Влияние рекреационной нагрузки на компоненты леса

Благоприятное воздействие леса на человека известно давно. Как утверждает история, первый девственный лес, предназначенный для отдыха, существовал еще в 1765 г. возле г. Берна (Швейцария), а с конца XIX в. начали появляться работы по организации хозяйства в лесах, предназначенных для отдыха (Jenni, 1974).

В настоящее время места для отдыха называются рекреационными (лат. recreatio – восстановление, отдых). Официально к ним относятся леса зеленых зон, лесопарки, национальные парки, леса округов санитарной охраны курортов, дачных поселков. Но это могут быть и прибрежные леса вдоль водоемов (запретные или водоохранные полосы) и защитные полосы вдоль дорог и другие категории защитности I группы и даже леса других групп, если рекреационная нагрузка превышает 500 человеко-часов на 1 га за год. Наоборот, такой нагрузки обычно не бывает в лесохозяйственной части зеленых зон и на некоторой площади лесопарковой.

Вблизи остановок общественного транспорта, у водоемов отдых в лесу достигает масштабов рекреационных прессов, и в первую очередь страдает животный мир.

Так, в условиях Подмосковья с повышением рекреационной нагрузки количество видов млекопитающих уменьшилось с 19 до 9, птиц – с 74 до 31, пресмыкающихся – с 5 до 1, земноводных – с 5 до 3, т.е. более половины крупных видов животного мира исчезает полностью. Кроме того, падает плотность оставшихся видов. Особенно отрицательно рекреация сказывается на хищных млекопитающих (куница, норка, хорек и др.) и на крупных птицах.

Причинами такого последствия являются: фактор беспокойства (оставшиеся виды утрачивают страх перед человеком), изъятие кормов вследствие сбора отдыхающими плодов, изреживание древостоя, подлеска, живого напочвенного покрова, лишающего животных необходимой маскировки и мест гнездовий. Обеднение подлеска приводит, например, к уменьшению численности славки-черноголовки, дрозда, удода, козодоя обыкновенного, пеночек, овсянки обыкновенной, конька лесного. Зато во много раз увеличивается плотность вороны серой и сороки обыкновенной (Артюховский, Венгеров, 1985). Вытаптывание травяного покрова и уничтожение подстилки ведут к исчезновению очень полезной в лесу группы землероек.

Распространены случаи уничтожения человеком гадюк, ужей, веретениц, разорения гнезд ястребов, канюка, коршуна, осоеда. Этот вред усиливается от распространения бродячих кошек и собак.

Наблюдается полное отсутствие свойственных хвойному лесу птиц (рябчика, клеста, снегиря, чижа, московки, хохлатой синицы, королька). Уходят лисица, енотовидная собака, барсук (Самойлов, 1982, Королькова, Конеева, 1982).

Падает численность муравьев. Прослеживается их приуроченность к спелым древостоям (больше в хвойных). В смешанных насаждениях муравейники приурочены к еловым биогруппам и захламленности.

В деградированных сосняках обедняется состав животных-геобинтов, исчезают подстилочные и наземные моллюски, энхитреиды, многоножки, диплоподы и хилоплоды (Лавров, 1986).

Состав видов при повышенной рекреации возрастает лишь за счет энтомовредителей.

Вторым по чувствительности компонентом леса к рекреационной нагрузке является живой напочвенный покров. При низком уровне рекреационного использования сохраняются даже такие чувствительные виды, как ландыш майский, герань лесная, сочевичник весенний и др. Исчезновение их не снижает качества отдыха. Поэтому допустимая рекреационная емкость принимается при сохранении лесного травяного покрова в целом, хотя в отдельных местах концентрации отдыхающих (у палаток, стоянок машин, автобусных остановок, мест купания) напочвенный покров может быть полностью разрушен. Так что рекреационная дигрессия происходит не равномерно по всей площади, а дискретно.

В первую очередь повреждаются декоративные и красивоцветущие виды. Устойчивость растений к рекреационной нагрузке зависит от хрупкости стеблей, глубины корней, расположения узла кущения у злаков (чем ниже, тем устойчивее), от способности переносить плотные почвы или от способности к быстрой регенерации и от высоты растений.

При определенной степени изреживания древостоя может наблюдаться временное разрастание живого напочвенного покрова, если вначале древостой имел высокую полноту и травяной ярус был неразвит.

Среди растений покрова менее устойчивы лишайники, затем мхи. Проективное покрытие мохового яруса уменьшается постепенно, и при значительной рекреационной нагрузке погибают почти все зеленые мхи, в том числе и самые устойчивые – дикранум и плеуроциум.

По данным Р.А. Карписоновой (1967), И.Л. Трапидо (1974), Г.С. Поляковой (1980) и др. можем построить ряд устойчивости травяных растений к вытаптыванию: печеночница, копытень, ландыш, купена лекарственная, кочедыжник женский, герань лесная, дудник, зеленчук, вороний глаз, гравилат, золотая розга, сныть, майник, орляк, костяника, скерда, марьянник луговой, хвощ, земляника, калган, кошачья лапка, черноголовка, клевер луговой, ожика волосистая, перловник поникший, ежа, осока волосистая, вейник, полевица, душистый колосок, луговик дернистый, живучка, овсяница овечья, манжетка обыкновенная, крапива двудомная, тысячелистник, клевер ползучий, белоус, лапчатка серебристая, одуванчик, подорожник большой, пастушья сумка, клевер белый, сурепка, щавелек, птичья гречишка (горец птичий).

Отсюда устойчивыми типами леса являются сосняки и березняки кисличные, дубняк и ясенник снытевый, сосняк и березняк лещиновый. В устойчивости последнего решающую роль играет устойчивость лещины, бересклета. Некоторые кустарники обладают средней устойчивостью (рябина, черемуха, бузина), а отдельные (смородина, жимолость) - даже слабой. Высокой устойчивостью характеризуется ракитник. [ ].

Нарушение живого напочвенного покрова связано в некоторой степени с уплотнением подстилки, снижением ее запасов, а также с иссушением. Так, уплотнение вызывает отмирание мхов и других корнеподстилочных растений, например, кислицы. Уменьшение запасов подстилки объясняется не только снижением объема ассимиляционного аппарата фитоценоза, но и смывом измельченной при утаптывании фракции. Из-за этого ослабляется биологический круговорот веществ, уменьшается содержание гумуса и мощность гумусового горизонта, плодородие почвы снижаются.

Наряду с подстилкой уплотняется минеральная часть почвы до глубины 5-15 см, а на тропах и глубже. При высокой рекреационной нагрузке плотность (объемный вес) верхнего слоя почвы возрастает в 1,5 раза, на выбитых полянах – в 3-4 раза. Известно, что лесные растения нормально развиваются на почвах с плотностью 0,8-1,0 г/см³. При утаптывании прирост сосны начинает снижаться, если плотность достигает величины 1,13-1,20 г/см³, прирост липы – при величине – 1,22-1,45 г/см³, прирост березы – при величине плотности почвы 1,3-1,5 г/см³, дуба – при 1,5-1,8 г/см³, а рост тополя ослабляется только при плотности 1,6 г/см³ и выше. На более плотных почвах даже многие травяные растения не развиваются. В чистом опыте А.А. Коротаев (1992) установил более высокие параметры критической плотности суглинистого иллювиального горизонта для саженцев дуба 1,89 г/см³, лиственницы 1,84 г/см³, сосны 1,72 г/см³ ели 1,61 г/см³ и липы 1,55 г/см³.

Степень утаптывания почвы выражается ее твердостью (сопротивлению почвы расклиниванию) или несущей способностью грунта. В ельнике кисличном, по данным Н.С. Казанской (1977), твердость почвы изменяется от ненарушенных лесных биогеоценозов до их полной деградации – в пределах от 2,4 до 69,0 г/см² (0,24-6,90 МПа). И.Л. Трапидо (1974), использующий полнотомер Качинского при 100-кратной повторности замеров, установил, что в контрольном березняке волосистоосоковом твердость почвы составила в среднем 6 кг/см². В деградированном же березняке с сохранившимся только древостоем твердость оказалась у стволов березы 8-10 кг/см², а на плотно вытоптанных тропах, где произрастание растений становится невозможным твердость доходила до 50 кг/см².

При уплотнении почвы резко снижается ее водопроницаемость. Так, в указанном ельнике-кисличнике водопроницаемость горизонта А₁ уменьшилась с 48,2 мм водного столба/мин до 0,5, т.е. в 100 раз. В пойменных лесах происходит заболачивание почвы, а на дренированных местоположениях ее иссушение (снижение запаса доступной для растений влаги), поскольку уменьшается объем пор с выходными отверстиями более 5 мкм и увеличивается объем мелких, уплотненный слой прогревается сильнее, физическое испарение возрастает. В иссушенный верхний горизонт поднимается влага из корнеобитаемых слоев. Но запасы влаги там ограничены, так как поверхностный сток усиливается еще за счет более глубокого промерзания почвы. Влажность почвы падает в 2-5 раз. В плотной почве, с ухудшенной структурой растет коэффициент завядания и все это в сухое время года приводит к засухе.

Иссушение почвы усиливается еще тем обстоятельством, что в редком лесу уменьшается влажность воздуха, возрастает скорость ветра, больше тепла проникает под полог леса. Прогревание почвы в полдень до 26 ⁰С подавляет кроме того рост корней. Ростовой оптиум – по западно-европейским данным – 10-25 ⁰С.

Уплотнение снижает порозность почвы, ослабляет воздухопроницаемость, а вместе с этим ухудшаются условия дыхания корней и корневая система развивается поверхностной. При недостатке почвенного воздуха ухудшается жизнь микроорганизмов, образуется меньше подвижных форм фосфатов, снижается нитрификационная способность почвы, нарушаются условия минерального питания растений. Уменьшается доля подстилочных сапрофитов, на тропах и площадках для игр грибы практически не встречаются. На участках средней вытоптанности количество видов и масса макромицетов могут возрастать и появляется новая группа макромицетов – копрофитов – грибов рудеальных (замусоренных) мест обитания (Бурова, Трапидо, 1975).

Увеличение поверхностного стока может привести к возникновению на склонах водной эрозии почв. На песчаных почвах наблюдается даже ветровая эрозия. Эрозия почвы усиливается на лыжных склонах вследствие переноса снега при лыжных спусках вниз. Оставшейся небольшой мощности снежный покров быстро тает и талая вода, стекая по обнаженной почве бурными потоками, уносит мелкозем в водотоки.

Такие отрицательные изменения в почве приводят не только к уменьшению числа видов лесных растений, но и ухудшают лесовозобновление.

Увеличение рекреационной нагрузки приводит к ослаблению плодоношения деревьев как по числу семян, так и по их массе. Но даже в деградированных лесах в годы обильного и среднего плодоношения (по Капперу 3-5 баллов) семян выпадает достаточно. Условия же прорастания семян и развития всходов очень суровые.

Процесс возобновления хвойных не нарушается при слабой рекреационной нагрузке, когда полностью вытоптанная площадь составляет не более 10 %. При ее величине от 30 до 50 % всходы уже появляются редко, да и те к концу лета погибают почти полностью. При более интенсивном использовании территории всходы вообще отсутствуют и подрост как бы стареет, прирост стволика каждый год падает. Причины прекращения возобновления хвойных пород заключаются, как указанно выше, в уплотнении и сухости почвы, а также в ее олуговении: дернина злаков препятствует прорастанию семян, а возникшие все-таки всходы не выдерживают с ними конкуренции.

Отмирают и особи стареющего подроста ели, поскольку имеют поверхностную корневую систему, оказавшуюся в наиболее плотных слоях почвы. В результате неудовлетворительного водного режима в них, некоторые корни заглубляются в неплотные слои. При дальнейшем уплотнении почвы отдельные тонкие корни загнивают и отмирают, на оставшихся в живых крупных корнях развивается пробковый мертвый слой и образуются короткие толстые корни. Одновременно происходит и отмирание некоторых ветвей (Кузьмина, 1978).

У соснового подроста корневая система хотя более устойчива, но наземная части повреждается сильнее, чем у ели. При доле уплотненной поверхности более 30 % площади обычно насчитывается половина поврежденного подроста. А если еще учесть, что теневыносливый подрост ели появляется раньше, то часто наблюдается смена рекреационных сосняков на ель. Взрослые же ельники в большей степени страдают от рекреационной нагрузки и загрязнения воздуха и сменяются в свою очередь березой, осиной, липой и другими лиственными породами. Во многих сосновых типах леса при снижении сомкнутости древостоя за 0,6 часто появляется подрост березы, и со временем происходит непосредственная смена сосняков на березняки.

Возрастающая рекреационная нагрузка может подавлять не только семенное возобновление березы и осины, но и вегетативное.

В дубравах повышение рекреации вначале благоприятствует возобновлению дуба, вследствие разреживания подлеска. Затем, одновременно со сменой лесной травяной растительности на луговые виды, вытаптывается и самосев дуба. Прекращение лесовозобновительного процесса объясняется не только механическими повреждениями подроста дуба, но и обострением корневой конкуренции с появившимися луговыми злаками, и комплексом других факторов.

Древостой является наиболее устойчивым компонентом леса к рекреационной нагрузке. Из наших лесообразователей на первое место следует поставить дуб, ясень и вяз, затем идут липа, осина, береза повислая, ольха черная, слабоустойчив граб, клен остролистный, сосна в ксерофитных условиях, затем в других и на последнем месте – ель.

Но на дуб плотная дернина влияет отрицательно. Она ограничивает рост корней. Корни дуба растут вверх и скапливаются под дерниной, образуя на глубине 6-7 см подобие войлока, и дуб оказывается под воздействием конкуренции злаков.

Задолго до этого из второго яруса дубрав выпадают граб обыкновенный и клен остролистный, имеющий поверхностную корневую систему, затем угнетается липа и другие спутники дуба. Древостой становится одноярусным, отпад продолжается за счет тонкомерных, отставших деревьев дуба. При снижении сомкнутости древесного полога за 0,5 появляются водяные побеги на стволах крупных деревьев, они начинают суховершинить и отмирать. Все возрастающая промерзаемость почвы, особенно в бесснежные зимы, приводит к гибели корней и наступает массовое усыхание деревьев под влиянием вредителей, опенка.

Наблюдение за другими лиственными породами показали, что в рекреационных лесах деревья сбрасывают листву на 10-15 дней раньше, что можно рассматривать как одно из приспособлений, снижающее вред от засухи.

Ответной реакцией на снижение жизнеспособности деревьев является уменьшение заселенности корней микоризой, вероятно, из-за необеспеченности углеводами со стороны деревьев, уплотнения подстилки и гумусового горизонта.. Количество и толщина микоризных чехлов уменьшается быстрее у осины, чем у березы и сосны. Поэтому потеря устойчивости всего древостоя отмечается в осинниках при вытаптывании покрова на 30-40 % площади, а в березняках и сосняках – при 60-75 %. Однако, общее число грибов-микоризообразователей может увеличиваться. Они сосредотачиваются у опушек, лесных дорог, куч мусора, кострищ, у остатков пищевых отходов и прочих мест.

В пригородных лесах к рекреационным нагрузкам добавляется загрязнение атмосферы, и более чувствительными оказываются хвойные породы, у которых постепенно снижается прирост по высоте ствола, кроны становятся ажурными, хвоя укорачивается, ширина годичных колец снижается на 50 % и более.

А.Ф. Хайретдинов и С.И. Конашова указывают, что с увеличением степени дигрессии снижается ветвистость, как отношение общей протяженности ветвей к протяженности кроны [ ].

Уплотнение почвы приводит к уменьшению количества всасывающих окончаний, к отмиранию корней и сокращению площади питания деревьев в 3-4 раза.

Понижение устойчивости деревьев приводит к заселению их стволовыми вредителями, особенно короедами. Иногда встречаются рогохвосты. В ельниках вначале размножается короед-микрограф, при увеличении рекреационной нагрузки возрастает заселенность деревьев малым еловым лубоедом и на последнем этапе жизни дерева его поражает гравер.

Деревья страдают также от агрессивности посетителей, наносящих повреждения топорами, ножами, лыжными палками и другими предметами. Повреждения не только снижают эстетическое достоинство леса, но они являются воротами инфекции, и ствол заражается грибными заболеваниями.

Гибель деревьев может происходить вследствие поражения болезнью другим путем. Так, в сосняках (особенно чистых) усыхание и ветровал усиливаются из-за корневой губки, развивающейся независимо от возраста древостоя при невысокой рекреационной нагрузке, когда антогонисты ее – грибы-микоризообразователи покидают деревья. Затем, с увеличением нагрузки древостой изреживается и снижается вероятность распространения корневрой губки из-за изолированности корней соседних деревьев. Неблагоприятно воздействует и повышепнная освещенность (Рожков, 2001).

На ослабленные деревья сосны, осины поселяется опенок, вызывающий вначале суховершинность, а затем гибель дерева. С повышением интенсивности посещений леса может расти вред от сосновой губки, поражающей хвойные и лиственные деревья среднего и старшего возраста. Сосна поражается смоляным раком. При этом усиливается распространение на растущих деревьях березы, липы, осины настоящего трутовика, ложного трутовика, который поражает дуб и ольху.

Рекреационная нагрузка способствует развитию некрозных болезней (Шевченко, 1982).

В результате всех неблагоприятных факторов сильно повреждаются древостои на легких сухих почвах и на избыточно увлажненных, особенно на мокрых.

Наряду с IV-V классами Крафта, отмирают самые крупные деревья (I класса). Поэтому относительная полнота уменьшается в меньшей степени, чем сомкнутость древесного полога. Формально и фактически падает класс бонитета. В сосняках крупные деревья устойчивее, и средний диаметр древостоя увеличивается (Рожков, 2001).

Известно, что старые древостои более благоприятны для отдыха населения и чаще посещаются, чем молодые насаждения. Поэтому создается видимость слабой их устойчивости. При одинаковой же рекреационной нагрузке взрослые насаждения более устойчивы, чем молодые, которые имеют неглубокую корневую систему.

Лесные культуры менее устойчивы из-за потери связей в биогеоценозе: высокая производительность древостоя тормозит развитие других компонентов леса, биоразнообразие не восстанавливается и быстрее наступает дигрессия.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: