Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЛЕСНЫХ ЗЕМЕЛЬ



Общие понятия

Лесные землиэто приповерхностная часть литогенной основы ПТК, в которой укореняются и закрепляются лесные растения. Лесные земли – это относительно твердый субстрат, из которого растения получают необходимые для их роста питательные вещества и воду.

В отличие от почв, земли имеют большую мощность. Они могут вклю­чать не только почву, почвообразующие и подстилающие горизонты рых­лых отложений, но и коренные горные породы. Мощность лесных земель зависит от глубины распространения корней деревьев. Однако если глубже их распространения залегают водоупорные или, наоборот, дренирующие водопроницаемые горизонты, влияющие на водный режим, то и они долж­ны быть включены в толщу лесных земель. Термин «почво-грунт», кото­рый широко применялся лесоводами в начале девятнадцатого века, близок по значению термину «лесные земли».

Земли различаются по тому, как они снабжают растения водой, мине­ральными веществами и воздухом. Последний проникает через поры почв, горных пород или, в растворённом виде, приносится водой.

Условия водно-минерального и воздушного питания растений зависят от совокупности экологических режимов лесных земель.

Экологические режимы лесных земельэто их изменяющиеся свой­ства и характеристики, которые в совокупности определяют условия водно-минераяьного и воздушного обеспечения лесных растений.

На рост и развитие растений влияют следующие экологические режимы и субстративные свойства лесных земель: трофность, водность, рыхлость, подвижность, мерзлотность, дренаж, затопляемость и нарушенность. В со­вокупности экологические режимы определяют лесорастительный эффект лесных земель. Для количественного выражения экологических режимов земель они часто даются не в абсолютных, а в относительных величинах, в относительных (сравнительных) градациях или ступенях. Количественные показатели режима могут быть оптимальными для растений, недостаточ­ными или избыточными. Во втором и третьем случаях количественные ступени режима ограничивают развитие растений или приводят к их гибе­ли и отсутствию в составе сообщества. В различных классификациях, в за­висимости от поставленных задач, необходимой дробности число ступеней обычно не менее 3 и не более 5-6. При необходимости их количество мо­жет быть увеличено введением дополнительных подступеней. Так, напри­мер, в классификациях болотоведов болотные фации делятся по трофности на три типа: олиготрофные, мезотрофные, евтрофные. П.С. Погребняк вслед за А. А. Крюденером выделяет четыре категории трофности: А – олиготрофная, боры; В – олигомезотрофная, субори; С – мезо-мегатрофная, сурамени; Д – мегатрофная, рамени. Позже для аридных условий степей и пустынь дополнительно введена категория Е, которая обозначает излиш­нюю трофность или засоленность. Д.В. Воробьев для оценки промежуточ­ных ступеней трофности вводит дополнительные подступени – централь­ную и уклоняющуюся от центральной в ту или другую сторону. Например, В – центральная типичная суборь, 1В – бороватая или бедная суборь, тяго­теющая к борам, В1 – богатая суборь, тяготеющая к сураменям или сугруд-кам.



Дня оценки экологических режимов земель видов местностей и ландшафтов (Киреев Д.М., Сергеева В.Л., 1995) применялась трехступенная шкала (табл. 1).

Таблица 11

Экологическая оценка земель

Режим субстрата Обозначение режимов по ступеням
Трофность Т0 (А, В) Т1 (C, D) Т2 (E)
Водность В0 (0, 1) В1 (2) В2 (3, 4, 5)
Рыхлость Р0 Р1 Р2
Подвижность П0 П1 П2
Мерзлотность М0 М1 М2
Затопляемость З0 З1 З2
Дренаж Д0 Д1 Д2
Нарушенность Н0 Н1 Н2

Примечание.В таблице для оценки трофности и водности в скобках (в индексе) даны дополнительные ступени эдафической сетки А, В, С, Д, Е и 0, 1, 2, 3, 4, 5. Оптималь­ные ступени режимов выделены жирным шрифтом.

Трофность

Трофность определяется литологическим составом горных пород и рых­лых четвертичных осадков, богатством вод питательными веществами. Наиболее бедными являются кварцевые пески, гравийно-галечные отложе­ния, верховые торфяники. Увеличение в составе отложений пылевато-глинистой фракции вызывает увеличение трофности. Если на кварцевых песках развиваются боры, то на супесях (10-15% глинистых частиц) уже встречаются субори, на суглинках – сурамени (20-40% глинистых частиц). Карбонатность отложений создает наиболее высокую трофность (рамени).



Трофность наиболее объективно оценивается фитоиндикационными мето­дами, так как нет пропорциональной зависимости между богатством отложе­ний, минеральными веществами и трофностью земель. Плотные ленточные глины в слабодренируемых приводораздельных частях плоских озерно-ледниковых равнин могут давать лесорастительный эффект влажных и сы­рых суборей, так как длительное стояние атмосферных вод у поверхности земли в мелких впадинах резко сокращает ризосферу и мощность освоенной корнями толщи земли, ограничивая ее сильно оподзоленными и выщелочен­ными горизонтами почв. Кроме того, плотность глин, отсутствие пор ухудша­ет дренаж – поступление воздуха к корневым системам.

Категория трофности То (табл. 1) соответствует трофности А и В эдафи­ческой сетки лесоводов. Категория Т1 - трофности С и Д, а ступень 2 -трофотопу Е.

Водность

Водность определяется количеством и режимом воды земель. Вод­ность связана с уровнем первого от поверхности горизонта безнапорных вод. Здесь не может быть прямой пропорциональности, так как высота капиллярного поднятия вод на суглинках значительно больше, чем на песках. Водность меняется в зависимости от сезона, режима атмосфер­ных осадков и снеготаяния. Поэтому наиболее достоверно и точно водный режим оценивается по фитоиндикаторам. В лесоведении применя­ется шесть градаций влажности земель: недостаточная влажность - Во (табл. 1) включает очень сухие (0) и сухие (1) гигротопы эдафической сетки; оптимальная влажность B1 включает свежие (2) и отчасти влажные гигротопы эдафической сетки; ступень избыточной водности (В2) включает влажные (3), сырые (4) и мокрые (5) гигротопы эдафической сетки.

При крупномасштабных ландшафтных исследованиях, картографирова­нии урочищ, подурочищ и ландшафтных фаций для оценки трофности и водности применяется эдафическая сетка.

Рыхлость

Рыхлость следует обязательно оценивать в денудационных ПТК, где рыхлый мелкозем отсутствует или имеет малую мощность, а на дневную поверхность выходят монолитные скальные породы, которые являются непреодолимым препятствием для прохождения корней растений. Близкие приповерхностные горные породы косвенно влияют и на режим водности.

Ступень Р0 – монолитные скальные породы на поверхности; древесная растительность может встречаться там, где в карманах и трещинах скапливается мелкозем. Деревья либо отсутствуют, либо кривоствольны, сучковаты, низкорослы и образуют редины и редколесья, иногда встречаясь единично, кое-где. В основном скальные породы покрыты лишайниками, мхами, реже – кустарничками и травами.

Ступень P1 – на поверхности скал; в трещинах и углублениях на маломощном мелкоземе развивается разомкнутая или слабо сомкнутая лесная растительность, но сообщества угнетены, разрежены или имеют куртинный характер.

Ступень Р2 – оптимальные условия; когда мелкозема вполне достаточно по количеству и мощности для нормального укоренения древесных расте­ний. Большое количество валунов и монолитов, глыб с мелкоземом, запол­няющим все промежутки, может не влиять угнетающе на рост и развитие деревьев, Так, например, на склонах Карпат можно наблюдать лесные культуры ели 1а класса бонитета и выше с полнотой 1,2 и 1,3 на сильно ка­менистых отложениях. Глыбово-каменные отложения позволяют ели прочно укореняться и создают основу для мощных деревьев, не страдающих от ветровала, а заполняющий промежутки между глыбами мелкозем достато­чен для укрепления и водно-минерального питания растений.

Подвижность

Подвижность земель развивается под влиянием различных сил: грави­тации, движения вод и ветра. На склонах горных ландшафтов развиты все виды подвижности земель. Они часто являются основной причиной безле­сья обширных территорий. В Сибири такие территории носят название курумов, гольцов, глыбово-каменных потоков, рек и морей.

Гравитационное перемещение материала происходит на склонах различ­ной крутизны и различается по скорости движения. Медленные гравитационные движения (крип),миллиметры и сантиметры в год, связаны с из­менением объема твердого и рыхлого материала под влиянием темпера­турных колебаний, колебаний влажности и других причин.

Крип с большей скоростью перемещения материала происходит на гор­ных породах, содержащих воду, под влиянием колебания температуры и многократного перехода воды из жидкого состояния в твердое. Крип обы­чен в районах с вечной мерзлотой. Образовавшийся лед приподнимает глыбы нормально к поверхности склона и опускает вертикально вниз. Та­кое медленное, незаметное для глаза, перемещение материала происходит даже при небольших уклонах. По этой причине глыбово-каменные потоки приурочены к ложбинам и лощинам склонов гор.

Древостой лиственницы на медленном глыбово-каменном крипе не дос­тигают большого возраста. Повсюду наблюдаются поваленные или сло­манные глыбами стволы деревьев.

Одним из признаков развития медленного крипа является саблевидная форма стволов деревьев. Изгиб направлен в сторону падения склона. Ниж­ние части стволов кедрового стланика на быстром крипе часто стелются вниз по склону, затем изгибаются вверх, стремясь принять вертикальное положение.

Дефлюкция и солифлюкция развиты в районах с вечной мерзлотой. Водонасыщенный слой мелкозема, связанный дерниной, перемещается вниз по склону и образует характерные складки сползания. Дефлюкция захватыва­ет большую мощность отложений.

Быстрые гравитационные перемещения материала — осыпи и обвалы наблюдаются в случае подрезания основания склона земляными работами или боковой эрозией рек. Осыпавшийся и обвалившийся материал образует у основания склона конус осыпи. Характерно, что более мелкие обломки откладываются в верхней, а более крупные - в нижней части осыпи. Круп­ные изометрические глыбы породы часто откатываются на некоторое рас­стояние от осыпи.

На склонах, подверженных осыпанию, часто вообще отсутствует расти­тельность или она имеет фрагментарный характер, формируясь на относи­тельно слабоподвижных частях склонов. Хорошо известны подмываемые рекой безлесные борта долин рек, которые называются ярами.В верхней части яра на поверхность выходят горные породы различных горизонтов – это естественный разрез земной коры. Естественное обнажение горных по­род является стенкой отрыва. Со словом яр связано название многих насе­ленных пунктов России (Красноярск, Белоярск, Белый Яр, Веселоярск, Красный Яр, Сытный Яр, Яр, Ярцево, Ярославль).

К относительно быстрым гравитационным перемещениям материала относятся оползни. Под влиянием водонасыщения и резкого увеличения веса крупные блоки горных пород и отложений сползают вниз по склону. Оползни образуются часто в вогнутых частях склонов, где концентрируется сток, отсюда – оползневые цирки с их системой псевдотеррас.

Специфическими, очень быстрыми перемещениями материала являются селевые потоки, сели. Они приурочены к вогнутым склонам и долинам водотоков. Сель возникает в результате перенасыщения отложений в верх­ней части долины водой в результате обильных осадков. Кашеобразная масса материала стекает вниз по склону. Материал, перемещаемый селем, различен по величине от тонкого мелкозема до крупных глыб горной поро­ды. Селевые конуса выноса – достаточно богатые и плодородные земли (Алма-Ата).

Гравитационные «сползания» материала очень разнообразны по своей природе. Они зависят от крутизны склонов, состава горных пород и других факторов. В совокупности это приводит к тому, что склоны гор сильно раз­личаются по выраженности гравитационных процессов.

В совокупности с делювиальным смещением материала гравитационные движения прямо и непосредственно влияют на растительность и, в пер­вую очередь, на сплошность растительного покрова. Пихтовые леса на склонах гор Забайкалья часто имеют куртинный характер. Кедровые леса на курумах характеризуются редкостойностью, часто деревья далеко отсто­ят друг от друга, низкорослы, ветвисты с низко опушенными густыми кронами.

Водой производится перемещение материала на склонах, делювиальные процессы с плоскостным и линейно сосредоточенным сносом. В долинах рек материал перемешается с одновременной его сортировкой (русловой и пойменный аллювий). Эоловое перемещение материала также приводит к образованию редин и редколесий, характерных для дюнных ландшафтов.

Выделяются три ступени подвижности: По – неподвижные земли равнин; П1 – слабо подвижные земли со сплошным, но видоизмененным раститель­ным покровом (саблевидность стволов); П2 – сильно подвижные земли с фрагментарностью растительности, редколесьями, пьяным лесом, вплоть до полного отсутствия древесной растительности, развитием кустарников, кустарничковых, моховых и лишайниковых пустошей.

Мерзлотность

Мерзлотность.Выраженные мерзлотные процессы развиваются толь­ко в регионах с вечной мерзлотой. На Русской равнине и в Феноскандии они захватывают лишь узкую полосу на самом севере. За Уралом мерзлота опускается на юг до широтного отрезка Оби. За Енисеем мерзлота продви­гается далеко на юг, уходя в Монголию и Китай. В России мерзлота охватывает всю Среднюю и Восточную Сибирь. И только юг Дальнего Востока свободен от нее (Общее мерзлотоведение, 1978).

На экологический режим земель влияют следующие взаимосвязанные ус­ловия залегания мерзлоты: мощность, температура, сплошность, глубина и длительность сезонного протаивания.

Горные территории, как правило, охвачены вечной мерзлотой и мерзлота ужесточается с увеличением высоты над уровнем моря. Мерзлота развита в Тибете и на Гималаях - высокогорьях вблизи экватора. Она является при­чиной резкого климатического перепада от влажных и жарких равнин Ин­дии до резкоконтинентального сухого и холодного климата прилегающих с севера горных массивов.

Можно выделить три ступени мерзлотности.

М0 – вечная мерзлота отсутствует и не лимитирует развитие леса.

М1 – слабо мерзлотные земли. Мерзлота имеет малую мощность, остров­ное распространение, высокую температуру, близкую к 0°, глубоко и дли­тельно протаивает, особенно на песчаных землях. В этих условиях разви­ваются нормальные или несколько угнетенные и разреженные леса, пре­имущественно из лиственницы. Последние приурочены к местам, благо­приятным для сохранения мерзлоты (склоны северной экспозиции).

М2 – сильно мерзлотные условия. Мерзлота мощная, измеряемая десят­ками и сотнями метров с низкой температурой, сплошная или разомкнутая (вдоль рек и более мелких водотоков), протаивающая летом на небольшую глубину и на короткое время. В этих условиях развиты редколесья лист­венницы, ерники, тундры.

Следует заметить, что самая сплошная и мощная мерзлота может иметь сквозные или частичные разрывы — талики.Они приурочены к во­дотокам и разломам земной коры, по которым поступает тепло. Поэтому в самых северных районах встречаются узкие полосы приречных лесов (галерейные леса)среди редколесий, ерников, тундр и болот. Иногда эти приречные древостой, располагающиеся в соседстве с тундрами, имеют II-III классы бонитета (северные притоки Нижней Тунгуски). Отсюда сле­дует вывод, что мерзлота является первопричиной смены лесов на редколе­сья и тундры.

Дренаж

Дренаж– поступление воздуха к корневым системам растений. Кисло­род проникает к корням растений через поры в почвах и подстилающих по­родах. В случае, когда поры заполнены водой, воздух может поступать только в условиях проточности – фильтрации вод через породы, подстилку почв, течению по поверхности. При плохом дренаже не разлагаются опад и органические вещества, происходит их накопление, что еще более ухудша­ет поступление кислорода. В землях накапливаются недоокисленные про­дукты, образуются водородистые и закисные соединения (сероводород, аммиак, метан, окись железа), которые вредны для растений. Развитие кор­невых систем становится поверхностным.

Можно выделить три ступени дренажа.

Д0 – дренаж отсутствует; поры отложений заполнены застойной водой, в почвах может присутствовать аммиак, сероводород, закиси железа. Та­кие условия развиваются на заболоченных и болотных землях, на очень плотных глинах, бесструктурных почвах, где поры земель забиты мелко­земом и органикой. Древостои низкорослы и разрежены, корни деревьев сосредоточены на поверхности, в составе растительности преобладают олиготрофы.

Д1 – слабый дренаж; может развиваться, когда застойные или слабо про­точные воды располагаются в пределах почвенных горизонтов, оглеение хорошо заметно в нижней части почвенного разреза в пределах 40-80 см, выше, до поверхности, располагаются ржавые пятна, развит торфянистый горизонт. В растительных сообществах встречаются олиготрофы и мезотрофы. Однако последние имеют угнетенный вид.

Д2 – хороший дренаж земель происходит в случае достаточно глубокого, свыше 2 м, залегания грунтовых вод, когда поступающая вода отводится в водотоки, а также на дне проточных ложбин стока. Корни деревьев хорошо развиты, за исключением ложбин стока, где могут нормально расти только растения, приспособленные к избытку проточной воды (ольха, тополь, ива). В условиях хорошего дренажа и богатства отложений формируются сооб­щества растений с развитием мегатрофов хорошего роста (рамени, груды, дубравы, ольсы и т.д.).

Затопляемость

Затопляемость – кратковременное или длительное нахождение вод вы­ше поверхности земли. На плоских равнинах затапливаются не только пойма, но и микропонижения, впадины различного происхождения, ложби­ны стока, мочажины на болотах. Иногда в грядово-мочажинном, бугристо-западинном, крупнокочковатом рельефе – впадины и бугры настолько ма­лы, что не могут образовывать самостоятельных ПТК, а являются только их структурными элементами. Так образуются комплексные фации не толь­ко на болотах, но и на суходолах. В таких гетерогенных по затопляемости фациях режим затопляемости должен записываться в виде дроби раздельно для повышений и мочажин. В комплексных фациях деревья повышений и впадин образуют общий полог.

Растения по-разному переносят затопляемость, некоторые погибают да­же при кратком затоплении (сосна, некоторые злаки, лишайники и др.). Различное отношение растений к затопляемости приводит к формированию комплексных фаций на равнинах в условиях избыточного уводнения и раз­витого микро- и нанорельефа. Известны грядово-мочажинные комплексы болот и бугристо-западинные комплексы равнин. При длительном затопле­нии образуются длительно затопляемые земли и безлесные ПТК (низовья Оби, Верхней Ангары).

Можно выделить три основных категории затопления.

З0 - выпуклые участки плакоров, которые не затопляются вообще; атмо­сферные воды быстро просачиваются вглубь или стекают по поверхности.

З1 - краткая затопляемость; наблюдается на высоких поймах рек, верши­нах грив поймы, впадинах плоских равнин со слабо водопроницаемыми от­ложениями, в слабо выраженных ложбинах стока и днищах временных во­дотоков, мелких впадинах с хорошо водопроницаемыми почвообразующими породами. В этих условиях древесные породы испытывают угнетение, что проявляется в снижении бонитета и полнот древостоев, выпадении из состава сообществ растений, не приспособленных к затоплению.

З2 - длительная затопляемость; развита на самых низких уровнях пойм рек, в мочажинах и топяных фациях болот, впадинах равнин с плохо водо­проницаемыми породами и отложениями, староречьях и межгривных лож­бинах пойм. Земли в таких условиях либо безлесны, либо в составе сооб­ществ остаются только поймовыносливые виды (ивы, тополя, ольхи), но и эти растения находятся в угнетенном состоянии.

Нарушенность

Нарушенность земель связана с внешними воздействиями: пожары, рубки, очаги энтомовредителей, вытаптывание с уплотнением почв, зем­ляные работы и сельскохозяйственная деятельность (косьба, пахота, па­стьба иногда со сбоем дернины). После разового или систематического воздействия происходит восстановление первоначального биоценоза ПТК. Иногда восстановление затягивается на долгие годы. В некоторых случаях оно не происходит, и на месте старых образуются новые постоянные или длительно производные ПТК.

Если существенно не нарушена литогенная основа ПТК (рельеф, литологический состав отложений), то со временем возможно восстановление ко­ренных или условно коренных насаждений. В противном случае формиру­ются новые ПТК.

Н0 – ПТК слабо видоизменены, преобладают коренные и условно корен­ные группировки растений. В случае пожаров и вырубок идет процесс вос­становления через смену или без смены лесообразующих древесных пород.

H1 – вo время рубок, сельскохозяйственных воздействий нарушена не только растительность, но и почвы. Лесовосстановление затягивается на долгие годы или появляются производные растительные группировки вследствие систематического характера воздействия (ежегодные низовые пожары). Примером могут служить лиственично-сосновые пирогенные травяные леса Приангарья.

Н2 – разовое или систематическое воздействие, приводит к изменению литогенной основы ПТК. Рытье дренажных канав, насыпей, дорог, выра­ботка торфяников, пахота с изменением литологического состава почв, по­следующее развевание, выдувание или смыв верхних горизонтов почвы, сильное уплотнение или сбой дернины в результате выпаса, деградация мерзлоты после пожаров и вырубок, возникновение новообразованных кар­бонатных или засоленных горизонтов. В результате таких изменений лито­генной основы (нарушенный рельеф и литологический состав отложений), как правило, образуются новые ПТК на месте старых, обратное восстанов­ление растительных группировок не происходит.

Такие коренные изменения ПТК особенно часты в горных условиях при поранении склонов, растительных сообществ на них при неправильном и непродуманном ведении хозяйства. Также очень подвижны и динамичны ПТК в аридных регионах.


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2017 год. Все права принадлежат их авторам!