CC BY
69
ISSN 2306-2827
Лес. Экология. Природопользование
УДК 632.03
И. А. Алексеев, А. В. Захаров, О. Н. Гусева
ВЛИЯНИЕ ПОДТОПЛЕНИЯ ЧЕБОКСАРСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА НА ЛЕСОПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДРЕВОСТОЕВ
Приводятся результаты лесопатологического мониторинга лесов в зоне подтопления Чебоксарского водохранилища. Выявлено увеличение заболеваний абиотического порядка и случайного отпада деревьев в результате изменения ветрового режима и чрезмерного увлажнения почвы. Отмечено изменение видового состава дереворазрушающих грибов. Установлены наиболее характерные признаки адаптации пород к подтоплению.
Ключевые слова: лесопатологический мониторинг; корневые гнили; естественный, патологический и случайный отпады; отпады пород в зависимости от стадий подтопления; факультативные сапротрофы; энто-мовредители; ход стабилизации.
Введение. Строительство крупных гидроэлектростанций на равнинных реках с густо населенными берегами создает острые социальные и экологические проблемы. Левый берег водохранилища Чебоксарской гидроэлектростанции сложен легко фильтрующимися песчаными и супесчаными почвами на большую глубину территории, а правый берег - юрскими и пермскими отложениями с высоким содержанием легко растворимых кальциевомагниевых солей [1-3]. Многолетний лесопатологический мониторинг, организованный со дня заполнения Чебоксарского водохранилища И. А. Алексеевым, выявил кризисные явления в состоянии лесов не только прибрежной зоны, но и вглубь территории западной части Республики Марий Эл [4-6]. Исследования указанных авторов показали, что процесс негативного влияния уровня водохранилища на отметке 63 м носит длительный характер и требует продолжения экологического и лесопатологического мониторинга, в частности. Мониторинг должен вестись по единой методике по суще-
ственным негативным параметрам, не вдаваясь в изучение несущественных деталей [4-7]. Так, исследуя лесопатологические характеристики насаждений, другие авторы определяли процент зараженности количества деревьев без учета категорий состояния, запаса, сравнения с нормативными параметрами жизнеспособности, фаутности, отпада деревьев взятием кернов, хотя их можно оценить использованием детальных объемных классов бонитета. Не изучены параметры адаптации деревьев к длительным воздействиям негативных внешних факторов.
Цель исследования - выявить тенденции изменения санитарных характеристик насаждений для оценки их устойчивости к подтоплению и рекомендовать наиболее целесообразные структуры насаждений для различных почвенногидрологических условий подзон подтопления водохранилищем Чебоксарской ГЭС.
Методика исследования. В основу лесопатологического мониторинга принята унифицированная методика, разрабо-
© Алексеев И. А., Захаров А. В., Гусева О. Н., 2013.
93
Вестник ПГТУ. 2013. № 3(19)
ISSN 2306-2827
танная И. А. Алексеевым и одобренная на Первой Всесоюзной конференции по проблемам лесопатологического мониторинга в 1991 году. Эта методика включает: порядок сбора полевой информации по маршрутно-детальным обследованиям участков, дифференцированный подход к установлению категорий состояния деревьев, учет и оценку фаутов по десяти группам причин их происхождения, оценка отпада по трем группам причин образования, расчет естественного отпада и нормального отпада с учетом лесовод-ственных вмешательств. По собранным материалам производится расчет уровня биологического разнообразия, эффективной фитомассы, показатели расстроенно-сти и устойчивости, а также оценка прогнозной характеристики по 23 параметрам. Для всех учитываемых параметров негативного воздействия установлены оценочные шкалы. Такая унификация позволяет одинаково оценивать мониторинговые данные разных авторов по установлению как статического санитарного состояния, так и тенденций изменения его, включая адаптационные процессы и экологические характеристики.
Результаты и обсуждение. Подтопление водами искусственно созданных водохранилищ с уровнем воды выше уровня максимального половодья вызывает стабильное повышение уровня грунтовых вод. Левый берег крупных рек характерен отложениями несвязных песчаных почв на большую глубину территории. По В. А. Афанасьеву и А. Г. Емельянову [8], а также О. Н. Гусевой [6], вследствие этого подтопление по левому берегу распространяется от уреза воды до 20 км. Это положение подтвердилось и при наших исследованиях. Но в условиях Марийской низменности воды водохранилища глубоко зашли вглубь территории Марий Эл по руслам впадающих в Волгу рек и их притоков. Так, урез воды реки Арды у пос. Алешкино, в 5 км от водохранилища, поднялся до 63-й отметки. В литературе
[8] принято делить зону подтопления на три подзоны: сильную, с уровнем грунтовых вод до 0,5 м, умеренную, с уровнем 0,5-1,0 м и слабую - с уровнем более 1 м. Наиболее протяженной оказалась слабая подзона подтопления С учетом состава адаптированной растительности число подзон (стадий ) подтопления мы увеличили до пяти:
1) подзона капиллярного подъема грунтовых вод с устойчивым обеспечением влажности почвогрунта в свежем состоянии. Соответствует зеленомошниковому типу леса. Сосновые культуры на таких почвах легко поражаются корневой губкой;
2) подзона влажной почвы (рис. 1). Соответствует чернично-долгомошнико-вым типам леса, с начавшимся в корнеобитаемом слое оглеением почвы. В живом напочвенном покрове начинают преобладать гигрофильные растения. Им соответствуют крушиновые, чистотеловые и волнисто-моховые типы зарастания очагов усыхания от корневой губки;
3) подзона преобладания сырых почв (рис. 2). Соответствует осоковым и сфагновым типам леса. В живом напочвенном покрове открытых мест преобладает болотная осока. По микропонижениям появляются пятнами типичные болотные растения -тростник, рогоз и камыш. Типичные участки черноольхово-березово-осиновых насаждений высоких полнот. Встречается ослабленная избытком влаги ель;
4) подзона мокрых почв (рис. 3). Заняты черноольховыми насаждениями с уровнем грунтовых вод 0,2-0,6 м. Встречаются единичные деревья березы пушистой, вяза гладкого, ветлы. В подлеске заросли кустарниковых ив. Подзона характерна для островных лесов и черноольховых заболоченных лесов поймы до затопления;
5) подзона с поверхностными зеркалами воды 50 % и более. Разрушающиеся низкополнотные островные ветляники и черноольховые насаждения. Сплошные заросли кустарниковых ив (рис. 4).
94
ISSN 2306-2827
Лес. Экология. Природопользование
Рис. 1. Вторая подзона влажной почвы
Рис. 3. Четвертая подзона мокрых почв
Как видно из табл. 1, по мере повышения уровня грунтовых вод изменяются состав и производительность древостоев. Изменяется степень поражения корневой губкой. Уменьшается доля запаса жизнеспособных деревьев, повышается доля усыхающих и свежеусохших деревьев по запасу, которые снижают индекс жизнеспособности и повышают индекс потери жизнеспособности породы и древостоя. С учетом процента жизнеспособных деревьев по запасу от суммы растущего запаса
Рис. 2. Третья подзона преобладания сырых почв
Рис. 4. Пятая подзона с поверхностными зеркалами воды 50 % и более
со свежим отпадом, индексов жизнеспособности и потери жизнеспособности по формуле Алексеева - Кусакина определялся коэффициент жизнеспособности. При значении этого коэффициента более 85 оценивается лучшая сохранность породы и древостоя с лучшей категорией состояния, 45-84 - хорошая сохранность породы и древостоя, 15-44 - удовлетворительная сохранность, 5-14 - неудовлетворительная сохранность, 1-5 - плохая и менее 1 - преобладание сильно ослаблен-
95
Вестник ПГТУ. 2013. № 3(19)
ISSN 2306-2827
ных, усыхающих и свежеусохших деревьев породы и преобладание в древостое низких категорий состояния всех пород.
Коэффициент стабильности состояния вычислялся по формуле И. А. Алексеева по произведению семи положительных параметров, деленному на сумму шести отрицательных параметров и произведение десяти отрицательных показателей уровня разрушения древостоя. При значении этого коэффициента более 10000 -состояние породы оценивается как лучшее с очень высоким уровнем жизнеспособности, от 1000 до 10000 - с высоким,
от 100 до 1000 - удовлетворительным, 10
- 100 - неудовлетворительным, от 1 до 10
- плохим уровнем жизнеспособности. Значение коэффициента менее 1 характеризует состояние выпадения породы и разрушенное состояние древостоя.
Категорию «Высокий уровень стабильности состояния» характеризовали:
• оптимальная полнота, высокий процент жизнеспособных деревьев по запасу;
• высокий показатель уровня биологического разнообразия (от 6 и выше);
• наличие и возможность обеспечения после рубки благонадежного подроста;
Таблица 1
Показатели жизнеспособности и производительности подтопленных насаждений
№ уч ка Состав* А, лет За- пас, м3/га Под- зона Жизнеспособные дере-вья,% Индекс жизне- способ- ности Индекс потери жизнеспо- собности Коэффи- циент жизнеспо- собности Коэф. стабильности санит. состояния
938 10 Ск
Очаг 45 141 2 48,1 57,9 9,38 5,48 11-неуд
Выдел 45 284 2 60,2 73,1 2,32 27,8 102-уд.
939 10 Ск 0,5-разр.
Очаг 40 181 1 31,9 38,3 27,1 1,26 247-уд.
Выдел 40 296 1 61,8 78,9 1,89 35,7
940 10 Сс 35 210 1 80,8 85,1 0,22 371 1210-
Выдел хор.
942 7,8Ск 50 301 1 86,2 89,4 0,46 190 964-уд
2,2Бс 45 113 1 80,8 85,8 0,38 217 1479-хор.
945 4,6Ес 120 22 3 0 13,8 17,0 0,21 0,02-разр.
3,5Ббс 80 17 3 30,8 45,3 2,33 15,3 106-уд
1,8Бпс 25 8 3 39.8 58,8 1,28 36,0 757- уд
0,1 Втл 25 1 3 50,0 63,0 1,00 54,3 1256-хор
949 9,0Олч
0,9Бпс 25** 80 4 33 45 3,4 10,3 81-неуд
0,1Втл
950 6Олч 25** 60 5 25,1 31,2 4,2 6,4 14-неуд
4Втл
980 5,8Дс 150 164 3-4 42,6 56,3 3,52 13,4 87-неуд
2,6Лпс 90 76 3-4 36,2 44,9 2,56 15,3 109 уд
0,8Ббс 90 23 3-4 47,6 53,2 4,11 12,0 71-неуд
0,5Взс 90 14 3-4 67,3 76,8 1,67 42,1 351-уд
0,3Олсс 90 9 3-4 71,4 89,2 1,13 35,2 289-уд
Примечания: * Ск - сосновая культура, Сс - сосна семенного происхождения, Ббс - береза повислая семенного происхождения, Взс - вяз семенного происхождения, Бпс - береза пушистая семенного происхождения, Олсс - ольха серая семенного происхождения. Расшифровки значений коэффициента стабильности состояния породы и древостоя: хор. - хорошее, уд. - удовлетворительное, неуд. - неудовлетворительное, пл. - плохое состояние, разр. - порода полностью выпадает, разрушенное состояние древостоя.
**Средние значения по выделу.
96
ISSN 2306-2827
Лес. Экология. Природопользование
• малые размеры свежего и годичного отпадов (с преобладанием запаса экземпляров естественного отпада) относительно растущего запаса;
• фаутность на уровне 5 % и ниже -для хвойных пород и 6-7 % - для лиственных;
• не относились к потенциальным очагам болезней и вредителей;
• не испытывали разнообразные негативные (техногенные, рекреационные, сельскохозяйственные, транспортные и прочие антропогенные) нагрузки.
Но таким условиям, как видно из приведенных данных, древостои, как левобережья водохранилища, так и правобережья, не отвечают. Повысился отпад деревьев, составляющих основной ярус древостоя. Большая часть подтопленных лесов - это не только древостои, возникшие после сведения леса между отметками 63 -68 м, но и на отдалении от водохранилища по берегам притоков Волги, расположенные между горизонталями 68 - 70 м на левом берегу и 68 - 100 м - на правом.
До заполнения водохранилища на левом берегу над уровнем моря 64 м и выше росли высокопроизводительные сосняки, которые со времен Петра I относились к корабельным лесам, с высокими качественными характеристиками. В связи с хозяйственной неопределенностью после строительства ГЭС островные и прибрежные леса в течение 30 лет оказались беспризорными. В них санитарные мероприятия не проводились, процветали самовольные порубки, захламленность. В обследованных лесах по сравнению с нормативным уровнем скопился большой запас старого сухостоя на корню. В обследованных лесничествах в зоне подтопления запас валежника на 1 га доходил до 50-80 м . Вспышка поражения корневой губкой одновременно сопровождалась с увеличением численности стволовых вредителей - большого соснового лубоеда (Tomicus piniperda L.), черного соснового
усача (Monochamus galloprovincialis Oliv.), синей сосновой златки (Melanophila cya-nea Fabr.), вершинной смолевки (Pissodes piniphilus Hbst.), стволовой смолевки (P. pini L.) [8]. Ель сильно повреждалась пихтовой смолевкой (Pissodes picea 1ll.) и малым черным усачом. Осину и иву сильно повреждал древоточец пахучий (Cossus cossus L.), березу - березoвый заболонник (Scolytus ratzerburgi Jans.). На вязе меньше встречались заболонники - струйчатый (Scloitus multistratus Marsch.) и разрушитель (S. scolitus F.) - переносчики голландской болезни. Объедание хвои и листвы листогрызущими вредителями в зоне подтопления за 30 лет наблюдений не имело существенного значения.
Возбудители грибных болезней были более привязаны экологически к подзонам подтопления. Поражение сосновых культур корневой губкой (Heterobasidion anno-sum (Fr.) Bref.) относилось к первой и второй подзонам подтопления, опенка осеннего (Armillaria mellea (Vahl. ex Fr.) Karst.) -к 1 - 4 подзонам. Деревья березы по мере приближения к воде больше разрушались бурой трещиноватой гнилью от березовой губки (Piptoporus betulinus (Bull.:Fr.) P. Karst.) и Daldinia concentrica de Not., ольхи черной - заболонной гнилью от лучевого трутовика (Inonotus radiatus (Sower-by: Fr.) P. Karst.). Поражение белой мраморной гнилью от настоящего трутовика (Fomes fomentarius (l.: Fr.) Fr.) было почти одинаковым при всех уровнях грунтовых вод. Но мраморная гниль имела меньшие размеры, а базидиома быстро разрушалась. Гриб Bjerkandera adusta (Willd.: Fr.) Nobies больше поражал деревья в третьей подзоне, лучевой трутовик Inonotus radiatus - в четвертой и сумчатый гриб Valsa sordida Nits. - в пятой. Встречаемость поражения зависит от доли участия поражаемой породы в составе древостоя. Причем набор влаголюбивых ксилофагов в подтопленных лесах был существенно меньшим, чем при постоянном произрастании пород во влажных условиях.
97
Вестник ПГТУ. 2013. № 3(19)
ISSN 2306-2827
Адаптация грибов-ксилофагов к изменению влажности субстрата происходила быстрее и без существенных потерь, чем адаптация древесных пород. Избыток влаги вызывал гниль корней деревьев, поэтому в нагорной стороне из 147, учтенных выше уровня водохранилища 2040 м, 56 дубов из-за гнили корней склонились к реке под углом более 30 градусов. Более всего от подтопления здесь пострадали липа и береза, которые сползали к водохранилищу. Лучше чувствовали себя вяз голый и ольха серая. Отдельные деревья ольхи серой имели высоту 25 м при диаметре ствола на 1,3 м - 28 см.
Лесопатологическая таксация участков показала повышенные параметры отпада (табл. 2). В связи с тем, что в лесах в недавнем прошлом проводились рубки ухода, угнетенный ярус и выпадающие при естественном изреживании деревья были представлены в меньшем количестве, за основу сравнения мы взяли нормальный отпад, то есть отпад, скорректированный на вид и время рубки ухода. Нормальный годичный отпад вычислялся делением запаса на коэффициент нормального отпада. Соответственно определялись нормативные уровни свежего (умножение годичного отпада на три) и наличного (умножением свежего отпада на 1,2) отпадов. По уборке отпада за последние годы контрольные и подтопленные участки не отличались.
Приведенные в табл. 2 данные подтверждают негативное влияние на санитарное состояние лесов подтопления даже на современном уровне водохранилища 63 м. Происходит нежелательная перестройка состава насаждений за счет увеличения доли малоценных и фаутных насаждений. За счет завышенного отпада идет снижение общей полноты древостоя. Если сравнить одинакового возраста насаждения, то в 35 лет сырорастущий запас составит в неподтопленных насаждениях - 220 м3/га, в первой подзоне
подтопления - 210 м3/га, второй -190 м3/га, третьей - 130 м3/га, четвертой - 95 м3/га и в пятой - 60 м3/га. Наивысшая захламленность отпадом древесных пород приходится на четвертую и пятую подзоны подтопления (до 80 м3/га), наивысший наличный отпад - на первую и вторую подзоны подтопления. В первой подзоне очаги усыхания от корневой губки остаются в хронически действующем состоянии, во второй большая часть очагов уже относится к затухающим. С увеличением подзоны подтопления резко падает стоимостный коэффициент кубометра древесины. В третьей подзоне полностью выпали имевшиеся единичные экземпляры сосны, стала выпадать значительная часть елей. В четвертой подзоне подтопления ель в составе древосто-ев отсутствует.
Адаптация к резко изменившимся условиям влажности у хвойных древо-стоев идет значительно хуже, чем у лиственных пород. Из-за усиления ветрового режима резко увеличивается доля случайного отпада - ветровала и бурелома. В островных лесах случайный отпад доходит до 70 % растущего запаса. Буре-ломность березы увеличивается повышением размеров центральной белой полосатой гнили от скошенного трутовика (чаги), средняя протяженность которой, вместо 5-6 м в неподтопленных лесах, доходит до 11 м. Буреломность липы увеличивается из-за поражения центральными белыми полосатыми гнилями от чешуйчатого и кленового трутовиков, которые в неподтопленных лесах встречаются сравнительно редко.
В июле-августе в подзоне с открытыми зеркалами воды, заполненными топляками, идет усиленное развитие видов сине-зеленых водорослей из родов Ana-baelna, Gloeocapsa, Merismopedia, Stigo-nema и др. Их развитию способствовал озерный тип водохранилища в пределах территории Марий Эл.
98
ISSN 2306-2827
Лес. Экология. Природопользование
Таблица 2
Сравнение фактического годичного отпада насаждений с нормативным
№ Уч- ков Состав Воз- раст, лет Нормативные отпады, м3/га Фактические отпады, м3/га Отклонение годичного отпада от нормативного
нали- чный све- жий годи- чный нали- чный све- жий годи- чный
Без подтопления
19 9С 60 9,31 7,76 2,59 20,0 16,7 5,6 в 2,1 раза выше
1Б 40 0,87 0,73 0,24 0,50 0,42 0,14 в 1,7 раза ниже
Итого 10,18 8,49 2,83 20,5 17,1 5,74 в 2,0 раза выше
21 9С 60 7,48 6,23 2,08 17,50 14,6 4,86 в 2,3 раза выше
1Б 40 1,05 0,87 0,29 0 0 0 отпада нет
Итого 8,53 7,10 2,37 17,50 14,6 4,86 в 2 раза выше
1 подзона подтопления
1 10С 33 8,10 6,75 2,25 71,7 30,5 10,15 в 4,5 раза выше
ед,Б 30 0,28 0,24 0,07 0,2 0 0 отпада нет
Итого 9,38 6,99 2,32 71,9 30,5 10,15 в 4,4 раза выше
3 10С 40 4,28 3,57 1,19 194,4 107 41,01 в 34 раза выше
4 10С 35 5,40 4,50 1,50 145,6 100 33,33 в 22,2 раза выше
5 9С 30 6,52 5,43 1,81 133,0 25,2 8,,41 в 4,6 раза выше
1Б 30 1,91 1,59 0,93 0 0 0 отпада нет
Итого 8,43 7,02 2,34 133,0 25,2 8,41 в 3,6 раза выше
6 8С 40 9,49 7,91 2,69 89,7 40,2 13,4 в 5 раз выше
2Б 40 3,98 3,32 1,11 0 0 0 отпада нет
Итого 13,47 11, 23 3,74 89,7 40,2 13,4 в 3,6 раза выше
7 5С 46 3,94 3,28 1,09 87,32 28,4 11,91 в 10,9 раза выше
5Б 46 4,31 3,59 1,20 0 0 0 отпада нет
Итого 8,25 6,87 2,29 87,32 28,4 11,91 в 5,2 раза выше
10 8Лп 80 10,24 8,54 2,85 8,00 8,00 2,67 уровень ест. изр-я
1С 150 0,54 0,45 0,150,0, 0 0 0 отпада нет
1Б 80 0,37 0,31 10 0 0 0 отпада нет
Итого 11,13 9,30 3,10 8,00 8,00 2,67 уровень ест. изр-я
15 10С 45 7,97 6,65 2,22 35,00 2,92 0,97 уровень ест. изр-я
16 1яр 5Е 70 4,95 4,12 1,38 14,50 12,1 4,03 в 2,9 раза выше
4 Лп 70 4,81 4,01 1,34 0,80 0,67 0,22 задержанный отпад
1 С 130 0,42 0,35 0,12 0 0 0 отпада нет
Итого 1 уровень естествен-
ярус 10,18 8,48 2,83 15,30 12,8 4,23 ного изреживания
2 яр9Е 40 1,26 1,05 0,35 0 0 0 отпада нет
1 Лп 40 0,12 0,10 0,033 0 0 0 отпада нет
Итого 2
ярус 1,38 1,15 0,383 0 0 0 отпада нет
17 10С 60 8,90 7,41 2,47 2,70 2,25 0,75 уровень ест. изр-я
22 10С 33 9,33 7,77 2,60 20,37 12,5 4,18 уровень ест. изр-я
ед,Б 30 0,80 0,67 0,22 0 0 0 отпада нет
Итого 10,13 8,44 2,82 20,37 12,5 4,18 уровень ест. изр-я
23 10С 30 2,18 1,81 0,61 99,72 48,4 16,14 в 26 раз выше
24 10С 25 9,91 8,16 2,75 14,00 8,55 2,85 уровень ест. изр-я
25 10С 1,33 1,11 0,37 55,75 22,7 8,69 в 23 раза выше
Среднее по 1 подзоне 7,25 6,25 2,21 66,53 32,1 11,3 в 5,1 раза выше
2 подзона подтопления
2 10 С 35 3,70 3,08 1,03 114,0 56,5 22,43 в 22 раза выше
8 1я7С 65 16,36 13,63 4,54 14,01 14,0 4,67 уровень ест. изр-я
2Бб 60 3,71 3,09 1,03 3,50 3,50 1,67 уровень ест. изр-я
1Ос 60 1,89 1,57 0,52 0 0 0 отпада нет
Итого 21,96 18,29 6,10 17,51 17,5 6,34 уровень ест. изр-я
2я 10Е 35 2,68 2,23 0,74 0 0 0 отпада нет
99
Вестник ПГТУ. 2013. № 3(19)
ISSN 2306-2827
Окончание таблицы 2
№ уч- ков Состав Воз- раст, лет Нормативные отпады, м3/га Фактические отпады, м3/га Отклонение годичного отпада от нормативного
нали- чный све- жий годи- чный нали- чный све- жий годи- чный
11 10 С, 85 17,33 14,44 4,81 57,51 51,5 17,18 в 3,6 раза выше
ед, Бб 30 0,11 0,08 0,027 0 0 0 отпада нет
Итого 17,44 14,52 4,84 57,51 51,5 17,18 в 3,5 раза выше
Среднее по 2 подзоне 15,25 12,71 4,23 63,00 41,8 15,31 в 3,6 раза выше
3 подзона подтопления
9 5 Е 120 0,38 0,32 0,11 3,43 3,43 1,14 ель выпала
3 Бб 35 0,85 0,71 0,24 0,21 0,21 0,07 уровень ест. изр-я
2 Бп 35 0,42 0,35 0,12 0 0 0 отпада нет
ед,Ива 25 0,42 0,35 0,12 0 0 0 отпада нет
Итого 2,07 1,73 0,59 3,64 3,64 1,21 идет смена главной
породы
12 9Бп 60 4,44 3,70 1,23 27,00 22,5 7,50 в 6,1 раза выше
1 Е 60 1,32 1,10 0,37 3,00 2,50 0,83 в 2,3 раза выше
Итого 5,76 4,80 1,60 30,00 25,0 8,33 в 5,2 раза выше
18 7Ос 30 5,16 4,30 1,43 5,20 4,33 1,44 уровень ест. изр.-я
1Бб 30 0,50 0,42 0,14 3,90 3,25 1,08 в 7,7 раза выше
1Бп 30 0,50 0,42 0,14 1,75 1,46 0,49 в 3,5 раза выше
1Е 30 0,64 0,53 0,17 2,20 1,83 0,62 в 3,4 раза выше
Итого 6,80 5,67 1,88 13,05 10,9 3,63 в 2,0 раза выше
20 6Бп 25 1,04 0,86 0,,28 3,,00 2,50 0,83 в 3 раза выше
3Олч 25 0,43 0,36 0,12 1,00 0,83 0,28 в 2,3 раза выше
1Ива 25 0,26 0,22 0,07 1,00 0,83 0,28 в 4,0 раза выше
ед, Е 25 0,05 0,04 0,013 0,20 0,17 0,06 в 4,6 раза выше
Итого 1,78 1,48 0,483 5,20 4,33 1,45 в 3,0 раза выше
Среднее по 3 подзоне 4,10 3,41 1,138 12,97 10,97 3,66 в 3,2 раза выше
4 подзона подтопления
13 8Олч 25 2,96 2,47 0,82 7,10 5,92 1,97 в 2,4 раза выше
2Бп 25 0,67 0,56 0,187 1,90 1,58 0,53 в 2,9 раза выше
ед, Ос 25 0,23 0,20 0,067 0,30 0,25 0,083 уровень ест. изр-я
Итого 3,86 3,23 1,074 9,30 7,75 2,583 в 2,4 раза выше
5 подзона подтопления
14 8Олч 25 2,47 2,06 0,687 18,00 15,0 5,00 в 7,3 раза выше
2Ива 25 1,85 1,54 0,51 3,00 2,50 0,833 в 1,6 раза выше
Итого 4,32 3,60 1,197 21,00 17,5 5,833 в 4,9 раза выше
Выводы и рекомендации
1. Изменение экологической обстановки при заполнении Чебоксарского водохранилища сказалось не только в изменении состава древесных пород, но и резком ухудшении их санитарного состояния. В соответствии с изменившимися гидрологическими условиями через 30 лет определился более-менее стабильный состав древостоев, отличающийся от состава до подтопления.
2. Наиболее информативными признаками адаптации пород к сложившимся уровням грунтовых вод являются снижение годичного отпада до показателей естественного изреживания и повышение
отношения площади сечения ствола на высоте 1,3 м среднего растущего дерева к площади сечения среднего выпадающего за год дерева в 2,5 и более раза.
3. Уровень поражения болезнями и вредителями деревьев по мере увеличения абиотического фактора увеличивается. По-риевые грибы уступают место кортицие-вым и стереумовым. Вредители переселяются с нижней части ствола к верхней половине. Адаптация древесных пород идет медленнее, чем живого напочвенного покрова и грибных разрушителей древесин.
4. Объекты подтопления, особенно недоступные для санитарных вмеша-
100
ISSN 2306-2827
Лес. Экология. Природопользование
тельств островные леса, тридцать с лишним лет остаются вне внимания лесоводов. И они стали очагами вредителей, болезней и загрязнения вод водохранилища. Между топляками плотность синезеленых водорослей значительно выше, чем в открытой части водоема.
5. Тридцатилетний режим невмешательства в формирование подтопленных лесов резко ухудшил санитарное состояние вновь сформировавшегося гигрофильного биогеоценоза.
6. С учетом выделенных подзон необходимо проводить следующие лесовод-ственно-лесозащитные мероприятия:
• очистка островных и прибрежных лесов сильно подтопленной пятой зоны от валежника и плавающей в воде древесины и сухостоя;
Список литературы
1. Васильева, Д. П. Ландшафтная география Марийской АССР/ Д. П. Васильева. - Йошкар-Ола: Маргнигоиздат,1979. - 134 с.
2. Бикеев, Г. И. Последствия, возникшие от создания Чебоксарского водохранилища для сосновых насаждений левобережья Волги на территории Республики Марий Эл / Г. Л. Бикеев // Проблемы лесной биогеоценологии и методологические основы их решения. - Йошкар-Ола: МарПИ, 1992. - С.126.
3. Смирнов, В. Н. Почвы Марийской АССР. Их свойства и мероприятия по их улучшению /В. Н. Смирнов. - Йошкар-Ола: Маркнигоиз-дат,1958. - 224 с.
4. Алексеев, И.А. Грибные эпифитотии, связанные с подтоплением лесов от водохранилища Чебоксарской ГЭС / И. А. Алексеев, Г.Л. Бикеев, Е.И. Шведов. -Тезисы докл.: 1-я Всесоюзная конф. 22-25 окт. 1991 г.: проблемы лесопатологического мониторинга в таежных лесах Европейской части. - Петрозаводск: Карельск. фил. АН СССР, 1991. - С.9 - 10.
5. Алексеев, И.А. Подтопление лесов в зоне водохранилищ: результаты длительного мониторинга / И.А. Алексеев, В.М. Ахметов, О.Н. Гусева // Лесное хозяйство. - 2007. - № 5. - С. 19 - 20.
• защита берегов от абразивных процессов либо дамбами, либо посадками гигрофильных древесных пород - ив, тополей, ольхи черной и серой, а также вяза, предварительно сполаживая крутые склоны, и защитными от оползня мерами;
• в третьей и четвертой подзонах естественный процесс адаптации поддерживать периодическими выборочными санитарными рубками;
• в первой и второй подзонах выполнять мероприятия, рекомендованные И. А. Алексеевым [4] по защите от корневых гнилей и стволовых вредителей. Установить более обоснованные для водоохранно-защитных лесов, с лесозащитной точки зрения, возрасты защитной спелости и рубок перестойных лесов с восстановлением на вырубках более устойчивых смешанных лесов.
References
1. Vasileva D. P. Landshaftnaya geografiya Mariyskoy ASSR [Landscape Geography of the Mari ASSR]. Yoshkar-Ola, Marknigoizdat Publ.,1979. 134 p.
2. Bikeev G. I. Posledstviya, voznikshie ot sozdani-ya Cheboksarskogo vodokhranilishcha dlya sosnovykh nasazhdeniy levoberezhya Volgi na territorii respubliki Mariy El [Consequences of Cheboksary Reservoir Construction for the Left Bank Volga Pine Stands of the Republic of Mari El]. Problemy lesnoy biogeotsenologii i metodologicheskie osnovy ikh resheniya [Problems of Forest Biotechnology and Methodological Fundamentals for Solutions.]. Yoshkar-Ola: MarPI, 1992. 126 p.
3. Smirnov V. N. Pochvy Mariyskoy ASSR. Ikh svoystva i meropriyatiya po ikh uluchsheniyu [Soils in Mari ASSR. Their Properties and Improvement Measures]. Yoshkar-Ola: Marknigoizdat, 1958. 224 p.
4. Alekseev I.A., Bikeev G.L., Shvedov E.I. Gribnye epifitotii, svyazannye s podtopleniem lesov ot vodokhranilishcha Cheboksarskoy GES [Fungus Epi-phytoty Resulted from Raised Water Table Because of Cheboksary Hydro-Electric Power Station Work]. Te-zisy dokl.: 1-ya Vsesoyuznaya konf. 22-25 okt. 1991 g.: problemy lesopatologicheskogo monitoringa v taezh-nykh lesakh Evropeyskoy chasti [Abstracts from the I All-Union Conference «Problems of Forest Pathology Monitoring in Taiga Forests of European Russia» (October 22-25, 1991)]. Petrozavodsk: Karelskiy Branch of the Academy of Sciences of the USSR, 1991. P.9 - 10.
5. Alekseev I.A., Akhmetov V.M., Guseva O.N. Podtoplenie lesov v zone vodokhranilishch: rezultaty dlitelnogo monitoringa [Raised Water Table in Forests: A Long-Term Monitoring Results.].Lesnoe kho-zyaystvo [Forestry.]. 2007. No 5. P. 19 - 20.
101
Вестник ПГТУ. 2013. № 3(19)
ISSN 2306-2827
6. Гусева, О.Н. Поражение корневой губкой чистых и смешанных культур сосны в условиях экологического стресса: Автореф. дис...канд. с.-х. наук/О.Н. Гусева. - Йошкар-Ола: МарГУ, 2011. -22 с.
7. Алексеев, И.А. Использование годичного отпада как метода оценки и прогноза санитарного состояния при лесопатологическом мониторинге/ И.А. Алексеев // Тезисы докл. 1-й Всесоюзной конф. 22-25 октября 1991 г. :проблемы лесопатологического мониторинга в таежных лесах Европейской части. - С. 3.
8. Лесная энциклопедия. - М.: «Советская энциклопедия», 1986. - 631 с.
6. Guseva O.N. Porazhenie kornevoy gubkoy chistykh i smeshannykh kultur sosny v usloviyakh ekologicheskogo stressa: Avtoref. dis.kand. s.-kh. Nauk [Pine Fungus Affect in Mono and Mixed Pine Plantations in the Ecological Stress Conditions. Cand. agricul. sci. diss.]. Yoshkar-Ola: MarGU, 2011. 22 p.
7. Alekseev IA. Ispolzovanie godichnogo otpada kak metoda otsenki i prognoza sanitarnogo sostoyani-ya pri lesopatologicheskom monitoring [Use of Annual Attrition Figures as an Estimation Method and Forecast of Sanitary State in Forest Pathology Monitor-ing].Tezisy dokl. 1-y Vsesoyuznoy konf. 22-25 ok-tyabrya 1991 g. :problemy lesopatologicheskogo monitoringa v taezhnykh lesakh Evropeyskoy chasti [Abstracts from the I All-Union Conference «Problems of Forest Pathology Monitoring in Taiga Forests of European Russia» (October 22-25, 1991) .]. Petrozavodsk: Karelskiy branch of the Academy of Sciences of the USSR, 1991. p.3 .
8. Lesnaya entsiklopediya [Encyclopedia on Forestry.]. Moscow: «Sovetskaya entsiklopediya», 1986. 631 p.
Статья поступила в редакцию 20.03.12.
АЛЕКСЕЕВ Иван Алексеевич - доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры экологии, почвоведения и природопользования, Поволжский государственный технологический университет (Российская Федерация, Йошкар-Ола). Область научных интересов -защита растений и лесопатологический мониторинг. Автор более 360 публикаций, в т.ч. 12 монографий, 8 учебных пособий, 26 патентов и авторских свидетельств на изобретения.
E-mail: [email protected]
ЗАХАРОВ Александр Васильевич - инженер первой категории отдела защиты леса и лесопатологического мониторинга, филиал ФБУ «Рослесозащита» - «Центр защиты леса Республики Марий Эл» (Российская Федерация, Йошкар-Ола). Область научных интересов -лесопатологический мониторинг. Автор трех публикаций.
E-mail: [email protected]
ГУСЕВА Оксана Николаевна - кандидат сельскохозяйственных наук, инженер-лаборант кафедры лесной таксации и лесоустройства, Поволжский государственный технологический университет (Российская Федерация, Йошкар-Ола). Область научных интересов - экология, защита растений. Автор 12 публикаций, 10 патентов на изобретения.
E-mail: [email protected]
ALEKSEEV Ivan Alekseevich - Doctor of Agricultural Sciences, Professor at the Chair of Ecology, Pedology and Nature Management, Volga State University of Technology (Russian Federation, Yoshkar-Ola). Research interest - plant protection and monitoring on forest pathology. The author of more than 360 publications, including 12 monographs, 8 study guides, 26 patents and inventor's certificates.
E-mail: [email protected]
ZAKHAROV Alexander Vasilevich - first category engineer of the Department of Forest Protection and Monitoring of Forest Pathology, Branch of FBI «Roslesozashchita» - «Centre of Forest Protection in the Republic of Mari El» (Russian Federation, Yoshkar-Ola). Research interest -monitoring on forest pathology. The author of 3 publications.
E-mail: [email protected]
GUSEVA Oksana Nikolaevna - Candidate of Agricultural Sciences, Engineer and Laboratory Assistant at the Chair of Forest Inventory and Forest Management, Volga State University of Technology (Russian Federation, Yoshkar-Ola). Research interest - ecology, protection of plants. The author of 12 publications, 10 invention patents.
E-mail: [email protected]
102
ISSN 2306-2827
Лес. Экология. Природопользование
I. А. Alekseev, А. V. Zakharov, О. N. Guseva
CHEBOKSARY HYDRO-ELECTRIC POWER STATION RASED WATER TABLE IMPACT ON FOREST PATHOLOFICAL CHARACTERISTICS OF STANDS
Key words: forest pathology monitoring; root rot; natural, pathologic and accidental mortality; mortality of different species depending on level of raised water table; facultative sapro-trophs; harmful insects; course of stabilization.
The purpose of the research is to reveal the tendencies of changes of sanitary characteristics of stands in order to evaluate their resistance to raised water table and to give recommendations of more rational stands structure for different soil-hydrological conditions of subzones with raised water table due to reservoir of Cheboksary hydro-electric power station.
A standardized methods offorest pathology monitoring which was developed by IAAlexeev is at the heart of the methods. It includes field-survey information collection en routes, differentiated approach to grading of trees condition, account and evaluation of faults in accordance with 10 reasons of their origin, mortality estimation in accordance with their origin, calculation of natural and normal mortality with an account of forestry influence. Calculation of level of biodiversity, effective phytomass, frustration and sustainability indices as well as evaluation of forecasting data in 23 characteristics are carried out with the use of collected materials. For all the negative parameters which are taken into consideration, the evaluative scales are determined. This standardization allows to make equal evaluation of monitoring data of different authors in determination of statistic sanitary condition as well as its tendencies of change including adaptive processes and ecological characteristics.
Coniferous trees are less adaptive to changes in humidity than broadleaved trees. A share of accidental mortality (windthrow and windbreak) dramatically increases because of intensification of wind conditions. A share of accidental mortality is up to 70 % of growing stock in forest outlier (5th subzone). Timber fungus (shelf fungus) causes Birch windbreak rise. The mean extension of shelf fungus is up to 11 meters in the forests with normal water table instead of 5-6 meters. Maple fungus and dryad’s club saddle are not widely spread in the forests with normal water table but they lead to Lime windbreak rise.
Change of ecological situation upon filling the Cheboksary reservoir affected both the species composition and deterioration of their sanitary condition. As a result of changes of hydrological conditions, a rather stable trees composition formed in 30 years. It is important to note that the composition differed from the original one.
Lowering of annual mortality to the figures of natural thinning and rise in trunk section area at the 1.3 meters height of an ordinary growing tree to the section square of annually dead trees in 2.5 times and more are the most informative characteristics of adaptation of species to the new ground water level.
Number of affected by deceases and pests trees grows with the increase of abiotic factor. Corti-ciaceae are less often met than Polyporaceae. Pests move from the lower part of trunk to the upper one. Woody species adaptation is slower than adaptation of forest live cover and fungal pests.
The objects of impounding are out of focus of attention of foresters for more than 30 years. Particular attention should be paid to forest outliers which are beyond the reach of sanitary interference. They became the centers of forest pests, deceases and water reservoir pollution. Blue-green algae density is much higher in the open part of ponds than in the waterlogged area.
It is important to clean heavily waterlogged riparian forests and forest outliers from brushwood, dead-wood and to extract logs from water. The banks ought to be protected from abrasive processes either by means of construction of dams or by planting of hygrophilous species (e.g. Willows, Poplars, European or White Alders, Elms, etc.). At that, it is necessary to make more low-sloped stiff slopes and undertake protective measures from landslide in advance. In the 3d and 4th subzones, natural adaptation of tree species should be carried out by means of periodical selective sanitary felling. In the 1st and 2d subzones there should be made some measures on protection from root rot and trunk pests. Ages of protective maturity, felling of overmature forests and regeneration of more sustainable mixedforests at the fellings should be ascertained for water protection forests.
103
