Оценка лесных экосистем Катон-Карагайского государственного национального природного парка

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Республиканское казенное предприятие Семипалатинский государственный университет им. Шакарима

Факультет Экологии и естественных наук

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

На тему «Оценка лесных экосистем Катон-Карагайского государственного национального природного парка»

Выполнил: А.К.Жангазин

Руководитель: С.С.Мукановна

Семей 2007

Содержание

Введение

1. Краткая характеристика лесорастительных и экономических условий района расположения национального парка

1.1 Природно-климатические условия.

1.2 Роль лесов в экономике района и охрана окружающей среды.

1.2.1 Воздействие на среду

1.2.2 Распространение лесов

1.2.3 Средозащитные свойства лесов

1.2.4 Лес - источник ценных продуктов и сырья

1.2.5 Лес и рекреация

2. Характеристика лесного фонда национального природного парка

2.1 Организационно-хозяйственная структура лесного хозяйства

2.2 Организация территории.

2.3 Состояние и динамика лесного фонда

2.4 Аренда, лесосечный фонд долгосрочного пользования. Пути транспорта.

2.5 Экологическое состояние лесов

2.6 Рубки промежуточного пользования

2.6.1 Рубки ухода за лесом

2.6.2 Санитарные рубки.

2.6.3 Рубки, связанные с реконструкцией насаждений

2.6.4 Прочие рубки.

2.7 Лесовосстановление и лесоразведение. Реконструкция малоценных насаждений и кустарников.

2.7.1 Лесокультурный фонд и намеченные мероприятия.

2.7.2 Семена и питомники.

2.7.3 Лесомелиорация

2.8 Охрана леса

2.9 Лесозащита

2.10 Пользование лесом в культурно-оздоровительных целях

2.11 Побочные пользования

2.12 Характеристика лесных генетических резерватов Южного Алтая

3. Программа и методика работы по исследованию хода естественного возобновления хвойных пород на примере кедра сибирского по Катон-Карагайскому району

3.1 Возобновление кедра сибирского в разных типах леса

3.2 Зависимость возобновления кедра сибирского от полноты насаждений

3.3 Естественное возобновление кедра в зависимости от состава насаждений

3.4 Естественное возобновление кедра в зависимости от высоты над уровнем моря

3.5 Возобновление кедра сибирского в зависимости от экспозиций и крутизны склонов

4. Экологическое обоснование проектируемых мероприятий

4.1 Экологическое обоснование лесопользования и других проектируемых мероприятий.

4.2 Ожидаемая эффективность намеченных мероприятий и повышение продуктивности лесных земель

4.2.1 Санитарные рубки

4.2.2 Лесовосстановительные мероприятия

4.2.3 Побочные пользования

4.2.4 Гидро- и агролесомелиорация

4.3 Мероприятия по сохранению и воспроизводству ЛГР

Заключение

Список использованной литературы

Приложение

Введение

Трудно, почти невозможно представить себе леса Восточного Казахстана без разлапистых елей, могучих пихт и смолистых сосен. Они не только красота и гордость нашего края, но и тот фактор, что удерживает, в частности, водный баланс Иртыша, Убы, Бухтармы, Ульбы…

К сожалению, только за последние тридцать лет в результате пожаров, сильных ветров, а также нещадной вырубки при малых темпах восстановления площадь хвойных лесов в области уменьшилась на 95 тысяч гектаров. Это большой урон для природы и ощутимый удар по экологии. Вследствие чего перечисленные реки теряют ежегодно более полутора миллиарда кубометров сточной воды.

Было время, когда лесоводы говорили о качественном восстановлении лесов. Помню, как нас, школьников, возили летом на посадку елок. Работница питомника тщательно инструктировала и показывала, как правильно рыть лунку, какое расстояние должно быть между саженцами и так далее. Сегодня приходится констатировать, что выращивание посадочного материала у нас практически прекращено и, по данным областного управления по охране лесов и животного мира, лесовосстановление сократилось с четырех тысяч гектаров почти до нуля.

Между тем восточно-казахстанские леса стареют. Стоит проблема организации глубокой переработки древесины в различные изделия народного, скажем, потребления. Пока же мы вынуждены констатировать еще один неудовлетворительный показатель, а именно: лесной фонд Восточного Казахстана используется к настоящему времени не более чем на 18,4 процента. Отсюда и экономический эффект его низок. В итоге низки уровень использования леса влечет за собой и низкий уровень платы за древесину на корню, что автоматически ведет к необеспечению финансирования воспроизводства для лесных ресурсов.

Не получила распространения полезная практика аренды участков лесфонда. Лес пока не имеет хозяина на долгосрочную перспективу. Овладев участком сроком на 49 лет, арендатор стал бы активно восстанавливать лес, охранять его от пожаров и браконьеров, насекомых-вредителей. Построил бы мосты и лесовозные дороги. И переработкой занялся бы основательно. Заложил бы и вырастил новый молодой лесок, став его хозяином. К сожалению, подвижек в этом направлении еще нет. Там не менее именно на этих условиях и будут, думаю, передаваться наши леса в аренду на тендерах.

Государству в одиночку не сохранить леса и рационально их использовать, - признаются специалисты отрасли. - Техника изношена на 85 процентов. Оснащение лесхозов на уровне 70-х годов. Поэтому заготовки ведутся вдоль ранее продолженных дорог, что и без того истощает уже пройденные рубками участки, а на труднодоступных лес стоит и стареет.

Учитывая эти и другие моменты, в проекте концепции развития лесного хозяйства области на ближайшие семь лет намечены следующие два приоритета: в лесном хозяйстве - увеличение прироста древесины через восстановление лесов,; в лесной и деревообрабатывающей промышленности - производство заготовок для будущих изделий, выпуск различных стружечных плит, строительных, столярных и погонажных изделий, продукции из массива древесины и так далее. Все это должно быть подчинено выполнению главной для области экономической задачи в отрасли - выпуску с каждого заготовленного кубометра древесины полуфабрикатов на экспорт и готовых изделий на внутренний рынок. Не иначе. Дорог каждый кубометр.

Катон-Карагайский государственный национальный природный парк общей площадью 643477 га, расположен на территории Катон-Карагайского района Восточно-Казахстанской области.

В целях сохранения и восстановления уникальных природных комплексов Южного Алтая, имеющих особую экологическую, научную, культурную и рекреационную ценность Постановлением Правительства РК от 17 июля 2001 года № 970 создано ГУ «Катон-Карагайский государственный национальный парк» (национальный парк), путем слияния Берельского и Катон-Карагайского государственных учреждений по охране лесов и животного мира. Национальному парку передано право постоянного землепользования на земельные участки общей площадью 515538 гектаров (га), принадлежавшие Берельскому и Катон-Карагайскому государственным учреждениям по охране лесов и животного мира в порядке универсального правопреемства. Дополнительно предоставлены в постоянное землепользование земельные участки общей площадью 127939 га из земель запаса Катон-Карагайского района Восточно-Казахстанской области.

Земли национального парка отнесены к категориям земель особо охраняемых природных территорий, а имеющиеся на этой территории леса - к категории защитности «леса государственных национальных природных парков». Общая площадь национального парка составляет 643477 га, она в свою очередь разделена на две зоны: Заповедная зона - 151236 га; Заказная зона - 492241 га, которая подразделяется на две подзоны:

- рекреационного использования - 107173 га;

- ограниченной хозяйственной деятельности - 385068 га.

Контора национального парка расположена в село Катон-Карагай и находится в 320 км от областного центра города Усть-Каменогорска. Расстояние до ближайшей железно-дорожной станции Зыряновск Алматинской железной дороги - 210 км, до ближайшей пристани Хайрузовка на Бухтарминском водохранилище - 110 км.

Лесоустроительные работы выполнены на основании договора между Казахским лесоустроительным предприятием и Комитетом лесного и охотничьего хозяйства Минсельхоза Республики Казахстан от 19 января 1996 года № 2 в соответствии с «Рабочими правилами проведения лесоустроительных работ в лесохозяйственных предприятиях Восточно-Казахстанского лесохозяйственного объединения на 1995-1997 г.г., утвержденными первым заместителем Председателя Комитета лесного хозяйства Минэкобиоресурсов Республики Казахстан Степановым В.Н. 15 июнь 1995 года.

Казахским лесоустроительным предприятием в 1995 года составлены «Основные положения организации и развития лесного хозяйства Восточно-Казахстанской области».

За отчетный период в плане работы со сторонними организациями был заключен договор о сотрудничестве между Государственным учреждением «Катон-Карагайский Государственный национальный природный парк» и:

- ГРК «Казцинк-Гео»

Предметом договора является сотрудничество в области научно-исследовательских работ региона по геохимическому исследованию почв

- ТОО «ГРК «Топаз»

Предметом договора является сотрудничество в области научно-исследовательских работ по изучению экзогенных геологических процессов

-Общественной организацией «Ирбис» (Республика Чехия)

Предметом договора является сотрудничество в области проведения научно-исследовательских работ по сохранению биологического разнообразия Южного Алтая и совместная подготовка специалистов в области охраны объектов природно-заповедного фонда.

- РГКП Восточно-Казахстанский государственный технический университет им. Д. Серикбаева

Предметом договора является проведение совместных научно-исследовательских работ в области геологических исследований.

-Восточно-Казахстанский государственный университет им. С. Аманжолова

Предметом договора является проведение совместных научно-исследовательских работ в области биологических исследований.

Климаторегулирующее значение леса заключается в смягчении метеорологических условий данной местности - создании так называемого «микроклимата». Как показали исследования климатологов, уничтожение лесов может оказать неблагоприятное влияние на климат всей земли.

Водоохранное значение леса заключается в переводе поверхностного стока в подземный, леса регулируют режим рек, накапливают грунтовые воды, предохраняют их от загрязнения и заиливания, предотвращают наводнения или уменьшают их силу.

Санитарно-гигиеническая роль леса проявляется в поглощении пыли, шума, снижении скорости ветра, создании специфически смягченного климата, благоприятного для жизни и отдыха людей, в успокаивающем воздействии его красот и зеленого цвета на нервную систему человека. Многие деревья обладают сильнейшими фитонцидными свойствами и способны уничтожать болезнетворных микробов. Кроме того, в лесах воздух содержит повышенное количество отрицательно заряженных ионов, которые оказывают благотворное действие на организм человека и животных.

Леса Катон-Карагайский государственный национальный природный парк обладают высоким рекреационным потенциалом. Наличие разнообразных уникальных природных объектов, исторических памятников и своеобразное географическое положение национального парка предполагает развитие экологического туризма в регионе.

1. Краткая характеристика лесорастительных и экономических условий района расположения национального парка

1.1 Природно-климатические условия

Согласно схеме комплексного физико-географического районирования Казахстана (Чукарин, 1970 г.) и данным Сектора географии АН КазССР («Атлас Казахстанской ССР». Т.1-М. 1982 г.), вся территория национального парка отнесена к отдельному району, с присущими ему горными ландшафтами. В свою очередь она разделяется на достаточно четко выраженные крупные горные районы: Рудный и Южный Алтай.

По схеме лесохозяйственного районирования территория национального парка отнесена к двум лесорастительным провинциям. Северо-Западная часть входит в Северо-Восточный среднегорно-высокогорный растительный район темнохвойной тайги, лугов и тундр Западно-Алтайской провинции. Остальная часть национального парка входит в состав горно-лесного лесорастительного района лиственных и смешанных елово-пихтово-кедровых лесов Южно-Алтайской провинции.

Согласно схеме лесохозяйственного районирования Усть-Язовинское, Беловское, Медведское и Алтайское лесничества входит лесохозяйственный район - темно-хвойные леса Рудного Алтая, а Черновинское и Шынгыстайское, Урыльское, Берельское, Арчатинское лесничества в состав лесохозяйственного района - лиственничные леса Южного Алтая.

Рельеф территории представляет часть обширной горной системы. Серенную часть территории занимают южные склоны хребта Листвяга, который является водоразделам между реками Катунь и Бухтарма. Хребет входит в систему гор Рудный Алтая. Южная часть территории распологается на северных склонах хребтов Южного Алтая: Сарымсакты и Алтайский Тарбагатай.

Климат на территории национального парка резко континентальный с суровой зимой и теплым летом, обусловливает в достаточной степени влаго-теплообеспеченность древесно-кустарниковых пород. Климатические характеристики в значительной степени зависят от абсолютной высоты над уровнем моря и экспозиции склонов. С высотой, как правило, понижается температура воздуха, повышается его абсолютная и относительная влажность, количество осадков, высота снежного покрова, наблюдается раннее наступление заморозков и более позднее их окончание, а также меньшая продолжительность безморозного и вегетационного периода. При одинаковых абсолютных высотах склоны северных экспозиции более прохладные и влажные по сравнению с южными склонами.

Характерные черты климата района - это значительные суточные и сезонные колебания температур, неравномерность распределение осадков в течение года. Летом отмечается температура воздуха +34⁰С, а зимой может опускаться до -44⁰С. Весной и осенью при вторжении арктических масс воздуха нередко отмечаются заморозки, от которых страдают не только сельскохозяйственные, но и лесные культуры.

Распределение осадков по сезонам благоприятно сказывается на развитии растительного мира. Однако по годам осадки выпадают крайне не равномерно. В отдельные влажные годы сумма их может превышать среднюю норму в 2-2,5 раза, а в засушливые - наоборот. Относительно небольшая величина снежного покрова в Катон-Карагайской долине объясняется тем, что он сносится долинными ветрами.

Постоянный снежный покров устанавливается через 20-25 дней после выпадения первого снега (в первых числах ноября). Продолжительность залегания снежного покрова составляет около 150-160 дней. Глубина промерзания почвы к моменту снеготаяния составляет порядка 1,0 метра.

Скорость ветра на территории национального парка изменяется в небольшом диапазоне от 3 до 5 м/сек. В осенние месяцы скорость ветра достигает 15 м/сек, но ветровая эрозия почв на территории лесного фонда не наблюдается.

Наименьшая относительная влажность воздуха отмечается в апреле-мае. Эти месяцы на территории национального парка являются наиболее пожароопасными.

Наиболее благоприятные климатические условия для древесно-кустарниковой растительности сложились в горно-лесной биоклиматической зоне, где успешно произрастает насаждения аборигенных пород: ели, пихты, лиственницы, кедра, березы, осины, различных кустарников.

Климатические условия высокогорья (альпийская тундрово-луговая зона) не пригодны для произрастания древесной растительности. В естественном виде здесь встречаются стланики, ерники и мелкие кустарники. Лесостепная зона (южная часть национального парка) представлена колочными березняками и осинниками, зарослями тальников и прочих кустарников. Такие неблагоприятные явления погоды, как поздние весенние и ранние осенние заморозки, засухи, сильные ветры и значительная глубина снежного покрова отрицательно влияет на процесс естественного возобновления, создают трудности в лесокультурном производстве и выращивании посадочного материала, являются причинами ветровалов, буреломов, снеголомов, ограничивают ассортимент древесных пород при лесоразведении.

Значительное разнообразие почвенно-растительного покрова на территории национального парка обусловлено наличием высотных биоклиматических зон и двух лесорастительных районов - Рудного Алтая.

В высокогорной тундрово-луговой зоне распространены горно-луговые альпийские почвы небольшой мощности (30-50 см). Здесь задернованные участки чередуются с каменными россыпями и выходами скал.

В лесной зоне под пологом хвойных лесов формируются горно-луговые кислые неоподзоленные почвы и их разновидности. Под смешанными и лиственными лесами с широкотравным надпочвенным покровом распространены горно-лесные светло-серые оподзоленные почвы. На открытых пространствах с травяничным покровом (пастбища, сенокосы) в основном имеют распространение горные черноземы, среди которых выделяются слабооподзоленные, выщелоченные, обыкновенные, южные.

В лесосмешанной зоне под покровом степных кустарников и на пастбищах формируются горно-смешанные ксероморфные выщелоченные почвы. В пределах пойменных речных террас, периодически затопляемых паводковыми водами, под покровом тальников и луговой растительности, выделяются пойменные аллювиального происхождения лесные и лесолуговые почвы.

Особенности рельефа, почвенного и растительного покрова, морфологические, физико-химические характеристики встречающиеся на территории национального парка типов почв в разрезе лесорасширительных районов.

Ливневые осадки, сильная расчлененность рельефа, крутые склоны в условиях национального парка создают потенциальные возможности эрозий почв на безлесных площадях с механическими повреждениями почвенного покрова. Однако эрозионные процессы на территории лесного фонда проявляются в небольших масштабах и в основном связаны с результатами хозяйственной деятельности. Основными причинами водной эрозии горных склонов разной степени интенсивности являются: грубые нарушения технологии лесозаготовок, бессистемный выпас скота, дорожное строительство без проведения инженерных изысканий. Необходимо отметить, что роль древесно-кустарной растительности в сохранении почв от водной эрозии является ни с чем не сравнимым по силе действия регулятором поверхностного стока, предотвращающим эрозийные процессы в горах и долинах. Развитию эрозии препятствует также хорошо дренированные почвы и медленное таяние снегов в весенний период.

Практически вся территория национального парка располагается в бассейне реки Бухтармы (Усть-Язовинское, Беловкое, Черновинское, Медведское, Алтайское лесничества и северная часть Шынгыстайского лесничества), Южная часть Шынгыстайского лесничества расположена в бассейне реки Каракабы. Основные притоки рек вместе с многочисленными речками и ручьями, впадающих в них, образуют довольно развитую гидрографическую сеть. Почти все ручьи и реки представляют собой типичные горные потоки с большими уклонами и быстрым течением. По характеру питания все реки относятся к смешанному типу: талые и грунтовые воды, дожди. Постепенное таяние снегов на разных высотах весной растягивает половодье. Максимальный расход воды приходится на апрель-май (иногда на май - июнь). На протяжении всего вегетационного периода нередко отмечаются дождевые паводки без возникновения селевой опасности. Наличие крутых склонов со сравнительно маломощными каменистыми почвами способствует формированию быстрого внутреннего стока. В то же время одной из главных особенностей гидрологического режима многочисленных ручьев и рек является их быстрая реакция на выпадение ливневых или слабых, но продолжительных дождей, которая выражается в быстром поднятии уровней воды.

В зимнее время сток горных рек незначителен (около 10% годового), устойчивый ледостав, как правило, не наблюдается. Отмечается образование щуги и наледей.

К рекам, пригодным для лесосплава, относятся: Бухтарма, Черемшанка (Язовая), Тесная, Черновая, Белая, Каракоба. По причинам экологического порядка и экономической нецелесообразности в перспективе сплав леса по горным рекам не предусматривается. В настоящее время вдоль перечисленных рек по берегам установлены запретные нерестовые полосы.

Грунтовые воды в горах имеются в местах, где на коренных скалистых породах лежат толщи мягких наносов, глубина их залегания изменяется от 0,5 до многих метров. В поймах горных ручьев и нередко на склонах гор наблюдается выклинивания грунтовых вод в виде зеленых мокрых луговинок и родников, дающих начало ручьям - притокам горных рек. Основными источниками питания грунтовых вод являются атмосферные осадки.

Высокая степень дренированности почв, близкое залегание материнских пород и выход их на поверхность не создают условий для процессов заболачивания на больших площадях. Процессы заболачивания встречаются фрагментами. К болотам отнесены «сазы» - заболоченные низкотравные альпийские луга, переувлажненные участки по поймам рек и в местах с близким залеганием или выклиниванием грунтовых вод, бессточное тросниково-осоковые понижения возле озер Черновое, Маралье. Торфяников на территории национального парка не имеется.

В порядке общего заключения следует отметить, что географические и почвенно-климатические условия района расположения национального парка благоприятствует произрастанию большинства аборигенных древесно-кустарниковых пород и травянистой растительности.

1.2 Роль лесов в экономике района и охрана окружающей среды

1.2.1 Воздействие на среду

Леса - это самая продуктивная растительная формация региона, обладающая наивысшей интенсивностью биологического круговорота. Ранее ежегодно на территории двух лесхозов заготавливалась от 40000 до 100000м³ ликвидной древесины, и значительное место в экономике района отводилось побочным пользованиям: сенокошению, пастьбе скота, пчеловодству, то в настоящий момент основная ценность насаждений национального парка состоит в климаторегулирующем, водоохранном, санитарно-гигиеническом и рекреационном значении.

Человечество переживает сейчас такой период времени, когда становится понятным, что человек неотделим от окружающей среды. Охрана природы и улучшение условий жизнедеятельности людей на земле являются первостепенной задачей. Человек всегда будет зависеть от ресурсов биосферы, которые необходимы ему для питания и производства предметов потребления. Человек и биосфера во всей ее совокупности составляют единое целое. При этом биосфера рассматривается как сложная саморегулирующаяся система, состоящая из живой и неживой материи. Частью биосферы являются лесные экосистемы, или биогеоценозы (биоэкосы), представляющие собой взаимосвязанные сочетания растительности, почвы, воды, тепла, воздуха, животного мира и микроорганизмов.

В биосфере одни процессы переходят в другие, в результате образуются новые процессы и состояния твердых веществ, газов, жидкостей, а также новые условия для жизни организмов, новые равновесия. На этих процессах каждый фактор, определяющий это равновесие, тесно связан с остальными. Достаточно незначительного воздействия извне, как равновесие нарушается.

Заботясь об улучшении окружающей среды, в первую очередь необходимо совершенствовать технологию производства. Природа совершенна: в ней нет ничего лишнего и, тем более, вредного. У природы нет «отходов производства», круговороты веществ у нее замкнутые -- все идет «в дело». Человек стремится перенять у нее этот принцип. Хотя, конечно, сделать это очень, непросто.

Охрана окружающей среды - это научно-техническая проблема. Все чаще подчеркиваются три подхода к охране природы: глобальный, государственный (в пределах страны) и региональный (в пределах одного района, промышленного предприятия, рабочего поселка, лесхоза).

Предприятия, перерабатывающие древесину, оказывают влияние на окружающую среду. Масштабы этого влияния могут колебаться в зависимости от типа рассматриваемой деятельности и от местных условий среды. Последствия для окружающей среды в лесу начинают проявляться уже в момент валки деревьев и продолжаются до производства конечного продукта.

Выбросы волокон, частиц коры и твердых неорганических веществ могут оседать на дне рек и озер в виде значительных наносов, которые меняют биологические условия, влияя на питание и размножение рыбы, а также значительно повышают расход кислорода в придонных слоях воды. Эти изменения могут иметь такие непосредственные экономические последствия, как увеличение расходов на производство питьевой воды и уменьшение рекреационной ценности района, претерпевшего данное воздействие.

В лесоперерабатывающей промышленности различные категории деятельности влияют на состояние окружающей среды. Сюда относятся: грузовая обработка и хранение древесины; окорка и обработка коры; производство целлюлозы; производство древесной массы; производство бумаги и картона; производство древесноволокнистых плит; производство стружечных плит; лесопиление.

Древесные породы неодинаково реагируют на действие различных газов. Последнее положение доказывает, что своевременное и глубокое изучение возможного негативного воздействия человека на состояние лесов позволит не только получать максимум всех полезностей, но сохранит лес для будущих поколений.

Лес должен в первую очередь улучшать окружающую среду, служить целям отдыха и восстановления сил человека. Леса являются восстановительным ресурсом в природе. Способность бесконечно давать не только древесину, но и средоулучшающие полезности делает лес как ресурс едва ли не главным.

1.2.2 Распространение лесов

С точки зрения использования всех полезностей леса исключительно важен вопрос: кому принадлежит лес? Интересы человечества могут наиболее полно удовлетворяться только за счет лесов, принадлежащих государству, обществу. Леса, находящиеся в частном владении, не могут выполнять функций, которые не приносят их хозяину доходов в денежном выражении. Наличие лесов в частном владении не только сокращает количество и качество этого природного компонента с точки зрения вовлечения его в охрану природной среды, но и ведет к отрицательному влиянию на среду. Примером могут служить коммерческие лесозаготовки, после которых увеличивается процент заболоченных площадей, особенно после проведения какого-нибудь вида сплошной рубки.

Готовность лесов к максимальной отдаче всех своих полезностей зависит от его лесоводственного состояния. К недостаткам лесоводственного состояния леса могут быть отнесены: наличие малоценных пород, перестойность, редколесье, захламленность и т. д.

Важнейшим аспектом состояния лесов в будущем становится разностороннее влияние человека на лес в процессе его хозяйственной деятельности. Помимо производства древесины, на лес влияют рекреационные нагрузки.

Возможное негативное влияние человека на состояние лесов в связи с производством древесины лесоводы давно учитывают и стараются свести к минимуму. Люди, проживающие в крупных городах, хотят использовать преимущества увеличившегося свободного времени для того, чтобы почувствовать тишину и красоту леса. Однако большое количество отдыхающих увеличивает опасность пожаров, и ухудшает водно-физические свойства почвы. Это угрожает существованию лесной флоры и фауны, да и жизни самих лесов в долгосрочной перспективе.

Различия между допустимым и недопустимым -- граница устойчивости экосистем. Эта граница изменяется в зависимости от экологических условий. К необратимым изменениям, возникающим в лесных экосистемах под влиянием чрезмерных нагрузок, следует отнести: уничтожение лесной подстилки, замену лесных видов на луговые, появление ненадежного подроста при достаточной освещенности и др.

Составление определенных правил и норм, регулирующих нагрузки на леса, позволит каждому поколению людей получить максимальное удовлетворение от посещения лесов без нанесения непоправимого ущерба этому важному компоненту среды, окружающей человека.

1.2.3 Средозащитные свойства лесов

Лес -- мощный аккумулятор солнечной энергии, он существенно влияет на формирование климата, круговорот воды в природе, газообмен в атмосфере и таким образом создает условия для жизни человека. Началом этого круговорота является процесс фотосинтеза, при котором выделяется кислород.

Общая годовая продуктивность фотосинтеза земного шара равна 4,2-10¹⁰ т углеродного эквивалента. Вторичная продуктивность составляет до 10% первичной. В целом первичная продуктивность биосферы составляет 2,29-10¹⁵ ккал, а вторичная - 0,29-10¹⁵ ккал. Таким образом, общая продуктивность биосферы Земли равна 2,6-10¹⁵ ккал.

Продуктивность лесов составляет 10 - 30т: кустарников--10т, травянистых растений -- 9т, полупустынных, пустынных и тундровых зеленых растений --2 т сухого вещества на 1 га в год. На 1 га елово-лиственных насаждений в возрасте 20--40 лет в год поглощает из атмосферы 13--17 т углекислоты и выделяет в атмосферу 10--13 т кислорода. В 1 га спелых ельников поглощается 10--12 т углекислоты и выделяется 8--9 т кислорода.

Из приведенных данных следует, что максимальные значения выделения кислорода характерны для высокобонитетных насаждений, т. е. выращивание высокотоварной древесины не уменьшает кислородопроизводительной роли лесов, а находится с ней в прямой зависимости. Кислород леса качественно отличается от кислорода планктона морей и океанов тем, что насыщен ионами отрицательного заряда. Это значительно повышает бальнеологические свойства лесов, так как научно и экспериментально доказано благоприятное воздействие отрицательной ионизации на организм больных и здоровых людей.

Природа взаимодействия леса с внешней средой сложна и, несмотря на длительное изучение ее, наука еще не раскрыла многого в области экологии леса, которая должна быть одной из важнейших научных основ рассматриваемой проблемы.

Лес, как самое большое биологическое сообщество на земле, содействует очищению воздуха от пыли и обогащает его кислородом, являясь важным регулятором газового соотношения в природе.

Считается, что продолжительность полного цикла круговорота кислорода в биосфере равняется 2000 годам. Кислород акцептируется непосредственно всеми компонентами биогеоценоза, обеспечивая дыхание животных и растений в атмосфере, почве, воде, превращение органических веществ, течение многих химических реакций в горных породах, почве, гидросфере. Но только с зелеными растениями атмосферный кислород находится в двустороннем взаимодействии -- поглощается при дыхании и выделяется при фотосинтезе. Во всех других случаях он лишь потребляется в разнообразных реакциях окисления.

Основная масса вещества растений (94--99,5% по массе) состоит из углерода, водорода и кислорода. Именно усвоение них элементов определяет количество освобождаемого кислорода и поглощаемой углекислоты и воды. Азота и зольных элементов в растениях мало, и они не влияют на выделение кислорода.

Лес в значительной степени содействует очищению воздуха от пыли и копоти и препятствует дальнейшему их распространению. У стены леса, расположенной вблизи от промышленных предприятий, в воздухе содержится 0,23--0,32 мг/м³ сернистого газа. На расстоянии 15--20 км его количество снижается до 0.07 мг/м³, а в пасмурную погоду до 0,17 мг/м³. Как днем, так и ночью при малой скорости ветра лишь незначительное количество пыли проникает внутрь лесного массива. Основная масса попадает в него со стороны опушки. Эта пыль быстро оседает вследствие безветрия в лесу.

Пылезащитные свойства разных древесных пород неодинаковы. Гладкие, глянцевитые листья осины и тополя бальзамического задерживают в 6,3, а дуба в 2,3 раза меньше пыли, чем шероховатые листья вяза. На верхушке вяза высотой 13 м ее остается в 8 раз меньше, чем на высоте 1,5 м. Это объясняется сдуванием пыли ветром и смыванием ее дождем с вершин деревьев. В точение года 1 га леса отфильтровывает до 50--70 т пыли: сквозь кроны еловых древостоев ежегодно фильтруется из воздуха 32 т/га пыли, сосновых --36, дубовых -- до 56 и буковых до 68 т/га. Лесные насаждения сохраняют пылезащитную способность и в безлистном состоянии. Поэтому лес и зеленые насаждения в городах особенно необходимы и незаменимы с социально-гигиенической точки зрения. Они являются «зелеными легкими» в районах промышленных предприятий. При подборе древесных пород, устойчивых к действию дымогазовых эмиссий, частично решается проблема поглощения вредных газов -- окиси углерода, сернистого газа и сернистого ангидрида, представляющих опасность для здоровья человека.

Санитарно-гигиеническое значение лесных фитоценозов проявляется в их антимикробном, стерилизующем влиянии на среду. На первый план в данном случае выступает способность леса обогащать атмосферу ионизированным кислородом и фитонцидными веществами.

Установлено, что 5-- 7 часовое пребывание человека в лесу приводит к повышению тонуса, улучшению функций высшей нервной деятельности, увеличению на 10 -- 30% минутного объема дыхания.

Фитонциды, продуцируемые лесными фитоценозами, изменяют биохимические условия окружающей среды и являются лучшими из регуляторов микрофлоры воздуха.

Таким образом, лес является мощным фильтром воздуха, обладает антимикробными, стерилизующими свойствами, ионизирующим воздействием на воздух и общим оздоровляющим действием на окружающую человека обстановку.

Выяснена шумопоглощающая способность насаждений в зависимости от породы, полноты насаждения и количества подроста. Так, на расстоянии 80--100 м от источника шума (автомобильная дорога) в лесу с полнотой 0,8 при наличии подроста и подлеска наблюдается снижение звукового давления до 30 дБ.

Освещенность в лесу -- немаловажный показатель для оценки фитоценоза. Для определения освещенности фитоценоза применяют индекс затенения, который учитывает густоту и величину деревьев одновременно в пихтово-еловых и широколиственно-хвойных лесах.

Результаты исследований показали, что индекс затенения полностью согласуется с показателями освещенности. Аналогичные данные, по на склонах различной экспозиции, получены в широколиственно-хвойных лесах. Отмечено, что применение индекса затенения оправдывается в горных лесах только в сходных топографических условиях.

В течение всего года в темнохвойном лесу влажность воздуха выше, чем на полянах и вырубках. Наибольшие различия наблюдаются в теплые месяцы. В среднем за вегетационный период относительная влажность воздуха в спелых и приспевающих насаждениях выше, чем на открытых участках, на 9%. Трансформирующее влияние леса на осадки проявляется особенно ярко. От общего количества осадков открытого места в спелых ельниках задерживается 27--31%, в пихтовых и кедровых насаждениях --26--32%. По градациям дождей диапазон перехвата осадков расширяется до 8--82%.

В настоящее время водоохранная и водорегулирующая роль леса, известная человеку и используемая им с очень давних времен, научно подтверждена и получила количественную оценку. Данные исследований, накопленные различными областями науки, убедительно свидетельствуют, что с истреблением леса обводненность ландшафтов заметно уменьшается, водный режим рек значительно нарушается и в конечном итоге благодатные лесные и лесостепные местности превращаются в почти безжизненные пустыни с аренами развеваемых песков и обнаженных горных пород.

Все леса, расположенные в пределах водосборных бассейнов, а не только запретные полосы вдоль рек, выполняют водоохранные и водорегулирующие функции. Водоохранная и водорегулирующая роль леса количественно характеризуется повышением относительной влажности воздуха на 5--6%, увеличением запасов воды на полях за счет снежного покрова в 1,5--2 раза и более, снижением испарения влаги на 10--30%, повышением влагоемкости почв в 18 раз, снижением коэффициента поверхностного стока в 10--20 раз.

Во многих районах леса могут приобрести гораздо большее значение при регулировании водостока или использовании их в качестве зон отдыха, чем в производстве древесины. Прирусловые леса, оказывая влияние на состояние рек и водоемов, способствуют развитию судоходства, повышают энергетический потенциал рек и воздействие их на сельское и рыбное хозяйства.

Большой интерес представляет не только способность леса регулировать сток поверхностных вод, но и способность в результате фильтрации изменять их химический состав. Прозрачность воды, как известно, один из важнейших признаков ее доброкачественности. Она зависит от большего или меньшего содержания в воде взвешенных частиц и химических примесей.

Наряду с улучшением органолептических свойств и химического состава воды водоемов установлено также повышение ее бактериологической чистоты под влиянием защитных лесных насаждений.

При наличии древесной растительности по берегам водоемов их воды обычно чисты и бедны водорослями. Питательных веществ, имеющихся в воде, хватает лишь на ограниченное количество водных растений, которые к тому же интенсивно поедаются находящимися в воде живыми организмами. Таким образом, водоем находится в состоянии биологического равновесия,

Необходимо также подчеркнуть большую роль лесных защитных насаждений в предотвращении испарения воды и повышения ее температуры в водоемах. Повышение температуры поды оказывает воздействие на физические, химические и биологические процессы, которые определяют пригодность воды для ее обитателей, потребления и других хозяйственных целей.

К настоящему времени установлено положительное влияние леса на выпадение осадков и увлажнение атмосферы, регулирование грунтовых вод и накопление снега, а также на изменение водного баланса бассейнов под влиянием лесных насаждений.

Таким образом, водоохранно-водорегулирующая роль леса проявляется, прежде всего, в более полном и рациональном расходовании влаги как на внутрилесных, так и на защищенных лесом территориях, в эффективной защите и очистке воды от различного рода загрязнений.

Средозащитные функции леса не могут быть заменены никакими другими видами использования земли. Лес -- это совершенная система защиты почвы и вод, очищения атмосферы от пыли и вредных газов. Но и его емкость имеет пределы. Неся огромную средозащитную службу, лес сам в значительной мере страдает от запыленности и загазованности атмосферы. Загрязнение атмосферы вредными выбросами уменьшает интенсивность процессов фотосинтеза. На территориях, подверженных задымлению, полностью отсутствует пихта, быстро усыхают хвойные насаждения, что наносит значительный ущерб окружающей среде и хозяйству.

Лесная растительность с момента образования сомкнутого древостоя активно воздействует на почву, изменяя ее свойства. Происходящие изменения в почве связаны с видовым составом лесообразующих пород лесного биоценоза. Направление, интенсивность и устойчивость этих изменений под влиянием насаждений зависят также от многих условий: типа почвы, физико-географической среды, климатических особенностей.

Интерес к вопросу о взаимосвязях между древесной растительностью и почвами обусловлен его практическим значением. Изучение этих взаимосвязей служит обоснованием одной из средообразующих функций леса.

Система «лес -- почва» выполняет в биосфере наиболее важные функции, обеспечивающие само существование жизни. Среди этих функций можно отметить: непрерывно протекающий процесс биогенного накопления трансформированной и перераспределенной солнечной энергии и постоянное поддерживание на Земле общемирового круговорота химических элементов, особенно таких, как кислород, водород, углерод, азот, фосфор, сера, кальций, магний, калий и микроэлементы.

Влияние лесной растительности сказывается и на физических свойствах почвы, которые являются не только важнейшим условием, но и непосредственно действующим, а часто и решающим экологическим фактором плодородия почвы. Лесная растительность, развивая мощную корневую систему в поверхностных горизонтах почв, создает лучшие условия для аэрации водопроницаемости, изменяет влагоемкость, улучшает структуру и другие свойства почвы. Изменение физических свойств почв происходит под действием изменяющихся в связи с составом насаждений обмена веществ между почвой и лесом, характера распространения и количества корней, заселенности дождевыми червями и другими представителями почвенной фауны.

В почвообразовательном процессе лес принимает непосредственное участие, так как способствует накоплению органического вещества на поверхности почвы и внутри ее. Корни его деревьев глубоко проникают в почву, увеличивая с возрастом радиус круговорота питательных веществ, улучшая физические свойства гумусовых горизонтов и надежно удерживая почву от размывов в горных условиях. На физические свойства различных почв в разных типах леса наиболее отчетливо влияет видовой состав насаждений.

Почва является непременным соучастником всех основных функций проявления жизни на земле. Это ее участие осуществляется в системе организм -- почва, в которой сложными трофическими цепями связаны между собой все растительные организмы, траво- и плотоядные животные и паразиты. Конечный продукт этих трофических цепей -- почвенный гумус. Это наиболее существенный результат почвообразовательного процесса. Почвенный гумус, представляя собой, продукт метаболизма и отмирания, накапливается в почве и образует на суше особую «гумусферу», которая является областью наибольшей концентрации организмов и энергии солнца.

Регулируя состав и свойства лесообразующих древесных пород, можно соответственно изменять свойства лесных подстилок и тем самым оказывать влияние на эффективное плодородие почвы. Следует подчеркнуть, что повышение плодородия лесных почв с помощью биологических средств мелиорации следует осуществлять не столько путем интенсификации обмена веществ в системе лес -- почва, сколько путем усиления процессов аккумуляции, т. е. увеличения общей емкости поглощения лесного биогеоценоза. Почва, обладая высокой емкостью поглощения, в определенной мере и до определенного предела выступает в качестве природного очистителя.

Роль леса как фактора повышения плодородия почвы и защиты ее от разрушения водной и ветровой эрозией используется человеком с давних пор. Ученые и практики земледельческой культуры постоянно указывали на тесную взаимосвязь сельскохозяйственных и лесных угодий и на необходимость защиты полей лесными насаждениями.

На полях, защищенных лесными полосами, мощность снегового покрова больше, а глубина промерзания почвы меньше в 1,5--2 раза; сохранность сельскохозяйственных культур на полях под защитой лесных полос значительно выше. При этом установлена прямая связь между степенью полезащитной облесенности и сохранностью посевов озимых культур. На защищенных системой лесных полос полях существенно изменяются микроклимат и увлажненность почвогрунта. Амплитуда колебания температуры воздуха и почвы уменьшается на 30--50% и более, запасы почвенной влаги заметно повышаются. Защитная роль леса на сельскохозяйственных угодьях в конечном итоге проявляется в повышении урожайности возделываемых культур на 15--30% и более, а в засушливые годы в 1,5--2 раза.

Основная задача противоэрозионных лесных насаждений состоит в защите земель от водной эрозии, сохранении качества почв. Метровый гумусовый слой черноземов образовался за 6-- 9 тыс. лет, а смыт при отсутствии мероприятий по защите почв от эрозии он может быть за считанные годы.

Защитные лесные насаждения являются мелиоративными мероприятиями длительного действия, причем с возрастом они усиливают свое защитное значение. Главная и наиболее знаменательная их особенность -- неоднозначность влияния на окружающую среду, одновременное выполнение многих защитных функций.

Система полезащитных лесных полос, например, не только повышает урожай и улучшает его качество, но и улучшает микроклимат защищенного пространства, его почвенный покров, способствует большей влагозарядке почв, меняет фауну, режим прилегающих водоемов, преображает ландшафт территории.

1.2.4 Лес-источник ценных продуктов и сырья

Леса являются местом обитания ценнейших представителей нашей фауны. Вне леса немыслимо существование таких видов животных, как лось и косуля, рысь и медведь, бобр и белка, глухарь, тетерев, рябчик и многие другие.

Для большинства людей дикая природа -- предмет созерцании, место охоты и добывания пищи. Ее роль как неотъемлемой и основной части экосистемы иногда принижается. Однако, несмотря на ощутимую ценность элементов дикой природы в экосистеме, которые дают нам возможность охотиться, добывать пищу и любоваться природой, материальные прибыли от этого аспекта учитываются недостаточно, так же как и значение денежных средств, связанное с использованием дикой природы.

По богатству животного мира, а следовательно, и по потенциальной биологической продуктивности одно из первых мест в природном комплексе занимают лесные биоценозы, с которыми неразрывно связано обитание многих ценнейших представителей животного мира. Некоторые из них являются объектами промысловой и спортивной охоты. Дикая природа обеспечивает значительные экономические выгоды от туризма.

Помимо роста спроса на традиционные лесные продукты растет потребление древесины для производства пиловочника, плит на древесной основе и бумаги. И хотя на сегодняшний день эта продукция занимает не такое значительное место, в перспективе она будет увеличиваться.

Потребность в лесах внутри и вблизи промышленных районов возрастает по мере того, как осознается их фильтрующая функция. Поэтому наряду с эстетической ценностью деревьев, которую уже давно признали жители больших городов, все яснее ощущается и экологическая ценность лесов как необходимого противовеса загрязнения, представляющегося неизбежным побочным продуктом развивающейся экономики.

Прослеживая историю лесопользования и ошибок в нем, трудно находить понимание и оценку лесов и их роль в развитии общества. Например, леса обычно рассматривались как значительные препятствия на пути к прогрессу. Леса казались неисчерпаемыми и столь изобильными по площади и по объему, что избавиться от деревьев стало главной целью.

Растущее беспокойство о будущем и желание избежать бесхозяйственности при разработке ресурсов вызвало движение за охрану окружающей среды.

Рациональное использование естественных ресурсов и охрана окружающей среды возведены в ранг государственной политики. Серьезные усилия общества, науки и каждого человека в отдельности направлены на сохранение той единственной биосферы, в которой человек может жить.

Охрана и сбережение запасов фауны, вопросы ее промысловой и спортивной эксплуатации неразрывно связаны с лесными угодьями. Следовательно, значение лесов для охотничьих хозяйств следует рассматривать в трех аспектах: охрана фауны; ведение промыслового охотничьего хозяйства и спортивной охоты.

Значение заповедников трудно переоценить, так как они являются местами для многолетнего изучения природных процессов на территориях, не охваченных хозяйственной деятельностью человека, и участками, где в первозданной красоте сохраняется наша природа. Огромно значение заповедников как базы научно-познавательного туризма.

Многие представители нашей фауны имеют высокую зоологическую ценность, поэтому существенные доходы может дать экспорт живых зверей и птиц.

Из года в год увеличивается объем заготовки в лесах ягод, орехов и плодов. В кедровых лесах, например, 1 га древостоя может дать до 5 т орехов. Таким образом, здесь тоже имеются возможности в несколько раз увеличить заготовки такой ценной лесной продукции, как орехи. Возрастают темпы сбора дикорастущих ягод и плодов в лесах нашей республики.

Пчеловодство в нашей области развивается успешно.

Нельзя забывать и о таком пользовании лесом, как добывание живицы, а также переработка мелкотоварной, неликвидной древесины, древесных отходов. Всей прибылью от реализации товаров народного потребления, изготовленных из отходов, целиком распоряжается предприятие.

Наконец, незаменимо использование леса в рекреационных целях. Устройство мест для отдыха, лесопарковых зон вокруг городов и крупных населенных пунктов лесоводы должны принимать во внимание.

Таким образом, всестороннее использование лесных богатств, организация лесохозяйственных комплексов -- вот основной путь получения максимума полезностей от главного богатства природы -- леса.

1.2.5 Лес и рекреация

Требования, которые выдвигают жители городов к лесу, открыли новую эпоху в истории лесного хозяйства. В настоящее время современным можно считать такое ведение лесного хозяйства, которое предусматривает, помимо производства древесины и прочих лесных продуктов в большом количестве и высшего качества, нематериальные блага леса.

Леса зеленых зон нашей республики подразделяются на две хозяйственные части: лесопарковую и лесохозяйственную. Основными признаками разделения лесов зеленой зоны на хозяйственные части являются:

а) интенсивность посещения лесных массивов населением для отдыха;

б) наличие удобной и доступной транспортной связи между лесными участками и населенным пунктом;

в) удаленность лесных массивов от населенного пункта;

г) качество насаждений и состояние лесных площадей.

В лесопарковую хозяйственную часть включаются лесные участки, расположенные в живописной местности, вблизи железных и шоссейных дорог, рек и водных бассейнов и являющиеся излюбленным местом отдыха.

Особая экологическая и эстетическая среда лесных насаждений определяет их огромное значение для организации мест отдыха и лечения. Высокая рекреационная ценность лесов связана также с их способностью совмещать социально-культурные, экологические и хозяйственные функции.

По некоторым оценкам специалистов, древесина в окрестностях больших городов составляет 3--4% всех ценностей леса. Самыми же ценными на территории влияния городов и в зонах отдыха оказываются рекреационные свойства лесов.

В настоящее время идеальным считается ландшафт с разнообразным рельефом, с чередованием леса и водоемов. Приятная прохлада летом, безветрие, мягкий свет, доминирование зеленого цвета, своеобразная гармония умеренных звуков, свежие запахи, а главное чистый воздух, богатый кислородом, и отсутствие городского шума -- все это успокаивает нервную систему, восстанавливает тонус человека.

Рекреационная деятельность людей, как и любое вмешательство в жизнь природы, имеет и отрицательные стороны. При рекреационном использовании природной среды возникают некоторые неблагоприятные для нее изменения. Пребывание большого количества отдыхающих на одних и тех же территориях может оказаться опасным для продолжения естественного развития природных компонентов данной территории.

С ускорением научно-технического прогресса, урбанизацией, повышением культурных запросов потребность людей во всех видах отдыха на лоне природы возрастает. Трудно подсчитать, сколько людей в нашей республике проводит свое отпускное время и выходные дни на природе.

Наиболее заметно и ощутимо воздействие рекреации на самые подвижные компоненты природных комплексов -- растительный и животный мир. Поскольку лес -- один из самых необходимых рекреационных ресурсов в зонах массового отдыха, изменению растительного покрова под действием рекреации уделяется наибольшее внимание.