Теория устойчивости в практике лесопатологических обследований рекреационных лесов (на примере древостоев Серебряноборского опытного лесничества ИЛАН РАН)

Леса вокруг больших городов и других крупных населенных пунктов, примыкающие к промышленным зонам и автодорогам, которые используются населением как зоны отдыха, испытывают не только антропогенные нагрузки, но и подвергаются воздействию промышленных загрязнений различного происхождения и интенсивности. Во многом именно комплекс антропогенных и техногенных воздействий определяет состав, структуру, состояние и устойчивость рекреационных лесов. Вместе с тем все большая востребованность таких лесов как мест комфортного отдыха населения предъявляет повышенные требования к их устойчивости, долговременному функционированию, способности к самовосстановлению.

Понятие «устойчивость лесов» зачастую имеет разное смысловое содержание в различных формулировках. Между тем, еще в конце XIX–начале XX в. это понятие рассматривалось как фундаментальная основа отечественного лесоведения и лесоводства. В начале ХХ в. Г. Ф. Морозов дал исчерпывающее определение понятию устойчивого лесного сообщества: «Тем сообщество лесное будет устойчивее, чем оно в большей мере использует всю географическую обстановку, то есть климат и почву, ...чем больше точек соприкосновения между членами одного сообщества, чем разнообразнее их взаимное отношение, тем устойчивее такое сообщество в биологическом отношении, тем более обеспечено возобновление такого леса и тем легче он залечивает раны, причиняемые или человеком, или разными стихийными бедствиями, как, например, пожарами или нападением насекомых; чем больше биосоциальных кругов входит в состав сообщества, взаимно влияя друг на друга, тем сообщество будет более устойчиво» [1]. В этом определении есть практически все основные положения, определяющие устойчивость леса в современном понимании и являющиеся базовыми для лесов всех формаций, разного происхождения и назначения. Если переводить определение устойчивого леса Г.Ф. Морозова в практическую плоскость, то более всего ему отвечают коренные разновозрастные девственные лесные сообщества, сформировавшиеся в процессе длительной эволюции.

В более конкретном современном изложении, применяемом при лесопатологических обследованиях рекреационных лесов, оценка устойчивости лесного сообщества должна основываться на следующих трех основных критериях: соответствие биогеоценоза коренному экотопу, сложность структурного строения древесного полога (разновозрастность, мозаичность), оптимальный состав и количество естественного возобновления разного возраста, обеспечивающего формирование последующих поколений. Кроме того, в рамках этих градаций деревья и древостои в целом оцениваются по санитарному состоянию, стадиям рекреационной (антропогенной) нарушенности, степени поражения грибными болезнями и повреждения энтомовредителями.

Цель исследований – определить состояние основных лесообразующих пород в зависимости от стадий рекреационной дигрессии, установить степень влияния некоторых грибных возбудителей на состояние древостоев сосны естественного и искусственного происхождений и лесов других формаций, показать возможность деления лесных массивов по степени устойчивости с использованием данных их лесопатологического состояния и определить перспективы их естественного развития.

Объекты исследования – древостои Серебряноборского опытного лесничества Института лесоведения РАН на террасах и плакорах бассейна р. Москвы, произрастающие на песчаных, супесчаных и легкосуглинистых почвах. Эти древостои разнообразны по формационному составу. Здесь преобладают сосняки разного возраста и происхождения, встречаются липняки, березняки, осинники. Дуб в большинстве случаев входит в состав древостоев почти всех формаций как порода второго подчиненного яруса.

Близость огромного мегаполиса и транспортная доступность этих лесов определяют высокую степень их рекреационного использования. В лесных массивах лесничества можно в большом количестве встретить игровые площадки для волейбола; поваленные стволы деревьев, предназначенные для отдыха; кострища; места скопления твердых бытовых отходов; развитую дорожно-тропиночную сеть; механические повреждения стволов деревьев и подроста. Кроме того, отмечены случаи сбора цветущих растений, часто редких, занесенных в красные книги различного статуса.

Объекты и методы

В рамках научных работ для учета различных факторов воздействия на деревья и древостои в целом проведено детальное обследование наиболее крупных выделов (150 шт.) почти всех кварталов Серебряноборского опытного лесничества ИЛАН РАН [2, 3]. Обследования проводили в вегетационные периоды на протяжении 1–3 лет.

В насаждениях Серебряноборского опытного лесничества древостои сосны естественного и искусственного происхождений занимают значительную часть лесопокрытой площади лесничества (54,2%). По возрастному составу они подразделяются на молодняки – 1,4%, средневозрастные – 33,7%, приспевающие – 16,8%, спелые и перестойные насаждения – 48,1%.

Среди сосняков естественного происхождения преобладают условно-одновозрастные древостои, преимущественно спелые и перестойные. В их составе есть незначительная примесь липы, дуба, берёзы; производительность сосны соответствует I–III классам бонитета, полнота – 0,5–0,8. Подрост состоит из липы, клёна, реже дуба; густой подлесок из рябины, лещины, бузины, жимолости исключает появление естественного возобновления сосны. Сосновые культуры представлены в основном рядовыми посадками густотой 5–10 тыс. шт./га, созданными в середине ХХ в.

В древостоях разного состава прокладывали маршрутные ходы с обследованием не менее 50 деревьев каждой из основных лесообразующих пород. Вдоль маршрутного хода оценивали:

• V    состояние деревьев основного полога древостоя [4, 5];

• V    стадию рекреационной дигрессии [6];

• V    наличие поражения деревьев гнилевыми болезнями (по присутствию плодовых тел трутовых грибов и результатам выборочного бурения стволов возрастным буравом Пресслера) и некрозно-раковыми болезнями;

• V    наличие очагового поражения грибными возбудителями [7];

V состав и состояние естественного возобновления разных пород для определения перспективы формирования следующих поколений древостоев.

В сосновых насаждениях определяли присутствие, развитие и положение на стволе дерева следов поражения раком-серянкой ( Peridermium pini ) и влияние этой болезни на состояние деревьев [2]. С учетом совокупного влияния всех факторов древостои распределяли по степени устойчивости с применением разработанной ранее шкалы [3]: абсолютно устойчивые, устойчивые, относительно устойчивые, неустойчивые и абсолютно неустойчивые (табл. 1).

Состояние деревьев на маршрутных ходах оценивали с помощью расширенной шкалы категорий состояния, предусматривающей разделение «ослабленных» деревьев на 2 категории – «с признаками ослабления» и «слабоослабленные», а «сильно ослабленные» – на категории «сильно ослабленные» и «очень сильно ослабленные» [2]. Остальные категории соответствовали общепринятым в лесной фитопатологии.

В основе методики разделения деревьев по категориям состояния лежат несколько показателей: сохранность крон, присутствие сухих ветвей, изменение цвета хвои (листвы), изменение линейных показателей верхушечных и боковых приростов, объемы дефолиации крон энтомовре-дителями, присутствие механических повреждений стволов, плодовых тел грибов и раковых ран.

Стадии рекреационной дигрессии оценивали по методике Г. А. Поляковой [6]. Все обследованные выделы сгруппированы по интенсивности рекреационных нагрузок (стадиям

Таблица 1. Характеристика лесных сообществ по градациям устойчивости

Градация устойчивости сообществ	Описание лесных сообществ
Абсолютно устойчивые	Соответствие состава и структуры фитоценоза почвенно-гидрологическим условиям. Разновозрастный древостой с непрерывным возрастным рядом и близкими показателями объёмов стволов деревьев в возрастных поколениях; мозаичная горизонтальная структура фитоценоза по возрастному признаку; достаточное для непрерывной смены поколений количество возобновления разного возраста коренных и сопутствующих пород в оптимальных соотношениях – коренные, тем более девственные, леса климаксовых и близких к ним фаз динамики
Устойчивые	Лесные сообщества, в составе древостоев которых (в том числе в составе возобновившихся пород), кроме коренных, есть некоренные породы, имеющие неполный ряд возрастных поколений или упрощённую возрастную структуру древостоев, но при наличии достаточного для формирования последующих поколений количества возобновившихся коренных пород – коренные разновозрастные леса дигрессивных или демутационных фаз динамики и условно коренные леса с теми же характеристиками
Относительно устойчивые	Лесные сообщества, имеющие в первом ярусе коренные породы с примесью некоренных пород; древостои с изменёнными лесоводственными характеристиками, не соответствующими коренному экотопу, но при наличии подроста коренных пород в количестве, достаточном для формирования в перспективе коренного древостоя, – условно коренные древостои естественного происхождения и искусственные насаждения, созданные в условиях коренного экотопа
Неустойчивые	Лесные сообщества некоренных или коренных пород без возобновления коренных пород до периода распада основного полога древостоя, с неопределенной перспективой формирования подроста в обозримом времени; с вероятностью появления или наличием очагового распространения отдельных видов биотрофных грибов. Например, древостои с плотным, задерненным напочвенным покровом, с сомкнутым ярусом подлеска других пород (лещины, рябины и т.д.) или культуры сосны и ели без подроста с очаговым поражением болезнями или без такового, обреченные на распад и переформирование через смену пород – естественные условно-одновозрастные, одновозрастные или искусственные леса
Абсолютно неустойчивые	Абсолютно неустойчивые лесные сообщества естественного и искусственного происхождения встретить крайне трудно, поскольку при естественном ходе формирования древостоя условия экотопа определяют состав видов, соответствующих текущему этапу сукцессии, а искусственные леса создаются, как правило, с учетом хотя бы нескольких природных факторов соответствия. Исключение могут составлять посадки экзотов или местных пород в нетипичных для их развития экотопах

рекреационной дигрессии): леса с незначительным рекреационным воздействием (включая 1 стадию) – 66,4%, и леса, испытывающие заметные рекреационные нагрузки разной степени (2–4-й стадий), – 33,6%.

Влияние выбросов автомобильного транспорта на состояние основных лесообразующих пород лесничества изучали на разном расстоянии от Московской кольцевой дороги (МКАД).

В сосновых древостоях лесничества для длительных мониторинговых наблюдений группой сотрудников Института лесоведения РАН (Г. А. Полякова, Ю. Б. Глазунов, П. Н. Меланхо-лин, В. Г. Стороженко) заложены постоянные пробные площади, на которых проведены исследования живого напочвенного покрова и определено состояние деревьев. На пробных площадях насаждения произрастают на песчаных, супесчаных и легкосуглинистых почвах с прослойками гумусовых горизонтов. Древостои в основном условно одновозрастные (возраст – 100–140 лет), состав – преимущественно 10С с примесью дуба, березы, липы, осины. Полнота – 0,6–0,8; классы бонитета – I–II, преобладающий тип леса – сосняк волосистоосоковый, почвы песчаные, супесчаные и легкосуглинистые. В подлеске в обилии присутствуют лещина, рябина, черемуха; в живом напочвенном покрове – осока волосистая, папоротники, черника, крапива, ландыш, местами кислица и копытень.

Результаты и обсуждение

Состояние деревьев и древостоев основных лесообразующих пород на объектах исследования

Показатели состояния основных лесообразующих пород на участках рекреационного и техногенного воздействия, определенные в течение одного вегетационного периода, приведены в табл. 2.

Как видно из данных табл. 2, на всех обследованных выделах лесничества (объект 1) степень рекреационного воздействия незначительно влияет на состояние деревьев основных лесообразующих пород (кроме осины). Скорее всего это связано с возможностью корневого дыхания деревьев вплоть до 4-й стадии рекреационной дигрессии и сохраняющейся возможностью деревьев свободно дышать кроной. Все перечисленные выше породы имеют преимущественно комбинированные корневые системы и даже при значительных повреждениях напочвенного покрова и уплотнении почвы их воздухо- и вла-гообеспеченность могут сохраняться на приемлемом уровне, тем более при слабом рекреационном воздействии. Предельные рекреационные нагрузки, достигающие 5-й стадии дигрессии, приводят к снижению показателей состояния всех пород примерно на 1,0–1,5 балла, когда площадь минерализованной поверхности достигает 90% и более и верхние слои почвы значительно уплотняются. Дуб и осина, присутствующие во втором ярусе древостоев многих выделов, как правило, находятся в угнетенном положении, что и определяет их худшее состояние.

Показатели состояния деревьев основных лесообразующих пород объектов 1 и 2 различаются незначительно (кроме дуба), разница в баллах находится в пределах ошибки и согласуется со средними показателями состояния насаждений всех обследованных выделов.

Состояние деревьев на объекте 3 определяли на трех позициях относительно дорожного полотна – опушка леса, расстояние 50 и 100 м (табл. 2). Данные табл. 2 хорошо иллюстрируют влияние выхлопных газов автотранспорта на состояние всех основных лесообразующих пород.

Таблица 2. Состояние основных лесообразующих пород в Серебряноборском опытном лесничестве ИЛАН РАН

Номер	Объекты	Характеристика, расположение	Средние значения состояния древесных пород, балл
объекта			С	Д	Лп	Б	Ос
1	Все выделы	Незначительное воздействие и первая стадия дигрессии	1,4	3,3	1,3	1,6	2,0
		2–4 стадии дигрессии	1,6	3,1	1,3	1,6	3,3
		5 стадия дигрессии	3,0	3,5	2,0	2,2	3,5
2	Объекты мониторинга	ППП – кв. 55 (1–2 стадии дигрессии)	1,5	1,6	1,2	1,7	2,5
		ППII – кв. 56 (1–2 стадии дигрессии)	1,5	2,9	1,1	1,7	2,5
3	Зона МКАД	Опушка	4,5	4,2	3,8	3,0	–
		50 м	2,1	3,8	2,2	2,0	–
		100 м	1,5	2,8	1,3	1,5	–