Полувековой опыт гидролесомелиорации в Республике Коми

Лесоводство на заболоченных землях характеризуется специфичностью. Это актуально для стран, отличающихся высокой заболоченностью территорий, таких как Россия, Финляндия, Швеция, Норвегия и др. [1, 2]. В России заболоченность лесного фонда составляет около 21,8 %. При этом в отдельных регионах, расположенных, в частности, на европейском Севере России, данный показатель может достигать 45% [1]. Заболоченные территории таежной зоны европейской части России представлены лесными и болотными ландшафтами и лесоболотными комплексами. В связи с этим при реализации лесоводственных систем на заболоченных землях необходимо учитывать, что лесорастительные условия здесь существенно отличаются от условий на хорошо дренированных землях. Это влияет на производительность насаждений, процессы естественного возобновления леса, особенности реакции древостоев на изменение климата и т.д. В полной мере это относится и к Республике Коми.

Общий гидролесомелиоративный фонд республики составляет 15,5 млн га, а заболоченность лесного фонда около 40%. Заболоченные и болотные леса занимают здесь площадь 11,7 млн га [1]. Это больше площади таковых в Архангельской и Вологодской областях и Карелии вместе взятых. В связи с этим для условий Республики Коми практический и научный интерес представляют результаты выполненных на этих территориях гидролесоме-лиоративных исследований на осушаемых лесных землях. Здесь в конце прошлого и начале текущего столетия было проведено достаточно большое количество исследований, позволивших решить вопросы собственно осушения, рационального использования лесных ресурсов осушаемых лесных земель и ведения в этих условиях лесного хозяйства с соблюдением требований охраны природы [3-7]. Оценивая возможность использования в Республике Коми результатов исследований, полученных в соседних регионах, необходимо учитывать, что по почвенным, климатическим и лесорастительным условиям республика наиболее близка к Архангельской и Вологодской областям. В то же время не следует ориентироваться на прямое копирование разработок, полученных на этих территориях. Физико-географические условия Республики Коми специфичны и отличаются большим разнообразием по сравнению с таковыми в других районах Европейского Севера. Климат республики характеризуется суровостью и континентальностью вследствие её положения в относительно высоких широтах и удаленности от Атлантики. Уральский хребет и Тиман-ский кряж создают своеобразную геологическую обстановку и оказывают заметное влияние на режим теплообеспеченности и влагообеспеченности территории [8]. Республика Коми отличается от северо-западных районов европейской части России сложностью гидрогеологических условий. Широкое распространение на территории республики двучленных почвообразующих пород не только обуславливает особенности формирования водного режима почв и процессов заболачивания, но и требует особого подхода с точки зрения охраны почв, в том числе при рубках [9]. Несомненно, региональный характер имеют проблемы сохранения биоразнообразия на объектах лесоосушения или, например, влияния гидромелиорации лесных земель на элементы водного баланса. Это свидетельствует о том, что при разработке региональных нормативов по рациональному использованию лесных ресурсов, ведению лесного хозяйства, решению вопросов охраны природы в связи с лесоосушением, имеющиеся наработки в соседних районах следует использовать, корректируя их на основе изучения производственного местного опыта и выполненных ранее в регионе исследований. Последнее указывает на то, что вопросы ведения лесного хозяйства на избыточно увлажненных лесных землях и исследования на объектах лесоосушения в Республике Коми заслуживают особого внимания. Гидромелиоративные работы в заболоченных лесах здесь начаты значительно позднее, чем в других северных регионах России - в 1969 г. Тем не менее в настоящее время площадь осушаемых лесных земель в республике составляет около 100 тыс. га. На объектах гидролесомелиорации в 1982 г. Институт биологии Коми филиала АН СССР начал исследования на осушаемых лесных землях, в том числе изучение влияния осушения на рост леса, его естественное и искусственное возобновление, исследования состояния других компонентов лесных биогеоценозов на осушаемых участках. Работы выполнялись в Корткеросском, Ухтинском, Сыктывкарском и Железнодорожном лесничествах Республики Коми.

Результаты и обсуждение

В результате комплексных гидролесоме-лиоративных исследований, выполненных на осушаемых лесных землях [10], установлено, что специфика и многообразие природных условий Республики Коми обусловливают необходимость раз-

50 лет сформировались насаждения III класса возраста с преобладанием в составе сосны, для которых на отдельных участках класс бонитета достигает I–II, запас – 175 м3/га, текущий среднепериодический прирост – 8–9 м3/га в год.

В результате исследования процессов естественного возобновления установлено, что под пологом насаждений на осушенных лесных землях общая густота подроста в зависимости от категории крупности в сосняках и ельниках долгомошниковой, сфагновой, травяно-сфагновой и болотно-травяной групп типов леса составляет соответственно 3–7, 5– 7, 4–15, 4–5 тыс.шт./га. В 75% случаев возобновление удовлетворительное.

Интерес представляют данные об эффективности осушения насаждений с кедром сибирским в Нижне-Омринском участковом лесничестве [11]. Определено, что в естественных с участием кедра насаждениях за 10-летний период после осушения прирост в высоту и по диаметру увеличился в 1,5–3 раза. Средний класс бонитета осушаемых насаждений повысился на один класс бонитета (с Va до V), относительная полнота увеличилась на 17% (от 0,6 до 0,7), средний запас древесины на 1 га – на 11%. Осушение положительно повлияло на возобновление кедра сибирского. В 75 % случаев преобладает мелкий подрост кедра (высота до 0,5 м), появившийся в основном после осушения участков в 1989 г. Густота естественного возобновления кедра вблизи осушительных каналов (в среднем 1,1 тыс. шт./га) существенно выше густоты его возобновления на середине между каналами (0,1 тыс. шт./га). Наряду с кедром, включенным в Красную книгу Республики Коми, встречены другие редкие и охраняемые виды растений: щитовник мужской, василистник водосборолистный, селезеночник четырехтычинковый, гам-марбия болотная, лобария легочная. В Корткерос-ском лесничестве на объектах гидромелиорации установлено нахождение достаточно многочисленных популяций башмачка настоящего (Cypripedium calceolus L.), включенного в Красную книгу Международного союза охраны природы. Визуальная оценка встреченных редких и исчезающих видов растений позволяет считать, что экстенсивные варианты осушения с расстояниями между каналами 100–200 м, типичные для северных регионов России, не являются фактором, оказывающим негативное влияние на их состояние. Можно отметить хорошее или удовлетворительное состояние этих видов и адаптированность к условиям местопроизрастания на объектах осушительной гидромелиорации. При этом необходимо учитывать, что, например, гаммарбия болотная и селезеночник четырехтычинковый обычно представлены невысокими экземплярами (от 5–6 до 15–20 см) с зеленоватыми мелкими цветками, собранными в щитковидные или кистевидные соцветия. Это приводит к малозаметности данных видов и снижению вероятности их обнаружения.

Одно из важных мероприятий по освоению осушаемых болот, площадь которых в Республике Коми составляет около 12 тыс. га, – работы по соз- 82

деления территории на районы, однородные по лесорастительным условиям и характеризующиеся одинаковым или близким лесоводственным эффектом осушения. Территория республики разделена на четыре гидромелиоративных района, отличающихся по комплексу физико-географических и лесо-водственных характеристик. Северный район объединяет Усть-Цилемское, Ижемское, Каджеромское и Печорское лесничества. Восточный район включает Вуктыльское, Печоро-Илычское и Комсомольское лесничества. Центральный район объединяет Сосногорское, Ухтинское и Троицко-Печорское лесничества, юго-западный район – остальные лесничества Республики Коми и разделен на три подрайона. Данные, полученные при изучении производительности мелиорированных насаждений, учет требований охраны природы и особенностей физикогеографических условий территории, позволяют считать, что при правильном подборе гидромелиоративного фонда, качественном выполнении работ по строительству и эксплуатации осушительных систем, гидромелиорация является реальным средством повышения продуктивности лесов на избыточно увлажненных лесных землях в подрайоне 2 юго-западного гидромелиоративного района. В результате исследований в этом подрайоне (Кортке-росское и Сыктывкарское лесничества) установлено, что при полноте 0,7 средний дополнительный прирост в сосняках и ельниках болотно-травяных равен 2,3–3,0, сосняках и ельниках травяно-сфагновых – 1,9–2,6, сосняках сфагновых – 1,2, сосняках и ельни-ках-долгомошниках – 0,2–0,3 м3/га в год [10]. В Центральном районе (Ухтинское лесничество) средний дополнительный прирост в сосняках и ельниках травяно-сфагновых составляет около 1,8 м3/га в год.

Во всех типах леса и возрастных группах после осушения прирост увеличивается. С течением времени на участках, с нормально функционирующими осушительными системами, после осушения текущий и дополнительный прирост также увеличивается.

Для оценки влияния длительного осушения на древостои были выполнены исследования на осушаемых переходных и низинных торфяниках, мелиорированных в 1940 г. с целью улучшения сенокосных угодий. Расстояние между осушителями составляло 150–200 м, глубина каналов – 0,7–0,8 м. По ряду причин хозяйственное освоение осушенных площадей задержалось, расчистка от древесной растительности не проводилась, органические или минеральные удобрения не вносились. В результате в настоящее время на этих участках растет смешанный лес, сформировавшийся в основном после строительства осушительной сети, т.е. в течение 5–6 десятилетий. Вследствие высокого потенциального плодородия переходных и низинных торфов в пойме р.Локчим прирост деревьев по диаметру и объему резко увеличился. В первом – пятом десятилетиях после осушения текущий среднепериодический прирост по запасу увеличивался с 1 до 6 м3/га в год, тогда как до осушения он не превышал 0,4 м3/га в год. На участках за период около данию на них лесных культур [12]. Изучение опыта выращивания их на осушаемых переходных и низинных торфяниках в Ухтинском лесничестве позволяет считать, что в центральной части осушаемых крупных болотных массивов следует создавать чистые культуры сосны. Вблизи опушечной границы целесообразно ориентироваться на естественное удовлетворительное возобновление хвойных пород, в основном сосны. Исследование роста и сохранности культур кедра показывает, что введение этой породы в культуры оправдано в опытнопроизводственном масштабе.

Развитие гидромелиоративных работ в Республике Коми вызывает вопрос о состоянии и характере работы по охране болот. Общая площадь охраняемых болот в республике (эталонных и клюквенных) составляет 0,5 млн га [13]. Эта площадь в пять раз превышает общую площадь осушаемых лесных земель. Рекомендованные для охраны или сбора клюквы болота и лесоболотные комплексы были исключены из объектов лесоосушения на стадии проектирования. В количественном отношении норматив выделения охраняемых болот в республике достигнут.

Необходимо отметить, что с начала организации Корткеросской и Ухтинской лесничеств лесными машинно-мелиоративными станциями построено около 120 км дорог, т.е. в районах концентрации лесоосушительных работ средняя густота дорог повысилась на 0,12 км на 100 га мелиорированных площадей. Это, несомненно, важно с точки зрения интенсификации ведения лесного хозяйства в регионе.

Таким образом, при экстенсивном лесопользовании и высокой заболоченности лесного фонда гидролесомелиорация является важным условием интенсификации лесного хозяйства в Республике Коми. Проведением гидромелиоративных работ здесь созданы реальные предпосылки для вовлечения в хозяйственный оборот резервов низкопродуктивных лесных массивов с запасом древесины около 5 млн м3. Ежегодный дополнительный прирост на осушаемых лесных землях составляет 120 - 130 тыс. м3, а дополнительное накопление запаса на всей мелиорированной площади за пять десятилетий - около 3 млн м3.

В перспективе увеличение объемов гидро-лесомелиоративных работ в Республике Коми целесообразно проводить за счет развития системы эксплуатационных мероприятий [14], проведения реконструкции осушительных систем, вовлечения в осушение вырубок долгомошного типа, проведения малой мелиорации выборочно на небольших, но ценных в лесохозяйственном отношении объектах, лесоосушения вокруг городов и поселков с рекреационной и санитарно-гигиенической целью, гидромелиорации площадей лесокультурного фонда. Заслуживает внимания развитие лесоосушительной мелиорации в районах республики, где реализуются приоритетные проекты или планируется их реализация.

Особый интерес представляет регулирование водного режима методами гидротехнических 83

мелиораций на участках с наличием в составе насаждений кедра сибирского [15]. В данном случае целесообразно осушение небольших по площади объектов. Здесь возможно тальвеговое осушение, каналы не обязательно должны быть прямолинейными. Учитывая ценность данной породы и положительное влияние осушения на ее возобновление, целесообразно рассмотреть возможность включения рекомендаций по локальному осушению участков с кедром в проекты освоения лесных участков и технологические карты разработки лесосек.

Показано, что при гидролесомелиоративных комплексных исследованиях дополнительная новая информация может быть получена на основе гео-информационных систем и дистанционных методов. Перспективным является использование вегетационных индексов, в частности, нормализованного относительного индекса растительности (NDVI). Исследования в данном направлении необходимо развивать, увеличивая представительность тест-объектов, используя объекты с длительным периодом влияния осушения, снимки с более высоким разрешением, данные режимных наблюдений за динамикой уровней почвенно-грунтовых вод и влажностью почвы, характеристики почв и торфов и т.д.

При гидролесомелиоративных исследованиях методами геоинформационных технологий и дистанционного зондирования в качестве опытных участков возможно использование пробных площадей, узких трансект и лесных массивов в границах кварталов (полигонов). Пробные площади следует рассматривать как основной вид опытного участка в полевых условиях и учетной единицы на космоснимках. В то же время при изучении роста леса, реакции древостоев на осушение, элементов водного режима при небольших расстояниях между каналами полезно использование узких трансект по снимкам сверхвысокого разрешения. Применение трансект позволяет увеличить количество учетных единиц (повторностей) на межканальном пространстве и повысить достоверность оценок тесноты связи между значениями пикселей и их удалением от каналов на снимке. При использовании полигонов можно учесть влияние на рост леса не только регулирующих осушителей, но и проводящей сети. Такой подход полезен при нерегулярном размещении осушительных каналов на осушаемой площади. При этом возможно использование лесоустроительных материалов, характеризующих форму, размеры, площадь кварталов и запасы древесины в их границах. Необходимо также учитывать, что осушаются именно лесные массивы. Поэтому для получения реальных оценок лесоводственной эффективности осушения целесообразно использование учетных единиц не только в виде пробных площадей, но и в виде полигонов достаточно большой площади [16].

В последние десятилетия работы по лесо-осушению и реконструкции осушительных систем в большинстве регионов России не проводятся. Тем не менее насаждения на объектах гидролесомелиорации активно вовлекаются в лесопользование, в них проводятся промышленные рубки. Это в полной мере относится и к Республике Коми. При проведении рубок в осушаемых лесах в республике целесообразно использовать рекомендации, предлагаемые для аналогичных условий в соседних регионах, прежде всего Архангельской и Вологодской областей [6, 7]. Большое внимание разработке экологичных технологий рубок на осушаемых лесных землях уделяется за рубежом. В то же время отмечается, что влияние рубок на составляющие водного и теплового режимов, рост и приросты насаждений изучено недостаточно [2, 17, 18].

В настоящее время условия для выполнения гидромелиоративных работ отличаются от таковых во второй половине прошлого столетия по экономическим и климатическим условиям. Последнее предполагает пересмотр существующих региональных нормативов лесоосушения, таких как параметры осушительных систем, зональные коэффициенты коррекции расстояний между осушителями, переводные коэффициенты текущего прироста, учитывающие географическое положение участков и т.д. [19]. Естественно, что уточнение таких нормативов возможно только на основе региональных лесоводственных и таксационных исследований на осушаемых лесных землях.

Заключение

Полувековой опыт лесоосушения в Республике Коми свидетельствует, что, несмотря на изменение экономических и климатических условий в последние десятилетия, принимавшиеся волевые решения по уменьшению объемов лесоосушения, реальной альтернативы гидромелиорации на избыточно увлажненных лесных землях здесь нет.

Результаты исследований на осушаемых лесных землях в республике согласуются с выводами, вытекающими из опыта мировой и российской практики классического и современного лесоводства на заболоченных землях, и свидетельствуют о том, что в условиях избыточно увлажненных лесных земель гидротехнические мелиорации являются обязательной составляющей лесоводствен-ных систем, обеспечивающей повышение продуктивности лесов и улучшение санитарно-гигиенических условий.

Исследования на осушаемых лесных землях в Республике Коми позволили дать объективную оценку результатов лесоосушения, разработать региональную концепцию использования гидротехнических мелиораций в лесоводственных системах, основанную на лесоводственно-гидрологи-ческих принципах повышения продуктивности заболоченных лесов.

Установлено, что при гидролесомелиора-тивных исследованиях дополнительная новая информация может быть получена на основе геоин-формационных систем, данных дистанционного зондирования Земли и использования вегетационных индексов, в частности, NDVI.

Лесоосушение в регионе представляет собой единственный апробированный в производственном масштабе промышленный метод повышения продуктивности заболоченных лесов. Включение гидротехнических мелиораций в системы лесо-водственных мероприятий, несомненно, будет служить целям перевода лесного хозяйства Республики Коми и всего европейского Севера России на принципы устойчивого, непрерывного и неистощительного лесопользования.