1X3. Проблемы устойчивости лесов в условиях антропогенных нагрузок
Влияние атмосферных загрязнений на леса (см. также разд.
ГУ.4, ч. II). Повреждения и гибель лесов от загрязнений, распространяемых через воздух, относится к числу острейших экологических проблем современности. Высказываются опасения, что некоторые страны, например Германия, Австрия, Чехия, а возможно, и все северное полушарие, могут лишиться лесов в результате их отравления ядами, распространяемыми по воздуху. Например, немецкие ученые с большой тревогой констатируют, что повреждения и гибель лесов от загрязнений охватили почти всю Европу и Северную Америку. В Германии первые признаки этого явления были зарегистрированы в 70-е годы. В 1982 г. доля пораженных лесов составила 8%, а уже к 1986 году она увеличилась до 54% от общей лесной площади. В Чехии загрязнениями поражено не меньше 70% лесов, в Эстонии - 52%, в Литве - 21 %, а в целом по Европе (без Турции и России) - около 35% лесов, что исчисляется миллионами гектаров. Только для Германии площадь больных лесов называется равной 4 млн. га, а в Западной Европе в целом - близка к 8 млн. га. Не единичны очаги полной гибели лесов площадью, равной десяткам тысяч гектаров. Такие явления встречаются, например, в Рурской области Германии, в Северо-Восточной Чехии и в других районах. В наибольшей степени поражаются и гибнут леса на горных, плохо проветриваемых склонах, особенно в зонах хронических туманов или низкой облачности.В целом для Европы динамика площадей, пораженных промышленными выбросами, иллюстрируется следующими значениями: в 1860 г. не более 1 тыс. га, через 100 лет (1956 г.) - 150 тыс. га, а за следующие 30 лет (к началу 90-х годов) - до 50 млн. га. Это около 35% от общей площади лесов континента.
Для России пораженные леса оцениваются пока долями процента.
Площадь их равна 1,5-2,0 млн. га: не более 0,2% от общей лесо-покрытой площади. Это является не следствием достижений человека по охране среды от загрязнений, а наличием больших пространств для рассеивания загрязняющих веществ. Очаги пораженных лесов тяготеют к районам с высокой концентрацией промыш256
ленных предприятий: Норильск (около 0,5 млн. га лесой), Братск (100 тыс. га), Мончегорск (50 тыс. га) вщр.
Последствия гибели лесов усугубляются тем, что отравленными оказываются не только деревья или древостой, но и условия обитания, включающие почву, воздух и другие компоненты. Это ведет к разбалансированию экосистем, затрудняет лесовосстано-вительные работы.
Можно перечислить наиболее общие закономерности поражения и гибели лесов, а также мероприятия по снижению ущерба от данного явления:
1. Наиболее значительные повреждения лесов связаны с воздействием сернистого ангидрида и его производных (триоксид серы, серная кислота). Существенные повреждения вызывают также окислы азота, озон, фтор, хлор, продукты фотохимического смога (пероксиаце-тилнитраты) и другие вещества. Часто они действуют совместно.
2. Токсиканты действуют на растения либо в виде сухих осаждений, либо после превращения в кислотные осадки. В наибольшей мере повреждается ассимиляционный аппарат (разрушаются покровные ткани, хлорофилл, клеточные структуры). Кроме этого, токсиканты, особенно в виде кислых осадков, действуют через выщелачивание из различных частей растений биогенных и других веществ, подкис-ление почв, отравление и разрушение корневых систем. Особенно сильное отравляющее влияние на подземные органы оказывает алюминий, высвобождающийся из минералов и соединений (глинозема) под действием токсикантов (болезнь Альцгеймера).
3. Влияние токсикантов на растения проявляется либо в виде медленных (хронических) отравлений, либо в виде острых поражений типа ожогов. Гибель лесов также может быть медленной (из-реживание и постепенный распад) либо внезапной (катастрофической).
Гибели обычно предшествует скрытый период поражения, который затем быстро проявляется на фоне неблагоприятных метеорологических или других факторов (суровые или необыкновенно теплые зимы, летние засухи, размножение вредителей, антропогенные нагрузки и т. п.).4. Повреждению токсикантами и гибели наиболее подвержены хвойные леса. Одна из причин этого явления - отравление долго-живущей (5-7 лет) хвои. В связи с этим к числу первых признаков поражений хвойных деревьев относится уменьшение продолжительности жизни хвои и степени охвоенности деревьев. Лиственница,
257
обновляющая хвою ежегодно, отличается несколько большей устойчивостью по сравнению с другими хвойными. Повышенная устойчивость свойственна также часто высаживаемой в городах ели колючей (голубая или серебристая форма).
5. Из лиственных деревьев наиболее подвержены действию токсикантов дуб, бук и другие виды с твердой древесиной. Мягколиствен-ные виды (береза, осина, ольха и др.) более устойчивы. Поэтому вблизи городов и промышленных центров именно они приходят на смену хвойным лесам. При еще более высокой загрязненности лиственные уступают место неприхотливым травянистым растениям.
6. Очень высокую чувствительность к токсикантам проявляют некоторые виды лишайников. Их часто используют в связи с этим как индикаторы загрязнений. Легко поражаются токсикантами также многие культурные растения (томаты, огурцы, гладиолусы). Проявляется повышенная чувствительность отдельных растений к определенным токсикантам. Этот признак, а также характер поражения листьев используются для идентификации загрязнителей.
7. При прочих равных условиях степень устойчивости растений к загрязнителям обычно уменьшается в трудных условиях местообитания (тощие почвы, жесткий климат, воздействие других антропогенных факторов и т. п.). В загрязненной атмосфере сокращается продолжительность жизни древесных и других многолетних растений. Это связано как с хроническим отравлением организмов, так и с повышением чувствительности к токсикантам с возрастом.
8.
Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязнений, разработанные для человека, часто не приемлемы для многих растений вследствие их более высокой чувствительности к токсикантам. В этой связи для растений используются и разрабатываются более жесткие ПДК загрязнителей. Положение усугубляется тем, что цели защиты экосистем (а не отдельных растений) будут достигнуты только в том случае, если они ориентированы соответственно правилу минимума на защиту не усредненных, а самых чувствительных видов и сообществ.9. Наряду с ПДК используются некоторые лесоводственно-био-логические меры снижения ущерба, причиняемого лесам загрязнениями атмосферы. К ним относятся: выявление и использование наиболее устойчивых видов и форм (экотипов) растений, повышение плодородия почв (удобрения, поливы), ускоренное об
258
новление фитоценозов (до момента их гибели или сильного ослабления), создание плотных опушек вокруг лесных массивов как барьера для проникновения загрязнителей, выведение и внедрение новых сортов и т. л.
Влияние рекреационных нагрузок на леса. Термин «рекреация» все больше входит в употребление. С ним связывается восстановление здоровья и трудоспособности людей путем отдыха вне жилища.
В качестве рекреационных объектов широко используются леса и лесные ландшафты. Имеются данные, что городскому жителю для восстановления сил на природе требуется в 4-5 раз меньше времени, чем в условиях города или в других густонаселенных местах.
В ряде стран рекреация проводится на коммерческой основе. Ученые США считают, что от организованного отдыха в лесах можно ежегодно получать более 50 млрд. долларов, что существенно выше, чем доход от вырубаемой древесины. Рекреационные ресурсы России (в основном лесные) принимаются равными 240-250 млн. га.
Рост численности городского населения и стрессовых явлений увеличивают стремление людей общаться с природой. По этой причине возрастает площадь лесов, используемых в рекреационных целях, растут нагрузки на них.
В связи с этим сформировался самостоятельный радел лесоводственной науки - рекреационное лесоводство. Его задачи - оценка рекреационной ценности отдельных экосистем (типов леса), разработка мероприятий по регулированию нагрузок, снижению ущерба для экосистем и хозяйств в целом.Основные следствия воздействия рекреации на леса приведены в таблице 32, из которой видно, что практически все они отрицательны для экосистем.
Обычно выделяют несколько стадий (чаще всего 5-6) изменения экосистем (лесных насаждений) под влиянием рекреационных нагрузок. Они, как правило, определяются по степени нарушения травянистого, мохового покрова, лесной подстилки и почв, а также по исчезновению типичных для данного леса видов и внедрению новых видов.
, Для снижения ущерба, причиняемого лесам рекреационными воздействиями, проводятся специальные мероприятия. Важнейшие из них следующие.
259
.у,-І ..,',.!••< ..? >м-. Таблица 32
Основные экологически®.следствия высоких рекреационных нагрузок для,.лесов ??
№№ п/п
Элементы и функции экосистем
Характер воздействий или изменений экосистем
2.
Древостой, подрост (молодое поколение деревьев), подлесок (кустарники)
Почвы, травяной и моховой покровы
Средообразующие и средозащитные функции
Видовое разнообразие, устойчивость, продуктивность, интегральный результат
Уничтожение в местах строительства дорог, коттеджей, стоянок автотранспорта и т.п.; повреждения деревьев в местах отдыха. Смены чувствительных (например, хвойных) деревьев менее чувствительными (мягколиственны-ми). Уничтожение или повреждение молодого поколения леса (всходов, самосева, подроста) и кустарникового яруса (подлеска)
Уплотнение и поранение почв. Обеднение или уничтожение видов травяного и мохового покрова, внедрение сорных видов
Уменьшение или потеря санитарно-гигиенических, эстетических и других функций. Усиление разложения органических веществ, интенсификация поступления в атмосферу углекислого газа и других веществ, снижение водоохранной роли.
Постепенная или резкая потеря рекреационных функций Обеднение видового состава, упрощение структуры, снижение устойчивости и продуктивности. Ухудшение санитарного состояния (поражение насекомыми, грибами и другими вредителями. Антропогенные сукцессии деструктивного типа (дигрессии), вплоть до опустынивания.1. Нормирование нагрузок. Оно обычно выражается через допустимое количество людей, посещающих леса. Нагрузки существенно различаются в зависимости от видового состава, возраста и других особенностей фитоценозов, а также условий их произраста
260
нйя. Например, леса из мелколиственных пород (береза, осина) в несколько раз устойчивее к нагрузкам, чем хвойные лесвл<Моло-дые и средневозрастные леса устойчивее приспевающих и спелых. Леса сложной структуры (многовидовой состав ярусности) на богатых почвах устойчивее лесов с меньшим разнообразием и т. п.
В этой связи предельно допустимой нагрузкой (ЩШ) для лесов средней полосы России считается 25-30 чел./га для березняков и осинников, 7 чел. для сосняков на бедных песчаных почвах итоль-ко 1-5 чел./га для влажных еловых лесов.
2. Уменьшение отрицательных последствий нагрузок. Среди них создание тропиночной сети, оборудование стоянок автотранспорта, мест отдыха и другие мероприятия.
3. Проведение разъяснительной и воспитательной работы среди отдыхающих. В их числе издание путеводителей, использование различного рода указателей, оборудование информационно-насыщенных экологических троп, проведение организованных экскурсий и т. п.
4. Регулирование потоков отдыхающих с учетом допустимых нагрузок. Например, действенным является привлечение отдыхающих к наиболее устойчивым экосистемам. Так отдается предпочтение выращиванию березовых лесов. Они охотно посещаются отдыхающими и в то же время характеризуются повышенной устойчивостью. С другой стороны, хвойные леса требуют ограничения нагрузок. Это возможно за счет выращивания густых насаждений, введения в них кустарникового яруса и т. п. Такие участки леса одновременно представляют уголки покоя для животных.
Используются и другие специфические способы ведения хозяйства в рекреационных лесах (ускоренное обновление поколений дре-востоев, сооружение смотровых площадок, создание малых архитектурных сооружений и т. п.).
Действенной и экономически оправданной формой деятельности является введение обоснованной платы за рекреационные услуги.