CC BY
44Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 1(17), 2015 г., [61-71] УДК 631.6.02
В. М. Ивонин, И. В. Воскобойникова
Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт имени А. К. Кортунова Донского государственного аграрного университета, Новочеркасск, Российская Федерация
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ ЭРОЗИИ ПОЧВ ДЛЯ РЕКРЕАЦИОННЫХ ЛЕСОВ
Целью данного исследования является создание теоретической базы для предотвращения эрозии почв рекреационных лесов. Было установлено, что рекреационные нагрузки и создание туристических объектов усиливают эрозию почв в лесу. Рекреационные нагрузки вызывают измельчение компонентов лесной подстилки, а также их движение вниз по склону. Одновременно с уничтожением лесной подстилки происходит ухудшение свойств почвы (увеличивается плотность, уменьшается пористость). Когда идут ливневые дожди, уменьшается интенсивность поглощения осадков и увеличивается поверхностный сток. Эрозия почв усиливается при условии того, что увеличиваются крутизна склонов и воздействие туристов на лес. Устройство туристских объектов приводит к расчленению лесных массивов на участки разных размеров (фрагментации). В этих случаях эрозия почв активируется на границах фрагментации (лыжных трассах, подъемниках и других маршрутах). Кроме того, эрозию увеличивает нарушение почвенного покрова при строительстве туристских объектов. Контроль над рекреационной нагрузкой обеспечивает предупреждение эрозии почвы. Мероприятия по борьбе с эрозией необходимо усилить в пределах границ фрагментации лесов.
Ключевые слова: лес, эрозия почвы, отдых, туризм, уплотнение почвы, рекреационная нагрузка.
V. M. Ivonin, I. V. Voskoboynikova
Novocherkassk Engineering and Land Reclamation Institute of Don State Agrarian University, Novocherkassk, Russian Federation
THEORETICAL CONCEPT OF SOIL EROSION FOR RECREATIONAL FORESTS
The aim of this study is to create of theoretical base for the prevention of soil erosion in recreational forests. It was found that recreational loads and creation of tourist objects increases soil erosion and in the forest. Relaxing super loads cause shredding of components forest litter, as well as their movement down the slope. Addition to destroying the forest litter there is a deterioration of soil properties (increases density, reduced porosity). When go rain showers, reduced absorption intensity of rainfall and increases surface runoff. Soil erosion enhanced by provided that increases the steepness of the slopes and impact of tourists on the forest. Device tourist facilities dismember forests into segments of various sizes (fragmentation). In these cases, soil erosion is activated within the borders of fragmentation (ski runs other lifts and other routes). In addition, erosion increases the soil disturbance during the construction of tourism facilities. Control of recreational load provides a warning of soil erosion. Activities of erosion control are necessary to strengthen within the lines of fragmentation.
Keywords: forest, soil erosion, recreation, tourism, ground compaction, recreational
load.
Классификацию водной эрозии с учетом генетических, пространст-
венных и других признаков предложил В. Н. Петров [1]. Ландшафтно-генетическую классификацию водной эрозии усовершенствовал Л. Ф. Литвин [2], который выделил при различном хозяйственном использовании земель типы природно-антропогенной эрозии: земледельческий, пастбищный, лесопромышленный, строительный и др.
Выделение лесопромышленной эрозии Л. Ф. Литвин обосновал тем, что процессы смыва и размыва в лесу связаны с лесозаготовками (лесосечной формой хозяйствования).
Однако в лесу эрозия почв может проявляться и при других формах хозяйствования, например при осуществлении рекреационной деятельности. Поэтому лесопромышленный тип природно-антропогенной эрозии предложено назвать лесохозяйственным [3], а классификационную схему эрозии почв по соотношению природной и антропогенной энергии уточнить в следующем виде (рисунок 1).
Лесохозяйственный тип эрозии исследован в связи с лесосечной формой хозяйствования, когда на склонах образуются вырубки, волока и технологические дороги [4-6]. Этот тип эрозии изучен также и в производных лесах (образовавшихся на месте коренных лесов при антропогенной деятельности) с пониженной продуктивностью и деградированными лесной подстилкой и почвами [7].
Деградация лесной подстилки и почв происходит и при рекреационной дигрессии лесных экосистем. Уточненная авторами схема такой дигрессии приведена на рисунке 2.
Рекреационная дигрессия - это процесс негативного изменения экосистем под действием рекреационных нагрузок. В процессе такого изменения экосистема последовательно проходит пять стадий. По ОСТ 56-84-85 [8] стадия рекреационной дигрессии - это этап изменения биогеоценоза (экосистемы) в результате воздействия рекреационных нагрузок.
В лесоустройстве принято, что лесная экосистема в процессе дегра-
дации под влиянием рекреационных нагрузок последовательно проходит пять стадий [9].
Рисунок 1 - Классификационная схема эрозии почв по соотношению природной и антропогенной энергии
Рисунок 2 - Схема рекреационной дигрессии лесных экосистем
В процессе этого происходят негативные изменения почв, древостоя, живого напочвенного покрова, подроста, подлеска и животного мира
(рисунок 2).
Дигрессия почв прежде всего происходит при деградации лесной подстилки (уплотнении, измельчении, истончении, фрагментации и полном уничтожении вплоть до обнажения минерального горизонта).
При деградации подстилки одновременно ухудшаются свойства почв: происходит уплотнение, сокращается порозность (пористость). Кроме этого, происходит угнетение почвенной микрофлоры, а также выжигание гумуса под кострищами.
Повышенные рекреационные нагрузки вызывают угнетение деревьев (снижение приростов; появление очагов болезней и распространения вредителей; уменьшение размеров и изменение цвета хвои, побегов; подавление фотосинтеза, дыхания, транспирации и жизнедеятельности корней).
Типичными механическими повреждениями деревьев являются стесывание, расщепление и подрубы стволов, облом вершин и скелетных ветвей, оттаптывание корней. Отдельные деревья вырубаются при оборудовании биваков и кошевых стоянок, а также при заготовке дров. Возможны ожоги коры деревьев вблизи кострищ.
Все это способствует ускоренному отпаду деревьев с диаметром, близким к среднему. Увеличиваются общий размер усыхания и сухостой. Эти процессы сопровождаются уменьшением сомкнутости крон (полноты), формированием редин и древостоя куртинного типа, которые уже не обладают стокорегулирующей способностью исходных (коренных) лесов.
Под воздействием рекреации происходит преобразование структуры живого напочвенного покрова: сокращается проективное покрытие, уменьшается численность лесных видов с заменой их луговыми травами и сорняками.
Рекреация приводит к деградации подроста, прежде всего мелкого (высота менее 0,5 м) и среднего (0,5-1,0 м), а также к уменьшению густоты кустарникового подлеска. В первоначальный период нагрузок разновозрастный подрост превращается в одновозрастный, далее подрост и подлесок
сохраняются куртинами, а их жизнеспособность понижается. Возможно изменение состава подроста, которое указывает на опасность будущей смены типа леса.
Очевидно, что на определенной стадии изменений лесных экосистем проявляется эрозия, связанная главным образом с рекреационной дигрессией лесных почв.
Были определены следующие диагностические признаки рекреационной дигрессии буроземов в лесах Северо-Западного Кавказа на склонах крутизной от 15 до 25° [10]: первая стадия дигрессии - рекреационная нагрузка отсутствует, лесная подстилка не нарушена; вторая стадия - рекреационная плотность изменяется от 0,1 до 3,2 чел./га, лесная подстилка уплотнена; третья стадия - рекреационная плотность изменяется от 1,6 до 4,6 чел./га, лесная подстилка измельчена и частично втоптана в уплотненную почву; четвертая стадия - нагрузка изменяется от 1,7 до 7,4 чел./га, куртины лесной подстилки сохранены лишь у подошвы склонов; пятая стадия - нагрузка изменяется от 4,9 до 10,4 чел./га, поверхность почвы полностью минерализована и сильно уплотнена.
При осуществлении рекреационной деятельности в лесах кроме рекреационных нагрузок на леса допускаются возведение временных построек и устройство рекреационных объектов (ботанических, геоморфологических, гидрогеологических, культурно-исторических, ландшафтных). К рекреационным (туристским) объектам относят также базы отдыха, туристские приюты, кемпинги, домики рыбака, спортивно-технические сооружения, пикниковые комплексы и др. При обустройстве таких объектов возникают рубежи фрагментации лесов, где активизируется эрозия.
Научному обоснованию допустимых рекреационных нагрузок с учетом не только группы типов леса, но и крутизны склонов, а также разработке противоэрозионных мероприятий применительно к рубежам фрагментации лесов поможет теоретическая концепция эрозии почв при рек-
Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 1(17), 2015 г., [61-71] реационном использовании лесов (рисунок 3).
Рисунок 3 - Теоретическая концепция эрозии почв при осуществлении рекреационной деятельности в лесах
Концепция разработана на основе данных, полученных в 1997-2013 гг. [11-13]. Согласно этой концепции, эрозии почв способствует рекреационная дигрессия лесных почв, а также обустройство туристских (рекреационных) объектов. Рекреационная дигрессия почв постепенно приводит к деградации лесной подстилки вплоть до минерализации поверхности почвы.
При этом происходят измельчение и втаптывание в почву компонентов подстилки, а также их передвижение вниз по склону под шагами туристов. Одновременно с деградацией лесной подстилки происходит ухудшение водно-физических свойств слоя почв 0-20 см (уплотнение, сокращение пористости), что способствует уменьшению интенсивности впитывания
осадков и увеличению поверхностного стока при ливнях.
Это вызывает активизацию эрозии почв, преимущественно в виде смыва (рисунок 4), который усиливается по мере возрастания рекреационных нагрузок и крутизны склонов.
Рисунок 4 - Деградация лесной подстилки и смыв почвы (дождевание в буковом лесу при рекреационной плотности 5 чел./га), рекреационный объект «Озёра Хмелевского» Сочинского национального парка (автор фото В. М. Ивонин)
Обустройство туристских объектов вызывает фрагментацию лесов -их расчленение на участки различными рубежами (лыжными трассами, подъемниками, технологическими дорогами, туристской инфраструктурой и т. п.). Это приводит к негативным последствиям, среди которых наименее изученным является струйчатый размыв нарушенных почв (рисунок 5) при частичном или полном удалении или перемешивании генетических горизонтов. Исследование этого вопроса проведено нами ранее [13].
Предупреждение смыва почвы обеспечивается обоснованием допустимых рекреационных нагрузок с учетом группы типов леса и крутизны склонов; струйчатого размыва - проведением мелиоративных (противоэро-зионных) мероприятий на рубежах фрагментации лесов.
Рисунок 5 - Струйчатый размыв лыжной трассы (горноклиматический курорт «Альпика-Сервис», Красная Поляна - Сочи) (автор фото В. М. Ивонин)
Предложенная теоретическая концепция эрозии почв при осуществлении рекреационной деятельности в лесах поможет предотвращению процессов смыва и размыва, связанных с рекреационной дигрессией почв и их нарушением при фрагментации лесов во время обустройства туристских (рекреационных) объектов.
Заключение
1 Разработана теоретическая концепция эрозии почв при осуществлении рекреационной деятельности в лесах, которая основана на том, что процессы смыва и размыва могут быть связаны с рекреационной дигрессией почв и их нарушением при фрагментации лесов во время обустройства туристских (рекреационных) объектов.
2 Прохождение стадий рекреационной дигрессии почв вызывает деградацию лесной подстилки вплоть до минерализации поверхности почвы. При этом происходят измельчение и втаптывание в почву компонентов подстилки, а также их передвижение вниз по склону под шагами туристов. Одновременно с деградацией лесной подстилки происходит ухудшение водно-физических свойств слоя почв 0-20 см (уплотнение, сокращение по-
ристости), что способствует уменьшению интенсивности впитывания осадков и увеличению поверхностного стока при ливнях и снеготаянии. Это вызывает активизацию эрозии почв, преимущественно в виде смыва, который усиливается по мере возрастания рекреационных нагрузок и крутизны склонов.
3 Обустройство туристских (рекреационных) объектов в лесах вызывает их фрагментацию - расчленение лесных массивов на дробные участки различными рубежами (лыжными трассами, подъемниками, технологическими дорогами, объектами туристской инфраструктуры и т. п.). Это приводит к негативным последствиям, среди которых наименее изученной является струйчатая эрозия, которая активизируется при сосредоточении стока по рубежам фрагментации. Этой активизации способствует уменьшение противоэрозионной стойкости почв, нарушенных частичным или полным удалением или перемешиванием генетических горизонтов при обустройстве туристских объектов.
4 Предупреждение эрозии почв при осуществлении рекреационной деятельности в лесах обеспечивается как обоснованием допустимых рекреационных нагрузок (с учетом крутизны склонов и групп типов леса), так и проведением мелиоративных мероприятий на рубежах фрагментации лесов.
Список использованных источников
1 Петров, В. Н. О совершенствовании классификации эрозии почв и понятийного аппарата эрозиоведения / В. Н. Петров // Современные аспекты изучения эрозионных процессов. - Новосибирск: Наука, 1980. - С. 24-28.
2 Литвин, Л. Ф. География эрозии почв сельскохозяйственных земель России: моногр. / Л. Ф. Литвин. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2002. - 255 с.
3 Ивонин, В. М. Эрозиоведение: учебник / В. М. Ивонин, А. В. Тертерян. - Ростов н/Д.: Изд-во СКНЦ ВШ ЮФУ, 2014. - 216 с.
4 Горшенин, Н. М. Эрозия горных лесных почв и борьба с ней: моногр. / Н. М. Горшенин. - М.: Лесная промышленность, 1974. - 128 с.
5 Ивонин, В. М. Эрозия почв в горных лесах, деградирующих при лесозаготовках: моногр. / В. М. Ивонин. - Ростов н/Д.: Изд-во СКНЦ ВШ, 2005. - 308 с.
6 Коваль, И. П. Экологические основы горного лесоводства: моногр. / И. П. Коваль, Н. А. Битюков, Б. П. Шевцов. - Сочи: НИИгорлесэкол, 2012. - 565 с.
7 Тертерян, А. В. Оценка производных лесов Северо-Западного Кавказа в предотвращении ливневых стоков и эрозии почв [Электронный ресурс] / А. В. Тертерян, В. М. Ивонин // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации: электрон. периодич. изд. / Рос. науч.-исслед. ин-т проблем мелиорации. - Электрон. журн. - Новочеркасск: РосНИИПМ, 2014. - № 1(13). - 20 с. - Режим доступа: http:rosniipm-sm.ru/archive?n=226&id=231.
8 ОСТ 56-100-95. Стандарт отрасли. Методы и единицы измерения рекреационных нагрузок на лесные комплексы. - Введ. 1995-01-09. - М., 1995. - 14 с.
9 Гусев, Н. Н. Справочник лесоустроителя / Н. Н. Гусев. - М.: ВНИИЛМ, 2004. -
328 с.
10 Ивонин, В. М. Эрозия бурых лесных почв в связи с рекреационной дигрессией / В. М. Ивонин, В. Е. Авдонин // Почвоведение. - 2000. - № 2. - С. 243-251.
11 Ивонин, В. М. Эрозия почв при рекреационных нагрузках на буковые леса / В. М. Ивонин, И. В. Воскобойникова // Лесное хозяйство. - 2006. - № 5. - С. 13-17.
12 Ивонин, В. М. Фрагментация горных лесов при строительстве олимпийских объектов [Электронный ресурс] / В. М. Ивонин, А. В. Егошин // Priroda.SU. - Режим доступа: http:priroda.su/item/2736, 2014.
13 Ивонин, В. Восстановление лесных экосистем в ходе подготовки Олимпиады. Реабилитация экосистем горных лесов, нарушенных в ходе строительства объектов Олимпиады Сочи 2014: моногр. / В. Ивонин, А. Егошин, А. Ромашин. - Изд-во LAP LAMBERT Academic Publishing, 2012. - 292 с._
Ивонин Владимир Михайлович - доктор сельскохозяйственных наук, профессор, профессор кафедры лесоводства и лесных мелиораций, Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт имени А. К. Кортунова Донского государственного аграрного университета, Новочеркасск, Российская Федерация. Контактный телефон: (8635) 27-96-44; +7 928 923-90-86. E-mail: [email protected]
Ivonin Vladimir Mikhaylovich - Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Professor of the Chair of Forestry and Forest Reclamation, Novocherkassk Engineering and Land Reclamation Institute of Don State Agrarian University, Novocherkassk, Russian Federation. Contact telephone number: (8635) 27-96-44; +7 928 923-90-86. E-mail: [email protected]
Воскобойникова Инна Владимировна - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры лесных культур и лесопаркового хозяйства, Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт имени А. К. Кортунова Донского государственного аграрного университета, Новочеркасск, Российская Федерация. Контактный телефон: (8635) 27-96-44; +7 928 923-90-86. E-mail: [email protected]
Voskoboynikova Inna Vladimirovna - Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor of the Chair of Woodland Plants and Forest Park Management, Novocherkassk Engineering and Land Reclamation Institute of Don State Agrarian University, Novocherkassk, Russian Federation.
Contact telephone number: (8635) 27-96-44; +7 928 923-90-86. E-mail: [email protected]
