Влияние антропогенных нагрузок на возобновление хвойных насаждений в Горном Крыму

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Никитский ботанический сад ? Национальный научный центр

Влияние антропогенных нагрузок на возобновление хвойных насаждений в Горном Крыму

Папельбу В.В.

Предложены метод определения степени влияния рекреационных нагрузок на возобновление хвойных насаждений в Крыму и модель по установлению сохранности всходов хвойных фитоценозов при рекреационной трансформации в нижней Горной зоне Крыма. Установлены количественные параметры влияния рекреации на возобновление Pinus nigra subsp. pallasiana (Lamb.) Holmboe.

Ключевые слова: РЕКРЕАЦИОННЫЕ НАГРУЗКИ, ВОЗОБНОВЛЕНИЕ, ЛЕСОРАСТИТЕЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ, ГОРНЫЙ КРЫМ

Введение

Рекреационная трансформация лесных фитоценозов оказывает отрицательное влияние на рост и состояние подроста и подлеска. Общее количество подроста, как правило, уменьшается по мере увеличения вытаптывания. Основными причинами исчезновения подлеска и подроста считаются уплотнение поверхностных слоев почвы, механические повреждения и поломки, конкуренция со стороны травянистых видов растений, вызывающих задернение почвы. Однако динамика формирования подроста и подлеска по мере усиления рекреационной нагрузки различными авторами представляется весьма неоднозначно. Есть точка зрения, что по мере увеличения рекреационных нагрузок кустарниковый ярус уменьшается в количественных показателях, затем на IV стадии рекреационной дигрессии за счет ряда антропофильных видов увеличивается, а на V стадии полностью исчезает [1]. Другие авторы придерживаются противоположного мнения, а именно, что количество подлеска увеличивается от II к III стадии рекреационной дигрессии, а потом от III к IV и V резко уменьшается [2]. Увеличение роли подлеска объясняется некоторым осветлением древесного полога, рыхлением мохового покрова и подстилки. Резкое уменьшение количества подлеска на IV и особенно V стадии дигрессии объясняется механическим повреждением, а также резким усилением дернового процесса. Некоторые авторы указывают, что в целом использование леса в рекреационных целях препятствует появлению самосева и ускоряет его отпад, вызывает травмирование, снижает обилие, ухудшает состояние возобновления древостоя [3]. Однако в некоторых типах лесорастительных условий выявлена смена лесообразующих пород. В конце ХХ века появилось несколько работ, анализирующих устойчивость подлеска и подроста к рекреационным нагрузкам и возможности восстановления основных лесообразующих пород в нарушенных рекреационным лесопользованием лесах [4, 5].

Многочисленные литературные данные, которые получены в различных географических и природно-антропогенных условиях, показывают, что динамика подроста и подлеска под влиянием рекреационных нагрузок происходит в различных лесных формациях весьма различно и четкого представления не дает [6]. В связи с этим при определении стадии рекреационной дигрессии количественные и качественные показатели состояния подроста и подлеска использовались до сих пор крайне редко.

В последние десятилетия большое внимание уделяется изучению особенностей естественного восстановления нарушенных рекреацией лесных экосистем. Однако до сих пор не сформированы представления о продолжительности и механизме этого процесса в различных природных и антропогенных условиях. Ускорить этот процесс или предотвращать рекреационную дигрессию предлагается различными организационно-хозяйственными мероприятиями.

Цель исследований

Исследовать влияние рекреации на возобновление древесных растений, применяя метод моделирования механических нагрузок различной интенсивности на пробных площадках в хвойных фитоценозах, расположенных в зоне рекреационного использования лесов Горного Крыма.

Материалы и методы

С целью изучения влияния рекреационных нагрузок на возобновление хвойных пород нами применено моделирование механического воздействия человека при его передвижении на поверхность почвы и непосредственно на всходы. Предварительно выбиралась площадь в лесорастительных условиях, характерных для роста Pinus nigra subsp. pallasiana (Lamb.) Holmboe [7]. На ней выделялся ряд площадок размером 1х1 м. Площадки размещались друг за другом, образуя учетную линию. На выделенных площадках ранней весной высевались семена. После появления всходов сеянцы росли до состояния, при котором не происходило одревеснение стволиков. В начале лета проводили изреживание посевов, оставляя по 100 штук лучших экземпляров на каждой площадке, придерживаясь равномерного размещения их по площади. Через месяц моделировали нагрузку на поверхность почвы путем прохода человека (вес человека около 70 кг), равную 20, 100, 200 и 500 проходов на площадку, параллельно оставляли контрольные площадки без рекреационных нагрузок. Опыт проводили в трехкратной повторности. По окончании моделирования производили подсчет сохранившихся экземпляров и описывали состояние всходов. Через один месяц после моделирования проводили повторный учет количества сохранившихся сеянцев и анализировали их состояние. Количественные результаты исследований обрабатывали, применяя методы вариационной статистики [8].

Результаты и обсуждение

Сосновые насаждения в Крыму составляют 46654,7га (19,6% от общей площади лесов) [9]. Одной из основных лесообразующих пород, занимающей наибольшие площади в Крыму, является сосна Палласа (P. nigra subsp. pallasiana), занимающая площадь в 41950,2 га (89,9%) [9]. Она распространена во всех лесорастительных условиях, причем 64% - в сухих сугрудках (С₁).

Относительно большая часть чернососновых насаждений в Горном Крыму подвержена антропогенному воздействию, в результате которого в насаждении нарушается возобновительный процесс. С целью определения степени влияния рекреации на сохранность всходов в нижней горной зоне в условиях сухой субори (В₁) и сухой судубравы (С₁) под пологом искусственного чернососнового и естественного дубово-грабинникового насаждений был произведен посев семян сосны Палласа. После получения всходов и последующей подготовки площадок проведено моделирование рекреационных нагрузок разной интенсивности. Результаты моделирования приведены в таблице 1.

антропогенный возобновление хвойный

Таблица 1. Влияние рекреационных нагрузок на сохранность всходов P. nigra subsp. pallasiana в нижней горной зоне Крыма

Согласно данным таблицы, сохранность всходов на контрольных площадках составила 99%. По мере увеличения интенсивности рекреационных нагрузок сохранность всходов снижается, что закономерно.

При слабых рекреационных нагрузках уничтожается незначительное количество всходов, при этом сохранность всходов высокая и колеблется в пределах 80%. По мере нарастания рекреационного воздействия (при 100 проходах человека) число погибших сеянцев составляет 54% в сухой можжевелово-чернососновой субори и 30% в сухой грабинниковой судубраве. Значительно возрастает число погибших сеянцев при 200 проходах в сухой можжевелово-чернососновой субори, по количеству они составляют 85%. В сухой грабинниковой судубраве отмечено немного меньшее влияние: 56% погибших сеянцев. После 500 проходов по поверхности учетных площадок в первом варианте сохранившихся сеянцев осталось только 4%, а во втором варианте, в относительно богатых условиях, - 9%.

Выявлена корреляционная связь между величиной рекреационной нагрузки и сохранностью всходов (рис. 1, 2). Поскольку функция носит явно нелинейный характер, уместно искать её приближение в виде нелинейной кривой. На основании поля корреляции логично выдвинуть гипотезу о том, что связь между всеми возможными значениями носит экспоненциальный характер.

Рис. 1. Уравнение регрессии сохранности всходов P. nigra subsp. Рallasiana в условиях сухой можжевелово-чернососновой субори

Коэффициент детерминации (R²) в условиях В₁-мжСкр равен 96%, а в условиях С₁-гбДск ? 99%. Давая интерпретацию коэффициента детерминации, можно констатировать, что точность подбора уравнения регрессии довольно высокая.

Рис. 2. Уравнение регрессии сохранности всходов P. nigra subsp. Рallasiana в сухой грабинниковой судубраве с дубом скальным

Рекреационное использование чернососновых сообществ оказывает непосредственное воздействие на сохранность всходов P. nigra subsp. pallasiana. Степень воздействия зависит непосредственно от величины рекреационных нагрузок: чем они выше, тем ниже сохранность всходов. Менее интенсивно рекреационные нагрузки проявляются на сохранности всходов в более богатых лесорастительных условиях.

Применение полученных результатов о влиянии рекреации на всходы хвойных пород при организации рекреационного использования хвойных фитоценозов в нижней горной зоне Крыма позволяет устанавливать допустимые рекреационные нагрузки, позволяющие непрерывное функционирование хвойных лесных фитоценозов как средоформирующей системы в Горном Крыму.

Вывод

Использование хвойных фитоценозов в Горном Крыму для рекреационных целей подавляет развитие всходов P. nigra subsp. рallasiana при средних рекреационных нагрузках и приводит к гибели в случае увеличения их в условиях сухой можжевеловой-чорнососновой субори и сухой грабинниковой судубравы с дубом скальным.

Состояние сохранившихся экземпляров по мере увеличения рекреационных нагрузок ухудшается, о чем свидетельствует зарегистрированное отмирание отдельных хвоинок на сохранившихся экземплярах. В относительно бедных лесорастительных условиях зависимость между рекреационными нагрузками и сохранностью всходов проявляется сильнее.

Применение подобного метода моделирования фиксированных рекреационных нагрузок на поверхность почвы позволяет уточнить количественные параметры влияния рекреации на сохранение процесса возобновления хвойных фитоценозов в условиях Горного Крыма.

Список использованных источников

1. Надеждина Е.С. Рекреационная дигрессия лесных биогеоценозов // Влияние массового туризма на биогеоценозы леса. - М. - 1978. - С. 35-44.

2. Казанская Н.С., Ланина В.В. Методика изучения влияния рекреационных нагрузок на древесные насаждения лесопаркового пояса г. Москвы в связи с вопросами организации территории массового отдыха и туризма. - М.: Ин-т геогр. - 1975. - 65 с.

3. Таран И.В., Спиридонов В.Н. Устойчивость рекреационных лесов. - Новосибирск: Наука. - 1977. - 179 с.

4. Малышева Т.В. Реакция мохового покрова на возрастание рекреационной нагрузки в лесах Подмосковья // Пути повышения эффективности сельскохозяйственного производства Московской области. - М. - 1975. - С. 128-130.

5. Смаглюк К.К., Середин В.И., Питикин А.И., Парпан В.И. Исследование рекреационного лесопользования в Карпатах // Рекреационное лесопользование в СССР. - М.: Наука. - 1983. - С. 81-95.

6. Крестьяшина Л.В., Арно Г.И. Естественное возобновление в рекреационных лесах и пути его улучшения // Лесн. хоз-во. - 1983, № 8. - С. 54-56.

7. Ена А. В. Природная флора Крымского полуострова. - Симферополь. - 2011. - 236 с.

8. Лакин Г.Ф. Биометрия. - М.: Высшая школа. - 1990. - 352 с.

9. Плугатарь Ю.В. Леса Крыма: монография. - Симферополь: ИТ «АРИАЛ». - 2015. - 368 с.

Размещено на Allbest.ru