CC BY
34
УДК 581.5
БЕЛЯЕВ Владимир Васильевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры географии и геоэкологии Поморского государственного университета имени М.В. Ломоносова. Автор 100 научных публикаций, в т.ч. монографии и трех учебно-методических пособий
БУРЛАКОВ Павел Сергеевич, аспирант, младший научный сотрудник лаборатории экологической радиологии группы экологии леса Института экологических проблем Севера Уральского отделения РАН. Автор пяти научных публикаций
ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ ХВОЙНЫХ ЛЕСОВ В ТАЕЖНЫХ ЛАНДШАФТАХ ЕВРОПЕЙСКОГО СЕВЕРА
Ландшафты, высокопродуктивные леса, пространственная структура, геоэкологические факторы
На территории Архангельской области около 6% естественных насаждений представлены высокопродуктивными древосто-ями П-Ш класса бонитета [1]. К числу высокопродуктивных лесов в первую очередь относятся смешанные сосново-березовые (елово-березовые) и сосново-еловые насаждения кисличных и черничных типов леса, обладающие быстрым ростом и высокой продуктивностью [2]. Запас древесины в них к 60-летнему возрасту может достигать 220 м3/га (ельник кисличник III класса бонитета) и более (650 м 3/га — естественно сформировавшиеся листвяги I класса бони-
тета). В то жевремя одноименные типы леса по продуктивности в спелом возрасте отличаются на один и более класс бонитета, т.е. различия по запасу древесины составляют свыше 100 мУга. Однако исследования, направленные на изучение территориального (географического) распространения высокопродуктивных лесов и их приуроченности к определенным условиям произрастания, практически не проводились.
Пространственная структура объекта определяется положением его относительно целого комплекса факторов, влияющих на его функционирование и размещение. Ис-
пользование в данном случае зонально-типологической концепции не объясняет распространение в сходных условиях местопроизрастания насаждений разной продуктивности. Дифференциация по подзонам тайги основывается, в первую очередь, на различии климатических факторов. Однако геологические, геоморфологические, микроклиматические условия в пределах сходных типов леса далеко не однородны. Это обуславливает различный водный и температурный режимы, механический и химический составы почв и другие параметры. Поэтому и продуктивность лесов существенно варьирует. Таким образом, только использование ландшафтной (геоэкологической) основы позволит ответить на ряд вопросов, связанных с закономерностями распространения и функционирования высокопродуктивных лесов. В рамках современной экологии вопросы пространственной неоднородности объектов и факторов их формирования являются наиболее сложными и дискуссионными. В данной работе сделана попытка отразить роль литогенной основы в формировании высокобонитетных лесов.
На территории Европейского Севера главное влияние на продуктивность лесных биоценозов оказывают градиенты тепла, влаги и элементов минерального питания. Именно эти условия являются лимитирующими в процессе продуцирования. В настоящее время имеются результаты определения конвективного теплового потока (далее — КТП), полученные на основе дистанционного зондирования Земли со спутника NOAA (радиометр AVHRR). На основе дешифрирования космоснимков сотрудниками Санкт-Петербургского научно-исследовательского центра экологической безопасности РАН построены карты конвективного теплового потока масштаба 1:1 000 000 (редактор —
В.И. Горный). Отмечается, что на 5-10% территории Европейского Севера отмечается аномально высокий КТП, достигающий десятков Вт/м2 [3]. Величина КТП зависит от
строения земной коры — мощности осадочного чехла, наличия разломов, где проявляется неоднородность многих геофизических параметров [4].
Оценку пространственной структуры лесных массивов удобно проводить на основе анализа плана лесонасаждений или лесоустроительного планшета и таксационных описаний соответствующего лесоустройства с последующей привязкой на топографическую и геоэкологическую основу. На примере этих данных возможна оценка пространственного размещения выделов, различающихся по условиям местопроизрастания, породному составу и продуктивности. С помощью тепловой карты в пределах Березниковского лесхоза Моржегорского лесничества (кварталы № 28, 29, 44, 45, 46, 60, 61, 63, 64, 79) выделена территория, неоднородная по термическим условиям. Привязка КТП относительно топографических карт осуществлялась в ГИС-пакете «МарШо 6.5». Выявлено, что территория с повышенным КТП приурочена к узлу пересечения разломов. Карта разломов использовалась из работы Ю.Г. Кутинова [5]. Такая вертикальная высокопроницаемая область обеспечивает постоянный приток флюидов и глубинных газов, т.е. возникает глубинный стволовой канал повышенного тепломассобмена [6]. На рассматриваемой территории геоморфологическими признаками разломов являются спрямленные контуры болот и озер, а также общая вытянутость гидросети вдоль линеамента (рис. 1).
По лесоустроительным материалам (актуализация 1989 г.) были проанализированы таксационные характеристики более 250 вы-делов на территории исследований. Определены высокопродуктивные насаждения II и III классов бонитета, распространенные в районе Целезерских озер (63 и 64 кварталы). Они представлены смешанными сосновоеловыми, сосново-березовыми (елово-березовыми) насаждениями кисличных, чернич-
Рис. 1. Карта района исследований: 1 — район исследований; 2 — территории с высоким уровнем КТП; 3 — разломы; 4 — болота; 5 — озера; 6 — направление течения рек.
ных и брусничных типов леса. Лесоводствен-но-таксационная характеристика некоторых насаждений приведена в табл. 1.
В результате выявлена своеобразная концентрация высокобонитетных насаждений в пределах территории с высоким уровнем КТП и приуроченная к узлу пересечения разломов (рис. 2). За пределами территории с высоким уровнем КТП древостои характеризуются бо-
Рис. 2. Схема сопоставления материалов: аномалия КТП, разломы и высокопродуктивные леса: 1 — территория распространения высокопродуктивных лесов; 2 — аномалия КТП; 3 — простирание разломов;
4 — граница кварталов.
лее низкой продуктивностью (1У-У класс бонитета). Отдельно необходимо отметить, что один из наиболее продуктивных типов леса — ельник-кисличник — на рассматриваемой территории не встречается больше нигде. Данный тип леса локализован именно в пределах аномалии КТП и зоны пересечения разломов.
Подобная локализация высокобонитет-ных лесов (несколько или целая группа вы-
Таблица 1
Таксационная характеристика лесных насаждений III класса бонитета (63 квартал Моржегорского лесничества Березниковского лесхоза)
№ выдела Тип леса Породный состав Возраст, лет Высота, м Диаметр, см Запас древесины на 1 га/м3
7Е 18 18
10 Е КИС 2С 80 19 18 200
1Б 18 16
4Е 17 18
16 ЕЧС 3С 75 18 18 200
3Б 18 14
6Б 16 14
20 Б КИС 3С 50 17 16 150
1Е 15 16
Окончание табл. 1
№ выдела Піп леса Породный состав Возраст, лет Высота, м Диаметр, см Запас древесины на 1 га/м3
24 Е КИС ЕС СЛ — 70 17 19 О© ОС 190
5Е 14 14
25 Е ЧС 3С 60 14 14 130
2Б 14 10
Условные обозначения: Е КИС — ельник-кисличник, Е ЧС — ельник-черничник свежий, Б КИС — березняк-кисличник; Е — ель, С — сосна, Б — береза.
делов) в пределах смежных кварталов отмечена и для других территорий (Карпогорский лесхоз, Кавринское, Карпогорское и Пачихинское лесничества). Однако геоэкологическая оценка этих территорий требует отдельного рассмотрения.
Особый интерес представляет распространение территорий с разным уровнем КТП и их отражением в природных комплексах различного ранга. Пространственный анализ границ с высоким уровнем КТП в пределах бассейна р. Мехреньга (приток р. Емца), бассейна Северной Двины показывает определенную степень корреляции между отдельными единицами отраслевого районирования (геоморфологического, ландшафтного, почвенноэкологического, а также породного состава лесов по ландшафтам) [7—9]. Анализ конфигурации картографических объектов выполнялся с использованием приема графического оверлея в ГИС-пакете «МарШо 6.5». Интерпретация результатов следующая: совпадающие или частично совпадающие контуры трактуются как отражение устойчивой взаимосвязи явлений (рис. 3). Очевидно, что такое обособление имеет сопряженность с распространением растительных группировок. Особый интерес представляет определение ареалов произрастания неморальной растительности, а также изучение структуры редких биоценозов и численности редких видов. По используемым критериям проблема комплексного подхода является наиболее сложной в современном районировании территорий и в
ландшафтоведении вообще. Однако использование именно этого (геоэкологического) подхода помогает в полной мере оценить степень влияния факторов формирования и пространственного размещения объектов.
В рамках данной статьи невозможно отразить все стороны проблем, связанных с выделением таксономических единиц, оценкой степени влияния факторов формирования и особенностей распространения растительно-
Рис. 3. Фрагмент сопряженности контуров территориальных единиц физико-географического, почвенно-экологического районирования и КТП на примере Мехреньг-ского физико-географического района: 1 — контур теплой территории; 2 — граница Мехреньгского района; 3 — граница почвенного округа.
сти. Согласно работам [3, 10, 11], наблюдается следующая картина: степень разнообразия биоты, ее качественные и количественные характеристики зависят от георазнообразия территории, т.е. особенностей геологического и геоморфологического строения, почвы, а также гидрологических и климатических процессов [12]. Однако необходимо отметить, что ландшафтообразующая роль литогенной основы в природных комплексах не имеет
однозначной оценки и требует изучения каждой конкретной территории (единицы ландшафта). Результаты исследований позволяют сделать вывод о том, что пространственная организация высокопроизводительных дре-востоев в условиях бореальной зоны зависит от азональных факторов, в частности от литогенной основы, которая включает комплекс тектонических, геоморфологических и геофизических критериев.
Список литературы
1. Мелехов В.И., Чертовской В.Г., Моисеев Н.А. Леса Архангельской и Вологодской областей // Леса СССР. Т. 1. М., 1966. С. 78-157.
2. Неволин О.А. Основы хозяйства в высокопродуктивных сосняках севера. Архангельск, 1969.
3. Горный В.И., Теплякова Т.Е. О влиянии эндогенного тепла земли на формирование в Бореальной зоне локальных ареалов неморальной растительности // Доклады Академии наук. 2001. Т. 378. № 5. С. 1-2.
4. Горный В.И., Шилин Б.В., Ясинский Г.И. Тепловая аэрокосмическая съемка. М., 1993.
5. Кутинов Ю.Г., Чистова З.Б. Иерархический ряд проявлений щелочно-ультраосновного магматизма Архангельской алмазоносной провинции. Их отражение в геолого-геофизических материалах. Архангельск, 2004.
6. Кутинов Ю.Г., Чистова З.Б. Разломно-блоковая тектоника и ее роль в эволюции литосферы // Литосфера и гидросфера Европейского Севера России. Геоэкологические проблемы. Екатеринбург, 2001.
С. 68-113.
7. Атлас Архангельской области. М., 1976.
8. Исаченко А.Г. Экологическая география Северо-Запада России. СПб., 1995. Ч. 2.
9. Карта Почвенно-экологического районирования Восточно-Европейской равнины. Масштаб 1:2 500 000 / под ред. Г.В. Добровольского, И.С. Урусевской. М., 1997.
10. Беляев В.В. Влияние конвективного теплового потока Земли на лесорастительные условия // Вестн. Помор. ун-та. Сер. «Естественные и точные науки». 2003. № 1(3). С. 23-29.
11. Шварцман Ю.Г., Болотов И.Н. Механизмы формирования экстразональных биоценозов на Соловецких островах // Экология. 2005. № 5. С. 1-9.
12. География и мониторинг биоразнообразия. М., 2002.
Belyaev Vladimir, Burlakov Pavel
SPATIAL DISTRIBUTION PECULIARITIES OF HIGH PRODUCTIVE CONIFEROUS FORESTS IN THE TAIGA LANDSCAPES OF THE EUROPEAN NORTH
The article is devoted to complex material application in forestry researches. Spatial distribution is analysed on the geoecological basis. Productivity of coniferous forests is reported to depend in the boreal zone on azonal factors, geoecological environment in particular.
Рецензент — Феклистов П.А., доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий кафедрой экологии и защиты леса Архангельского государственного технического университета
