Оценка состояния лесных экосистем музея-заповедника «Кижи»

ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ МУЗЕЯ-ЗАПОВЕДНИКА «КИЖИ»

В. в. дьяконов

Институт леса Карельского научного центра РАН

На организованной сети пробных площадей проводится мониторинг состояния лесов и воздушного загрязнения атмосферы района методом биоиндикации. Текущее состояние лесов не вызывает опасений в ближайшем будущем. Содержание тяжелых металлов в элементах фитоценозов не превышает средних значений по Карелии. Повышенное содержание серы дает основания предполагать наличие влияния промышленных предприятий Петрозаводского и Кондопожского промышленных узлов.

Ключевые слова: состояние лесов, мониторинг, фитоценоз, воздушное загрязнение, тяжелые металлы.

Введение

Леса Карелии в результате интенсивного хозяйственного освоения испытывают антропогенные нагрузки, а также возрастающее влияние трансграничных и локальных переносов промышленных эмиссий. В последнее время во многих странах наблюдается повреждение лесов промышленными выбросами, которые снижают их продуктивность и долговечность. Кроме антропогенного воздействия на леса действует комплекс внешних факторов (гелио-циклические, климатические, вредители, болезни и т. д.), способных вызвать ухудшение их состояния и роста. Однако решающим фактором, обусловливающим ухудшение состояния лесных экосистем, является загрязнение, а остальные (грибные болезни и энтомовредители) лишь усиливают это отрицательное воздействие.

Характеристика объектов и методы исследований

Целью исследований было изучение влияния антропогенных факторов (загрязнение атмосферы) на состояние лесов и организация мониторинга экосистем природоохранной территории заповедника «Кижи». Заповедник расположен в юго-восточной части Карелии на территории Медвежьегорского района в лесничестве «Кижи». Охранная зона заповедника представляет собой вытянутую с северо-запада на юго-восток площадь, в состав которой входит значительное количество островов Онежского озера и частично Заонежский полуостров. По лесо-растительному районированию, природоохранная территория заповедника относится к зоне хвойных лесов, подзоне средней тайги. Антропогенное воздействие значительно упростило биогеоценотиче-скую структуру лесного фонда Кижского архипелага. Особенно сильно изменена еловая формация. Большая часть еловых массивов в результате подсёчного хозяйства превращена в березняки, осинники и сос-

няки. В слабоосвоенных местах еловые леса занимают около 60% площади. Там, где в прошлом велось интенсивное сельское хозяйство, еловые древостой практически исчезли и представлены одним типом - ельником черничным влажным. Под воздействием человека ель вытеснялась на повышенных элементах рельефа сосной и березой, на пониженных - березой и осиной. Сосняки на малоосвоенных площадях занимают около 21%, а на освоенных - около 15%. Насаждения лиственных пород сформировались на заброшенных сельхозугодьях и сплошных вырубках, ранее занятых еловыми лесами. Ольшаники и осинники, как правило, приурочены к заброшенным сельхозугодьям. Крупные контуры характерны для сосняков осоково-сфагновых и осинников злаково-черничных. Краткая характеристика лесного фонда приведена в табл. 1.

Программа исследований включала создание сети постоянных пунктов наблюдений для последующего мониторинга, оценку состояния древостоя, анализ содержания серы и тяжелых металлов в растениях-индикаторах. Работы проводились преимущественно в средневозрастных и приспевающих (спелых) сосняках зеленомошной группы типов леса. При проведении исследований мы придерживались «Руководства по проведению мониторинга» (Manual on methods.., 1994). По всей площади охраняемой территории, по возможности равномерно и в доступных местах заложено семь постоянных пробных площадей. Для составления таксационной характеристики древостоев проведено визуальное и инструментальное обследование насаждений по стандартной методике, применяемой в таксации (табл. 2). На пробной площади отбиралось 15-25 учетных деревьев из господствующего полога для последующего мониторинга. Состояние древостоя определялось по учетным деревьям (табл. 3). На каждой пробной площади отбирались образцы мхов и эпифитов. Химический анализ образцов проводился методом атомной абсорбции с помощью прибора АС-115М и спектрофотометрии - прибор М40 (табл. 4).

Характеристика лесфонда охранной зоны заповедника«Кижи»

Таблица 1

Площадь Средний возраст Средний Средний Текущий Средняя Преобладающий

охранной зоны древостоев бонитет запас прирост полнота тип лесов

7022 га 76 лет 3,5 141 м3 1,5 м5 0,69 хвойные - 0,67 лиственные - 0,75 Черничный, кисличный, широкотравный

Таблица 2

Таксационная характеристика древостоев на пробных площадях

Номер пробной площади Возраст, лет Состав древостоя Тип леса Класс бонитета Полнота Средняя высота, м Запас, м'

1 40 9Б 1С Черничный 3 1,0 15 180

2 35 ЮС 2 0,7 11 110

3 100 10С 3 0,9 22 310

4 100 9С 1Б 3 1,0 20 315

5 100 7С 1,5Е 1,5Б " 2 1,1 27 343

6 50 10Б Приручейный 2 1,0 18 230

7 80 8С 2Б Черничный 2 0,6 23 220

Таблица 3

Состояние древостоев на пробных площадях

Номер пробной площади Возраст хвои, лет Потеря хвои, % Дехромация хвои, % Вид повреждений Степень плодоношения Степень антропогенной нагрузки Степень повреждения

1 4 <5 <5 Нет Средняя Слабая 0

2 4,5 <5 <5 Хорошая Средняя 0

3 4,5 <5 <5 Рак-серянка 1

4 4,5 <5 <5 Нет ** Слабая 0

5 4 0-15 <5 Ь'еосИрПоп БегН/ег (личинки ) Средняя Средняя 1

6 1 <5 <5 Нет Отсутствует 0

7 4,5 <5 <5 Слабая 0

Таблица 4

Содержание металлов и серы в элементах фитоценозов, мг/кг АСВ

Элемент Химический элемент

фитоценоза Ре 1п Си РЬ С(1 Б

Кора сосны 191 27 4,5 6,6 0,4 543

Р1еигогшт $ИгеЬег1 368 47 5,6 6,6 0,39 858

Hypogimnia рИузос1е5 386 58 5,3 5,4 0,48 932

Незначительная удаленность (40-50 км) от крупных источников загрязнения (Кондопожский ЦБК, промышленные предприятия Петрозаводска) пока не сказалась на состоянии лесных экосистем заповедника «Кижи». Дефолиация в обследованных сосняках практически отсутствует. Значительных повреждений эн-томовредителями хвойных древостоев не обнаружено. Лиственные же, особенно черемуха, рябина, ива, существенно повреждены горностаевой молью. Однако, как правило, через 2-3 года деревья этих пород полностью восстанавливаются. Отсутствие дефолиации у хвойных определяется мелкоконтурностью сосняков

и вследствие этого отсутствием условий для вспышки численности энтомовредителей, таких как ЫеосНргюп эеШ/ег и Тощею рШрегс1а. Степень дехромации крон хвойных тоже незначительна (0-2%).

Анализ наличия сухостойных деревьев в древо-стоях показал, что их средний запас составляет 5,4% от растущего, что является нормой. Максимальная величина сухостоя зафиксирована в 100-летнем сосняке, зараженном раком-серянкой и ослабленном регулярным выпасом скота.

Содержание большинства химических элементов в отобранных образцах не превышает фоновых зна-

ТРУДЫ КАРЕЛЬСКОГО НАУЧНОГО ЦЕНТРА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

чений по республике, однако отмечено повышенное содержание серы (фоновые значения содержания серы по Карелии - 500-700 мг/кг), что, очевидно, является результатом выбросов Кондопожского и Петрозаводского промышленных узлов, т. е. возможно локальное загрязнение. Подтверждением этого могут служить результаты, полученные сотрудниками Института водных проблем Севера Карельского НЦ РАН на акватории Онежского озера по оценке содержания тяжелых металлов и серы в осадках (снеге). Прослеживается шлейф дымовых выбросов от городов Кондопога и Петрозаводск до Заонежского полуострова. Содержание сульфатов в снеговых водах с акватории Петрозаводской и Кондопожской губ Онежского озера в 1,5 раза выше по сравнению с центральной частью озера (Пирожкова, 1990). Хотя импактная зона крупных источников загрязнений атмосферы обычно не превышает 30 км, стратификационные процессы над большими водоемами отличаются от материковых и, возможно, что дальность переносов поллютантов увеличивается.

Выводы

Анализ результатов проведенных исследований позволяет сделать следующие выводы:

1. Лесоводственно-таксационная оценка состояния исследованных насаждений позволяет утверждать, что леса Кижского архипелага находятся

в хорошем состоянии и пока не пострадали от локальных техногенных загрязнений атмосферы.

2. Анализ образцов растений-индикаторов показал, что концентрация тяжелых металлов находится в пределах фоновых значений для Карелии и не превышает средние показатели по России. Некоторое превышение содержания серы в элементах фитоце-нозов относительно средних значений по республике вызвано, по-видимому, выбросами предприятий городов Петрозаводск и Кондопога.

3. Уникальность Кижского архипелага позволяет рекомендовать эту территорию для включения как звена в созданный блок контрольных территорий (национальный парк «Паанаярви» - заповедник «Костомукшский» - заповедник «Кивач» - природный парк «Валаам» - национальный парк «Водлозер-ский») для дальнейшего системного изучения влияния техногенных загрязнений на биоту Карелии.

4. Созданная сеть постоянных пунктов наблюдений требует дальнейшего расширения.

ЛИТЕРАТУРА

Пирожкова Г. П. Гидрохимический режим озера и его изменение под влиянием антропогенного воздействия // Экосистема Онежского озера и тенденции ее изменения. Л., 1990. С. 5-147.

Manual on methods and criteria for harmonized sampling, assessment, monitoring and analysis of the effects of air pollution on forests. Hamburg and Prague, 1994. 177 p.