Влияние рубок на почву
Распространение рубок n В лесных областях рубки и другие варианты добычи древесины человек практиковал с давних времен. Сообразно основным назначениям древесины сложились две категории лесов: строевые и дровяные. При рубке лиственных деревьев широко использовалась их способность к вегетативному размножению, в первую очередь к возобновлению от пня. В средневековье и в более близкое к нам время практически везде в Европе оборот рубки на дрова варьировал между 10 и 30 годами, составляя в среднем около 18 лет. Такой же оборот рубки указан для крестьянских лесов центра Европейской России. В центральных и южных губерниях России дровяные леса занимали основную часть лесопокрытой площади, доля строевых лесов редко превышала 10%. Малый оборот рубки ведет к истощению почвы, кроме того, в молодом состоянии деревья тратят больше питательных веществ, чем отчуждают с опадом.
n Период наибольшего прироста деревьев а отсюда и потребления наибольшего количества элементов питания наблюдается в дубняках в возрасте около 25 лет, осинниках – около 30, сосняках – 30 -50 лет. В результате, вырубая лес с интервалом 10 -40 лет, за единицу времени получают больше древесины, пусть и невысокого качества. Платой за такую интенсивность является уменьшение плодородия почвы. До середины 20 века дрова составляли 70 -90% от общего потребления древесины в сельской местности. Потребление дров снижалось постепенно, примерно с середины 19 века в связи с началом использования торфа, угля. В сельской местности Европейской России значительное снижение потребления дров произошло в 70 -е годы (вследствие газификации поселений). n Кроме собственно рубок, большое значение имели сбор хвороста, вырубка сухостоя. Отдельной практикой являлась рубка веток на корм скоту. Все это в совокупности оказывало влияние на лесную почву.
Типы рубок и их влияние на почву n Получение древесины путем вырубки спелого леса называют главным пользованием. Рубки главного пользования: выборочные, сплошные и постепенные. n В правильном выборочном хозяйстве по мере поспевания деревьев и потребности древостоя в уходе вырубают ежегодно отдельные спелые и больные деревья (добровольно-выборочные рубки). Этим обеспечивается непрерывное возобновление и выращивание разновозрастного леса (бывает «подневольная» хищническая рубка лучших деревьев, которую называют «приисковой» ). n Сплошные рубки – при них вырубают спелый лесосеками шириной от 50 до 250 метров любой длины. При сплошных концентрированных рубках закладывают лесосеки шириной 0, 5 --1 км. и до 2 км. При условносплошных рубках вырубают лучшие деревья (до 90%), оставляют 10 -40% худших – это тоже хищническая рубка.
Сплошнолесосечные рубки
Начало сплошной рубки n Любой вид рубки разрабатывается вспомогательными волоками – специальными коридорами, прорубленными в массиве леса, естественно и сплошная рубка не исключение. И уже в дальнейшем с волоков производится выборка леса с пасек
n n Постепенные рубки делятся на семенно-лесосечные и группово-выборочные. В первом случае спелый древостой вырубают в несколько приемов (до 4 -х) в пределах одного 20 -летнего класса возраста, содействуя семенному возобновлению, При группово-выборочных рубках спелый древостой вырубают группами около подроста. Если групп подроста нет, то их вызывают, вырубая некоторые группы деревьев и создавая световые окна. n При выборочных и постепенных рубках почва непрерывно находится под пологом лесной растительности, поэтому их влияние на почву не столь заметное. Несравненно более сильное влияние на почвообразовательный процесс и свойства почвы оказывают сплошные и особенно – концентрированные рубки главного пользования, изменяются: n освещение становится полным, что в свою очередь вызывает изменение растительного покрова; n тепловой режим - в период вегетации температура воздуха на лесосеке на 5 -10 , а иногда и на 14 градусов выше, чем в лесу, а зимой на 6 градусов ниже, чем под пологом;
Оставленный подрост при группововыборочной рубке
Семенная полоса в сосняке-кисличнике
n на лесосеках сила ветра в 2– 2, 5 раза выше, относительная влажность воздуха под пологом леса колеблется в пределах 63 -98%, на лесосеке пределы колебаний снижаются до 3080%, поэтому возрастает испарение; n значительно повышается поступление атмосферных осадков на поверхность почвы, поскольку их не задерживают кроны вырубленных деревьев, а расход влаги резко сокращается, так как нет транспирации, которая за вегетационный период может достигать 300 -400 мм. Это приводит к изменению водного режима, повышается влажность почвы, возможно заболачивание. n Изменяется пищевой режим, т. к. остается много порубочных остатков (ветви, листва, корневые системы и пни). При их сжигании увеличивается количество зольных элементов. n Все вместе взятое приводит к резким изменениям условий развития растительности. На смену теневыносливым лесным растениям – бруснике, чернике, кислице, зеленым мхам приходят светолюбивые, прежде всего злаки (вейник, щучка), что затрудняет лесовозобновление. В зависимости от зарастания различают следующие типы вырубок (табл. )
Тип вырубки (Т. в. ) формируется по-разному при воздействии и без воздействия огня, в связи с чем различают паловые (пирогенные) и беспаловые вырубки. В основу названия Т. в. берутся наиболее характерные растения — индикаторы и эдификаторы, отражающие изменения лесорастительных условий после рубки леса. В зависимости от географических условий, исходного типа леса и некоторых других факторов доминантными видами растений, определяющими название Т. в. , являются вейники, иван-чай (кипрей), луговик извилистый, таволга, кукушкин лён и др. (напр. , вейниковый, кипрейный, луговиковый, лишайниковый, долгомошный Т. в. и др. ). Если вырубка (или участок леса до рубки) претерпела огневое воздействие, то оно также отражается в назв. Т. в. (напр. , кипрейнопаловый, вейниково-паловый, малинниково-паловый Т. в. и др. ).
n После сплошной рубки происходят изменения в окружающей среде, создаются новые лесорастительные условия, в которых протекают начальные этапы возобновления леса. Если до рубки характерным показателем условий произрастания является тип леса с присущими ему рельефом местности, почвой, древостоем, нижними ярусами леса, то после рубки из этих компонентов сохраняются только рельеф, экспозиция и почва (её гранулометрический состав). Древостой, мн. виды мхов и др. растений, определявшие среду леса и являвшиеся до рубки эдификаторами, после неё исчезают и утрачивают эту роль. В определенной мере меняются и некоторые свойства почвы (особенно микробиологические); даже её нижние горизонты претерпевают иногда большие изменения. Появляются новые растительные комплексы как показатели (индикаторы) среды, её эдификаторы (средообразователи), создаются новые лесораститительные условия, которые преемственно связаны с исходным типом леса.
Вырубка, заросшая вейником наземным
Вырубка, заросшая щучкой дернистой
Вырубка, заросшая иван-чаем обыкновенным
Вырубка, заросшая снытью обыкновенной
Вырубка, заросшая кукушкиным льном обыкновенным
Естественное зарастание n Сплошная рубка с оставленными порубочными остатками
Порубочные остатки на вырубке
Вырубка по краю сфагнового болота
Вырубка под будущую дорогу
Выборочные рубки леса делятся еще на 3 вида: добровольновыборочные, подневольно - выборочные, приисковые. Однако и добровольно-выборочные рубки имеют свои подвиды: равномерновыборочная рубка и группово-выборочная рубка. Равномерно-выборочная рубка проводится с учетом выборки спелых и больных древостоев, которые оставлять на корню не имеет смысла. Периодичность данных рубок составляет от 5 до 7 лет, если в этот срок поспевают новые древостои, то их убирают. Таким образом, лесопокрытая часть при равномерно-выборочных рубках беспрерывно возобновляется, имеет постоянный рост и целостность. Выборочные рубки леса при группово-выборочных рубках проводятся на определенных участках делянки, где существенно выделяется естественный подрост насаждений. При наличии древостоев среди этих естественных групп молодняка, необходимо вырубать именно их, во вторую очередь убираются насаждения, растущие подле их. Для чего это делается? Эта выборка более возрастных древостоев позволяет оградить молодняк от затенения и способствовать развитию зарастания всей площади, вплоть до окончательного обновления леса. Сначала проводят вырубку коридоров, которые имеют размеры: 50 -300 кв. м. Данные коридоры или точнее сказать «окна» можно назвать группововыборочные, в случае увеличения «окон» (500 -1000 кв. м) рубки имеют название котловинно-выборочные.
Выборочная рубка леса
n Вырубки в лесах и лесных насаждениях это один из антропогенных экологических факторов воздействия на ПП. Кардинальный характер воздействия вызывают концентрированные или сплошные вырубки, которые способствуют развитию эрозии, оползням, сходу лавин (в горах) и другим явлениям. Другая форма воздействия носит биогеоценотический характер и определяется последствием вырубок. В случае смены древостоя происходит изменение направления почвообразовательных процессов. На равнинах при этом возможно временное заболачивание. Изменяется соотношение лесных и смежных экосистем. Самые серьёзные последствия вырубок происходят в горных районах, где большая крутизна склонов и малая мощность почв благоприятствуют значительным потерям почвенного мелкозема. Возрастание поверхностного стока происходит при всех типах вырубок – постепенных, выборочных и сплошных, но более всего при последних. Предпочтительнее всего постепенные вырубки, когда территория постоянно находится под лесом и сохраняется естественное возобновление его. К этой категории вырубок можно отнести рубки ухода и санитарные рубки. Они, как правило, приводят к улучшению породного состава леса. Учитывая последствия сплошных вырубок для многих районов, особенно горных, площадь вырубок на водосборах не должна превышать 60%. При всех типах рубок наименьшее их негативное воздействие на наземный покров и подстилку происходит в зимний период. На вырубках в ПП могут развиваться следующие негативные явления: - уменьшение мощности гумусового горизонта и в целом почвенного профиля; - образование абиотического наноса; - уменьшение содержания физической глины; - увеличение равновесной плотности верхнего горизонта; - изменение коэффициента фильтрации;
В почвах вырубок изменяется поведение гумуса, в частности, отмечается увеличение его подвижности и перемещение в профиле почвы. Итак, вырубки, особенно при нарушении технологии, приводят к изменениям свойств почв и СПП, что замедляет восстановление древостоя. n Все перечисленные выше изменения проявляются в широком диапазоне биоклиматических условий, но во многом определяются типом почв, характером рельефа, технологией антропогенных воздействий. К настоящему времени разработан комплекс мероприятий для предотвращения отрицательных последствий, возникающих на вырубках. Предпочтение следует отдавать постепенным вырубкам, а по времени года – зиме. Эффективным приемом признана укладка порубочных материалов на участках волоков, что уменьшает потери органического вещества в результате минерализации в 2 – 3 раза. Такие укладки снижают поверхностный сток, сохраняются исходные водно-физические свойства. n n Важным этапом на вырубках является лесовозобновление, которое подразделяется на естественное и искусственное. В конечном счёте оно приводит к частичному, а иногда и полному, восстановлению почвенных свойств. n В целом, степень воздействия рубок на экосистему зависит от исходного состояния растительности и почвы, способов рубки (выборочные, сплошные и т. д. ), размера лесосеки, способов трелевки, мероприятий по очистке леса (складирование порубочных остатков, их сжигание и др. ), при любых типах рубок существенное значение имеет время их проведения, в зимний период нарушения значительно меньше как растительного покрова, так и подстилки. Важную роль играет характер дальнейшего использования лесосеки и оборот рубки, по сути являющийся временем, отводимым почве на восстановление.
Типы вырубки: особенности их зарастания и возобновления После удаления старого леса сплошной, особенно концентрированной. рубкой, наступают этапы, предшествующие восстановлению леса или охватывающие его начальную стадию. Вместо древостоя — основного эдификатора лесного сообщества, появляется вырубка, где роль эдификатора выполняет живой напочвенный покров. Тип вырубки объединяет участки сплошной рубки леса, однородные по комплексу условий, характеризующихся определённым напочвенным покровом, микроклиматическими, почвенногидрологическими и микробиологическими режимами, которые определяют современный характер вырубки; характеризует общие тенденции изменения лесорастительных условий и лесовосстановительного. процесса. При рубках леса менее всего нарушается рельеф местности и гранулометрический состав почвы, поэтому существует определённая преемственность между участком леса и вырубкой по этим признакам. В то же время тип вырубки обладает специфическими, новыми, присущими ему показателями, характеризующими изменения, связанные со временем и давностью рубки леса, техникой и технологией лесозаготовок и их воздействием на условия среды.
На свежих вырубках преобладают лесные виды травянистых растений, с увеличением возраста вырубки начинаются изменения. Смена мохового и травянистого покрова на вырубках оказывает существенное воздействие на лесовосстановительные процессы. Так, например, самосев сосны и ели чаще встречается на участках, занятых кипреем, чем на участках, покрытых злаками. При этом покров из кипрея защищает молодые всходы сосны и ели от неблагоприятного влияния высоких и низких температур. Густой же покров кипрея отрицательно влияет на рост. Особенно отрицательно на подрост хвойных пород влияет покров из злаков. Они быстро образуют дернину, мешающую прорастанию семян и росту всходов. Из органических остатков злаков вместе с осадками на поверхность почвы и в почву поступают водорастворимые вещества, которые снижают энергию прорастания семян сосны и ели, рост и приживаемость сеянцев n По мере увеличения густоты живого напочвенного покрова условия для появления и роста древесных пород ухудшаются. Так, например, в сосняке прирост самосева сосны на участках с травяным покровом составлял 5, 66, 6 сантиметров в год, а без него - 7, 3 -9, 9 см в год. Особенно хорошо эта разница выражена у подроста растущего около куртин со злаками. Наименее успешно заселяются сплошные вырубки на тех участках, где преобладают относительно богатые супесчаные и суглинистые почвы, которые после рубки древостоя буйно покрываются травянистой растительностью, затрудняющей возобновление не только хвойных, но и лиственных пород. У разных видов злаков дернина образуется по-разному. Так у вейника травянистого образуется плотная дернина на поверхности почвы, а вейник наземный своими корневищами переплетает и уплотняет подстилку и верх минеральных горизонтов. Поэтому и влияние этих видов на лесовозобновление будет различно. n
n. Лес возобновляется, т. е. образует новое поколение, естественным путем. Возобновление происходит двумя способами - семенным и вегетативным. Основное значение имеет семенное размножение - оно является единственным способом для хвойных и большинства лиственных пород. Важно сохранить семенники, как на этом слайде
Зарастание вырубки березой
Самосев ели и березы на старом пне
Медуница неясная
Копытень европейский
Печеночница европейская
Кислица обыкновенная
Влияние рубок ухода на лесорастительные свойства почвы n Рубки ухода или рубки промежуточного пользования – периодическая вырубка в насаждении части деревьев и кустарников, оставление которых хозяйственно нецелесообразно, так как они ограничивают рост нужных деревьев. Рубки ухода дают возможность хозяйственно использовать вырубаемую древесину до ее превращения в сухостой. n Рубки ухода: прочистки, прореживание и проходные рубки. Прочистки – рубки ухода по всем породам, проводимые в насаждениях до возраста 20 лет. Прореживание – рубки, проводимые по хвойным и твердолиственным породам семенного происхождения в возрасте от 20 до 40 лет, а по мягколиственным от 20 до 30 лет. Проходные рубки проводятся по хвойным и твердолиственным породам семенного происхождения в возрасте от 40 до 80 лет, а по мягколиственным – от 30 до 40 лет. n Проведение рубок ухода улучшает освещение, это действует на температуру и влажность, лучше разрастается травяно-моховый покров, повышается микробиологическая активность, несколько изменяется тип и мощность подстилки.
n Экспериментально показано, что суммарное поступление элементов питания на единицу площади под влиянием рубок ухода сокращается, но количество элементов питания, приходящихся на одно дерево, возрастает с повышением интенсивности рубок. Ремезов Н. П. отмечал, что главное влияние на лесорастительные свойства почвы рубок ухода выражается не в небольших изменениях в свойствах почвы, а в уменьшении числа деревьев, на которые приходятся содержащиеся в почве элементы питания, т. е. улучшается состояние древостоя.
Влияние на почву мероприятий по очистке лесосек n После вывоза стволов остаются порубочные остатки, это масса сухого органического вещества, поэтому оставление его увеличивает пожароопасность, это благоприятная среда для размножения вредителей и болезней, в то же время остатки при разложении – удобрения. n Имеет большое значение полное использование не только древесины, но и порубочных остатков в лесохимической промышленности, для получения биогумуса, однако в нашей стране порубочные остатки практически не используются. n Применяют: - разбрасывание равномерно по всей лесосеке предварительно измельченных до 0, 5 – 1 м. порубочных остатков; - порубочные остатки складывают в кучи и валы. Положительная сторона этих мероприятий заключается в общем повышении пищевого режима почвы. Разбрасывание обеспечивает более быструю минерализацию и более равномерное распределение питательных веществ по площади по сравнению с укладкой в кучи или валы.
n В условиях расчлененного рельефа, особенно на склонах, разбрасывание порубочных остатков гасит поверхностный сток и предохраняет почву от эрозии. n Широкое применение имеет сжигание порубочных остатков. Этот прием устраняет пожароопасность, вызываемую захламлением лесосек и более распространен. В. Г. Нестеров писал: «Сжигание порубочных остатков в кучах применяется в наших лесах как основной способ очистки, который чаще всего производится во время лесозаготовок, как операция, входящая в состав лесоэксплуатационного процесса» . Отрицательная сторона сжигания заключается в больших потерях связанного азота при сгорании порубочных остатков, лесной подстилки и частично почвенного перегноя. Поэтому такой способ очистки оказывает резко отрицательное влияние на азотный баланс, повышается p. H до 7, 9, увеличивается содержание зольных элементов. Есть и положительные моменты: сгорание мохового покрова и грубой подстилки уничтожает токсические вещества для микроорганизмов, благоприятствуют развитию нитрифицирующих бактерий,
Сжигание порубочных остатков
n в результате чего повышается в почвах лесосек содержание нитратного азота, на что указывает появление на лесосеке растений-нитрофилов (малины, иван-чая и др. ). Но вопрос о положительном влиянии огневой очистки нельзя считать решенным. Как и при пожаре, на месте сжигания куч происходят значительные потери азота, уплотнение верхнего слоя почвы в результате спекания минеральных частиц, создается щелочная реакция и повышенная концентрация солей, страдает почвенная фауна и микрофлора. Наблюдается неблагоприятное влияние на всходы некоторых древесных пород. n Таким образом, степень воздействия рубок на экосистему зависит от исходного состояния растительности и почвы, способов рубок, размера лесосеки, используемой технологии лесосечных работ (в том числе способов трелевки), мероприятий по очистке лесосек. При любых типах рубок существенное значение имеет время их проведения. Вырубки и вывоз древесины в зимний период приводят к намного меньшим нарушениям, как напочвенного покрова, так и подстилки.
n Важную роль играет характер дальнейшего использования лесосеки (создание лесных культур, выпас и др. ). Принципиальное значение имеет и оборот рубки, по сути являющийся временем, отводимым почве на восстановление. n Диагностическими признаками рубок в почве являются следы корней от срубленных деревьев. В почве пни могут сохраняться десятки лет, а иногда и первые сотни лет. В лесах бореальной полосы до сих пор различимы пни после рубок 19 века
Скачать презентацию Влияние рубок на почву Распространение рубок n
Влияние вырубок на почвы.ppt