CC BY
27
УДК 630.614
МЕТОДИКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА НА АРЕНДНЫХ ТЕРРИТОРИЯХ ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ СИБИРИ
С.К. Фарбер1, А.С. Шишикин1, Т.А. Буренина1, Е.А. Шевляков2, Е.Г. Тришин2, С.В. Шеверда3
'Институт леса им. В.Н.Сукачева СО РАН 660036 Красноярск, Академгородок, 50; e-mail: [email protected]
2ОАО «Лесосибирский ЛДК №1»
3ОГУ «Эдучанский лесхоз» Усть-Илимского района Иркутской области
Рассматривается методика лесного мониторинга на арендной территории крупного лесозаготовительного предприятия. Мониторинговые объекты закладываются на вырубках, относящихся к разным стратам природной основы, которая формализуется исходя из единства геоморфологического положения и типа экосистемы. И с-пользование для цели мониторинга природной основы позв оляет охватить спектр лесорастительных условий, проследить для них сукцессионные изменения лесных экосистем по вариантам технологических приемов разр а-ботки лесосек.
Ключевые слова: экологический мониторинг, мониторинговые объекты, вырубки, лесные экос истемы
The principles of forest monitoring on the leasehold area of the large logging camps have been considered in the p a-per. The monitoring objects are placed on felled areas, which are related to different strata of natural basis. This basis is formalized from the unity of geomorphological location and ecosystem type. Usage of natural basis for monitoring enables to embrace the whole spectrum of forest site conditions, also to observe the succession changes in fo rest ecosystems by variants of technological methods for wood logging.
Key words: ecology monitoring, monitoring objects, felled areas, fo rest ecosystems
ВВЕДЕНИЕ
На конференции ООН 1992 г. в Рио-де Женейро провозглашены принципы устойчивого развития природы и общества, представляющие собой сов о-купность социальных, экономических, политич е-ских, духовно-нравственных и экологических поз и-ций. Процесс формирования новой модели мирового сообщества затронул и рынок лесной продукции, который становится более экологически чувств и-тельным и требует соблюдения щадящих лесные экосистемы способов хозяйствования. Со стороны общества вырос интерес к оценке лесопромышле н-ной деятельности на арендных территориях и в ц е-лом к ведению на них лесного хозяйства.
В современных условиях устойчивое управление арендными территориями крупных лесозагот о-вительных комплексов Сибири, таких как ОАО «ЛЛДК №1» в Красноярском крае и ООО «Илим-СибЛес» в Иркутской области, предполагает согл а-сование экономических и экологических критериев. В целом ведение лесного хозяйства в Сибири ост а-ется экстенсивным. В ближайших планах предпр и-ятий ОАО «ЛЛДК №1» и ООО «ИлимСибЛес» стоит получение в свое распоряж ение достаточной площади лесного фонда для перехода в будущем на интенсивное ведение лесного хозяйства. При этом за счет своевременного лесовосстановления выр у-бок и дальнейшего воспитания вплоть до возраста рубки молодого леса будет достигаться не только получение достаточного для производственных нужд количества сырья, а также сохранение лесных экосистем и экологических условий для их но р-мального развития.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Продукция ОАО «ЛЛДК №1» и ООО «ИлимСибЛес» ориентирована главным образом на внешний рынок. Требования рынка впрямую затрагивают интересы предприятий. Стремясь к финансовой и социальной стабильности, учитывая сложившу ю-ся рыночную конъюнктуру и ж елание сохранить на своих арендных территориях исторически сложи в-шиеся лесные экосистемы, предприятия ОАО «ЛЛДК №1», ООО «ИлимСибЛес» проходят по системе ГБС процедуру добровольной сертификации выпускаемой продукции. В противном случае возможности ее реализации за рубежом далее будут все более проблематичны. Соблюдение принципов лесной сертификации ГБС контролируется аудиторской инспекцией по материалам лесного мониторинга, представляющего собой систему слежения за лесной средой с целью оценки и моделирования ее состояния.
Цель лесного мониторинга - информационное обеспечение заинтересованных потребителей в о б-ласти охраны окружающей среды, управление природными ресурсами, сохранение благоприятной среды обитания и обеспечение экологической без опасности. Задачи лесного мониторинга:
- сбор, хранение и анализ показателей состо я-ния окружающей среды;
- своевременное и достоверное выявление зон возможного экологического неблагополучия;
-разработка программ по обеспечению экологической безопасности;
- обеспечение заинтересованных потребителей
архивной, оперативной и прогнозной экологич е-ской информацией;
- оценка и прогноз состояния окружающей пр и-родной среды;
- специальные задачи в области охраны и р а-ционального использования лесных р есурсов.
Информация мониторинга это прямые, ко с-венные и производные показатели, характер и-зующие наблюдаемые объекты. Информация представляется в виде специальных и стандар т-ных учетных таблиц (формы учета лесного фо н-да), аэрокосмических снимков, тематических карт и хранится в базе данных. Мониторинг на и-более полно реализуется в программной среде ГИС и СУБД. Организация мониторинга предполагает два этапа сбора и обрабо тки информации (табл. 1). На первом этапе (прои зводственном) в
процессе проведения лесосечных работ и по их окончанию отслеживаются террит ориальные и количественные изменения в лесном фонде. На втором этапе (аналитическом) производится к о-личественный и качественный анализ выявле н-ных изменений. Мониторинг осуществляется по принятой методике на единой природной осн ове и постоянных участках наблюдений. В итоге ан а-лиза получаемой мониторинговой информа ции уточняются местные особенности существования лесных экосистем, на основе которых составл я-ются рекомендации, позволяющие гармонизир о-вать технологические элементы разработки лес осек с закономерностями лесовосстановительного процесса и рекомендации по дал ьнейшему выращиванию товарных насаждений, отвечающих экономическим целям предпр иятий.
Таблица 1 - Этапы послерубочного экологического мониторинга
Этапы
Объект слежения производственный аналитический
получаемая информация
Атмосфера причины последствия
Вырубка запыление, задымление время, продолжительность, место, площадь Вода
Вырубка, дорога, реч- мутность, время, продолжительность, причины,
ной водосбор прозрачность место, протяженность русла последствия
Вырубка, дорога, речной водосбор размывание берегов, подтопление дорог место, продолжительность, площадь Почва причины, динамика, последствия
Вырубка, дорога минерализация, плоскостной смыв, образова- место, площадь причины, динамика, последствия
ние оврагов
Растительность
Вырубка, послерубочное насаждение древесные, травянистые и кустарниковые эди-фикаторы лесной среды, ягодные и кормовые растения место, площадь, лесотаксационные показатели выявление сукцессионной динамики, флористическое описание, появление новых видов, причины, последствия
Животное население
Арендная территория, вырубка виды животных, в том числе промысловые место, площадь, плотность населения, динамика численности фаунистическое описание, факторы динамики численности, появление новых ви-
дов, причины, последствия
Мониторинг организуется, начиная с обсужд е-ния проблемы и постановки задач, заканчивая р е-шением выявленных проблем и разработкой мер о-приятий в области оптимизации лесного управл е-ния (табл. 2).
При организации мониторинга следует отл и-чать прямое влияние лесопромышленной деятельности на лесные экосистемы, связанное с технол о-гией проведения лесосечных работ, от влияния др у-гих природных и антропогенных факторов.
В частности, проявление антропогенных факт о-ров зависит от численности населения, ра звития транспортной инфраструктуры, смены социальных и экономических условий и т. п. Воздействие на животных в большей мере, чем рубка леса, проя в-ляется в результате увеличения доступности терр и-тории, усиления промысловой нагрузки и фактора беспокойства. Эрозионные процессы и мутность
вод может вызываться ливневыми осадками. Ди ф-ференцированный подход к оценке влияния лес о-промышленной деятельности на лесные экосист е-мы позволит корректно определить п оследствия и предложить конструктивные решения по снижению отрицательных последствий.
Мониторинговые объекты закладываются на вырубках, относящихся к разным стратам приро д-ной основы (ландшафтной или типологической), которая в свою очередь формализуется по принц и-пу единства геоморфологического положения, типа экосистемы и степени их нарушенности (табл. 3). Использование для цели мониторинга природной основы позволит охватить существующий спектр лесорастительных условий на арендной террит о-рии, проследить для них сукцессионные изм енения лесных экосистем по вариантам те хнологических приемов лесозаготовительных работ на лесосеках.
Таблица 2 - Организация мониторинга
Последовательность мониторинга_________
проведения Ожидаемый результат
Исполнители
Обсуждение проблемы
Сбор исходных материалов (литературные и фондовые источники, картографические материалы, данные аэрокосмической съемки) Организация ГИС центра и аналитической группы
Проведение методических семин аров
Подбор и оборудование тестовых участков
Проведение наблюдений
Ведение базы данных
Решение текущих проблем (например, сертификация лесной продукции)
постановка задач
природная основа для изучения естестве н-но исторического развития объектов сл е-жения
разработка пакета прикладных методик сбора и обработки информации. Формирование структуры базы данных повышение квалификации исполнителей
создание системы мониторинговых объе к-тов
информация о показателях об ъектов
анализ полученных результатов, выявл е-ние причин происходящих пр оцессов оптимизация управления лесопользован и-ем (например, ограничения, вносимые принципами Б8С)
научное учреждение, лесозаготовительное предприятие научное учреждение
научное учреждение
научное учреждение, лесозаготовительное предприятие научное учреждение, лесозаготовительное предприятие научное учреждение, лесозаготовительное предприятие научное учреждение, лесозаготовительное предприятие научное учреждение, лесозаготовительное предприятие
Таблица 3 - Классификационная схема лесных формаций для подбора тестовых участков
Местоположение
Лесная формация
Т ип леса
Состояние
водораздел
склон
долина, ложбина
сосновая
лиственничная
кедровая
пихтовая
еловая
березовая
осиновая
зеленомошный
ягодный
разнотравный
фоновое
вырубка
открытое
редина
Методика гидрологического и почвенного м о-ниторинга. Оценка гидрологических последствий лесозаготовок производится с учетом пространственно временного аспекта проблемы. Используется пространственная схема: вырубка □ элементарный водосбор □ речной бассейн. На лесосеке оценке подлежит величина поверхностного стока и н а-правление эрозии, снижающей плодор одие почв и являющейся одной из причин ухудш ения качества воды в реках и водоемах. В масштабе элемента р-ных водосборов и речных бассейнов п оследствия лесозаготовок выражаются в снижении качества воды, изменении режима руслового стока и соста в-ляющих водного баланса.
Мониторинг на вырубках и на контроле (в лесу) предполагает:
1. Наблюдение за температурным режимом на вырубках воздуха, почвы и в лесу. Температура почвы определяется с помощью ТПВ -50;
2. Учет жидких атмосферных осадков на вырубках и в лесу. Влажность почвы о пределяется с помощью НИВ-2;
3. Снегомерная съемка производится перед началом снеготаяния на каждом эк спериментальном водосборе в период максимальных снегозапасов (10-15 маршрутов в зависимости от площади вод о-сбора);
4. Наблюдение за процессом снеготаяния производится на экспериментальном водосборе. На склонах разных экспозиций подбираются 2 -4 постоянных снегомерных площадки, где устанавлив а-ется по 3 снегомерных рейки. Измерение высоты и
плотности снежного покрова осуществляется в п е-риод снеготаяния ежедневно;
5. Измерение количества склонового (поверхн о-стного) стока производится на стоковых площа д-ках, площадь которых составляет от 200 до 600 м 2. Сверху и с боковых сторон стоковые площадки о г-раничены водопроницаемой стенкой, заглу бленной на 10-15 (см) до водоупорного слоя. Водоприемное устройство (лотки и бак) расположены в тра ншее, защищенной навесом от атмосферных осадков. Количество склонового стока определяется в объе м-ных единицах;
6. Изучение мутности воды и твердого стока наносов осуществляется в соответствии с «Наставлением гидрометеостанциям и постам» (Наставления..., 1969) и «Руководством водно-балансовым станциям» (Руководство..., 1973). Отборы проб на мутность (2-3 л) берутся ежедневно. После филь т-рования количество взвешенных наносов в образце определяется в весовых единицах;
7. Выявление водно-физических свойств почв проводится методами, изл оженными в работах А. А. Роде (Роде, 1960), Н. А. Качинского (Каза-чинский, 1965). Объемный вес почв определяется методом цилиндров при помощи объемного бура Качинского; полная влагоемкость почвы - по методике А. В. Лебедева (Лебедев, 1982). Глубина промерзания и оттаивания почвы определяется с и с-пользованием мерзлотомера Данилина. И нфильт-рационные характеристики почв получают с помощью заливных площадок (колец) с постоянным н а-пором (прибор ПВН);
8. Оценка водно-эрозионных параметров (коэффициент стока и коэффициент эрозии) произв о-дится экспериментально посредством искусстве н-ного дождевания микро площадок площадью 0,5 м2. Микро площадки закладываются на участках различной поврежденности и степени мин ерализации на вырубках и под пологом леса на контроле.
Последующий анализ данных мониторинга позволяет выявить условия формирования стока, оц е-нить влияние рубок древостоев на запасы воды в сн еге, проследить процесс снеготаяния, изменение вла ж-ности, промерзания и оттаивания почвы, склон овый и русловой сток, эрозию почвы и тве рдый сток.
На элементарных водосборах и речных бассе й-нах мониторинговые исследования предполагают учет изменения лесистости (в результате вырубки), оценку площади минерализации почвы, отбор о б-разцов воды на мутность и химическое загрязнение в замыкающем створе водосборов. Эрод ированные участки картируются.
Методика мониторинга лесовосстановления на вырубках. Объекты наблюдений: вырубки и насаждения на арендных территориях.
Получаемая информация: таксационные показатели дорубочного насаждения, таксационные п о-казатели послерубочного насаждения, год, сезон и вид рубок, характеристика почв, геоморфологич е-ские показатели местности.
Методика получения информации. Обследованию подлежат все послерубочные насаждения л е-сотаксационных выделов. Таксационные показат ели насаждений и характеристики почв заносятся в базу данных по данным массовой таксации и мат е-риалам отвода лесосек. Геоморфологические показатели местности определяются посредством ан а-лиза топографических карт. Климатические хара к-теристики сезона рубок берутся на мете останции.
Обследование послерубочного естественного возобновления и лесных культур производится в ы-борочно-перечислительными методами посредс т-вом закладки круговых площадок по методике пр и-нятой в лесоустройстве (Инструкция ..., 1995).
Периодичность учета. Первый учет проводится по окончанию периода лесовосстановления, определяемого по методике С. К. Фарбера (Фар-бер, 1991). На основе анализа полученных данных принимается решение о проведении дальнейших лесохозяйственных мероприятий. Второй учет производится при очередном лесоустройстве и также служит основой для принятия реш ений о проведении дальнейших лесохозяйственных мероприятий.
Мониторинг состояния леса. Объекты наблюдений - насаждения лесосырьевых баз.
Получаемая информация: таксационные показатели насаждений, характеристики почв, геомо р-фологические показатели местности.
Методика получения информации. Таксационные показатели насаждений и характеристики почв являются данными массовой таксации. Геоморф о-логические показатели местности определяются посредством анализа топографических карт. Пол у-чаемая информация заносится в базу данных.
Периодичность учета. Учет производится при очередном лесоустройстве по III разряду и служит основой для принятия решений о проведении дал ь-нейших лесохозяйственных мероприятий.
Мониторинг прироста и отпада. Объекты наблюдений - насаждения лесосырьевых баз.
Получаемая информация: появление вырубок, гарей и погибших насаждений, тек ущий прирост по высоте и диаметру по составляющим породам в разрезе возрастных этапов, текущий отпад по с оставляющим породам в разрезе возрастных этапов.
Методика получения информации. Увеличения общего запаса древостоев на арендной территории происходит за счет ежегодного прироста; уменьш е-ние - за счет появления новых вырубок, гарей и погибших насаждений, а также промеж уточного пользования и естественного отпада.
Текущие изменения в лесном фонде, т. е. поя в-ление новых вырубок, гарей и погибших насажд е-ний, фиксируются в мониторинговой базе данных и отдельными слоями на фоне космических снимков или планов лесонасаждений в программной среде ГИС.
Сведения о местоположении и интенсивности р у-бок ухода берутся в лесхозах (лесничествах) и далее передаются в базу данных мониторинга и ГИС.
Текущий в процессе лесообразовател ьного процесса прирост и отпад определяется по мат е-риалам учетов на постоянных пробных площадях. Обычно закладываются прямоугольные или круг о-вые пробные площади. Конфигурация опред еляется удобством производства натурных работ и практ и-чески не влияет на точность результатов. Послед о-вательность выполнения операций закладки про б-ных площадей регламентируется лесоустроител ь-ными инструктивными документами. Период ич-ность учета на пробах - 10 лет.
Методика зоологического мониторинга. В пределах лесосечного фонда проводятся стандар т-ные учеты промысловых видов по методике зимних маршрутных учетов (30 км на 1000 га), а также в соответствии с экологическими особенностям и видов. Текущий мониторинг за численностью видов животных проводится на постоянных объектах н а-блюдений (10 учетных площадок на 1000 га).
Статистическая достоверность полученных материалов обеспечивается протяженностью д о-полнительного учетного маршрута (н е менее 2 км), расположенного перпендикулярно экологич е-скому профилю и проходящему через один тип местообитаний. Повторное прохождение маршр у-та (3-кратное) в одно и то же время суток позволяет определить постоянство присутствия, а в ра зное время - видовое разнообразие, которое учитывает видовые экологические особенности, обусловле н-ные ритмикой суточной активности. Для опред е-ления размера индивид уального участка животное должно быть встречено на маршруте не менее д е-сяти раз.
Для добычи и учетов мышевидных мл екопи-тающих используются мышеловки (давилки и к о-нуса). Для полного учета и получения достоверной характеристики половозрастного состава групп и-
ровки непрерывный отлов необходимо производить в течение 10 дней. Показателем вылова м естных зверьков будет резкое снижение уловистости и дальнейшее попадание в ловушки преимуществе н-но мигрантов. В одном местообитании одновременно выставляется не менее 20 давилок или 10 конусов. Для выявления видового состава ловушки устанавливаются в местах наиболее вероятного отлова (кучи валежа, тропы, кормовые столики и т. п.). Эго позволяет в короткий срок получить представление о населении мелких млекопита ю-щих. Плотность поселений по биотопам определ я-ется путем отлова на трансектах и установкой л о-вушек на фиксированном расстоянии (10 м) независимо от микро условий. Для избежания воздействия эффекта опушки на учетные данные ловчая линия закладывается по центральной части биотопа, но не ближе 50 м от соседнего типа местообитаний. О т-носительный учет мышевидных проводится по сл е-довой активности в период установления снежного покрова, пока зверьки еще передвигаются по п о-верхности снега.
Большинство мелких млекопитающих могут быть точно распределены по поп уляциям только при непосредственном осмотре тушки и исследов а-нии черепа. Животные обладают достаточно большой индивидуальной, возрастной и сезонной и з-менчивостью, что определяет необход имость сбора массового материала. Одна серия (выборка) по п о-пуляционному, половому и возрастному признаку должна быть не менее 20-30 экземпляров.
Косвенным методом определения видового с о-става мелких млекопитающих, а та кже выявления их трофической роли в пищевых цепях, является сбор и анализ содержимого погадок хищных птиц и экскрементов зверей. Они, как правило, обнаруж и-ваются около микроповышений на откр ытых участках или отдельно стоящих деревьев. Продукты эк с-креции упаковываются в отдельные мешочки и маркируются.
В процессе зоологического мониторинга производится сбор следующей информации:
1. Размещение и миграция. По литературным источникам выявляются и картируются места размножения, сезонной концентрации, линьки, кор и-доры перемещений и т. д. видов животного мира в регионе. Полученные материалы используются для структурной детализ ации природной основы (ландшафтов) на стации с выделением ключевых участков. Изучение миграции зверей и птиц прои з-водится на местах переходов и сезонных стациях. Пространственная структуризация территории пр о-изводится с помощью природной основы с привл е-чением цифровых карт, космических снимков и природных тематических карт. Выявляются функциональные взаимосвязи среды обитания и живо т-ных;
2. Численность. В целях получения объективных данных о динамике численности видов уче т-ные работы должны проводиться регулярно на ключевых участках по единым общепринятым м е-тодикам в одни и те же фенологические сроки. Получаемые материалы позволяют установить флу к-туации и тенденции изменения численности м о-
дельных видов животных. И спользуемые методы учета должны быть взаимосвязаны переводными коэффициентами, исключающими двойственность оценок результатов;
3. Половозрастной состав и продуктивность модельных видов выявляются путем наземных стационарных наблюдений и промысловых в ыборок;
4. Воспроизводство. На ключевых участках с обираются сведения о плодов итости и выживаемости молодняка, величине выводков, отходе яиц и гибели кладок, а также факторах, влияющих на проду к-тивность популяций. Оценивается упита нность, наличие болезней и паразитов у в ыборочных (отлов и отстрел) особей животных. Эти показатели вли я-ют на интенсивность и успех размножения. Пол ученные данные интерпретируются на состояние видов после зимовки и в период миграций;
5. Кормовая база. Осуществляется сбор информации о наличии и доступности ра стительных и животных кормов, пищевых объектов низших тр о-фических уровней (беспозвоночные, мелкие млекопитающие, птицы);
6. Влияние конкуренции и хищничества. Оценивается численность и территориал ьное размещение трофических и биотопических конкурентов. Ос у-ществляется контроль за состоянием популяций хищников, выявляется численность хищников, ра з-мещение, уровень хищничества, количество и структура жертв по видам и экологическим гру п-пам;
7. Болезни и патология. Осуществляется эпидемиологический контроль состояния популяций м о-дельных видов. Производится сбор данных о п о-гибших зверях и птицах, исследуются причины. Особое внимание уделяется случаям массовой г и-бели животных: картируются места находок, пр о-водятся лабораторные обследования с использов а-нием гистологических методов;
8. Антропогенное и техногенное воздействие. На ключевых участках в разные периоды жизненного цикла периодически проводится оценка хара к-тера и степени воздействия на каждый модельный вид.
Результаты исследований воздействия лесоз а-готовок на состояние лесных экосистем и их пр о-дуктивность позволят вести более обоснованную и эффективную политику лесопользования.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК:
Инструкция по проведению лесоустройства в ле сном фонде России. Часть I, II. - М.: ВНИИЦлесресурс, 1995.-ч. 1 -175 с.; ч. 2-112 с.
Качинский, Н.А. Физика почв / Н.А. Качинский. - М.: Высшая школа, 1965, 320 с.
Лебедев, А.В. Гидрологическая роль горных лесов Сибири / А.В. Лебедев. - Новосибирск: Наука, 1982. -182 с.
Наставления гидрометеорологическим станциям и п остам. Вып. 3, ч. 1.- М.: Гидрометеоиздат, 1969. -290 с.
Роде, А.А. Методы изучения режима почв / А.А. Роде. -М.: Изд-во АН СССР, 1960. -243 с.
Руководство воднобалансовым станциям. - М.: Гидро-метеоиздат, 1973. - 105 с.
Фарбер, С.К. Определение периода лесовосстановления ная таксация и лесоустройство. Междунар. научно-
на примере вырубок Усть-Илимского лесопромыш- практический журнал. - Красноярск: СТИ, 1991. -
ленного комплекса (УИЛПК) / С.К. Фарбер. // Лес- С. 102-105.
Поступила в редакцию 19 февраля 2008 г. Принята к печати 16 мая 2008 г.
