В статье рассмотрены особенности формирования синузий эпифитных лишайников, характерных для лесорастительных условий Казахского мелкосопочника и использования величины их проективного покрытия по стволам деревьев сосны в качестве одного из диагностических признаков при определении состояния сосновых насаждений исследуемого региона.
Введение
Одним из важнейших последствий возрастающих антропогенных нагрузок становится существенное увеличение площадей лесов рекреационного пользования. В ряде случаев на рекреационный фон накладывается отрицательное воздействие техногенных факторов (выхлопы автотранспорта, солевые антифризы, выбросы промышленных производств и др.). Опасность деградации лесных биогеоценозов вызывает необходимость всестороннего изучения последствий рекреационного воздействия [1].
В качестве индикаторов степени загрязнения природной среды наиболее пригодны организмы, занимающие низкие трофические уровни. Это, прежде всего, лишайники. Они встречаются почти во всех наземных экосистемах. Использование этих удивительных организмов для прогнозирования и контроля состояния окружающей среды связано с их высокой чувствительностью к загрязнению. Благодаря этим биологическим особенностям и объясняется их широкое применение во многих странах в качестве биоиндикатора чистоты атмосферного воздуха [2]. Использование живых организмов-биоиндикаторов для определения степени загрязнения является одним из методов мониторинга, называемого биоиндикацией.
Материалы и методы
Исследования проводились в чистых по составу сосновых насаждениях ГНПП «Бурабай» на постоянных пробных площадях (ППП), заложенных в сухих и свежих условиях произрастания.
Пробные площади закладывались в насаждениях с различной степенью рекреационного воздействия, с последующей их группировкой по функциональным зонам [3]: I ФЗ – зона активного посещения; II ФЗ – зона умеренного посещения, III ФЗ – зона слабого посещения (условно контроль).
При сборе всего массива диагностических показателей нами был взят дополнительный показатель – величина проективного покрытия (%) эпифитного покрова лишайников по поверхности стволов сосны, определяемый от основания ствола до высоты 1,3-1,5 м.
Выявленный нами показатель является дополняющим признаком, взятого за основу способа В.А. Алексеева [4], основанного на использовании нескольких диагностических признаков, взаимно дополняющих друг друга и усиливающих надежность оценки состояния здоровья деревьев и древостоев. Основной принцип вышеуказанного способа заключается в расчете показателя жизненного состояния древостоев с учетом крупности деревьев (объемных показателей) на основании данных, полученных в результате таксации деревьев. При перечете деревьям той или иной категории жизненности присваивается определенный коэффициент, который в дальнейшем используется в расчетах.
При показателе 100-80 % жизненное состояние дерева или древостоя оценивается как «здоровое»; при 79-50 % древостой считается поврежденным (ослабленным); при 49- 20 % - сильно поврежденным (сильно ослабленным); при 19 % и ниже – полностью разрушенным.
Результаты исследований
По результатам проведенных исследований в сосновых насаждениях ГНПП «Бурабай», древостои, произрастающие в местах исторических природных памятников и наиболее привлекательных природных ландшафтов испытывают максимальное рекреационное воздействие (ФЗ-I), в сравнении с двумя другими зонами. Поэтому для данных насаждений характерно практически отсутствие эпифитного покрова лишайников по поверхности стволов сосны, величина которого изменяется в пределах от 1,0 ± 0,2 до 1,1 ± 0,3 % и кора на стволах сосны преимущественно лишена эпифитной флоры (таблица 1).
Согласно данным таблицы 1, исследуемые насаждения относятся к категории «ослабленных» в стадии прогрессирования. Объясняется это длительностью использования их в рекреационных целях, нарушением хозяйственной деятельности, сокращением сроков межпожарного периода, предельными значениями возрастных показателей.
Таблица 1 – Изменение состояния сосновых насаждений по показателю жизненного состояния и величине эпифитного покрова лишайника по поверхности стволов сосны
Обсуждение результатов
По утверждению А.Н. Жидкова [5], использование абсолютных значений видового состава и проективного покрытия эпифитных лишайников по поверхности стволов сосны не всегда удобно, так как в первую очередь не отражает их соотношения с «нормой». С целью устранения этого недостатка автор воспользовался общепринятыми в биологии коэффициентами относительного обилия видов и проективного покрытия ствола на высоте 1,3-1,5 м. Эти коэффициенты характеризуют параметры распространения каждого вида в отдельности или всей синузии видов по отношению к нормальному (фоновому) значению параметров.
В нашем случае было затруднительным найти «норму» - величину (фонового) проективного покрытия всей синузии по поверхности стволов сосны в виду малой площади лесных насаждений, длительного периода рекреационного лесопользования, периодически возникающих пожаров, что привело к значительной трансформации лесной экосистемы. Исследуемые насаждения значительно ослаблены, что подтверждается величиной показателя жизненного состояния, определенного через число стволов, а также незначительной величиной относительного проективного покрытия эпифитных лишайников (таблица 1). Используя значение «нормального» (фонового) показателя, величина которого не превышает 70 % для данного региона (в каждом конкретном случае величина фонового показателя определяется согласно лесорастительным условиям и сложившейся экологической обстановки исследуемого региона) мы получили возможность учитывать изменчивость пространственного распределения эпифитной флоры.
При этом мы не ставили задачу определения распространения каждого вида в отдельности, для нас было важно проективное покрытие всей синузии видов по отношению к нормальному (фоновому) значению параметров.
Объединив способ расчета индексов состояния древостоев по В.А. Алексееву [4], индекс относительного эпифитного покрытия лишайниками по поверхности стволов сосны А.Н. Жидкова [6], применительно к лесорастительным условиям данного региона, нами выделены следующие градации по величине эпифитного покрова лишайников по поверхности стволов сосны Казахского мелкосопочника:
- отсутствует, когда поверхность ствола практически лишена эпифитной флоры или встречаются крохотные участки талломы (тела) лишайников и занимаемая ими площадь составляет от 0 до 5 %;
- единичное - наличие эпифитной флоры лишайников; занимаемая ими площадь на поверхности стволов составляет от 5 до 20 %;
- среднее - площадь на поверхности стволов сосны примерно на 20-40 % занята эпифитной флорой лишайников;
- равномерное - эпифитная флора лишайников равномерно размещена по поверхности стволов сосны и занимает площадь от 40 до 70 % («норма» или базовый показатель для данного региона, с чем сравнивается эпифитное покрытие лишайников исследуемых древостоев в зависимости от интенсивности рекреационного лесопользования).
Выводы
В результате проведенных исследований получена шкала оценки состояния, на основе которой возможно получить объективную оценку и прогноз динамики состояния лесной экосистемы, оперативно обнаруживать отклонение от «нормы» для принятия управленческих решений относительно проведения различного рода лесохозяйственных мероприятий.
Шкала оценки состояния сосновых насаждений рекреационного назначения Казахского мелкосопочника
Биоиндикация имеет ряд преимуществ перед инструментальными методами. Она отличается высокой эффективностью, не требует больших затрат и дает возможность характеризовать состояние лесной экосистемы за длительный промежуток времени.
Литература
- Лысиков А.Б., Судницына Т.Н. Влияние рекреации на почву лиственных насаж- дений Серебряноборского опытного лесничества // Лесоведение. №3. – С. 47-56.
- Пастернак П.С., Ворон В.Н., Мазепа В.Г. Влияние промышленного загрязнения атмосферы на лесные экосистемы и повышение их устойчивости. М.: ЦБНТИ лесхоза. 1985. – 33 с.
- Портянко А.В., Жолдыбаева М.Х. Разделение лесных массивов по категориям ландшафта и их морфометрические показатели // Вестник сельхоз. наук Казахстана.№4. С.40-43
- Алексеев В.А. Диагностика жизненного состояния деревьев и древостоев. –Лесоведение. 1989. №4. – С. 51-57.
- Жидов А.Н. Особенности накопления техногенных веществ эпифитными лишайниками в лесных экосистемах // Лесное хозяйство. № 4 – С. 31-34.
- Жидков А.Н. Диагностика состояния насаждений хвойных пород // Лесное хозяйство. № 4. – С.20-22.