Геоэкологические аспекты природной устойчивости темнохвойных лесов Приморского края

УДК 581.524 (571.63) Л.А. Майорова

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИРОДНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ТЕМНОХВОЙНЫХ ЛЕСОВ ПРИМОРСКОГО КРАЯ

Рассмотрены главные лимитирующие факторы, определяющие природную устойчивость различных типов пихтово-еловых лесов Приморского края. Выявлены особенности их геоэкологии и определена связь с морфогенетическими типами рельефа и высотными уровнями. С учетом географического распространения ландшафтно-геоморфологических комплексов, образуемых данными лесами, определена степень устойчивости различных типов леса к негативным воздействиям окружающей среды.

Ключевые слова: пихтово-еловые леса, геосистема, геоэкология, рельеф, ландшафтногеоморфологические комплексы, степень устойчивости, негативные воздействия, Приморский край.

L.A. Mayorova

GEOLOGICAL AND ECOLOGICAL ASPECTS OF DARK CONIFEROUS FOREST NATURAL RESISTANCE IN PRIMORSKI KRAI

The main limiting factors determining natural resistance of various types of spruce-fir forests in Primorski krai are considered. Peculiarities of their geoecology are revealed and connection with the morphological and genetic relief types and altitude levels is determined. The resistance degree of various forest types to the negative influences of environment, taking into account geographical distribution of landscape - geological and morphological complexes, formed by these forests is determined.

Key words: spruce-fir forests, geosystem, geoecology, relief, landscape-geological and morphological complexes, resistance degree, negative influences, Primorski krai.

Большая протяженность ареала пихтово-еловых лесов по территории края, сложная палеогеографическая и геологическая история, муссонный климат и горный рельеф Сихотэ-Алиня, основной области распространения, определяют большое ландшафтное разнообразие данной формации.

Являясь преимущественно горными лесами, они имеют ключевое средообразующее и ресурсоохранное значение, а также важное значение для экономики края. 1068,8 тыс. га пихтово-еловых лесов все еще можно отнести к малонарушенным лесным территориям (МЛТ), а это около 36% всей площади, занимаемой формацией [1]. Но их повсеместное усыхание и интенсивная эксплуатация неизбежно ведут к истощению лесного фонда и негативным изменениям экологической и социальной обстановки в регионе.

Цель данных исследований - изучение потенциальной устойчивости экосистем пихтово-еловых лесов Приморского края и выделение различных степеней (классов) толерантности на основе их способности формировать своеобразные высотно-геоморфологические комплексы лесной растительности.

Задачи исследований: выявить особенности их геоэкологии, провинциальные различия, связь с различными типами рельефа, высотными уровнями, рассмотреть структуру и динамику различных типов леса, сукцессии, функционирование лесных сообществ в процессе усыхания и антропогенного вмешательства.

Под устойчивостью геосистемы понимается повторяющаяся последовательность расположения ее элементов в пространстве (сохранение структуры) и поведения во времени [2]. Геосистемы, даже обладающие значительной пластичностью, характеризуются различной степенью устойчивости их компонентов, особенно растительности и почв. Слабая устойчивость этих компонентов в первую очередь влияет на изменение структуры ландшафтов даже при незначительных изменениях хода геоморфологических процессов, климата и возрастании антропогенной нагрузки [3]. В.Б. Сочава [4] отмечал связь устойчивости геосистем со степенью сложности их структуры, подчеркивая то обстоятельство, что саморегуляция геосистем наиболее действенна в оптимальных условиях тепла и влаги.

По площади распространения (2970,6 тыс. га) и запасам древесины (529,33 млн м3) пихтово-еловые леса и их переходные типы (елово-лиственничные и елово-кедровые) в Приморском крае занимают первое место. Более половины ареала пихтово-еловых лесов и большая часть елово-лиственничных лесов сконцентрированы на севере края - в Тернейском, Пожарском, Красноармейском районах, которые характеризуются высокой лесистостью и меньшей антропогенной нарушенностью. Более мелкие дробные выделы сильно нарушенных пихтово-еловых и елово-кедровых лесов произрастают в центральной и южной части края.

На региональном уровне (Приморский край) нами изучалась структура и динамика пихтово-еловой формации и ее переходных типов к лиственничной и кедрово-широколиственной формациям, встречаемость и площадное распространение конкретных геоморфологических комплексов данной лесной растительности,

ее отдельных групп типов и типов леса (табл. 1) в различных районах края, на различных морфогенетических типах рельефа, почв, в различных климатических районах.

В результате этого была сформирована база данных (БД) «Пихтово-еловые леса Приморского края» [5] и на ее основе составлены карты-схемы: «Высотно-геоморфологические комплексы пихтово-еловых лесов Приморья», «Основные климатипы местообитаний пихтово-еловых лесов Приморья» и ряд карт по возрастным стадиям развития древостоев и потенциальным запасам древесины. Эколого-географический анализ полученных карт-схем позволил выявить особенности географии и экологии различных типов пихтово-елового леса, их связь с типами рельефа и высотными уровнями, климатическими типами местообитаний, типами и подтипами почв.

Поскольку рельеф и абсолютная высота местности являются главными лимитирующими факторами при определении класса устойчивости геосистемы, приводим следующие морфогенетические типы рельефа (по Ганешину Г.С.) [6], характерные для ареала пихтово-еловых лесов Приморья: среднегорья интенсивно-расчлененные - занимают 44% площади ареала; среднегорья массивные - 10%; мелкогорья - 19%; базальтовые плато слаборасчлененные - 9%; базальтовые плато интенсивно-расчлененные - 3%; участки и реликты древнего выровненного рельефа - 8%; аккумулятивные равнины и речные террасы - 7% ареала.

Таблица 1

Геоморфологические комплексы пихтово-еловых лесов Приморья, переходные субформации

и характерные им группы типов (типы) леса

Индекс типа леса Название геоморфологических комплексов, переходных субформаций и типов леса

I. Субальпийские пихтово-еловые леса - 4% площади ареала

ЕКс Кедрово-стланиковый ельник

Евг Высокогорный ельник

ЕКлж Разнотравно-кустарниковый ельник с кленом желтым

Елово-каменноберезовый кустарниковый ельник

ЕБкк

II. Предсубальпийские пихтово-еловые леса - 3%

Еро Рододендроново-осочковый ельник

Ельник травяно-моховый

Етм Ельник-брусничник

Ебр Ельник сфагново-багульниковый

Есб

III. Пихтово-еловые леса горных склонов - 62% площади ареала

Ез Ельник-зеленомошник

Емз Ельник мелкотравно-зеленомошный

Ермп Ельник разнотравно-мелкопапоротниковый

Екр Ельник кустарниково-разнотравный

IV. Пихтово-еловые леса долин, шлейфов и пологих нижних третей склонов гор - 5%

Ед Ельник долинный

ЕЧрт Ельник черемухово-разнотравный

Етв Ельник таволгово-вейниковый

Ет Ельник торфянистый

ЕТп Елово-тополевые леса

Субформация елово-кедровых лесов (преобладание ели) (влажные) - 20%

ЕшК Елово-широколиственные леса с кедром корейским

ЕкпК Крупнопапоротниковый ельник с кедром корейским

ЕмпК Мшисто-плауновый ельник с кедром корейским

Субформация елово-лиственничных лесов (преобладание ели) - 6%

ЕЛг Елово-лиственничные горные леса

ЕЛбм Елово-лиственничные багульниково-моховые леса

ЕЛд Елово-лиственничные долинные леса

Господствующим типом рельефа является денудационно-тектонический (среднегорья массивные, среднегорья интенсивно-расчлененные и мелкогорья), занимая 73% площади (табл. 2). Высотные пояса, образуемые пихтово-еловыми лесами и их переходными типами (елово-кедровыми и елово-лиственничными) в целом по краю, следующие: низкогорный (до 500 м над ур. м.) занимает 19% территории ареала; среднегорный (5001000 над. ур. м.) - 65%; высокогорный (более 1000 м над ур. м.) - 16%.

А.М. Короткий и Т.Р. Макарова [7] выделили 4 класса оценки устойчивости ландшафтов Приморья, имеющих различную структуру рельефа и интенсивность геоморфологических процессов: 1 класс - территории со слабой активностью геоморфологических процессов и весьма устойчивыми ландшафтами (ультра-стабильные геосистемы широкого спектра использования); 2 класс - территории с умеренной активностью геоморфологических процессов и умерено устойчивыми и устойчивыми ландшафтами (стабильные геосистемы с мозаичным использованием); 3 класс - территории активных зон и неустойчивых ландшафтов (метастабильные геоситемы с локальным щадящим природопользованием); 4 класс - территории наиболее активных зон и весьма неустойчивыми ландшафтами (анастабильные геосистемы, относимые к строго охраняемым природно-территориальным комплексам).

К 1 классу устойчивости, согласно А.М. Короткому и Т.Р. Макаровой, можно отнести экосистемы пихтово-еловых лесов низкогорного пояса, занимающие примерно 20% территории ареала, где наблюдается слабая активность геоморфологических процессов. Это преимущественно местообитания пихтово-еловых лесов долин, шлейфов, пологих нижних третей склонов гор и елово-кедровых лесов на мелкогорьях, реликтах и участках древнего выровненного рельефа, надпойменных террасах среднего и верхнего яруса. Реже встречаются местообитания горных ельников (Екр), (Ермп) и елово-лиственничных долинных лесов (ЕЛд).

Таблица 2

Встречаемость пихтово-еловых лесов и их переходных типов на определенных морфогенетических типах рельефа Приморья, %

Группатипов рельефа Тип рельефа Г еоморфологические комплексы пихтово-еловых лесов Приморья

Субальпийские и предсубаль-пийские ельники Ельники горных склонов Ельники долин, шлейфов, пологих склонов Елово- кедровые леса Елово-лиственничные леса Сумма

Денудационно- тектонический рельеф Среднегорье массивное 1З I 1З BB I 1G З I 5 2B I 11 З I 4 1З5I 1G

Среднегорье интенсивно- расчлененное 59 I 59 425 I 48 16 I 25 57 I 22 49 I 59 606 I 44

Мелкогорье - 175 I 2G 1З I 2G 7G I 28 7 I B 265 I 19

Вулканогенный рельеф, плоскогорья Базальтовое плато слаборасчлен-ное B I B 6B I B 2 I З З6 I 14 9 I 11 12З I 9

Базальтовое плато интенсивно-расчлененное З I З 19 I 2 4 I 6 12 I 5 2 I 2 4G I З

Денудационный рельеф предгорий Участки и реликты древнего выровненного рельефа 14 I 14 75 I B 2 I З 21 I B З I 4 115 I B

Эрозионно- аккумулятив- ный рельеф Равнины,речные и морские террасы З I З 30 I 4 25 I 38 30 I 12 1G I 12 9B I 7

Сумма 1GG BBG 65 254 83 Ш2

Примечание: над чертой - частота встречаемости определенных типов леса и типов рельефа; жирным - максимум встречаемости.

Ко 2 классу относятся экосистемы пихтово-еловых лесов и других переходных типов среднегорного пояса (65% площади ареала) на пологих и средней крутизны склонах с умеренной активностью геоморфологических процессов на среднегорьях массивных, на базальтовых плато слаборасчлененных, реже на участ-

ках и реликтах древнего выровненного рельефа, где доминируют горные пихтово-еловые леса (преимущественно занятые Ез и Емз, Ермп). На западном макросклоне Сихотэ-Алиня, на плоских водоразделах, также встречаются елово-кедровые леса (преимущественно ЕШК). На севере края, на базальтовых плато восточного макросклона, произрастают елово-лиственничные леса (в основном ЕЛбм и ЕЛд).

К 3 классу устойчивости также относятся экосистемы пихтово-еловых лесов среднегорного пояса, но уже на среднегорьях и базальтовых плато интенсивно расчлененных, в верхних частях долин горных рек и ручьев, где динамизм геоморфологических и климатических процессов резко возрастает. В узких долинах и распадках характерно развитие температурных инверсий и сезонной мерзлоты. Доминируют Ез, Емз, Етв, часто произрастающие на крутых склонах и на склонах крутизной более 300. На юге края к этому классу можно отнести небольшие выделы Еро и Ебр.

К 4 классу устойчивости - геосистемы высокогорного (16% территории ареала) и частично среднегорного поясов, территорий активных зон неустойчивых ландшафтов. Это преимущественно местообитания высокогорных субальпийских (ЕКс, Евг, ЕКлж) и предсубальпийских ельников (Еро, Ебр), развитых на крутосклонном рельефе северных и северо-восточных экспозиций. На высоких базальтовых плато, нередко заболоченных, встречаются елово-лиственничные леса (ЕЛг, ЕЛбм) и низкобонитетные Есб.

На локальном уровне (серии пробных площадей и геоботанический профиль) нами изучался процесс усыхания древостоя в различных типах пихтово-елового леса и его зависимость от абиотических и биотических факторов среды. Интенсивность процесса усыхания в первую очередь зависит от возрастной стадии и состава пород преобладающего поколения леса, а также от типов рельефа и абсолютной высоты территории. Наиболее подвержены усыханию ельники горных склонов, имеющие на территории Приморья преимущественное распространение. По характеру возобновительного процесса хвойных пород, а в частности, по соотношению количества мелкого, среднего и крупного подроста в очаге усыхания, по видовому составу травяного яруса можно прогнозировать начало процесса усыхания. Большое количество крупного подроста ели и пихты - характерный признак начальных этапов этого процесса и включения механизмов саморегуляции системы - биоценоз как бы уже подготавливает смену одного поколения леса другим.

Устойчивость экосистем пихтово-еловых лесов к антропогенному воздействию и способность различных типов леса к восстановлению после негативного влияния промышленных рубок и пожаров изучалась на вырубках и гарях различной давности, расположенных на различных типах рельефа, на склонах различных экспозиций и крутизны. По сравнению с другими хвойными формациями Приморья в пихтово-еловых лесах редки случаи восстановления леса через смену пород - белоберезняками, осинниками и др. Период господства лиственных пород сравнительно краток - 30-40 лет. Затем формируются древостои из подроста хвойных предварительной и последующей генераций, позволяющие восстановить исходный тип леса. Длительное восстановление леса через смену пород наблюдается чаще всего на юге и в центральных районах края на пологих склонах теневых экспозиций, в елово-кедровых лесах, на обширных гарях, превращенных в каменистые россыпи, на участках, зарастающих вейником, кипреем и вторичными кустарниками. На севере края в условиях высокогорного крутосклонного рельефа пихтово-еловые леса на длительное время замещаются елово-лиственничными лесами, а иногда и просто лиственничниками. После пожаров на плоских водоразделах они подвергаются заболачиванию, превращаясь в редколесья и мари.

Таким образом, на основе эколого-географического анализа распространения пихтово-еловых лесов Приморского края, их восстановления после усыхания и антропогенного вмешательства нами сделаны первые попытки определения степени их потенциальной природной устойчивости. Дальнейшее использование материалов БД по климатипам, почвенно-растительным комплексам, образуемым данных лесами, позволит более детально классифицировать и картографировать различные степени их устойчивости, проводить экологическое планирование территории описываемого региона.

Литература

1. Выделение лесов высокой природоохранной ценности в Приморском крае. Категории, важные для сохранения растительного покрова / Д.Е. Аксенов, М.Ю. Дубинин, М.Л. Карпачевский [и др.]. - М.: Изд-во МСоЭС, 2006. - 186 с.

2. Дьяконов К.Н. Подходы к изучению устойчивости и изменчивости процессов в геосистемах // Мат-лы VII совещания по вопросам ландшафтоведения. - Пермь, 1974. - С. 5-15.

3. Короткий А.М., Макарова Т.Р. Палеогеографические и геоморфологические аспекты устойчивости геосистем в бассейнах горных рек. - Владивосток: Дальнаука, 2005. - 293 с.

4. Сочава В.Б. Геотопология как раздел учения о геосистемах // Топологические аспекты учения о геосистемах. - Новосибирск, 1974. - С. 73-86.

5. Майорова Л.А., Пшеничникова Н.Ф. Почвенно-растительные комплексы пихтово-еловых лесов Приморья // Вестн. КрасГАУ. - 2008. - №4. - С. 81-87.

6. Ганешин Г.С. Геоморфология Приморья. Объяснительная записка к геоморфологической карте Приморского края и сопредельных территорий. М 1: 500000. - М.: Госгеолтехиздат, 1957. - 135 с.

7. Короткий А.М. Общая устойчивость субаэральных геолитокомплексов и методика её оценки // Устойчивое развитие дальневосточных регионов: эколого-географические аспекты. - Владивосток: Даль-наука, 1999. - С. 66-81.

--------♦'-----------

УДК 581.522.4 И.П. Петухова, Н.И. Денисов

ОПЫТ ИНТРОДУКЦИИ GINKGO BILOBA L. НА ЮГ ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА РОССИИ

Показана перспективность выращивания гинкго двулопастного на юге Дальнего Востока России. Проанализировано его распространение в умеренной зоне северного полушария. Предложены перспективные направления использования в озеленении.

Ключевые слова: растение, плод, семя, вегетация, интродукция, озеленение, Дальний Восток.

I.P. Petukhova, N.I. Denisov EXPERIENCE OF GINKGO BILOBA L. INTRODUCTION INTO THE SOUTH OF RUSSIAN FAR EAST

The prospects of maidenhair tree growing in the South of Russian Far East are shown. Its spread in the temperate zone of the northern hemisphere is analyzed. The perspective ways of use in gardening are proposed.

Key words: plant, fruit, seed, vegetation, introduction, gardening, Far East.

Введение. В Ботаническом саду-институте ДВО РАН (г. Владивосток) произрастают растения одного из древнейших представителей флоры мезозойской эры - Ginkgo biloba L. (гинкго двулопастный), в настоящее время известное в основном ученым-ботаникам как весьма уникальное древесное растение восточноазиатского происхождения.

Род Ginkgo существует более 150 млн лет, а современный Ginkgo biloba, включая сходное с ним Ginkgo adiantoides, около 100 млн лет. В мезозойскую эру этот род был представлен несколькими десятками видов и занимал обширный ареал. В юрский период наиболее распространенными были Ginkgo digitata и Ginkgo sibirica, широко встречаемые вместе с другими близкими формами в сибирских байкальских отложениях. В эпоху мела имелись виды (например, Ginkgo laramiensis), в третичном периоде широко распространенные вплоть до плиоцена Германии, а Ginkgo adiantoides, вероятно, только в ледниковый период был вытеснен с материка Европы (и Америки), оставшись в виде реликта (Ginkgo biloba) в Китае и Японии. В Европейской части СССР Ginkgo adiantoides был известен из активитанских слоев Башкирии и Северного Кавказа. Он же выявлен в верхнемеловых цагаянских отложениях на р. Бурее [4, 5]. Гинкго произрастал и на российском Дальнем Востоке (Сахалин, Приморье), где был широко представлен во флоре эпохи эоцена и олигоцена. Отмечается присутствие Гинкго в раннемеловой флоре Южного Приморья [3, 8].

В настоящее время гинкго двулопастный сохранился в естественных местообитаниях - лесах юговосточного Китая, где произрастает в горах Тянь-Мушаня вместе с хвойными и лиственными породами на высоте до 1500 м над уровнем моря в теплом и влажном климате. Юго-восточный Китай явился первоначальным центром всех видов рода Гинкго, культивируемых в Китае, Японии и других частях мира [10, 12].

Г инкго двулопастный на родине (Китай) - двудомное листопадное растение (дерево) высотой до 40 м, с оригинальной формой ветвления и декоративными двулопастными листьями, со стволом диаметром 1,5-2 м. В связи с этим, в зеленом строительстве он может представлять значительный интерес при оформлении ландшафтного дизайна в парках и внутриквартальных (дворовых) насаждениях.