечных результатов совместного воздействия нескольких факторов по сравнению с суммой их раздельного влияния ((32,3+22,0)<61,4).
Данный факт был учтён при определении величин снижения рекреационного ресурса пригородных сосновых насаждений, произрастающих в условиях совместного воздействия рекреации и техногенного загрязнения воздуха, мерой которого являются нормативы их экологической рекреационной ёмкости. Методом математического моделирования были получены значения рекреационных нагрузок бездорожной (базовой) формы рекреации для сосняков зелёной зоны г. Воронежа при комплексном антропогенном воздействии [3]. В табл. 3 приведены величины этих нагрузок для трёх преобладающих классов устойчивости насаждений в сравнении с нормативами нагрузок по С.А. Генсируку
Таблица 3
Рекреационная нагрузка в сосняках зеленой зоны г. Воронежа при рекреационном (Генсирук и др., 1987) и комплексном антропогенном воздействии в чел.-дн./га бездорожной формы
рекреации
Стадия общей дигресии Рекреационная нагрузка по классам устойчивости, чел.-дн./га бездорожной формы рекреации (числитель - средние значения, знаменатель - параметры варьирования)
2 класс 3 класс 4 класс
по нормам Гесирука и др. (без учёта техногенного воздействия) с учётом стадии техногенной трансформации по нормам Гесирука и др. (без учёта техногенного воздействия) с учётом стадии техногенной трансформации по нормам Гесирука и др. (без учёта техногенного воздействия) с учётом стадии техногенной трансформации
1 стадия 2 стадия 1 стадия 2 стадия 1 стадия 2 стадия
1 1,0 0...2,0 0,4 0.0,9 - 0,6 0.1,2 0,2 0.0,5 - 0,3 0.0,7 0,1 0.0,3 -
2 3,0 1,6 0,3 1,8 1,0 0,2 1,0 0,5 0,1
2,0.4,0 0,9.2,3 0.0,7 1,2.2,5 0,5.1,5 0.0,4 0,7.1,4 0,3.0,8 0.0,2
3 8,0 5,2 2,5 5,0 3,3 1,5 2,9 1,9 0,9
4,0.12,0 2,3.8,2 0,7.4,3 2,5.7,5 1,5.5,1 0,4.2,7 1,4.4,4 0,8.3,0 0,2.1,6
и др. [4], учитывающих только рекреационное воздействие бездорожной формы рекреации на лесные экосистемы в равнинных условиях.
Из данных таблицы следует, что уже при первой стадии техногенной трансформации происходит снижение экологической рекреационной ёмкости насаждений (соответствующей предельно допустимой нагрузке третьей стадии рекреационной дигрессии) на 32 % (для 2 класса устойчивости к рекреационным нагрузкам: 100 -(8,2/12-100)). Вторая стадия техногенной трансформации требует уменьшения рекреационной нагрузки на экосистему уже на 64 % (для 2 класса устойчивости: 100-(4,3/12-100)). Кроме того, предельно допустимая рекреационная нагрузка насаждений со второй стадией техногенной трансформации приблизительно соответствует предельной рекреационной нагруз-
ке второй стадии рекреационной дигрессии насаждений при одиночном рекреационном воздействии бездорожной (базовой) формы рекреации (для 2 класса устойчивости к рекреационным нагрузкам: 4,3 ~ 4,0).
Таким образом, при наличии второй стадии техногенной трансформации допустима рекреационная нагрузка, соответствующая только второй стадии рекреационной дигрессии. Другими словами, в сосновых насаждениях зелёной зоны г. Воронежа на удалении до 200 м от автомобильных дорог экологическими нормами рекреационного использования являются предельно допустимые нормы рекреационной нагрузки не третьей, а второй стадии рекреационной дигрессии. Налицо снижение величины лесного рекреационного ресурса, так как мерой возможного использования лесных рекреационных ресурсов однородных участков леса и лес-
ных территориальных природных образований различных рангов является их экологическая рекреационная ёмкость, измеряемая в чел.-дн. предельно допустимого рекреационного воздействия. Это положение в экосистемном методе лесоустройства рекреационных лесов, разработанное М.Т. Сериковым [5, 6, 7], закреплено следующим определением:
«Ресурсы лесные рекреационные (лесные рекреационные ресурсы) - совокупность компонентов леса, их природных свойств и социально-экологических функций на территории лесов, доступной для посещения людьми с целью отдыха, восстановления жизненных сил и улучшения здоровья, которые могут быть использованы для удовлетворения рекреационной потребности населения в размере экологической рекреационной ёмкости участков леса с учётом преобладающих форм рекреации».
Кроме того, разность между величинами рекреационной нагрузки без техногенного ослабления экосистем и с учётом этого влияния в чел.-дн./га может выступать в роли эквивалента оценки любого вида техногенного воздействия в единицах измерения рекреационных нагрузок с учётом синергетического эффекта совместного отрицательного действия. Такое решение позволяет унифицировать оценки влияния различных факторов на биогеоценозы рекреационных лесов [8, 9, 10, 11], обеспечивать сравнимость результатов их воздействия. В ходе настоящего эксперимента получены данные для эквивалентной оценки влияния загазованности среды (табл. 3), что позволяет обосновано сни-
зить предельно допустимые нормы рекреационных нагрузок, то есть создать предпосылки для экологичного рекреационного использования исследуемых сосновых насаждений.
Учитывая все вышеизложенное, можно сказать, что, исследуя годичный прирост побегов сосны, выявили наличие синергетического эффекта в случае совместного воздействия на сосновые насаждения рекреации и техногенного загрязнения воздуха, что в значительной мере снижает экологические нормы потребления лесного рекреационного ресурса. Данный факт и величины эквивалентной оценки действия техногенных факторов необходимо учитывать при лесоустроительном проектировании использования лесных участков, предоставленных в аренду для осуществления рекреационной деятельности на пригородных территориях.
Библиографический список
1. Водолажский А.Н., Сериков М.Т. Сравнительная оценка рекреационного и техногенного влияния на примере сосновых насаждений // Лес. Наука. Молодежь-2006: сб. матер. по итогам науч.-исслед. работы молодых ученых за 2005-2006 годы / под ред. проф. Л.Т. Свиридова. Воронеж: ВГЛТА, 2006. С. 30-33.
2. Водолажский А.Н. Устойчивость лесных экосистем и оценка воздействия на них атмосферных загрязнителей // Природопользование: ресурсы, техническое обеспечение: межвуз. сб. науч. тр. / под ред. проф. Ф.В. Пошарникова. Воронеж: Воронеж. гос. лесотехн. акад., 2004. Вып.
2. С. 15-17.
3. Водолажский А.Н. Нормативы рекреационной нагрузки в условиях комплексного антропогенного воздействия и экономическая эффективность их применения в лесоустройстве // Организационно-методические вопросы деятельности научно-образовательного центра в области переработки и воспроизводства лесных ресурсов: материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием 13-15 сентября 2006 г. Воронеж: ВГЛТА, 2006. С. 57-60.
4. Генсирук С.А., Нижник М.С., Воз-няк Р.Р. Рекреационное использование лесов. Киев: Урожай, 1987. 247 с.
5. Сериков М.Т., Бугаев В.А., Одинцов А.Н. Основы лесоустройства рекреационных лесов: учеб. пособие. Воронеж: Воронеж. гос. лесотехн. акад., 2004. 60 с.
6. Сериков М.Т. Основы лесоустройства рекреационных лесов: лаб. практикум для студентов специальности 250203 - Садово-парковое и ландшафт. стр-во. Воронеж: ВГЛТА, 2011. 95 с.
7. Сериков М.Т., Мироненко А.В., Водолажский А.Н. Основы лесоустройства рекреационных лесов. Курсовое проектирование: метод. указания к выполнению курсового проекта с использованием автоматизированной системы формирования и обработки базы данных для студентов по направлению подготовки 250700 - Ландшафтная архитектура. Воронеж: ВГЛТА, 2013. 47 с.
8. Сериков М.Т., Водолажский А.Н.
Метод эквивалентной оценки влияния антропогенных факторов на лесные экосистемы // Лесное образование и лесная наука в 21 веке: материалы регион. науч.-практ. юбилейной конф., Воронеж, 12-13 февр. 2004 г. Воронеж: ВГЛТА, 2004. С. 202-206.
9. Сериков М.Т., Водолажский А.Н. Методологические основы оценки рекреационных ресурсов и их практического использования в зоне интенсивного градостроительного влияния // Совершенствование экономического механизма на предприятиях: материалы конференции, посвященной 100-летию со дня рождения профессора И.В. Воронина / под ред. В.П. Бычкова. Воронеж: ВГЛТА, 2005. С. 30-34.
10. Сериков М.Т., Водолажский А.Н. К вопросу оценки рекреационного потенциала зеленых насаждений в условиях комплексного воздействия городской среды // Здоровье населения - стратегия развития среды жизнедеятельности: сборник статей к общему собранию РААСН. М., Белгород, 2008. Т. 1. С. 128-132.
11. Сериков М.Т. Эквивалентный метод оценки техногенного воздействия на леса зеленых зон крупных селитебно-промышленных центров // Социальные стандарты качества жизни в архитектуре, градостроительстве и строительстве: научные труды / отв. А.П. Кудрявцев, В.И. Колчунов; РААСН. М.; Орел; Курск: РИО РААСН, ФГОУ ВПО «Госуниверситет-УНПК", 2011. 1 электрон. опт. диск (CD-ROM).
