Влияние рубок на лесные сообщества

Луговиковые вырубки также широко распространены. Формируются они на местах, занятых ельниками-черничниками, на песчаных и супесчаных почвах, на суглинках и глинах (степень увлажнения почв – от свежих до влажных, иногда оторфованных). Обильное заселение вырубок луговиком извилистым происходит на трехлетних вырубках. Лесовозобновление затруднено потому, что происходит сильное задернение почвы, которое может привести к образованию пустырей с поселением в микропонижениях кукушкина льна.

Вейниковый тип вырубки приурочен к возвышенным местоположениям, возникает на местах, занятых в прошлом сосняками и ельниками-черничниками на свежей супесчаной почве. Наибольшего распространения вейник достигает на трехлетних вырубках, затем постепенно уступает место луговику извилистому. Общее задернение умеренное. Если происходит естественное лесовозобновление, то оно связано со сменой хвойных насаждений на мягколиственные березовые и осиновые (Ковязин, Мартынов, Мельников, 2010).

По данным И.С. Мелехова (1954) кипрейные вырубки довольно часто встречаются в условиях средней и южной подзон европейской тайги. Они развиваются после рубки древостоев зеленомошной группы на легких подзолистых почвах. Кипрейные вырубки отличаются незначительными площадями распространения и относительной продолжительностью существования, но характеризуется своеобразными условиями лесовостановления, т.к. преобладающие заросли иван-чая создают особый микроклимат, защищающий всходы древесных пород от заморозков. Однако, загущенные заросли иван-чая с возрастом снижают число самосева, а также обедняют почву (Астрологова, 2002).

Таволговый тип вырубок, с преобладанием таволги вязолистной, часто встречающегося с виде узких, но длинных лент по пологам, которые до рубки были заняты ельниками.

Долгомошные вырубки с усиленным разрастанием кукушкиного льна, занимают пониженные местоположения с застойно-увлажненными почвами, на местах, бывших под сосняками и ельниками-долгомошниками. Со временем развивается сфагновый мох, образующий сфагновые и сфагно-осоковые болота.

Выявление типов вырубок  способствует установлению путей наиболее рационального практического освоения и использования вырубок (Концентрированные рубки в лесах Севера, 1954).

 

Глава 3. ИЗМЕНЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПОСЛЕ РУБОК

3.1. Влияние рубок и их последствия

Рубки – это не только акт изъятия из леса части запаса древесины. Вырубки влияют на поверхностный слой почвы, на формирование ландшафтов, экосистем и зооценозов. Огромное значение для жизни леса имеет живой напочвенный покров, особенно и потому, что от него зависят жизненные процессы древесных растений на ранней стадии их развития – прорастание семян, формирование и развитие всходов.

Влияние древесных пород  на почву в лесу осуществляется прямо  и косвенно. Прямое влияние проявляется  в изменении водного режима, обеднении  почвы элементами минерального питания, создании структуры почвы и др.

Косвенное влияние на почву  деревья оказывают, воздействуя на факторы почвообразования, климат, растительность и фауну. Резко меняется напочвенный покров, что приводит к затрудненному прорастанию семян. Процесс возобновления леса происходит за очень длительный период.

Изменение микроклимата на вырубках, буйное развитие травянистой  растительности и отсутствие (полное или частичное) древесного яруса  приводят к изменению режимов  и свойств почв. Прежде всего, это  касается водного режима почв.

Водный режим почв определяется климатическими условиями района исследований, свойствами самих почв и растительностью. При прохождении через кроны  деревьев и кустарников часть  осадков задерживается и затем  испаряется в атмосферу, из влагооборота почвы эта часть осадков исключается. По данным некоторых авторов, при  изреживании древостоев рубками  задерживающая способность древесного полога снижается, а количество осадков  в изреженный древостой поступает  на 5–10% больше, чем в неизреженный (Волков, 1968).

В то же время большее  летнее нагревание почвы приводит к  понижению относительной влажности  воздуха, что, в свою очередь, обусловливает  увеличение расхода почвенной влаги  на 30–40%.

После сплошной вырубки от лесного растительного сообщества с его различными ярусами и  сплошной подстилкой на почве мало что сохраняется. Происходит почти  полное разрушение растительности и  сильнейшее изменение условий существования  растений. При сплошных рубках от деревьев оголяется более или менее значительная площадь, нередко измеряемая десятками и даже сотнями гектаров. На месте тенистого леса образуется обширное открытое пространство. Здесь много света и солнца, дует сильный ветер. После вырубки деревьев резко меняются условия освещенности, влажности, температуры. На вырубке появляются многочисленные кострища.

Живой напочвенный покров хвойного леса после вырубки деревьев, как правило, очень сильно меняется. Условия открытого места неблагоприятны для многих типично лесных теневыносливых трав - кислицы, майника, седмичника и  др. То же касается и типично лесных мхов, часто образующих сплошной покров на почве - например, плевроциума (Pleurozium), гилокомиума (Hylocomium), видов рода дикранум (Dicranum). Все эти растения очень болезненно реагируют на внезапную и резкую перемену обстановки - переход от затенения под пологом леса к яркому освещению на вырубке (наиболее устойчивы кустарнички, например, брусника).

Для типично лесных теневыносливых трав неблагоприятны и сильные ветры, которые обычно бывают на вырубках. В жаркую погоду ветер особенно опасен: он вызывает интенсивное испарение  воды из нежных листьев, которые плохо  удерживают влагу. В первые же годы после рубки многие из них погибают или становятся крайне редкими. Живой напочвенный покров исчезает (Петров, 1985).

Сплошные рубки оказывают  негативное воздействие на природную  среду. Рубка леса с использованием агрегатной техники сопровождается уничтожением растительности всех ярусов, глубокими изменениями строения почвы, ухудшением ее лесорастительных свойств.

В результате сплошных рубок  возобновление леса происходит под  открытым пологом.  Отсутствие древесного яруса приводит к повреждению  молодых побегов и подроста из-за низких или высоких температур. Пересыхание  поверхности почвы, образование  на ней корки ведет к тому, что  семена не могут прорасти, а всходы не могут развиваться.

Разрастание светолюбивых травянистых  растений, особенно злаков (вейник - Calamagróstis, луговик - Deschámpsia, мятлик - Poa), образующих дернину, затрудняют прорастание семян и последующие стадии возобновление леса (Мелехов, 2007).

Сплошные рубки оказывают  влияние непосредственно на почвенные  покровы, растительность и другие условия, одним из которых является климат и температурный режим. При изучении экологических последствий применения сплошных рубок леса, была проанализирована динамика параметров заморозков в Архангельской  области с 1960 по 1990 годы.

За рассматриваемый период количество дней с заморозками за вегетационный период повышается в среднем по области на 11%, особенно в июне. Колебания данного показателя значительное. В Шенкурском районе за 1980-1990 период увеличилось значение в 1,6 раз. Интенсивность заморозков снизилась.

Полученные результаты позволяют  сделать вывод о возрастании  в регионе частоты возникновения заморозков в результате увеличения площади лесов, пройденных сплошной рубкой (Мосеев, Беляев, 2003).

Колебания температуры воздуха  и поверхности почвы от дня  к ночи на вырубах гораздо больше, чем в лесу. Особенно велики колебания летом при безоблачной погоде (днем происходит сильное нагревание солнцем, а ночью сильное охлаждение вследствие лучеиспускания). Вырубка очень сильно охлаждается в ясные холодные ночи. Весенние заморозки особенно губительно действуют на молодые побеги подроста ели, которые появились из почек (Петров, 1985).

В условиях открытого места  содержание влаги даже в гнилых колодах  и пнях отличается меньшим постоянством, чем под пологом леса (Волков, 1968).

Вырубка леса влечет за собой  изменения и в водном режиме почвы. Корни вырубленных деревьев, оставшиеся в почвенном слое, отмирают и уже  больше не поглощают воду. Влажность  почвы увеличивается, грунтовые  воды поднимаются вверх. В результате может произойти заболачивание территории.

Отмирание корней деревьев имеет и другие последствия. Резко  уменьшается, прежде всего, напряженность корневой конкуренции в почве за воду и питательные вещества, а также при разложении корней освобождается много элементов питания, в том числе азотистых соединений - нитратов. Это также существенно улучшает общий питательный фон для растений на вырубках, повышает богатство почвы.

После вырубки деревьев на поверхность почвы уже не попадает ни сухих листьев, ни хвои, которые образуют опад. Запасы подстилки перестают пополняться, и старая подстилка начинает быстро разлагаться и скоро полностью исчезает (Петров, 1985).

После выборочных рубок, как правило, полог леса сохраняется. Вырубка остается обеспеченной семенами высокого качества благодаря обилию источников обсеменения, плодоношению лучших деревьев и возможностью их перекрестного опыления. Так же более постоянная влажность поверхности почвы, подстилки и живого напочвенного покрова, благоприятствующая прорастанию семян и образованию всходов, особенно благоприятно это сказывается на обнаженной минеральной части почвы. Благодаря малому количеству света, падающего на поверхность почвы, отсутствует или ослабляется задернение почвы светолюбивыми травами. Полог леса ослабляет проникновение прямых солнечных лучей и смягчает температурные колебания, защищает всходы, самосев и подрост от ожогов и действия заморозков.

После выборочных рубок наличие  древесного яруса может быть негативным фактором для последующего возобновления  леса. Происходит ослабление фотосинтеза  подроста и самосева, затрудняя их существование. Довольно хорошо выражена корневая конкуренция, проявляющаяся  особенно со стороны материнских  деревьев.

Возобновление леса под пологом  часто происходит неравномерно и  носит куртинный характер. Это  бывает, как правило, в лесах, которые  не подвергались пожарам и другим стихийным бедствиям, где молодое  поколение обычно селится на месте  отмерших или отмирающих старых деревьев. Оно характерно для темнохвойных лесов, присуще разновозрастным  светлохвойным и широколиственным лесам.

Неравномерное возобновление  леса связано с неравномерной  выборкой деревьев, характерной для  данного способа рубки.

Так же возобновление может  быть и равномерным, например, в большинстве сосновых лесов, при условии, что при изреживании древостоя выборочной рубкой уничтожаются преимущественно тонкомерные подчиненные деревья сосны или елового яруса. В результате под пологом появляется одновозрастное поколение сосны или какой-либо другой породы, равномерно разместившееся по площади (Мелехов, 2007).

3.2. Смена пород в результате вырубки

Изменение состава древостоев, происходящее по ряду причин, в лесоводстве  принято называть сменой пород.

Восстановление фитоценоза после сплошной рубки называют восстановительной  сменой или демутацией, а смену  с отрицательным результатом, иногда приводящую к полному распаду  древостоя – дигрессией.

На вырубках ель часто  сменяют береза, осина, ольха серая. Эти древесные породы называют пионерными из-за обильного плодоношения, дальности распространения семян, способности возобновляться вегетативным путем, быстрого роста впервые годы, устойчивости к экстремальным погодным условиям и конкуренции трав. Ель в первые годы растет медленно. Если ель появилась на вырубке одновременно с лиственными породами или позже их, она неизбежно попадает под полог осины или березы и не выходит в первый ярус даже по прошествии 100 лет. В этом случае необходимы активные меры по уходу за елью. Лишь в том случае, если ель значительно старше лиственных пород, она может самостоятельно выйти в первый ярус (Ковязин, Мартынов, Мельников,2010).

При использовании тяжелой  лесозаготовительной техники подрост  ели, растущий под пологом материнского древостоя, гибнет или сильно повреждается. Последующее возобновление ели  на вырубках с богатыми почвами затруднено из-за конкуренции трав, в первую очередь, светолюбивых.

Смена сосны березой менее  распространена, чем смена ели  лиственными породами, поскольку сосна растет быстро, а на сухих и мокрых почвах – быстрее березы.

В сосняках брусничных сосна  в большинстве случаев восстанавливается, в черничных она конкурирует  с березой менее успешно, а  в сосняках кисличных и сосняках сложных происходит смена пород. Судьба сосны во многом зависит от длительности периода ее возобновления по сравнению с периодом возобновления березы, от разницы в возрасте этих пород. При одновременном появлении сосны в большом количестве она успешнее выдерживает конкуренцию березы.

Смена сосны елью происходит на относительно богатых почвах (Ковязин, Мартынов, Мельников,2010).

 

 

Глава 4. СОХРАНЕНИЕ БИОРАЗНООБРАЗИЯ В ХОДЕ РУБОК

 

Для сохранения некоторых  редких видов, достаточно сохранить  локальные участки или даже отдельные  природные объекты, являющиеся местами  их обитания и имеющие небольшую площадь. Однако некоторые виды требуют поддержания значительно больших площадей для своего существования. При этом далеко не для всех видов требуется полное исключение территорий из любого природопользования.