Экологические проблемы лесов и лесопользования. Ограниченный доступ к лесным ресурсам. Лес и промышленность

Рубка леса является важнейшим преобразующим природу фактором, которая дестабилизирует целостность лесного покрова, состав и структуру экосистем. В процессе рубки не только заготавливается древесина, но и происходит существенная трансформация природной среды с оставлением на лесосеках значительного количества древесной массы (низкокачественная и мелкотоварная древесина), а также порубочных остатков (ветви и сучья, корни и др.).
Происходит переход значительной части органического углерода из фитомассы в состояние детрита; при этом происходит существенное изменение лесной подстилки и верхней части почвенного профиля.

До 1930-х годов заготовка леса в России осуществлялась в щадящем режиме: ручная валка в зимний период, гужевая трелевка и вывозка бревен на берега рек для сплава. В дальнейшем строительство железных и автодорог частично заменило сплав на сухопутный транспорт леса. Насыщение лесной промышленности заготовительной техникой, появление многотонных валочно-пакетирующих и других многооперационных лесозаготовительных машин не могло не сказаться на состоянии экологического потенциала площадей рубок, оставляемых лесозаготовителями, и на формировании новых поколений древостоев.

За последние 15 лет объем рубок снизился более чем в два раза: в 1999–2004 гг. ежегодно заготавливалось около 120–130 млн м3 древесины (ниже уровня 1913 г.). При этом площадь, занятая спелыми лесами, в России постоянно сокращается, хотя общая площадь лесопокрытых земель увеличивается за счет зарастания необрабатываемых сельскохозяйственных земель и проведения работ.

Наибольшее влияние рубок леса на экологическую обстановку наблюдается в центре Европейской части России, в , в Волго-Вятском районе. На Европейской части, Урале, в Западной Сибири остались лишь островки старовозрастных лесов.

В 1990–2001 гг. ежегодно заготавливалось всеми видами рубок в среднем 192,7 млн м3 ликвидной древесины, из которых 1,4 млн м3 оставлялось на лесосеке. Однако фактический объем срубленной и невывезенной ликвидной древесины значительно больше и достигает, по экспертным оценкам, в среднем около 30 млн м3.
Огромной проблемой лесопользования являются также нелегальные рубки: в 2002 г. незаконно было заготовлено до 35% всей древесины на Европейской части России и до 50–70% на Дальнем Востоке и Кавказе.

Лесная, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность - комплекс отраслей, включающий заготовку древесины в лесах, ее обработку и переработку - является одной из самых водоемких сфер производства. Годовой объем используемой предприятиями воды достигает 1600 млн м3; до 70% воды используется в системах повторного и оборотного водоснабжения. Вклад указанных отраслей в загрязнение поверхностных водных объектов - 7,4%; в загрязнение воздушного бассейна - 2,9% (от общего объема отраслей промышленности).

В структуре сброса сточных вод в поверхностные водные объекты преобладают загрязненные сточные воды - 87,5%; нормативно чистые - 10,5%;нормативно очищенныесточные воды - 2%. Структура сбросов практически не меняется, оставаясь из года в год практически постоянной. Состочными водами в водные объекты предприятия отраслисбрасывают сульфаты, хлориды, танин, лигнинсульфатный,органические сернистые соединения, уксусную кислоту, аммонийный азот, метанол, нитраты, соединения фосфора, масла, формальдегид, сероводород, взвешенные вещества и др.

Воздействие отраслей достаточно узко локализованои проявляется преимущественно в водопотреблении и сбросе загрязненных вод. Именно с лесопользованием связано загрязнение такой крупной реки, как Кама, и .

Основными источниками сброса загрязняющих веществ в водные объекты в целлюлозно-бумажной промышленности являются 10 предприятий, ответственные примерно за 70% сбросов отрасли.

На гравах рукописи

ЛЯМЕБОРШАЙ Ссльман Хшшловнч

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ И МЕТОДЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ЛЕСОПОЛЬЗОВАНИЯ

Специальность 03.00.16. - Экология 06.03.03. - Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними

диссертации в форме научного доклада на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Москва - 2005

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте лесоводства и механизации лесного хозяйства (ВНИИЛМ)

Научный консультант

Официальные оппоненты:

академик РАСХН доктор сельскохозяйственных наук профессор Моисеев Николай Адекс*ндрович

доктор сельскохозяйственных наук профессор Обыдёныкков Виктор

Иванович доктор сельскохозяйственных наук профессор Су ик Василий

Иванович доктор сельскохозяйственных наук профессор Хлюстов Виталий Конста итянович

Ведущая организация: ФГУП «Центрлеспроект»

Зашита состоится <»¿^2-» 2005 года в /В часов на заседании

диссертационного совета Д 220.043.03 при Московской сельскохозяйственной академии имени К.А. Тимирязева по адресу: 127550, Москва, Тимирязевская улица, д. 49- Телефон, факс: 976 24 92

С диссертацией, в форме научного доклада, можно ознакомиться в научной библиотеке ЦНБ МСХА им. К.А. Тимирязева

Ученый секретарь. j --7

диссертационного совета ]/ {"¿¿¿^ < Калинин Вячеслав

Александрович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования обусловлена тем, что ведение современного лесного хозяйства должно базироваться на экологических, лесоводственных и социально-экономических критериях, обеспечивая непрерывное и неистощительное лесопользование. Обоснование основных экологических принципов и разработка оптимальных программ лесовыращивания и режимов лесопользования призваны служить повышению продуктивности, сохранению биоразнообразия и прижизненного потенциала лесов, что в целом направлено на устойчивое развитие хозяйственно задействованных биосистем и успешное функционирование природоохранной и социально-экономической сфер общества.

Целью и задачами исследований является обоснование основных принципов и разработка методов рационального, экологически целесообразного лесопользования, направленного на формирование высокопродуктивных древостоев, сохранение регенерационной способности, биоразнообразия и прижизненного потенциала, призванного в полной мере реализовать экологическое и социально-экономическое предназначение лесных экосистем. Сущность рационального и экологически устойчивого лесопользования по М.М. Орлову (1926) заключается в создании нормативной системы, трактующей то, какими должны быть хозяйственные мероприятия, чтобы лес выполнял социальные и экологические функции. В соответствии с этим были сформулированы следующие задачи:

1. Обоснование возраста рубки основных лесообразующих пород при экологическом лесопользовании.

2. Оптимизация рубки леса с учетом экологических требований.

3. Оптимизация лесовосстановления по принципу биоэкоса - наиболее благоприятнейшего целевого соответствия древесной растительности условиям среды.

4. Оптимизация воспроизводства и использования лесных ресурсов путем блочного программирования.

5. Оптимизация экологического лесопользования по группам лесов и водосборам, обеспечивающая максимум поступления воды в

ВОДОИСТОЧНИК.

6. Ведение экологического мониторинга, контроля санитарного состояния и определение экологического ущерба лесных насаждений при непрерывном лесоустройстве.

7. Разработка нормативов этики лесопользования.

Научная новизна работы состоит в том, что впервые были разработаны научные основы и методы экологического лесопользования, базирующиеся на.¡ринципах непрерывности и неистощительности. Выявлены новые.коном ерностн формирования размера лесосырьевых баз, разработан метод

о водосборам, мониторинга лесов посредством

непрерывности лесоустройства. Предложенные методические приемы моделирования процессов ведения лесного хозяйства позволяют на качественно новом уровне обосновать размер экологически целесообразного лесопользования с прогнозированием текущих изменений в лесном фонде. Впервые применено блочное программирование при решении оптимизационных задач воспроизводства и использования лесных ресурсов, что позволяет целенаправленно вести лесопользование и все лесохозяйственное производство. Предложенные концептуальные модели и конкретные научно-методические приемы решения задач позволяют объективно оценить экологическое состояние лесного фонда и принять меры по его сохранению и устойчивому функционированию.

Обоснованность н достоверность результатов исследований. Научные положения, выводы и рекомендации, сформулированные в диссертационной работе, основаны на результатах многочисленных экспериментальных исследований, обеспечены большим объемом систематизированного и статистически обработанного материала. Обоснованность и надежность выводов и предложений, включая разработанную автором аналитическую систему выбора расчетных лесосек и оптимизации возрастов рубки, осуществлена системным подходом решения проблемы экологического лесопользования и подтверждена результатами многолетней опытно-производственной проверки при ведении лесного хозяйства субъектов Российской Федерации.

Практическое значение и внедрение результатов исследований. В настоящее время предложенные подсистемы рационального экологического и устойчивого лесопользования внедрены в практику лесного хозяйства как важные нормативно - методические документы, а именно:

«Определение целевого породного состава будущих лесов опытно -показательного лесхоза Русский лес» (1967). Соблюдение условий по формированию целевого породного состава позволяет увеличить продуктивность древостоев на 20 %.

"Аналитический метод определения расчетных лесосек» (1975) позволяет обосновать рациональное проектирование более 70% расчетных лесосек страны.

«Методика определения размеров лесохозяйственных предприятий и оптимальной структуры производства» (1982) рекомендована в качестве руководства по обоснованию организации создания и эффективного функционирования комплексных лесохозяйственных предприятий,

«Автоматизированная система управления научно - исследовательскими и опытно - конструкторскими работами» (1980) внедрена в управление научной деятельностью Госкомлеса СССР.

«Методика определения экологического ущерба от антропогенного воздействия на леса» (1998) утверждена Федеральной службой лесного хозяйства и Государственным комитетом Российской Федерации по охране

окружающей среды. Методика апробирована и используется при определении экологического ущерба в лесных насаждениях музея - усадьбы Л.Н.Толстого «Ясная Поляна» и национального парка «Лосиный остров».

Апробация работы. Материалы научных исследований Пронин опытно-производственную проверку при проектировании состава будущих лесов опытно-показательного лесхоза «Русский лес» и при определении расчетной лесосеки в лесоустройстве. Основные положения и результаты исследований опубликованы в центральных и региональных издательствах и прошли апробацию на международных, всесоюзных, всероссийских и региональных научно-практических конференциях и симпозиумах: «Применение математических методов в лесном хозяйстве», Мннсельхоз СССР, Москва (1966); «Вопросы математического программирования в лесовосстановлени и», Минсельхоз СССР, Москва (1968); «Применение экономико-математических методов в лесной и деревообрабатывающей промышленности», Минлеспром СССР, Петрозаводск (1971); «Применение математических методов н ЭВМ в народном хозяйстве», институт им. Плеханова, Москва (1975); «Вопросы лесоустройства, таксации и аэрофотометодов, Гослесхоз СССР, ЛТА, Ленинград (1975); «Использование методов оптимизации в оперативном управлении производством», Гослесхоз СССР, Москва (1979); «Вопросы применения математических методов и АСУ в лесном хозяйстве», Рослесхоз, Пушкино (1994, 1997,1999); «Новое в планировании лесного хозяйства», Прага (1996, 1997); «Экология большого города», Москва (2001, 2002); «Экологические проблемы исторического наследия», Бородино (2002, 2003); «Летнее совещание по экологии», Дубна (2004).

Основные положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся следующие основные положения;

1, Определение оптимального размера площади лесосырьевой базы и разработка системы экологического лесопользования в них.

2. Функционирование подсистем оптимизации возраста рубки, размера экологического лесопользования, оптимизации воспроизводства и использования лесных ресурсов, ведения лесного хозяйства по группам лесов и водосборам, мониторинга лесов на основе непрерывности лесоустройства, оценки санитарного состояния лесов.

Личный вклад автора. В исследованиях использованы данные, полученные автором на всех зташх проведения работ: при разработке программы, сборе, обработке и анализе экспериментального материала, принято участие при организации и проведении опытно-производственной проверки результатов исследований и их внедрении в производство.

Публикации. По материалам научных исследований автором опубликовано 120 научных трудов, из них более 50 по представленной к защите темы диссертации, в том числе за последние годы 4 печатных работы и монография «Основные принципы и методы экологического лесопользования».

Организация исследований. Работа выполнена на кафедре лесоводства МСХА им. Тимирязева, во Всесоюзном институте информации и проектирования лесной промышленности, в научной части В/О «Леспроект» и во Всероссийском научно-исследовательском институте лесоводства и механизации лесного хозяйства в рамках научных тематик этих учреждений. Кроме того, исследования проводились в рамках проектов: 1.1.2. «Разработать основные принципы и формы организации комплексных предприятий, обеспечивающих полное и рациональное использование лесных ресурсов на основе организационно-технического единства л бесхозяйственной деятельности, лесозаготовительных работ и переработки древесины в малолесных районах» (1977); 1.1,3. «Разработать рекомендации по совершенствованию системы управления лесным хозяйством в малолесных районах» (1980); 1.3.3.2. «Разработать систему распределения материально-технического снабжения по отрасли лесное хозяйство» (1983), а также по договорам: 1.1.11. «Разработать методические указания по расчету экологического ущерба от антропогенного воздействия на лесные насаждения музея-усадьбы Л.Н. Толстого «Ясная Поляка» (1996, 1997); 23 «Оценка экологического ущерба и состояния лесных насаждений национального парка «Лосиный остров»» (2001,2002,2003).

В прошлом леса Европейской части России занимали обширные территории. Например, по материалам М.А. Цветкова (1957) Тамбовская область в 1696 году имела лесистость 40,5%, которая к 1870 году снизилась до 29,3%, а к 1914 году до 16,2%. В Орловской губернии лесистость упала с 31,1% до 17,2%, в бывшей Черниговской губернии с 36% в начале ХУШ века до 15% в 1914 году, в Киевской с 30% до 15%, Полтавской - с 27% до 5%, Харьковской - с 21% до 8%.

Вопросы экологического лесопользования не стояли тогда на повестке дня, и, как следствие, после 1870 года, ввиду экстенсивной эксплуатации лесов, им был нанесен значительный урон.

В советский период применение сплошных конценрированых рубок превратило многие лесные территории в пустыри, массовое явление приобрело затопление лесных земель, что сказалось на ухудшении экологической обстановки.

Среди многочисленных видов сырьевых ресурсов древесина по объемам использования занимает второе место в мире после каменного угля. По прогнозам ученых ее потребление в различных сферах производства будет только расти. Постоянно увеличивается удельный вес древесины, подвергаемой механической или химической обработке, Все большее распространение получает глубокая переработка древесины, позволяющая в большинстве случаев перейти к безотходным технологиям. В некоторых индустриально

развитых странах (Япония, США, Швеция и др.) уровень переработки древесного сырья приближается к 100%. И естественно, чем ближе ведется заготовка древесины от мест ее переработки, тем меньше потерь. В нашей стране потери все еще достаточно велики, а это в свою очередь приводит к дополнительным объемам лесозаготовок.

Большие потери древесного сырья у нас допускаются при его переработке. Так, например, отходы в лесопилении составляют 30-35%, при производстве шпал -23%, фанеры - 55%, в спичечной промышленности - 65%. При внедрении рациональных способов переработки отходов и превращения их в готовую продукцию появляется возможность комплексного использования древесного сырья, что ведет к экологическому безотходному производству.

Особое значение имеет также рациональное использование недревесных ресурсов леса, В наших лесах произрастают более 160 видов плодовых деревьев, кустарников и ягодных растений, удельный вес которых в обшей заготовке составляет в целом по стране около 5%. Лесное хозяйство располагает большими потенциальными возможностями для резкого увеличения заготовок пищевых продуктов и лекарственного сырья.

Леса являются крупной базой охотничьего хозяйства - источником заготовки мяса, пушнины, пантов и др. Многие лесные районы страны перспективны для развития пчеловодства - не только богатого источника получения меда, но и средства для обеспечения высоких урожаев сельскохозяйственных культур, опыляемых насекомыми.

Таким образом, лес - источник не только древесины, но и многих ценнейших продуктов питания, технического и лекарственного сырья, заготовляемого различными ведомствами и местным населением.

Одной из важных составляющих рекреационного использования лесных территорий должен стать туризм. Требуются немалые средства, чтобы обустроить часть территории лесного фонда для этих целей. И хотя индустрия туризма и отдыха развивается у нас достаточно интенсивно, отторгая из хозяйственного оборота значительные площади лесного фонда, денежные вложения, выделяемые при этом на сохранение и обустройство лесов, незначительны.

Для развития туризма необходимо совершенствовать арендные формы отношений предприятий лесного хозяйства и туристической индустрии, Лесохозяйственные предприятия, в свою очередь* должны активно пропагандировать курортные места нашей страны и находить спонсоров индустрии туризма, обеспечивающих благоустройство курортно-туристических баз.

В настоящее время экологически чистые зеленые зоны, где можно использовать лес для туризма, имеют около 2000 крупных городов -промышленных центров и других населенных пунктов нашей страны.

Многочисленные исследования русских и зарубежных ученых, врачей и архитекторов убедительно показывают, что правильно подобранные и разумно

спланированные лесные насаждения положительно влияют на эстетические чувства, создавая благоприятный фон для псих ико-э моциональной деятельности человека.

Исследованиями последних лет выявлена прямая зависимость заболеваемости населения городов от загрязнения воздуха, поэтому создание условий для отдыха городского населения в лесных и лесопарковых зонах будет способствовать улучшению здоровья и трудоспособности людей.

Чтобы добиться экологического использования и воспроизводства лесных ресурсов, необходимо переходить к другим методам установления норм и нормативов воспроизводства и использования лесных ресурсов.

1. ОПТИМАЛЬНЫЙ РАЗМЕР ЛЕСОСЫРЬЕВОЙ БАЗЫ С НЕПРЕРЫВНЫМ И НЕИСТОЩИТЕЛЬНЫМ ЛЕСОПОЛЬЗОВАНИЕМ

Методическая сторона экологического н непрерывного неистощительного лесопользования, по существу, не разработана. Это, в свою очередь, не позволяет иметь специалистам должного представления при проектировании лесохозяйственной и лесопромышленной деятельности.

Организация лесного хозяйства на основе принципа непрерывного неистощительного и экологического лесопользования обеспечивает выполнение двух взаимосвязанных, но противоречивых функций: извлечение лесных продуктов и улучшение лесной среды. Такая организация лесопользования и восстановления лесных ресурсов требует определения размера объекта, в котором все показатели имели бы оптимальные параметры.

Одним из факторов экологического лесопользования является размер сырьевой базы. Слишком большой - управлять сложно, мелкая -развивается медленно и часто становится тормозом технического прогресса. В.А. Поляков (1978) справедливо указывает на то, что проблема оптимизации размеров предприятий затрагивает текущую и перспективную деятельность. При определении оптимального размера предприятий учитываются две стороны деятельности, связанные с лесовыращиванием и лесопользованием, рассматриваются возможности рациональной организации лесохозяйст&енных и лесопромышленных производств, их технология и техническая оснащенность, решаются вопросы экологии и оптимального срока освоения ресурсов.

Таким образом, оптимизация размеров предприятий является началом перспективного планирования отрасли.

Сегодня мы не знаем, какими принципами руководствовались наши предшественники, когда определяли размер лесных предприятий. Например, никто не докажет, что в Московской области необходимо иметь 29 лесхозов. Почему площадь тайги Республики Коми в 38 млн. гектаров поделена на 33 лесхоза, а Республика Карелия (14,8 млн. гектаров) - на 28 лесхозов. В

Волгоградской области на 556 тыс, гектаров функционируют 34 лесхоза, а в Самарской на 600 тыс. гектаров приходится 16 лесхозов.

Какая-либо корреляционная взаимосвязь размеров 1360 предприятий малолесных районов с комплексом экономических показателей не обнаружена. Это указывает на то, что размеры лесных предприятий установлены в основном без теоретического, экономического и экологического обоснования. Вопрос оптимального размера предприятий в разных экономических и природных условиях должен решаться исходя из следующих теоретических предпосылок.

Известно, что по мере увеличения концентрации производства до определенных пределов затраты на лесохозяйственное и лесопромышленное производство уменьшаются по мере роста концентрации производства гиперболически, (Лямеборщай, 1983). Эту закономерность можно выразить следующей формулой:

где: 2п - затраты на лесохозяйственное и лесозаготовительное производство на 1 га лесной площади, руб.

А - степень снижения затрат;

Ь - предел снижения затрат;

Б - размер лесосырьевой базы с неистощительным и экологическим лесопользованием, тыс. га;

Р - отношение лесопокрытой площади к общей (в долях единицы);

рдп - лесопокрьгтая площадь, тыс. га,

Транспортные затраты Д предприятия по мере увеличения концентрации производства увеличиваются параболически и описываются формулой вида: г, = С

где: С - степень возрастания затрат.

Сумма затрат на производство и транспортировку в оптимизируемых

предприятиях описывается математическим выражением вида:

2 = 7п + г,= - + С&7Р (4)

Таким образом, окончательная формула определения размера лесосырьевой базы, где будет соблюден принцип непрерывности и неистощительности пользования, имеет следующий вид:

5 = ТР ^(1+0,555*)^/, (5)

Ьр - лесообеспеченность, га/чел; - средний прирост, м"/га;

Рм- рельеф местности (С= 1+0,006Р,);

Р, - доля участия горного рельефа в ландшафте объекта расчета,%;

Хер = Я - потенциальная расчетная лесосека, в первом приближении принимается равной среднему приросту (величина, регулирующая выполнение одного из принципов экологического лесопользования), м^га;

Ь - лесистость, в %;

М- запас спелых древостоев, м3/га;

Общая лесная площадь.

Пример расчета площади лесосырьевых баз представлен в таблице 1,

Таблица 1.

Площадь лесосырьевой базы с непрерывным и неистощительным лесопользованием по областям

Да Область Показатели Размер лесосырьевой базы, тыс. га

И3 /га Р. доли ед. га/чел. 1, % М, я?) го

1 Архангельская 1,08 0,73 41,00 36,9 116 1707

г Новгородская 2,71 0,71 7,40 56,8 91 1246

3 Владимирская 4,12 0,86 1,86 46,4 138 694

4 Московская 3,74 0,88 0,76 40,2 130 225

5 Кировская 3,35 0,92 7,24 57,7 128 2416

6 Воронежская 3,25 0,82 2,12 9,5 94 164

На основе выше приведенной формулы 5 можно с доверительной вероятностью 0,95 определить площадь сырьевой базы с непрерывным, иеистощительным и экологическим лесопользованием. После определения оптимального размера объекта, где можно вести хозяйство по принципу непрерывного и неистощительного лесопользования, возникает проблема рационального и экологического использования его многоцелевых ресурсов,

1.1. Систематизация экологического лесопользования в сырьевых базах

Экологическое лесопользование требует преодоления устаревших методов хозяйствования в лесу, повышения роли факторов, направленных на интенсификацию развитая лесной отрасли, на разработку методов лесоустроительного проектирования с экологической направленностью.

Систематизация экологического лесопользования при проектировании должна обеспечиваться соблюдением следующих условий:

1. Использование лесных ресурсов не должно приводить к ухудшению состояния лесного фонда;

2. Осуществление одного нз видов пользования не должно приводить к снижению общего эффекта от комплексного лесопользования;

3. Способ лесовосстаковления должен быть ориентирован на приоритетный вид биоэкоса.

По определению М,М. Орлова, лесопользование и лесовостано в лен не есть организованный процесс определенной социальной связи между лесом и людьми, деятельность которых направлена на непрерывное и неисгощительное использование лесных ресурсов. Субъектом этой системы является сообщество людей, а объектом лес. Связь между субъектом и объектом осуществляется через коллективный труд. Поэтому процесс организации комплексного лесопользования и воспроизводства лесов начинается с совместного землеустроительного, градостроительного и лесоустроительного прое ктиро вания.

Поскольку взаимодействие человека с лесом часто приводит к нежелательным побочным последствиям, проектирование должно сконцентрировать усилия на поиски тех хозяйственных воздействий на лес, которые ведут к желаемым результатам и улучшению лесной среды и, в первую очередь, на осуществление расширенного воспроизводства лесов. Это положение, хотя и является основным принципом использования земельных и лесных ресурсов, но до сих пор не введено в практику лесоустроительного проектирования.

Организация расширенного воспроизводства земельных и лесных ресурсов, его интенсификация обеспечиваются следующими направлениями хозяйственной деятельности:

1. Воздействием на условия произрастания сельскохозяйственной культур и леса осушения земель;

2. Введением почвоулучшатоших травянистых, древесных и кустарниковых пород, их смены;

3. Применением специальных способов обработки почвы и рубки леса;

4. Ускорением восстановления и формирования древостоев с сохранением подроста при лесозаготовках;

5. Применением способов рубок, обеспечивающих быстрейшее возобновление главной породой и своевременным облесением вырубок, гарей, пустырей;

6. Использованием селекционного материала при закладке лесных культур на основе биоэкоса;

7. Уходом за лесом, особенно на стадии мол однако в;

8. Повышением качества лесов путем внедрения быстрорастущих ценных древесных пород.

Указанные меры общеизвестны для лесоустройства, но в практике проектирования не используются в должной мере.

При проектировании лесозаготовок и переработки древесины организация расширенного воспроизводства леса должна идти по пути интенсификации заготовки и использования древесных и побочных продуктов леса, путем совершенствования способов рубки, подсочки леса, сбора ягод, грибов, лекарственного и технического сырья,

На рисунке 1 представлена система рационального и экологического лесопользования сырьевой базы.

Обьеш непрерывного, «еистощитвпькхо и ашпскичесюго леахтопьэовэнда

Система рационального и шлогичеаюго лесопользования аанноге ебьвкм

Подсистемы -*

Возобновление

Единиц хозяйствования

Сплошная

Несяпошнав -1-

Возраст ру<жи

Естественное Соофаненне подроста Песные культуры

Отимкиция породного состава

Группа лта

Норм пользований -1

Мониторинг хозяйствовав«!

Непрерывное лесоустройство

Оптимизация воспроизводства и »адмивванкя лесных ресурсов

Этжаяесогквтьэомийя

Окщдвлиие ущерба антропогенного воздействия

Рис. Окгсиа экопогнчес^фголссопользоваим

Рациональное и экологически обоснованное использование лесных ресурсов в условиях роста разносторонних материальных и культурных потребностей общества является одной из важнейших общегосударственных задач, от решения которых зависит благосостояние и здоровье настоящего н будущих поколений общества. Поэтому разработка системы рационального и экологического использования лесных ресурсов должна стать основой ведения современного лесного хозяйства.

Как известно, одной из основных проблем экологического лесопользования является интенсификация лесопользования и

лесовостановления на основе совершенствования методов лесного хозяйства и лесоэксплуатации. Оптимизация режимов экологического лесопользования требует учета большого числа ограничивающих условий и десятка критериев. К сожалению, до настоящего времени специалисты лесного хозяйства не располагают спецализированными программными продуктами решения многокритериальных оптимизационных задач, которые бы позволили решить данную проблему в ее многостороннем понимании. Поэтому общие теоретические и методологические приемы следует искать, в основном, на пути разработки системы рационального и устойчивого лесопользования, где на каждом этапе должна решаться одна из составляющих подсистем оптимизации хозяйственной деятельности, без потери связи с общей целью.

Таким образом, вполне очевидна ориентация решения задач на предложенный Г.Ф. Морозовым принцип непрерывности и неистощительности лесопользования; Р = В, то есть "рубка и возобновление - синонимы". Каждая сложная модель, как, например, оптимизация возраста рубки и размера расчетной лесосеки, а также другие модели должны выдерживать этот основной принцип в комплексе хозяйственных воздействий.

Проблеме рационального использования лесных ресурсов посвящены работы В.Г. Анисочкина, В.В. Антанайтиса, Н.П. Анучина, Л.С. Берга, М.И. Бочкова, П.Т. Воронко ва, В.Г. Гребенщикова, В.Ф. Дарахвелидзе. В.В, Загреева, В.В. Комкова, Г.Н. Коровина, Г.Б. Кофмана, ЛямеборшаЙ С.Х., H.A. Моисеева, А.Г. Мошкалеьа, В.К. Нигголь, В.Г. Нестерова, Н.И. Кожухова, С.А. Родина, H.H. Свалова, С.Н. Свалова, В.В. Степина, В.И. Сухих, A.B. Тюрина, H.H. Фельдмана, А.Н. Федосимова, О.А, Харина, Г.Ф. Хильми, BJC. Хлюстова, А.Г. Шолохова, и многих других авторов. Эти работы положены в основу разработки системы рационального и экологического лесопользования.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ВОЗРАСТОВ РУБКИ ЛЕСА

До сегодняшнего дня для всех основных древесных пород возраста рубок главного пользования утверждаются приказами органов лесного хозяйства без какого - либо экономического и экологического обоснования. Так, например, с 1978 по 2003 год четыре раза переутверждались одни и те же, так называемые

«оптимальные», возраста рубок для сосновых древостоев III и более высокого класса бонитета Северо-Западного, Центрального, Волго-Вятского, Уральского, Поволжского и Центрально-Черноземного районов и насчитывают 101-120 лет, а для IV и ниже бонитетов -121-140 лет,

В условиях рыночной экономики возраста рубок необходимо оптимизировать для каждого арендуемого участка лесного фонда.

При определении возраста рубки леса на арендуемом объекте в качестве критериев оптимизации принимаются суммарные приведенные затраты, которые наилучшим образом отвечают как экономическим, так и экологическим требованиям, предъявляемым к лесным насаждениям и к устойчивости лесопользования. Оптимальным возрастом рубки в этом случае будет считаться возраст, наиболее полно удовлетворяющий требованию общества и арендатора при наименьших затратах на лесовыращивание и лесоэксплуатацию единицы продукции.

Суммарные приведенные затраты (СПЗ) могут быть выражены следующей формулой:

СПЗ = (С +ЕК) в + (С + ЕК)з + (С + ЕК) тр (6)

Где: С - себестоимость продукции, руб. К - капитальные вложения, руб. Е - коэффициент эффективности; в - индекс выращивания; з - индекс заготовки; тр - индекс транспортировки. Наличие упомянутой информацией, позволяет критериально рассчитать CIT3(t) по формуле 7. Так, например, расчет СПЗ (t) для сосновых древостоев III бонитета производен по показателям, представленным в таблице 2.

Таблица 2.

Информационный материал и расчет СПЗ (t) в сосняках III класса бонитета

Показатели Значения показателей в возрасте щ эевостоев

50 60 70 80 90 100 110 120 130

M(l), MJ/ni 274 352 383 426 463 494 520 542 558

V(t),MJ 0,21 0,31 0,45 0,59 0,74 0,90 1,01 1,20 1,33

crom, руб./м3 12,66 11,69 11,12 10,77 10,58 10,52 10,44 10,45 10,45

где: М, - запас Древостоя, .«7га; V, - средний объем хлыста. мъ.

В нижней строке данной таблицы приведена величина СПЗ в зависимости от возраста древостоев; затраты на выращивание были приняты в размере 5.8 рубУм3, себестоимость лесосечных работ по ТЭПу 3.27 руб7м3, (по ценам 1975г.), расстояние вывозки принято 20 км и мощность лесозаготовительного предприятия до 150 тыс- м3/год.

Для того, чтобы определить потребность в сортиментах по бонитетам, необходимо представить их в процентах. В процентах по. бонитетам выражаются и площади, занятые данными насаждениями. Тогда расчет

осуществляется методом решения транспортной задачи линейного программирования (Лямеборшай, 1972,1973).

В общем виде математическая модель решения транспортной задачи выражается следующим образом:

р"Х.Ё,6***-*" тах

при условиях:

где: ш - количество сортиментов; л - количество бонитетов; Су -

выход I -того сортимента по ]-тому бонитету; Хц - количество 1 -того сортимента, которое может быть произведено в

]-том бонитете; а) - размер площади по ¡-тому бонитету, %; Ц - потребность в ^¡-том сортименте, %;

Требуется найти возраст рубок, при котором удовлетворяются требования потребителей с наименьшими суммарными затратами. Такая задача решается методами линейного программирования (симплекс методом). Математическая модель задачи критериально представлена выражением вида:

^ = ч О"*») (12)

При условии: 1

З-Ц^Х^Ъ, (15)

j= 1,2,3,.....Д1 i = 1,2,3,......,m.

где: ay - нормативные коэффициенты выхода i - того вида сортимента в j -том объеме хлыста;

bj -размер площади по i -ым сортиментам; х; - объем сортимента по j-тым бонитетам;

Cj - СПЗ по j-тьш объемам хлыста.

В результате решения этих задач получен оптимальный возраст рубки леса, удовлетворяющий требованиям потребителя с наименьшими затратами на выращивание, заготовку и транспортировку. Согласно проведенным исследованиям определено то, что с изменением требований потребителя к сырью может изменяться и возраст рубки. Например, для сосняков III класса бонитета он может изменяться от 70 до 120 лет в зависимости от целевой ориентации, соответственно на балансовую древесину или на пиловочник.

3. НОРМИРОВАНИЕ РАЗМЕРА ЛЕСОПОЛЬЗОВАНИЯ С УЧЁТОМ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ

Начиная с пятидесятых годов прошлого века нормированию расчетной лесосеки посвятили свои работы К.К. Абрамович, Н.П, Анучин, И.М. Бочков, В.Д. Волков, П.Т. Воронков, В.В. Загреев, В.В. Комков, H.A. Моисеев, А.Г. Мошкалев, BJC. Ниголь, В.А. Поляков, H.H. Свалов, С.Г. Синицын, М.М. Трубников, (Лямеборшай, 1973, 1974, 1999) и др. Однако ни одна из расчетных лесосек не привела хозяйство к непрерывному и неистощительному лесопользованию. При решении этой проблемы было проанализировано более 100 формул, предложенных разными авторами по данному вопросу. В результате чего пришли к заключению о том, что все они являются производными от одной или двух возрастных формул, применяемых в лесном хозяйстве многих стран мира уже более 200 лет. Поэтому была поставлена задача - разработать систему выбора возрастных формул в соответствии с требованиями к нормированию расчетной лесосеки.

3.1. Основные факторы моделировании расчетной лесосеки

Известно, что нормирование размера расчетной лесосеки с учетом экологических требований осуществляется: планированием, качественной оценкой и возможностью регулирования возрастов рубки, состоянием насаждений, страховым запасом и процессом поспевания древостоев в хозяйстве.

Размер расчетной лесосеки (L), с учетом экологических требований

(Лямеборшай, 2003) в количественном и качественном отношении, можно выразить в виде функции от возраста рубки (U), состояния лесного

фонда (С), страхового запаса($) и темпов поспевания (Р). В общем виде размер лесопользования можно выразить функционалом вида:

1. = г(и,ед>) (17)

Характер искомой функции, как было сказано ранее, очень сложный, и в настоящее время можно говорить только о решении частных и упрощенных примеров.

Экологическое состояние насаждений улучшается после рубки перестойных древостоев. Срок их вырубки (Т) определяется с учетом следующих факторов: экономической потери от консервации запасов перестойных насаждений темпа пополнения этих ресурсов в связи с поспеванием древостоев (¿), потребности общества в древесине (Ь), наличия спелых и перестойных древостоев (Реп + Рпер).

Математическая модель динамики запаса спелых и перестойных древостоев аппроксимируется дифференциальным уравнением вида:

¿(Р + р \ я(

После интегрирования получаем следующее аналитическое уравнение срока вырубки (Т) спелых и перестойных древостоев; ? . М^Кл

где: М^ - запас спелых и перестойных древостоев, м3/га.

Опытная проверка показала, что величина Т, при разных состояниях лесного фонда, выражается следующей формулой:

где: и - возраст рубки, лет;

Кз - возраст средневозрастных древостоев, лет;

Кз - возраст молодняка (II класс возраста), лет;

Р-процент накопления спелых и перестойных древостоев

I - число десятилетий в классе возраста.

Величина Т всегда меньше нли равна возрасту рубки и. Таким образом, по мере накопления спелых и перестойных древостоев выше нормы нормального леса по приведенным формулам можно определить срок их вырубки.

3.2. Определение страхового запаса

Страховой запас - необходимая величина для нормирования размера лесопользования и поддержания должной экологической обстановки в лесу.

Страховой запас в лесном хозяйстве, кроме экологической функции, должен служить регулятором бесперебойного снабжения общества древесиной. В связи с этим страховой запас растущего спелого леса зависит, как от наличия спелых и перестойных древостоев, так и от темпов их поспевания. Страховой запас можно определить по формуле:

^+^+0.25^(^-0.25)

где: S - страховой запас, % от расчетной лесосеки; - запас спелых насаждений, м3;

Afv - запас приспевающих насаждений, м3;

Мфзапас перестойных насаждений, м1;

Л*, - общий запас, м3;

R - ревизионный период, лет.

Определяемый таким образом страховой запас регулирует постоянное пользование и размещение лесосек в соответствии с правилами рубок, в то же время не допуская накопления перестойных древостоев.

3.2. Определение темпов поспевавоя древесины

Поспевание древостоев представляет собой динамический процесс перехода насаждения из одного состояния в другое до достижения древостоем возраста спелости. Ход этого процесса зависит от множества факторов, главные из которых - распределение насаждений по труппам возраста и возраст рубки по породам.

Построение математической модели этого процесса следующее.

Считаем, что на площади S (га) растут однородные насаждения пяти групп возраста: 1-20 лет, 21-40 лет, 41-80 лет, 81-100 лети 101 годивыше.

В момент времени t лет площади, занимаемые указанными группами насаждений, равны S"i(t), S"2(0, S"3(t), S"4(t), S"i(t).

Распределение S"(, S"2......S"5 осуществляется по возрастным категориям

согласно возрастам рубки. При этом все древостой по группам возраста в сумме должны составлять постоянную площадь. Следовательно, будет равенство вида:

S"](t) + S"2(t) + S\,(t) + S"4(t) + S"5(t) - С - const (22)

Изменение площади в зависимости от размера рубки леса выразим дифференциальными уравнениями:

<Я1=х: У) Л 20

¿3, .5,(0 5,(0 Л 20 20

¿Ь-^Ш-Ш (23)

¿5, = 5,(0 5,(0 Л 20 20

где: 5,(0 = ^

хф - норма вырубки спелого леса. После несложных вычислений получаем уравнение ежегодного определения спелого леса вида:

5}<0 = (ЛГ, - Кг) (27)

*[ К*РЯш + *>„) ]К1-^ср+0,2{ (28)

где: - возрастные пределы труппы возраста, лет;

Рдп - лесопокрытая площадь;

Рое - общая площадь;

Рм1, Рм2, Рт Ри,.- соответственно площадь молодняков первого и второго класса возраста, средневозрастных, приспевающих и спелых древостоев.

Смысл данных уравнений состоит в том, что с их помощью производится анализ распределения древостоев по группам возраста, а также обеспеченность спелым лесом в пределах ревизионного периода с учетом темпов их поспевания. При помощи приведенных неравенств и в соответствии со схемой (Рис. 2) можно будет выбирать ту или иную формулу, при которой выполняются все условия расчетной лесосеки, исходя из нормы нормального леса (Ы) при разных возрастах рубки.

Из приведенных формул и схемы следует, что кроме площадей и запасов, для установления величины расчетной лесосеки главного пользования при ее расчете на ПЭВМ выполняются все требования для ввода следующей дополнительной информации:

г- число десятилетий в группе возраста;

Е - число десятилетий в возрасте рубки;

К1 + К; - продолжительность классов возраста в зависимости от возраста рубки.

Все эти величины являются производными от возраста рубки и рассчитываются на основе специально разработанного для этих целей алгоритма.

Рисунок 2. Схема выбора формул расчетной лесосеки по рубкам главного

пользования.

3.4, Нормирование объемов лесопользования ори выборочных и

постепенных рубках

Вопросы организации лесопользования с сохранением природоохранных функций леса должны решаться в комплексе с учетом множества факторов сохранения природоохранных функций леса. Нельзя, например, обеспечить повышение продуктивности лесов, если подорвана производительность лесных почв. Нельзя изменить породный состав, если места произрастания не соответствуют требованиям породы, и нельзя сохранять природоохранные функции леса при лесопользовании, если лесосека вовремя не восстановлена лесными культурами.

До сих пор не выяснено, что же представляет собой использование лесных ресурсов с сохранением природоохранных функций леса, насколько оно сложно и многообразно? Не выяснено, как организовать и в каком сочетании должны находиться два казалось бы противоположных направления как сохранение природоохранных функций леса и устойчивое лесопользование.

Проблема организации лесопользования с одновременным сохранением природоохранных функций леса может быть решена лишь в том случае, если управление устойчивым лесопользованием будет базироваться на достижениях современной лесной науки, т.е. на делении лесов по каждому водосбору на категории защитности, определении оптимальных возрастов рубки и установлении обоснованных размеров расчетной лесосеки. Это основные условия, на базе которых можно организовать устойчивое лесопользование с сохранением природоохранных функций леса.

В лесном фонде не все древостой могут быть назначены в главную рубку. Во многих категориях защитности рубки главного пользования запрещены. Поэтому теперь, когда лесоустройство одновременно с проектом организации хозяйства создает повыдельный банк данных, можно разработать систему группировки и анализа лесотаксационных данных любого выдела.

Чтобы обосновать устойчивое лесопользование по способам главной рубки, необходимо сгруппировать все вьщелы в зависимости от категорий защитности, где допускаются и не допускаются главные рубки. Такие схемы группировки разработаны и представлены на рисунке 3.

Как видно из схемы следует, что основным информационным источником для группировки являются лесотаксационные данные каждого выдела.

Итак, лесопользование и сохранение природоохранных функций леса -это проверка приемов и правил лесопользования. Но этими приемами и правилами мы отвечаем лишь на один вопрос триады лесопользования, а именно:

Рисунок 3. Схема группировки лесных насаждений по способам главной рубки

На вопросы «Как рубить?» «Когда рубить?» и «Сколько рубить?» дают ответ возраст рубки и размер расчетной лесосеки.

Несплошные рубки могут проводиться во всех лесах в интересах сохранения и усиления водоохранной, водорегулирующей, защитной, санитарно-гигиенической, эстетической и других полезных функций леса. К сожалению, в настоящее время наиболее распространенными в наших лесах являются сплошные рубки. Выборочные постепенные, двух - и трехприемные составляют менее 5%.

Постепенные трехприемные рубки проводятся в древостоях высокой производительности, где нет второго яруса главных пород, но есть их подрост. Период повторности трехприемных постепенных рубок составляет 10 лет.

Выборочные рубки применяются в насаждениях, где нет второго яруса, а подрост главной породы встречается куртинами. Период повторности выборочных рубок 20 лет. Интенсивность рубки в первый прием - 20% площади или 40% запаса.

Расчетные лесосеки по запасу при постепенных и выборочных рубках исчисляются в таком же порядке, как и при сплошнолесосечной форме л есопользования.

Лесосека по площади определяется делением общего запаса на количество древесины, вырубаемой с 1 га.

При выборочных рубках расчетная лесосека исчисляется двумя способами;

а) при наличии в таксационных описаниях данных о площадях, нуждающихся в выборочных рубках, и процентах, намечаемых к вырубке за один прием, расчетная лесосека по запасу определяется как частое от деления суммарного запаса, намечаемого к рубке, на количество древесины, получаемой с 1 га;

б) при отсутствии в материалах лесоустройства данных об участках, назначаемых к выборочной рубке, по таксационным описаниям или итогам таблиц классов возраста производится распределение площадей и запасов спелых и перестойных древостоев по полнотам. Руководствуясь региональными правилами рубок леса для таких древостоев, устанавливается процент запаса древесины, подлежащей вырубке.

Расчетная лесосека по запасу при выборочных рубках не должна превышать расчетную лесосеку равномерного пользования по данному хозяйству.

4. ОПТИМИЗАЦИЯ ЛЕСОВОСТАНОВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ БИОЭКОСА

Биоэкологический подход к выращиванию древесных пород в соответствии с условиями местопроизрастания был разработан при помощи математического моделирования и применен в практических целях профессором В.Г. Нестеровым, а в дальнейшем был конкретизирован в работах его

последователей В.Г. Атрохина, В.Ф. Дарахвелидзе, A.M. Бородина, В.В. Степнна, СХ Лямеборшая, и др.

Для совершенствования системы определения породного состава лесообразующих пород в соответствии с требованиями к условиям местопроизрастания применялся системный подход.

Как известно, устойчивость древостоев к неблагоприятным условиям определяется, прежде всего, соответствием факторов внешней среды требованиям древесных пород. Это положение является основным принципом биоэкологического выращивания лесных культур. Следовательно, для создания устойчивых насаждений в различных почвенно-климатических условиях, необходимо знать те требования, которые предъявляют древесные породы на различных этапах нх развития к условиям внешней среды. Знание этих требований, а также соответствующих им условий внешней среды дает верное и надежное основание для создания устойчивых и долговечных древостоев.

Факторы, влияющие на породный состав будущего леса, многочисленны, но мы остановимся только на тех, которые являются наиболее важными, а именно: биологические - Б, климатические - К, почвенные - П, агротехнические - А, экономические - Э и непроизводственные функции леса - Н. Таким образом, породный состав будущих лесов можно представить функционалом вида:

У = / (Б,К,П,А,Э,Н) (29)

У- породный состав будущих лесов.

Вид и характер искомой функции сложен. Необходимо каждому из элементов Б, ПГ, К, А, Э, Н придать численно значимую величину. При этом каждый из 6 элементов сам является функцией комплекса независимых переменных.

Так, биологические факторы обусловлены наследственностью, водным обменом растений, газообменом, элементами питания и др. Климатические -средними температурами, количеством осадков, притоком солнечной радиации и др. Почвенные - средним размером почвенных частиц, плотностью, влажностью почвы, содержанием гумуса, химическим составом почвы, ее температурой, влагопроводимостью и др. Агротехнические - способами посадки, ухода за культурами и др. Экономические - издержками производства, прибылью, потребностью народного хозяйства в тех или иных породах и сортиментах и др.

Следует также учесть не материализованные функции леса - его санитарно-гигиеническую, ландшафтно-эстетическую, водоохранную, почвозащитную роль н др. Оптимального варианта породного состава можно достичь только при рассмотрении в комплексе всех упомянутых факторов и элементов. Для этого требуется, в первую очередь, определить значение каждого фактора данной системы в числовом выражении, а также установить его связь с оптимальным набором древесных пород в составе древостоев.

Учитывая наличие взаимосвязей м с жду возрастом кульминации текущего прироста и максимальным проявлением жизненных процессов у всех древесных пород, представляется возможность сравнить их друг с другом по любым жизненным показателям. Для определения желаемых показателей был проведен ряд исследований.

Определение ресурсов питания в почве, например, заключается в проведении анализа минеральных элементов в полуметровом слое (слое, в котором находится более 80% активных корней). В результате проведения химических исследований в этом слое, например, на среднедерновых, среднеподзол истых и среднесуглинистых почвах на морене, на 1 га лесной площади было обнаружено 518 кг азота, 850 кг калия и 230 кг фосфора.

Варьирование элементов питания в этом слое почвы небольшое. Согласно агрохимическим исследованиям в сельском хозяйстве, по мере нахождения этих элементов в почве необходимо устанавливать степень насыщенности почвы удобрениями, влияющими на повышение продуктивности сельскохозяйственных культур. Эти элементы, как указывает Н.П. Ремезов (1953), становятся более стабильными, когда почва занята лесными насаждениями, т.к. происходит круговорот веществ. Таким образом, выявленное количество элементов питания в почве будет считаться условно постоянной величиной.

Определение породного состава в соответствии с требованиями к почвенным условиям требует установления количества элементов питания, необходимого для прироста 1 м3 древесины. Следовательно, определив коэффициенты выноса элементов питания из почвы разными древесными породами, можно установить то количество элементов питания, которое они усваивают ежегодно из почвы.

Для этих целей у 90 моделей разных пород в возрасте кульминации текущего прироста по всем частям биомассы определяли количество подвижных минеральных элементов питания на 100 г сухого вещества. Количество минеральных элементов на 100 г сухого вещества с десятикратной повторностью пересчитывали па 1 м3 стволовой древесины. Таким образом, были получены коэффициенты выноса из почвы минеральных элементов по всем древесным породам (табл. 3).

Таблица 3.

Коэффициенты выноса из почвы элементов питания древесными породами в расчете на прирост 1 м3 стволовой древесины

Элементы питания Значения коэффициентов для древесных пород

ливен-ница сосна ель береза дуб осина липа

Азот 1,3 1,7 2,1 3,8 6,7 3,2 5,9

Фосфор 1.1 . 0,6 1,1 1.0 1,4 0,8 0,8

Калий 0,8 1,1 1,8 1,5 4,4 1,8 3,4

Выявлено, что коэффициенты выноса из почвы элементов питания для однородных насаждений, произрастающих на разных почвах и при разных климатических условиях, имеют постоянную величину. Например, коэффициент выноса азота для сосны, полученный на основе химических исследований биомассы, проведенных разными исследователями в разное время, был установлен в размере 1,7 ±0,16 кг, с ошибкой в пределах требуемой точности. Это подтверждает, что коэффициенты выноса из почвы элементов питания являются постоянными и их с успехом можно применять в качестве нормативных показателей при программировании оптимального породного состава.

Расход воды на 1 м3 стволовой древесины определяли по методике Л.А. Иванова (1962). Для этой цели в 3 квартале Хатуньского лесничества ОПЛ «Русский лес» была заложена пробная площадь, Исследования проводились при температуре воздуха +23 С0 в солнечную и безветренную погоду,

В результате вычислений получились средние данные расхода воды на транспирацию по породам: сосна - 14,3 тонн воды на один растущей древесины; ель - 13 - т/.м1; береза - 28,5 т/.м1; дуб - 56 т/л»"; осина - 25 т/ж3; липа - 39,6 т/л3 и лиственница * 10,8 т/л«\

Кроме указанных коэффициентов для определения оптимального породного состава древостоев желательно иметь численные значения показателей, характеризующих санитарно-гигиеническая роль древесных пород, почвозащитные свойства, эффективность использования солнечной радиации, морозостойкость, ветровальность и др.

Для определения санитарно-гигиенической роли древесных пород были использованы данные Н.ГТ. Токина (1974), Н.Г. Кротовой (1960). На их основе можно установить время, необходимое для уничтожения болезнетворных микробов окружающей среды разными древесными породами. Например, для сосны это - 28 минут, для лиственницы - 16, для ели - 34, для березы - 19, для дуба - 3 6, для осины - 26, для липы - 40 минут

С целью освоения методики оптимизации породного состава будущих лесов, на основе экономико-математических методов и ПЭВМ, нами было составлено множество задач по определению породного состава будущих лесов опытно-показательного лесхоза «Русский лес».

Задачи формулировались следующим образом. Были известны контуры и площадь каждой разновидности почв (га), ресурсы элементов питания на единицу площади (кг/га), водные ресурсы (мм/га), экономические показатели по каждой породе (руб./га), коэффициенты расхода ресурсов для каждой породы на 1 м3 прироста по каждому фактору. Требовалось определить породный состав будущих лесов для каждой разновидности почв, обеспечивающий наибольший текущий прирост древостоев в возрасте кульминации в данных почвенио-климатических условиях. Математическая модель задачи 1фитериально представлена выражением:

Р-Х^Х^тас (30)

при условии:

] = 1,2,3 „„ п, I = 1,2,3, т

где: С/ - максимальный прирост от проектируемого породного состава;

X) - долевое участие прироста ] породы в составе проектируемых лесных культур;

ау - нормативный коэффициент расхода 1-го (природного) ресурса по } породе;

qi.br природные и трудовые ресурсы по ¡-му фактору; п - число пород, принимающее участие в задаче; т - число факторов.

Таблица 4.

Информационная биоэкологическая матрица (среднедерновые, среднеподзолистые, среднесуглинистые почвы на морене)

Факторы Основные неизвестные Ограничения

X, Х1 х. X, X* X,

X, и 0 0 0 0 0 0 24,8

X, 0 0 0 0 0 0 43,0

Хт 0 0 V 0 0 0 0 57,0

Х„ 0 0 0 5,8 0 0 0 46,0

X» 0 0 0 0 6,7 0 0 45,0

х13 0 0 0 0 0 3,2 0 43,5

Х„ 0 0 0 0 0 0 5,9 51,8

Хи 1.1 0 0 0 0 0 0 11,7

Хц 0 0,6 0 0 0 0 0 8,3

х„ 0 0 1,1 0 0 0 4 16,8

Хи 0 0 0 1,0 0 0 0 6,8

Хи 0 0 0 0 1,4 0 0 53

0 0 0 0 0 0,8 0 6,2

X» 0 0 0 0 0 0 0,8 3,3

х„ 0,8 0 0 0 0 0 0 19,5

X» 0 1,1 0 0 0 0 0 36,6

X« 0 0 1.8 0 0 0 0 65,0

х3! 0 0 0 V 0 0 0 24,8

X™ 0 0 0 0 4,4 0 0 32,0

0 0 0 0 0 1,8 0 32,4

Ха 0 0 0 0 0 0 3,4 39,0

Хтр 10,8 14,3 13.0 28.5 56,0 25,0 39,6 225,0

0,075 0,09 0,14 0,08 0.04 0.06 0,07 1,40

Х>, 0,09 0,07 0.09 0,05 0,08 1,10

Р -1 -1 -1 -1 -I -1 -1 Максимум прироста

Х[- лиственница;

х* - береза;

Хб_ осина;

х8, х<>, хю, х12, х13, х14 - расход азота по породам; х», Х (2003) сообщает, что правительство Греции сразу после войны, когда в стране стали высыхать сотни известных с древности родников, собрало ученных всех специальностей, чтобы обсудить возникшую экологическую проблему. Было принято решение о сохранении и приумножении лесов, были приняты срочные меры по регулированию численности коз, главного вредителя лесов, а также приняты решения о ведении сельского, лесного и коммунального хозяйства по водосборам.

Благодаря исполнению принятых решений с 1947 года лесистость страны возросла на 12% и составляет в настоящее время 35%. В Греции появились сотни родников, улучшилась экологическая обстановка.

Китай для ведения хозяйства по водосборам на первую пятилетку XXI века выделил 84 млрд. долларов США. Таким образом, мировой опыт убедительно показывает, что в малолесных районах нашей страны необходимо переходить на ведение хозяйства по водосборам.

Единицей хозяйственной деятельности на водосборе является территотия, с которой малая река собирает воду.

Определяющим экологическим принципом ведения хозяйства в данных условиях должен быть принцип непрерывности и неистощительности поступления воды требуемого качества в водный источник. Это главная цель оптимизации комплексного хозяйствования на водосборах. Таковой она является не случайно. Ведь от наличия чистой пресной воды непосредственно

зависят жизнь человека и социально-экономический уровень любого региона. Без достаточного количества водных ресурсов невозможно развитие человеческого общества, тем более в индустриально развитых странах, где одному человеку требуется более 500 литров пресной воды в сутки.

Если рассматривать водосбор как объект комплексной системы мероприятий по поддержанию баланса чистой воды, то оптимизация рационального использования природных ресурсов будет зависеть от двух его компонентов - почвы и растительности.

Леса большого водосбора для экологического ведения лесного хозяйства разделяются на следующие функциональные категории:

Защитные полосы лесов по берегам рек, озер, водохранилищ и других водных объектов;

Защитные полосы лесов, защищающие нерестилища ценных промысловых рыб;

Противоэрозионные леса;

Защитные полосы лесов вдоль железнодорожных магистралей, автомобильных дорог федерального, республиканского и областного значения;

Государственные защитные лесные полосы;

Ленточные боры;

Леса на пустынных, полупустынных, степных, лесостепных, горных территориях, имеющие важное значение для защиты окружающей природной среды;

Леса зеленых зон поселений и хозяйственных объектов;

Леса зон округов санаторной охраны курортов;

Леса зон охраны источников водоснабжения;

Особоценные лесные массивы;

Леса, имеющие научное или историческое значение;

Памятники природы;

Орехо-промысловые леса;

Лесоплодовые насаждения;

Притундровые леса;

Леса природных заповедников;

Леса национальных парков;

Леса природных парков;

Заповедные лесные участки,

В свою очередь, оптимальный поверхностный сток без возникновения эрозионных процессов будет формироваться лишь при рациональной структуре сельскохозяйственных и лесных земель (покрытых и не покрытых лесом), а также земель, используемых под жилье, коммунальное и транспортное хозяйство. Таким образом, планирование мероприятий на водосборе должно

осуществляться землеустроительными, лесоустроительными и градостроительными организациями вместе с гидрологами. Кроме того, потребуется участие экономистов для оценки экономической целесообразности проводимых мероприятий.

До сих пор человек, осуществляя хозяйственную деятельность на водосборе, в основном воздействовал на него согласно своим личным или отраслевым интересам. Поэтому в мировой практике и возникла роль вневедомственной долгосрочной оптимизации состояния почв под воздействием водоохранных, лесоводственных и инженерно-биологических мероприятий.

В то же время в нашей стране до сих пор использование природных ресурсов построено преимущественно на отраслевом принципе или на обогащении отдельных лиц, что привело к множеству отрицательных последствий. Если анализировать исторический путь ведения лесного хозяйства, то можно заметить, что за последние 50 лет при строительстве гидроэлектростанций не принимались во внимание экологические факторы, были затоплены миллионы гектаров леса, которые впоследствии стали источниками загрязнения воды и отравления рыбы. Еще миллионы гектаров были отданы под ЛЭП и новые города, без каких- либо расчетов эффективности и потерь.

Большое влияние на состояние водосбора оказывает животноводство, особенно пастбищно-стойловое, которое способствует разрушению почв, загрязнению среды продуктами отходов (навозом),

В результате ведомственного подхода развитие многих городов сопровождается разорением прилегающих сельских и лесных земель, Таким образом, каждая отрасль потребляет природные ресурсы, не задумываясь об экологических последствиях,

Из вышеизложенного следует, что по мере расширения масштабов и увеличения числа видов целенаправленного воздействия человека на природу водосбора усложняются проблемы сохранения баланса чистой воды. В связи с этим возрастает роль оптимизации хозяйственных мероприятий, учитывающих все возможные природные, экологические и экономические факторы.

Определить воздействие динамических процессов, происходящих при выполнении хозяйственных мероприятий на любой водосбор, можно с помощью модели, в которой задействованы факторы, отражающие физические и химические изменения, способствующие поддержанию оптимального экологического состояния. К количественным параметрам на водосборе, относятся три вида балансов водный, биологический и биохимический.

Итак, теоретически качественная и количественная характеристики воды на водосборе определяются как функции параметров водосбора в момент времени I:. Изменение состояния водосбора, а соответственно, качество и количество воды теоретически можно описать дифференциальным

уравнением, где дифференциал функции многих переменных равен сумме ее частных дифференциалов по этим переменным:

W - водные ресурсы;

В - биологические ресурсы;

О - питательные ресурсы,

Уравнение 36 служит лишь теоретической схемой оптимизации процессов на водосборе. Оно непригодно для установления конкретной характеристики состояния воды.

Для организации же водосборного бассейна, как объекта хозяйствования, необходима совокупность сельскохозяйственных, лесохозяйствеиных и гидрологических приемов, обеспечивающих в перспективе оптимальные структурные сдвиги в сельскохозяйственных, коммунальных и иных землях. Под этим подразумевается такое комплексное использование природных ресурсов, которое наряду с получением древесины и не древесных продуктов сохраняет и развививает все остальные компоненты.

Как отмечают О.В. Чубатый и Н.А.(1984) Воронков, метод хозяйствования на водосборах предусматривает соблюдение агрономических, лесоводственных и санитарно-гигиенических требований, зависящих от состояния и структуры площадей. Система такого хозяйствования помогает решить задачу сохранения всего комплекса полезного средообразующего влияния леса с одновременным рациональным использованием лесосырьевых ресурсов и обеспечения постоянного баланса чистой воды в реке. Однако, как считает Ю. О дум, причины нарушения водного баланса на водосборе не удастся обнаружить, если рассматривать в качестве объекта лишь воду. Водные ресурсы страдают из-за плохого ведения хозяйства на всей площади водосбора, которая принимается за хозяйственную единицу. Обеепеченость производственно-исполнительных и контролирующих органов аналитическими материалами, необходимыми для осуществления водо - и почвоохранных мероприятий, позволит сохранить и улучшить экологические условия территории водосборного бассейна.

7. АКТУАЛИЗАЦИЯ ВОЗРАСТНОЙ ДИНАМИКИ ДРЕВОСТОЕВ, ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ЛЕСОВ ПРИ НЕПРЕРЫВНОМ

ЛЕСОУСТРОЙСТВЕ

Лесной кодекс Российской Федерации (1997 г. статья 69) намечает развитие мониторинга лесов в целях организации системы наблюдений, оценки, прогноза состояния и динамики лесного фонда для осуществления

государственного управления в области использования, охраны, защиты лесного фонда, воспроизводства лесов и усиления их экологических функций.

Объектами хозяйственной деятельности в лесу являются лесные массивы лесхозов. Они представляют собой насаждения разного породного состава, возраста, бонитета и полноты. Кроме того, среди лесных массивов имеются площади, не занятые лесом. В задачу лесного хозяйства входит не только сохранение и улучшение их состояния, но н повышение их продуктивности, восстановление не покрытых лесом площадей.

Лесоустройство определяет хозяйственную деятельность предприятия путем обоснованных расчетов. Эти расчеты и составляют основное содержание лесоустройства как научной дисциплины. Главной задачей лесоустройства является установление научно-обоснованного лесопользования, включая размер ежегодной рубки леса, а также использование других видов полезностей.

Непрерывное лесоустройство, рассматриваемое в качестве метода, представляет собой автоматизированную систему ежегодной актуализации лесного фонда с учетом естественных временных изменений в росте и развитии насаждений и воздействий, происходящих благодаря хозяйственным мероприятиям и климатическим факторам.

Непрерывное лесоустройство должно функционировать на базе многофакторных моделей и программ для расчета на ПЭВМ, Основой непрерывного лесоустройства служит банк данных таксационных показателей выделов покрытых и не покрытых лесом площадей.

7.1, Актуализация таксационных показателей лесных насаждений

На лесных территориях, где проводятся хозмеро приятия, происходят естественные ежегодные изменения в росте и развитии насаждений за счет фактора времени, Однако до сих пор не создана надежная методика учета текущих изменений в лесном фонде предприятия.

Моделирование системы актуализации древостоев представляет собой описание математических моделей хода роста лесных насаждений по высоте, диаметру и запасу с учетом их полноты. Количественное описании хода роста насаждений в отечественной и зарубежной литературе получило свое начало в конце XIX начале XX века (8с1игаррасМ908,1911; Ткаченко 1911; Орлов 1926; Третьяков 1927 и др.).

Именно эти работы создали предпосылки актуализации возрастной динамики роста и развития древостоев.

Согласно наших исследований прогнозирование, динамики роста древостоев лучше всего осуществлять на основе относительных величин - иця«ксов роста, определяемых как отношение таксационного показателя, взятого в любом возрасте, к значению этого показателя в фиксированном возрасте.

Для определения индексов роста лесных насаждений были исследованы и измерены более 4000 деревьев на 60 постоянных пробных площадях,

Динамика индексов роста любого таксационного показателя определяется по следующей математической модели:

^(1) = ае (37)

где: ¿щ (1) - индекс роста 1-го показателя по возрасту (I); а - коэффициент, зависящий от породы и таксационного показателя, описывается семейством кривых, убывающих с увеличением возраста;

В - поправочный коэффициент, изменяющийся по периодам роста, Прогнозируемые величины таксационных показателей по индексам роста определяются по выше приведенной математической модели,

Лл,(1о) - индекс роста 1-го таксационного показателя в начальном возрасте; К^О - поправочный коэффициент 1-го таксационного показателя в зависимости от полноты и возраста древостоя.

Поправочный коэффициент для корректировки запаса по 1-оЙ породе в зависимости от полноты определяется по формуле:

(у+с)П,}П, (38)

где КП)(0 - коэффициент запаса ■ - ой породы; а,Ь,с - коэффициенты регрессии;

возраст древостоя в динамике, лет; П - относительная полнота древостоя, ед.

Предложенные уравнения составлены для насаждений высшей и низшей производительности. Выявлено, что теоретические значения индексов роста являются близкими величинами для любого бонитета. Так, например, индекс роста сосновых древостоев высшей производительности в 100-летнем возрасте равен 100,18, а для низшей производительности 100,57. Разница составляет всего лишь 0,39%.

Индексы роста по высоте, диаметру и запасу сосновых, еловых, березовых, осиновых, ольховых, дубовых (семенного и порослевого происхождения), липовых, ясеневых и лиственничных насаждений рассчитаны (Лямеборшай С.Х.1997) по периодам роста и производительности. В качестве примера приведены модели хода роста по высоте, диаметру и запасу сосновых насаждений (табл. 7).

Таблица 7.

Параметры прогностических моделей динамики роста основных таксационных показателей сосновых древостоев по возрастным периодам

Средняя высота древостоя, м

период от 5 до 50 лет период от 51 до 75 лет период от 76 до 100 лет период от 101 до 165 лет Н=5,7374еадвд - 13,8524 Н=3,8135е°"7Ь{") + 9,9369 Н=2,б084е + 34,7662 Н= ] ,41640е °"7К<) +65,825

Средний диаметр древостоя, см

период от 5 до 35 лет период от 36 до 65 лет период от 66 до 165 лет Е>=3,8338еи""вд - 7,9696 D=4,9613e0 7hlí,) - 20,7374 1>=2,8б6е№(,) +29,9868

Запас древостоя, м"1 на 1 га

период от 5 до 30 лет период от 31 до 65 лет период от 66 до 100 лет период от 101 до 135 лет период от 136 до 165 лет М=4,384бе - 16,8399 М= 5,7414е °"7|п(1) - 29,8223 М=3,4419е<,"110(,)+ 14,1656 М=1,9683е Мп(1) +51,2201 М=1,1498е 0,7,л(")+76,6014

Итак, индексы роста таксационных показателей лесных насаждений можно установить по приведенным математическим моделям, Следует отметить, что высший предел возраста аппроксимации является пределом возраста модельных деревьев. По математическим моделям можно прогнозировать таксационные показатели до возраста естественной спелости.

Прогнозирование и актуализация таксационных показателей производится следующим образом. Допустим, что требуется определить среднюю высоту, средний диаметр и запас сосновых древостоев в 50-летнем возрасте, когда известно, что эти показатели в 40 летнем древостое составляют по высоте 23,6 м, диаметру 13,2 см, запасу 202 мэ/га. Значения показателей, рассчитанные по соответственным моделям, будут равны по высоте 16,37 м, диаметру 16,46 см, запасу 258,23 м3/га

Таким образом, можно актуализировать таксационные показатели любого выдела, квартала, лесничества, лесхоза до возраста естественной спелости древостоя.

7.2. Актуализация таксационных показателей, покрытых и не покрытых лесом площадей при антропогенном воздействии

Для актуализации лесного фонда с учетом хозяйственных мероприятий большую ценность представляет разработка многофакторных моделей и программ расчета на ПЭВМ с целью выявления и оценки отрицательных и

положительных экологических последствий лесопользования в различных условиях и обоснования комплекса мероприятий для их усовершенствования. Чтобы оперативно учитывать изменения, происходящие в лесном фонде, необходимо регулярно проводить лесоустроительные работы и создавать на базе этой информации банки данных лесного фонда с ежегодной актуализацией.

Создание банка данных должно осуществляться проведением базового лесоустройства с созданием повыдельного банка данных и ведение банка данных лесного фонда предприятий по материалам повторного лесоустройства.

Ведение банка данных и учет текущих изменений в лесном фонде осуществляется специально создаваемыми группами актуализации, в обязанности которых должны входить:

а) организация сбора информации, проведение технической учебы с персоналом, осуществляющим сбор данных по тем или иным мероприятиям,

б) обеспечение исполнителей соответствующими инструкциями и бланками входной информации, приемка и контроль достоверности заполненных бланков текущих изменений в лесном фонде,

в) внесение изменений в банк данных и актуализация таксационных данных выделов с учетом происходящих изменений.

Группа актуализации лесного фонда должна периодически проводить таксацию отдельных выделов, где возникают сомнения в достоверности информации.

Кроме хозяйственных изменений, в банк данных должны вноситься и изменения, происходящие вследствие стихийных и климатических факторов.

Если хозяйственное или организационное мероприятие проведено по всей площади выдела, то группа актуализации лесного фонда должна произвести корректировку нормативно- справочной информации с учетом специфики ведения хозяйства.

На основе временных изменений хода роста и под влиянием хозмероприятий в любое время можно получить обновленную информацию о лесном фонде и дать новую характеристику таксационных описаний, итогов площади и запасов по кварталам, характеристику насаждений, исключенных из расчета главного пользования, товарную и сортаментную структуру лесоэксплуатационного фонда, характеристику площадей по видам лесовосстановления, характеристику распределения покрытых лесом площадей по группам классов возраста, бонитетам и полнотам древостоев, и другую информацию.

По обновленной информации можно ежегодно корректировать все намеченные мероприятия, и особенно расчетную лесосеку.

Основными документами отображающим об изменения в лесном фонде по выполняемым лесохозяйственным мероприятиям являются:

Таксационное описание последнего лесоустройства;

Акты и рабочие ведомости приемки лесокультуриых работ;

Акты отвода лесосеменных участков;

Акты перевода лесных культур в покрытую лесом площадь;

Акты на списание погибших культур;

Акты обследований происходящих изменений при стихийных бедствиях (ветровал, снеголом, бурелом, заболачивание площадей и др,);

Книга учета вредителей и болезней леса;

Книга учета лесных пожаров;

Материалы отвода лесосек;

Ведомость материально-денежной оценки лесосек;

Акты освидетельствования заготовляемой древесины и мест рубок;

Книга рубок ухода за лесом;

Материалы отвода хвойных древостоев в подсочку;

Акт передачи насаждений в подсочку;

Решение правительственных органов и государственных учреждений о переводе площадей нз одной категории леса в другую, об изменении границ и др.

7,3. Оценка экологического состояния лесной среды

При лесоустроительном проектировании необходимым условием для принятия оптимальных решений является умение прогнозировать экологические последствия прошлого ведения хозяйства. Как известно, химические удобрения и осушение, казалось бы, направленные на повышение продуктивности лесов без учета их воздействия на окружающую среду, приводят к ухудшению экологической обстановки к гибели птиц и зверей, исчезновению многих видов, грибов и ягод, изменению водного режима, миграции водоплавающей дичи, увеличению опасности возникновения лесных пожаров.

Ухудшение состояния насаждений от проведения в лесу не обоснованных мероприятий выражается в уменьшении полноты, нежелательном изменении вертикальной и горизонтальной возрастной структуры и породного состава, развитии эрозионных процессов, снижении обшей продуктивности и жизнестойкости насаждений.

Таким образом, хозяйственная деятельность в лесу без соблюдения экологического баланса приводит к негативным явлениям, ухудшающим состояние лесного фонда. Конечно, в процессе эксплуатации лесов нельзя избежать отрицательного воздействия на насаждения, но при соблюдении экологических правил можно свести его к минимуму. Однако точно определить экологический ущерб трудно, так как он зависит от сочетания большого количества накладывающихся друг на друга, изменяющихся во времени и по интенсивности факторов - почвенных, биологических, лесоводственных,

технических, технологических, а также климатического и географического характера.

Несмотря на эти трудности, наукой решен ряд вопросов данной проблемы, Задача современных исследователей - собрать все разработки и на их основе построить модель оценки отрицательных экологических последствий лесопользо вания.

Многие отечественные естествоиспытатели давно отстаивали идею связи организма с окружающей средой. К.А.Тимирязев не только экспериментально доказал ее наличие, но и установил биологическую обусловленность этой связи. В работе А.А.Нартова «О посеве леса» рассматривается связь между породой, качеством леса и почвой. М.К. Турский отмечал, что конкретное место может отличаться высокой добротностью для одной породы и низкой для другой, более требовательной к почвенным и климатическим условиям. В 1899 году Г.Ф. Морозов писал: «В лесоводстве мерилом добротности почвы служит само насаждение или вернее, такие его элементы, как запас, средний прирост или высота». А.А. Крвдденер в 1916 году связь между условиями произрастания растений выражал через бонитет. С введением бонитетной шкалы М.М. Орлова обозначение бонитета как показателя, характеризующего производитьносгь древостое в через плодородие почвы, стало очевидным.

Потребность в точной оценке взаимосвязи между лесными насаждениями и условиями их произрастания ощущается до сих пор. Этой теме посвятили свои труды П.С. Погребняк (1954), В.Н. Сукачев (1961), Д.В. Воробьев (1953) и другие. Особенно детально этот вопрос изучил И.И. Смолянников (1960). Он показал, что почвенное плодородие нельзя охарактеризовать каким-то одним признаком, требуется достаточно полная их система, чтобы раскрыть причины формирования древостоев той или иной продуктивности. Однако основным фактором, определяющим влияние основных компонентов в отдельно взятом географическом районе, является почва.

Чтобы плодородие почвы оставалось неизменным, необходимо предохранить ее от проявления водной эрозии. В случае обеднения почвы и перехода из одного состояния истощения в другое соответственно уменьшается и срок жизнедеятельности лесных насаждений.

Оптимальное экологическое состояние лесного фонда - это состояние, при котором заданные ландшафту социально-экономические функции наиболее точно соответствуют его природным свойствам. Это задача в которой предполагается найти компромиссное решение, позволяющее максимально использовать полезные свойства ландшафта в отношении отдельного фактора, не нарушая экологического баланса.

Однако экологическое состояние лесного фонда понятие не застывшее. Оно может меняться со временем и под влиянием хозяйственной деятельности.

Для вывода ландшафта из неудовлетворительного состояния часто бывает достаточно уменьшить воздействие того или иного фактора.

Промежуточные оценки экологического состояния указывают меру отклонения от оптимального и являются своевременным предупреждением ухудшения лесной среды, своего рода сигналом для назначения мероприятий, позволяющих нормализовать экологическую обстановку. На основе изложенного разработана автоматизированная система оценки экологического ущерба.

7.4. Оценка экологического ущерба при антропогенном воздействии на лес

Проблема защиты лесных ресурсов от техногенного и рекреационного воздействия и оценка экологического состояния и ущерба от нарушения правил лесопользования затрагивает комплекс социально-экономических, политических, культурных отношений в обществе.

Одна из наиболее актуальных задач государства - решительное пресечение природоразрушительных форм эксплуатации лесных ресурсов, а также своевременное устранение ущерба от антропогенного воздействия.

Ущерб от антропогенного воздействия делится на две категории: ущерб от выбросов токсичных элементов фабрик, заводов и автотранспорта и ущерб, непосредственно нанесенный отдельным человеком или группой людей (вырубка деревьев, уничтожение отдельных ландшафтов застройкой, повреждение насаждений пожаром по вине посетителей и др.). Ущерб, наносимый непосредственно человеком или группой людей, определяется по восстановительной стоимости.

Ущерб от выбросов токсичных элементов в атмосферу влечет за собой загрязнение воздушного и приземного бассейна, загрязнение почвенно-грунтового слоя. Для оценки ущерба от выбросов была разработана методика его определения, отработанная на лесных насаждениях музея-усадьбы JI.H. Толстого «Ясная Поляна». Созданные преимущественно при жизни писателя насаждения подверглись промышленным выбросам Щекинского химического комбината. Кроме того, согласно расчетам, проведенным по разработанной методике (Лямеборшай,), сократилась жизнь дубовых насаждений на 150 лет, березовых - на 20 лет и липовых - на 50 лет. Ухудшение состояния лесных насаждений продолжается и сегодня. Главная причина - промышленные выбросы (диоксид серы, окись азота, аммиак и др.), которые в первые годы работы комбината в десятки раз превышали предельно допустимые концентрации.

Оценка экологического ущерба это мера фактического изменения таксационных показателей насаждений по сравнению с фоновым состоянием. Эта оценка производится путем сравнения динамики показателей естественного

роста насаждений с аналогичными показателями насаждений, произрастающих в условиях техногенного пресса.

Основными информационными источниками, регламентирующими решение таких задач, являются Санитарные правила в лесах Российской Федерации и Санитарные правила в лесах Московской области (табл.б).

I Древостой без признаков ослабления; хвоя и листва зеленая, блестящая, крона густая, прирост последнего года для данной породы и возраста нормальный

II Ослабленные насаждения, имеющие хвою и листву светлее обычного, крону слабо ажурную, прирост последнего года, уменьшенный более чем наполовину по сравнению с подобными насаждениями без признаков ослабления, дефолиация 11 - 20%, дехромация 2-10%

III Насаждения сильно ослабленные; хвоя и листва светло-зеленая или сероваго-матовая, крона ажурная, прирост текущего года уменьшен более чем наполовину по сравнению с нормальными, наблюдается местное отмирание ствола, дефолиация 30-50%,дехромация 10-15%

IV Усыхающие деревья; хвоя и листва желтоватая или желто-зеленая, крона заметно изрежена, прирост текущего года едва заметен или отсутствует, возможна сухокренность или суховершинностъ, дефолиация 60-70 %, дехромация 20-25 %

V Сухие деревья текущего года; хвоя, листва - серая, желтая или бурая, веточки еще сохраняются, кора изрежена, но сохранена или осыпалась лишь частично, дефолиация 80-100 %, дехромация 60-70 %

VI Сухие деревья прошлых лет; хвоя и листва осыпались, веточки обломились, большая часть ветвей и кора осыпались, дефолиация 100 % и дехромация 100 %

Для выявления категории санитарного состояния закладываются пробные площади с количеством деревьев не менее 100 экземпляров основного яруса. При перечете оценивают все деревья по санитарному состоянию и находят среднюю величину поврежденности насаждений.

Средняя арифметическая величина процента поврежденных деревьев на пробной площади (Л) служит исходной информацией для определения

Главные вопросы при расчете величины ущерба от техногенного воздействия на лес заключались в том, чтобы определить, сколько градаций экологического состояния можно выделить в лесу для своевременного устранения причин, вызывающих ухудшение экологического состояния.

В лесу, при глазомерном определении экологического состояния леса выделяется два вида насаждений: нормально-устойчивые и расстроен нераспадающиеся, Но этого явно недостаточно для своевременного принятия правильного решения по устранению возможных причин экологического неблагополучия. Исследованиями лесов музея-усадьбы Л.Н. Толстого «Ясная Поляна» согласно инструкции Европейского Союза по ведению мониторинга лесов, возможно, с определенной долей условности две первые категории санитарного состояния разделили на 4 категории. При этом в лесу стало возможным различить 8 экологических состояний.

Первое состояние представляет здоровые насаждения, второе характеризует нормальные устойчивые насаждения с незначительным повреждением, (относящиеся к 1,3 санитарному состоянию с дехромацией не более 3%), в которых ущерб от воздействия разных факторов невелик и их можно без особых затрат привести в исходное состояние. Третье состояние характеризует относительно ослабленные насаждения, относящиеся к 1,6 санитарному состоянию, где дехромация достигает 6%, Им дана характеристика - быстро переходящие в стабильно устойчивые. Четвертое состояние характеризует ослабленные насаждения, медленно переходящие в стабильно устойчивые.

Четыре последних состояния (относящиеся, соответственно к III,IV,V и VI санитарному состоянию) характеризуют сильно ослабленные насаждения. Им присвоены характеристики - медленно переходящие в нестабильное состояние, переходящие в нестабильные состояние со средней скоростью, быстро переходящие в нестабильное состояние, нестабильные или распавшиеся насаждения. Перевод этих насаждений в стабильные требует привлечения значительных материальных, денежных и трудовых ресурсов.

Разделение насаждений на восемь качественных категорий, по нашему мнению, весьма приемлемо для своевременного обнаружения отрицательного воздействия факторов на лес, тем более, что каждое состояние соответствует определенному санитарному состоянию.

Стабильно-устойчивыми (с,) считаются те насаждения, у которых прирост по фазам роста соответствует приросту эталонных, произрастающих в сходных условиях по тем же фазам роста, без какого-либо воздействия.

Состояние С, соответствует нормально-устойчивому развитию насаждений и принимается равным единице. Состояние любого экологического уровня, в зависимости от воздействия, будет меняться от

единицы до нуля.

Нормально-устойчивым хозяйственный лес считается в том случае, когда насаждения в возрасте от одного года до возраста рубки равномерно распределены по площади хозяйства. Однако при интенсивном ведении хозяйства такое распределение является лишь теоретической предпосылкой.

Для насаждений, выполняющих водоохранные и почвозащитные функции, согласно нашим исследованиям (B.C. Чуенков, С.Х. Лямеборшай, В.Н. Гирячев), вертикальная возрастная структура по запасу поколений леса, с учетом динамики фитомассы, транспирации, расхода элементов питания и депонирования углерода (по данным A.C. Исаева, Г.Н. Коровина, В.И. Сухих и др.), получила следующее распределение: запас молодняков первого класса возраста 2 %, второго 19 %, средневозрастных 39 %, приспевающих - 21 %, спелых и перестойных древостоев 19 %. Такими показателями могут характеризуются лишь разновозрастные древостой. При решении этой задачи использован метод линейного программирования.

Для Центрального экономического региона нормально-устойчивыми насаждениями считаются те, у которых в смешанных лесах площадь, занятая хвойными породами, составляет не менее 60 %. Нормально - устойчивыми являются также насаждения, имеющие повреждения от фиго энтомовредителями не более 10 % общей площади. Лесопользование в этих лесах считается нормальным при условии, если переруб не превышает 5 % расчетной лесосеки. При этом площадь заболоченных гарей и вырубок за 20 лет не должна составлять более 5 %. Насаждения считаются спелыми тогда, когда 80 % деревьев имеют возраст выше или равный возрасту рубки.

Устойчивые биогеоценозы всегда смешанные (И„), оптимальное соотношение такого смешения составляет 0,4,

Область изменения: 0,4 йИт< 0,4

где: Рм - наличие лиственных пород в молодняках первого и второго класса возраста %;

рл| - наличие лиственных пород по всей площади хозяйства, %,

В наших условиях критериями оценки экологического состояния экосистемы служат показатели, приведенные в таблице 7, которые отражают степень или меру отдаленности одного состояния от другого и позволяют ранжировать насаждениях по уровню изменения техногенного воздействия на лес.

Таблица 7.

Классификация экологического состояния насаждений по степени поврежденносги, уменьшению прироста по запасу и санитарному состоянию

№ п.п. Экологическое состояние поврежден ия уменьшен ия Санитарно е

насаЖДени й прироста по запасу состояние

1 Стабильно устойчивое 0-4 0 1,0

2 Быстро переходящее в стабильно устойчивое 4,1 - 10 2,3 1,3

3 Переходящее в стабильно устойчивое со средней скоростью 10,1 - 20 11,6 1,6

4 Медленно переходящее в стабильно устойчивое 20,1 -30 16,2 Н

5 Медленно переходящее в нестабильное состояние 16,2 - 53 46,4 Ш

6 Переходящее в нестабильное состояние со средней скоростью 53,1 - 60 69,6 IV

7 Быстро переходящее в нестабильное состояние 60,1 -67 92,8 V

8 Распавшиеся насаждения 67,1 - 90 100 VI

Сумму экологического ущерба от техногенного и рекреационного воздействия в натуральном и стоимостном выражениях, по разным направлениям экономических потерь, можно представить в виде следующего математического выражения:

где: 7=1,2,3......п,-вид ущерба,

У; - ущерб от снижения продуктивности лесов (потери в приросте, изменения сортиментной структуры), руб./га;

Уг - ущерб от снижения запасов побочного пользования, руб./га;

Уз - ущерб от снижения противоэрозионной функции леса, руб./га;

У4 - ущерб, связанный с расходами на восстановление деградированных

насаждений, руб./га,

У, - экономический ущерб, связанный со старением насаждений, руб./га;

У6 - ущерб от рекреаши, руб./га.

Экологический ущерб от снижения продуктивности лесов - У1 определяется как разность между запасом на I га, который был до техногенного воздействия в исследуемых насаждениях и фактическим запасом. Таким образом, определяется и изменение в сортиментной структуре древостоя (руб./га).

Экологический ущерб от снижения побочного пользования -У2 определяется как разница экономических оценок запасов побочного пользования до и после техногенного или рекреационного воздействия на лес по формуле:

где: Э„, - экономическая оценка запаса на 1 га ресурсов ¿-того вида побочного пользования до и после воздействия отрицательных факторов на лес, руб./га.

Экологический ущерб от снижения противоэрозионных функций леса -У5 определяется как разница между кадастровой стоимостью 1 га земли до и после эрозии почвы (рубУга).

Экологический ущерб, связанный с расходами на восстановление деградированных насаждений - У4 определяется только для особо охраняемых лесов и устанавливается как сумма расходов на «лечение» деградированных деревьев, на восстановление почвы и др. (руб./га).

Экономический ущерб, связанный со старением насаждений -У, учитывает влияние старения в ухудшении санитарного состояния со второй половины возраста естественной спелости (руб./га).

Возраст естественной спелости (Сер) определяется по формуле:

С{р = Ъл (42)

где: - возраст количественной спелости по /-той породе, определяется как:

t = _ -Ш-¿-мпах (43)

где: Зв - запас насаждений на 1 га в возрасте (м3/га);

У, (г) - прогнозируемый индекс роста I породы в момент времени - г;

ГА/»)-индекс роста 1 породы в возрасте^;

У, (/ -1) - индекс роста 1 породы при (I-1);

Ущерб от рекреации - У6 определяется по тому же уравнению, что и при оценке техногенного воздействия.

7.5. Потеря продуктивности насаждений при рекреационных нагрузках на лес

Особое значение на современном этапе приобретает проблема охраны лесных ландшафтов, находящихся вблизи городов и населенных пунктов, где рекреационные нагрузки очень велики. Если потоки рекреантов не будут своевременно регулироваться, то такие ландшафты со временем могут разрушаться и гибнуть (Лямеборшай, 1995). В этой связи возникает проблема оптимизации рекреационных нагрузок на лесные ландшафты.

Определение силы влияния антропогенного воздействия на лесную среду требует разработки нормативов, определяющих устойчивость лесов. Они должны учитывать изменения в состоянии лесной среды, при которых осцилляция от центрального положения не выходила бы за пределы допустимого состояния. Экологические нормативы должны быть определены таким образом, чтобы экосистема внутри этих границ находилась в соответствии с заданными параметрами.

Поскольку натурные исследования по рекреационным нагрузкам проводятся в ограниченных масштабах многие нормативы основываются не на массовом материале, а на данных единичных наблюдений, либо берутся из разных источников без учета типичности.

Так как рекреационная нагрузка характеризуется степенью непосредственного влияния людей (посетителей) на конкретный ландшафт, то выражается их количеством, приходящимся на единицу площади в определенный промежуток времени. Различают нагрузки оптимальные и деструкционные (гибельные), которые определяются степенью воздействия на экосистему и характеризуются от слабой, не приводящей к существенным изменениям ландшафта, до катастрофической, в период которой экосистема окончательно разрушается.

Деструкционная нагрузка дня различных ландшафтов не одинакова. Наиболее чувствительны к ней сосняки, в два раза устойчивее ельники черничные, в четыре раза березовые насаждения. Так, например, польский исследователь А. КостровскиЙ установил, что предельная недельная посещаемость для сухого бора составляет 46 человек на 1 га, для свежего бора от 50 до 90 человек, для свежего луга от 124 - 196. Допустимая нагрузка по А. Костровскому определяется, как максимальное количество людей, которые, двигаясь без перерыва в течение 8 часов на 1 га данного ландшафта, приводят травяной покров к началу деградации. Позднее в данное определение были внесены уточнения, в частности, отмечалось, что допустимым видом деградации можно считать такую, при которой на всей вытаптываемой площади в 3 м2 наблюдается хотя бы один участок площадью 1 дм2, где травяной покров разрушен полностью. Вместе с тем, вполне очевидно, что на степень нагрузки влияет рельеф местности. Ландшафты, где угол наклона рельефа более 12 % должны быть исключены из рекреационного пользования.

Механические свойства грунтов также влияют на величину допустимой нагрузки. Так, например, на песках влияние рекреантов более разрушительно, чем на суглинках.

Под устойчивостью природного территориального комплекс понимается его способность противостоять рекреационным нагрузкам до известного предела, за которым происходит потеря его способности к самовосстановлению. В.П.Чижова и Е.Д. Смирнова приводят следующие нормативы предельно допустимого количества отдыхающих в различных типах природных комплексов средней полосы европейской территории России (табл. 8).

Таблица 8,

Нормативы предельно допустимого количества отдыхающих в различных типах природных комплексов на 1 га

Типы почв и способы отдыха Группы типов леса

ельники сухие ельники влажные сосняки сухие сосняки влажые березняк и сухие березняк и влажные

Пологоволнистыс суглинистые раввины: -при кратковременном отдыхе -при длительном отдыхе 30 11 20 7 35 12 25 9 50 18 37 13

Плоски« равнины, сложенные суглинками с прослойками лесков -при кратковременном при длительном отдыхе 20 7 12 4 25 9 15 5 37 13 25 9

В основе многих исследований лежит положение о стадиях рекреационной дигрессии. Всего выделяют пять стадий дигрессии, характеризующихся следующими изменениями в лесных ландшафтах:

1. Деятельность человека не внесла в лесной комплекс никаких заметных изменений;

2. Рекреационное воздействие человека выражается в устойчивости редкой сети тропинок, в появлении среда травянистых растений некоторых светолюбивых видов (начальная фаза), разрушении подстилки;

3. Тропиночная сеть сравнительно густа, в травянистом покрове преобладают светолюбивые виды, начинают появляться и луговые травы, мощность подстилки уменьшается, на внутритропиночных участках возобновление леса все еще удовлетворительное;

4. Тропинки густой сетью опутывают лес, в составе травянистого покрова собственно лесных видов мало, жизнеспособного прироста (5-7 лет) фактически нет, подстилка встречается лишь фрагментарно у стволов деревьев;

5. Полное отсутствие подлеска и подроста, отдельные экземпляры на вытоптанной площади - сорные и однолетние виды трав;

Граница устойчивости природного комплекса, т.е. предел, после которого наступают необратимые изменения, находится между III и IV стадиями дигрессии. Соответственно, за предельно допустимую принимается та нагрузка, которая соответствует Iii стадии дигрессии. Необратимые изменения в природном комплексе начинаются на IV стадии, а угроза гибели лесных насаждений появляется на V стадии дигрессии.

Таблица 8. Нормативы предельно допустимого количества отдыхающих в различных типах природных комплексов на 1 га

Для определения предельно допустимых нагрузок нами проводились натурные обследования на 20 пробных площадях, заложенных в Яузском лесопарке «Лосиный остров». Результаты обследований приведены в таблице 9.

Таблица 9.

Показатели рекреационной нагрузки в лесных насаждениях __ Яузского лесопарка

ш пробной площади Мииерализ ация, % Стадия дигрессии Уплотнение почвы по категориям, кг/см Потер« прироста, %

тропшючная сеть площадки отдыха под ПОДОГОМ leca (контроль

1 12,40 ГУ 6,00 5,00 3,60 9,60

2 6,00 ш 7,00 - 3,70 4,00

3 3,60 п 8,16 - 3,10 2,40

4 1,20 ц 3,00 - 2,30 1,20

5 0,30 I 2,40 3,60 1,80 0,80

б 2,10 11 3,36 4,80 2,45 1,60

7 10,70 IY 4,55 4,77 2,37 8,00

8 0,57 I 2,50 - 1,74 0,90

9 0 1 - - 1,82 0

10 0,60 I 2,66 - 1,60 0,91

П 3,46 II 326 - 1,90 2,35

12 4,42 11 4,10 4,20 2,32 3,20

13 2,00 И 6,80 7,00 1,67 2,00

14 1,62 11 4,66 - 2,20 1,62

15 1,28 11 4,20 3,95 2Д0 U8

16 0,85 I 3,24 - 1,80 0.85

17 US ц 2,95 - 1,80 1,28

18 2,44 II 2,80 4,60 2,25 2,50

19 1,20 ц 5,26 5,«0 1,74 1,20

20 0,96 и 2,00 - 1.71 0.96

Из таблицы 9 следует, что потеря прироста напрямую зависит от степени минерализации напочвенного покрова, которая, в свою очередь, определяет стадию дигрессии и плотность почвы. Эти факторы являются производными от степени рекреационной нагрузки.

Закономерность снижения прироста в зависимости от рекреационной нагрузки наилучшим образом аппроксимируется экономико-статистическими моделями, которые раскрывают не способы достижения системой определенного состояния, а процессы ее функционирования. Экономико-статистические модели, как и всякие другие модели, представляют собой упрошенное подобие изучаемого процесса. Формально экономико-статистические модели представляют собой ту или иную систему уравнений, связывающую воедино показатели, характеризующие наиболее существенные, с точки зрения поставленной цели свойства процесса. Выбор этих свойств и разработка логической схемы связи между ки&т осуществляются неформальным путем. Недопустимость подмены функциональных связей корреляционными доказывается математически.

Статистическая модель регрессии призвана описать объективно существующую взаимосвязь потери прироста со степенью минерализации почвы и числом рекреантов, воздействующих на минерализацию. Уравнение имеет вид:

Р=0,335+ 0,021 М, + 0,033 МтЧ,+ 0,024 И* + 0,0001 Чр2 (44)

Р- потеря прироста, %;

М,-минерализация напочвенного покрова, %;

Чр - число рекреантов на 1 га в год, Коэффициент детерминации (16=0,898), значисость численных коэффициентов уравнения ((^Чю =2,0) свидетельствуют о достоверности полученных результатов. Зная воздействие дигрессии на состояние насаждений, можио рассчитать допустимое число рекреантов. С другой стороны, стадия дигрессии напрямую связана с процентом минерализации напочвенного покрова. Таким образом, число рекреантов (Чр) можно определить в зависимости от процента минерализации напочвенного покрова по следующему уравнению вида:

Ч„ = 24,37+ 12,29л/, -0,35Л/„г (45)

Коэффициент детерминации (КЗ-0,887) указывает о том,что в 88,7% случаем уравнение регрессии отображает возможность определения численности рекреантов от степени минерализации почвы. Решение задачи выполнено не совсем корректно, так как независимой переменной должо выступать число рекреантов, а зависимой степень минерализации почвы.

В случае, если удается определить число рекреантов, то процент минерализации можно определить по уравнению вида:

Мп= -0.64+0,024,+0.0007У, 3 (46)

Приведенные уравнения позволяют установить величину потерь прироста от туризма.

После проведения множества расчетов и анализа экологического ущерба по каждому фактору без учета потери побочного пользования, получили результаты, приведенные в таблице 10.

Таблица 10.

Удельная потеря прироста по запасу и причиненный экологический ущерб в

лесных насаждениях

1 2 3 5 10 20 30 60 80 90 1,55 3,5 5,6 9,0 17,4 34,0 49,4 86,0 97,8 100

Представленные результаты экологического ущерба от потери прироста свидетельствуют о проявлении ярко выраженного закономерного изменения.

На основе этой закономерности получена интегральная формула определения экологического ущерба в рублях для древостоев различной возрастной структуры, чистых и смешанных по составу с наличием хозяйственной деятельности, или техногенное воздействия, рекреационной нагрузки и пр.

У, ^М^.ЕтР + Х^ (47)

Экономические потери от старения определяются:

М\ - запас насаждений ¿-той породы без антропогенного воздействия,

Ц - ставки лесных податей ¿-й породы, руб./м3; 1г1 - возраст количественной спелости по запасу /-й породы, бонитета до антропогенного воздействия, лет;

Тф - фактический возраст рассматриваемой породы при условии когда (фа 3,5^,;

Ъ^- стоимость побочных продуктов до воздействия антропогенных факторов, руб./га;

Ъщ - фактическая стоимость побочных продуктов, рубУга.

Потеря прироста, % Экологический ущерб, %

7.6. Распределение ущерба между предприятиями, загрязняющими

окружающую среду

Как известно, влияние промышленных выбросов на лесные насаждения зависит от объемов вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу и от расстояния до объекта воздействия. Поэтому экологический ущерб (в %), согласно полученным данным и по наблюдаемым экологическим стадиям, распределяется между виновниками пропорционально объемам выбросов, отнесенным к расстояниям до объекта по формуле:

г-^йзг100" (49)

где: К, - объём выброса /-того предприятия по данным постов

метеорологической службы; Р„ - количество дней с направлением ветров приносящих выбросы /-того

предприятия на объект; £„ - расстояние в км. от объекта до /-того предприятия.

8. ЭТИКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ЛЕСОПОЛЬЗОВАНИЯ

Лесопользование как зеркало отражает культуру, уровень научно-технического обеспечения, заботу государства о будущем лесов, экологическом благополучии общества и непрерывном обеспечении его лесными ресурсами.

В связи с этим необходимо, чтобы государство проводило более активную экологическую политику. В наших исследованиях (Лямеборшай, 2003) была предпринята попытка сформулировать правила и нормы поведения людей при лесопользовании, будь то рубки, сбор грибов, ягод или же отдых.

Этика - это философское учение о нравственности, о правилах поведения человека во всех случаях жизни. Под этикой также понимают нормы и совокупность нравственных правил обращения людей друг с другом и с окружающим миром.

Этика экологического лесопользования в широком понимании это экологически ориентированное поведение людей во всех сферах соприкосновения с природой, в узком - соблюдение правовых норм рационального использования лесных ресурсов.

Этическая тема включает в себя два взаимосвязанных аспекта: этику поведения человека в лесу и этику пользования лесными ресурсами. Первый - как будто бы очевиден, человек в лесу должен быть дисциплинированным,

не разводить костры в запрещенных местах, не бросать горящие спички и не потушенные окурки, не повреждать деревья топором или другими острыми предметами, не рыть ненужные ямы, не бросать мусор в местах отдыха и др. Основы этики лесопользования тоже достаточно просты. Это соблюдение технологической дисциплины, нравственного подхода и правовых норм при уборке лесного урожая. Оно заключается в освоении лесного массива по способам и правилам рубок согласно Лесному законодательству.

Граждане обязаны соблюдать правила пожарной безопасности в лесах, не допускать поломку, порубку деревьев и кустарников, повреждения лесных культур, засорения лесов, уничтожения и разорения муравейников и гнездовий птиц, а также соблюдать другие требования законодательства Российской Федерации. Разработанные правила этики лесопользования полностью изложены в монографии «Основные принципы и методы экологического лесопользования» (Лямеборшай, 2003).

Для обоснования этических норм использования лесных ресурсов (древесины, грибов, ягодников, охотничьей фауны) необходимы специальные исследования, которые вместе с правовыми нормами и экологической политикой государства, составят этику лесопользования.

Выводы и предложения

1. Оптимальный размер лесосырьевой базы определяется комплексом экономических показателей (затратами на выращивание, заготовку и транспортировку), лесоводственных показателей (средним приростом по предприятию, средним запасом спелых древостоев), географических показателей (рельефом местности, лесистостью территории) и социальным фактором (лесообеспеченностыо населения).

2. Оптимизация возрастов рубок в пределах предприятия определяется критериально минимумом суммы приведенных затрат, включающих затраты на вращивание, заготовку и транспортировку древесины,

3. Размер расчетной лесосеки определяется системно, с учетом динамики запаса спелых и перестойных древостоев, наличием страхового запаса, темпов поспевания древостоев с использованием математических выражений весового типа.

4. Целевой породный состав древостоев формируется с учетом наибольшего соответствия древесных пород экологическим (почвенным) условиям критериально по целевой функции с максимумом текущего прироста по запасу в возрасте кульминации прироста. Целевой породный состав повышает продуктивность древостоев в среднем на 20 процентов.

5. Оптимизация воспроизводства и нспользовния лесных ресурсов является экономической категорией, которая позволяет сложный процесс управления производством по блокам. Блочная система функционирует

иерархически; область - предприятие - лесничество - однородные условия местопроизрастания - лесотаксационный выдел. В результате получаем оптимальные объемы лесо вое становления, промежуточного и главного пользований, а также переработки древесного сырья.

6. Экологические методы лесопользования должны использоваться с учетом особенностей всех видов земель (сельскохозяйственного назначения, лесного хозяйства, градостроительства) сбалансировано по биологическому, химическому и водному направлениям.

7. Прогнозирование роста и развития насаждений как основного элемента актуализации лесного фонда осуществляется по системе моделей с учетом возрастных этапов роста.

8. Учет текущих изменений при непрерывном лесоустройстве составляет основу прогностических изменений как в насаждениях, так и в экологических условий окружающей среды.

9. Оценка экологического ущерба при антропогенном воздействии на лесные фитоценозы осуществляется по интегральному показателю формирования продуктивности древостоев - потере текущего прироста, побочных продуктов и средообразующих функций леса. Возмещение ущерба, причиняемого промышленными предприятиями, должно осуществляться дифференцировано с учетом отдаленности предприятия от лесного объекта, объемов выбросов, и направления ветра.

10. Предложен алгоритм расчета размера лесосырьевой базы, учитывающий комплекс экономических, лесоводственных, географических и социальные показателей при соблюдении принципа непрерывности и неистотцительности лесопользования.

11. Предложен алгоритм выбора расчетных лесосек по площади и запасу с учетом экологических, экономических и лесоводственных факторов.

12. Предложена новая методика оптимизации возрастов рубки с учетом потребности в сортиментах и потенциально возможного выхода сортиментов с минимизацией суммы приведенных затрат на лесовыращивание, заготовку и транспортировку древесины.

13. Предложен новый способ ведения мониторинга состояния лесов и актуализации лесного фонда естественно формирующихся древостоев и под воздействием хозяйственных мероприятий.

14. Предложена методика оптимизации воспроизводства и использования лесных ресурсов на основе блочного программирования иерархиечекой подчиненности объектов оптимизации.

15. Предложена новая методика оценки экологического ущерба от антропогенных воздействий на лесные экосистемы.

16. Предложен новый подход ведения лесного хозяйства и лесопользования по водосборам на основе сбалансированности биологических, водных ресурсов и элементов питания.

Список основных публикаций по теме диссертации:

Монографин

1. Основные принципы и методы экологического лесопользовання/С.Х. ЛямеборшаЙ/ ВНИИЛМ 2003,296 с.

2. История и состояние лесов Лосиного острова / В.В. Нефедьев, В.М. Жирин, С.Х. ЛямеборшаЙ, М.С. Шапочкин, A.B. Шаталов, С.П. Эйдлина,М./ «Прима Пресс- М» 2000,132 с.

3. Miku i gjelber Tirana, /Selman LameborshajV Shtypeshkronja Mihal Duri I960, f, 175.

4. Оптимальное определение размера лесопользования /С.Х, ЛямеборшаЙ/ Изд, ВНИПЙЭИлеспром,М:,1975,30 с.

5. Лесное хозяйство, лесная и дерево обрабатывающая промышленность в социалистических станах Европы /С.Х. ЛямеборшаЙ, И.И. Сяксяев/ Экспресс информация, Изд. ВНИПИЭИлеспром, М:,1980,20 с.

6. Методические указания по расчету экологического ущерба от антропогенного воздействия на лесные насаждения Музея-усадьбы Л.Н.Толстого «Ясная Поляна»/ С.Х. ЛямеборшаЙ/ Пушкино,- Изд, ВНИИЛМД997,41 с.

7. Решение экономических задач по лесовосстановлению и лесовыращиванию на базе биоэкоса /С.Х, ЛямеборшаЙ/ Ж. Лесное хозяйство, Na 4, 1971, - С, 54-59.

8. Пути совершенствования лесапьзования /С.Х. ЛямеборшаЙ, В J\ Сударев/ Ж. Лесная Промышленность//1972, № I, С, 18-19.

9. Экономико-математические методы в определении оптимальных возрастов рубки леса, /С.Х. ЛямеборшаЙ/ Ж. Лесное хозяйство, 1972, №8, С. 41-44.

10. Эффективность комплексных предприятий Закарпатья, /С.Х. Лямеборщай/ Ж. Лесная Промышленность, № 10,1972, С. 24-25.

11. Использование математических методов для обоснования срока вырубки спелых и перестойных насаждений /С,Х. ЛямеборшаЙ/ Ж. Экономика и управление,М:,1973,-Х»4, С.9-10.

12. Совершенствование ведения лесного хозяйства в лесах I группы /С.Х. ЛямеборшаЙ/Ж. Лесная промышленность, М:, 1973,6, С. 16-17.

13. Способ выбора расчетных формул для определения размера лесопользования с применением ЭВМ /С.Х. ЛямеборшаЙ/ Ж. Лесное хозяйство № 12,1973, С. 38-42.

14. Использование математических методов для обоснования срока вырубки спелых и перестойных насаждений/С,Х. ЛямеборшаЙ, Ф.М. Золотухин/ Ж. Экономика и управление №4,1973, С. 9.

15. Упорядочить ведение лесного хозяйства в лесах первой группы /С.Х. Лямеборшай/ Ж. Лесная промышленность, 1973, № 6, С. 21.

16. К вопросу создания и систематизации технологических карт в лесном хозяйстве /С.Х. Лямеборшай, Ф.М. Золотухин/ Ж. Лесное хозяйство № 10, 1976, С. 53-62.

17. О проблеме совершенствования расчетной лесосеки /С.Х. Лямеборшай/ Ж. Лесное хозяйство № 8, 1982, С. 48-51.

18. О размерах объекта хозяйствования с непрерывным неистощительным пользованием, /С.Х. Лямеборшай/ Лесной Журнал, № 4, Архангельск: 1983, С. 112-115.

19. Развитие инфраструктуры в лесном хозяйстве /С.Х. Лямеборшай, Г,Н. Рукосуев/ Ж. Лесное хозяйство, № 4,1983, С. 4-6.

20. Оптимизация воспроизводства и использования лесных ресурсов /С.Х. Лямеборшай/ Ж. Лесное хозяйство, 1985, - 9, С. 24-27.

21. Оценка экологического состояния лесной среды при лесопользовании в равнинных лесах /С.Х. Лямеборшай/ Ж. Лесное хозяйство 1995, № 5, С. 1921.

22. Системный подход к организации лесопользования, /С.Х. Лямеборшай/ Ж. Лесное хозяйство, 1988, № 8, С. 26-28.

23. Оптимизация породного состава лесных культур / С.А. Родин, С.Х. Лямеборшай/Ж. Лесное хозяйство, 1998, №4, С. 23-24.

25. Определение экологического ущерба лесных насаждений при антропогенном воздействии, /С.Х. Лямеборшай, С.А. Родин/ Ж. Лесоведение,// 2002, № 6, С. 36-42.

26. Оценка экологического состояния леса и расчет экологического ущерба от техногенного и рекреационного воздействия на лес/С.Х. Лямеборшай, О.В. Сырямкиной/Ж. Лесохозяйственная информация 2004, № 12, С. 18-26.

27. Методика и программа определения экологического ущерба лесов /С.Х.Лямеборшай, A.C. Пугаев/ Ж. Лесное хозяйство, 2005, № 4, (в печати).

Сообщения в научных сборниках и на конференциях

28. Из опыта оптимизации лесоводства /В.Г. Нестеров, С.Х. Лямеборшай/ Доклады ТСХА,М: № 119, 1966, С 263-268.

29. Применение математических методов в лесном хозяйстве /В.Г.Нестеров, С.Х. Лямеборшай/ Тезисы докладов Всесоюзного совещания по проблемам внедрения ММ и ЭВМ в сельском хозяйстве М: 1966, С. 61-63.

30. О моделях будущих лесов ОПЛ «Русский лес» /В.Г. Нестеров, С.Х. Лямеборшай/Доклады ТСХА№ 124, 1967, С 263-269.

31. К вопросу о математическом программировании в лесовыращивании /В.Г, Нестеров, С.Х. Лямеборщай, В.В. Лазаренко/ Доклад "Внедрение ММ и ЭВМ в сельском хозяйстве ТСХА,М:, 1968, С. 65-66.

32. К вопросу о математическом программировании в лесовосстановлении /С.Х. ЛямеборшаЙ/ Сб. трудов, Использование ЭВМ в сельском хозяйстве, ~М: 1968, С. 68-70.

33. Расчет коэффициентов выноса азота и зольных элементов разными древесными породами /С.Х. ЛямеборшаЙ/ Доклад ТСХА № 133, М. 1968, С. 411-415.

34. Моделирование и получение численных решений размера лесопользования на ЭВМ, /А.А. Колывагин, М.М. Трубников, С.Х. ЛямеборшаЙ/ Сб.: Применение ЭММ и ЭВМ в лесной и деревообрабатывающей промышленности,- Петрозаводск, 1971, С. 205-210.

35. Разработка модели лесопользования /С.Х. ЛямеборшаЙ/ Сб. Научных трудовВНИПИЭИлеспром, №4, М; 1973,С. 170-179.

36. Правила определения возраста рубки - путь к рациональному использованию лесных ресурсов, /С.Х. ЛямеборшаЙ/ Сб. ВНИИПИЭМ Лесдром-М. 1974,-№ 6, С. 35-51.

37. Некоторые вопросы нормирования лесопользования /С,Х. ЛямеборшаЙ/ Сб. Кафедра экономической кибернетики Э.И. им. Плеханова. М. 1975, С. 35-47.

38. Об организации постоянно действующих лесных предприятий с расширенным воспроизводством лесного фонда, /С.Х. ЛямеборшаЙ/ Сб. н. трудов ВНИПЭИлеспрома М: № 10, 1975, С. 150-158.

39. Систематизация рас четно-технологических карт на лесохозяйственных мероприятиях для поиска информации на ЭВМ, /С.Х. ЛямеборшаЙ, В,А. Матюлина/ Сб. Лесоустройства таксации и аэрофотометоды// № 22 Ленинград, 1975,С. 131-141.

40. Многомерная группировка лесных предприятий для исследования в них экономических закономерностей, /С.Х. ЛямеборшаЙ/ М:, ЦНИИМЭ, 1979, С. 23-25.

41. Модель оптимизации структуры производства в лесохозяйственных предприятиях, /С.Х. ЛямеборшаЙ/ Сб. ВНИИЦлесресурс, - М:, 1979, С. 2332.

42. Экономико-математические методы определения специализации лесных предприятий, /С.Х. ЛямеборшаЙ/ Сб. Использование методов оптимизации в оперативном управлении производством, Министерство сельского хозяйства СССР, М:, 1979, С 48-51.

43. Новые решения для ОАСУ, /С.Х. ЛямеборшаЙ/ М:, ВНИИЛМ, 1989, С. 6972.

44. Экологическое лесопользование, /С.Х. ЛямеборшаЙ/ Сб. Многоцелевое лесопользование, М:, ВНИИЛМ, 1994, С. 53-57.

45. Индексы роста деревьев и их применение при прогнозировании таксационных показателей лесных насаждений, /С.Х. Лямеборшай/ Сб. Проблема организации многоцелевого лесопользования. ~ Пушкино: ВНИИЛМ, 1997, С. 77- 83.

46. Математическая модель рационального использования лесных ресурсов, /С.Х. Лямеборшай/ Сб. Проблема организации многоцелевого лесопользования. Пушкино: ВНИИЛМ, 1997, С, 19-21.

47. Математические модели многоцелевого лесопользования, /С.Х. Лямеборшай/ Сб. Многоцелевое лесопользование на рубеже XXI века, Пушкино: ВНИИЛМ, 1999, С. 102-112.

48. Лесопользование и сохранение природоохранных функций леса, /С.Х. Лямеборшай/ Сб. Многоцелевое лесопользование на рубеже XXX века, Пушкино: ВНИИЛМ, 1999, С. 51-69.

49. Математические модели многоцелевого лесопользования, /С.Х. Лямеборшай, М.С. Шапочкин/ Сб. Многоцелевое лесопользование на рубеже XXI века, Пушкино: ВНИИЛМ, 1999, С. 102-112.

50. Проблемы сохранения лесных насаждений национального парка «Лосиный остров» в зоне влияния Московской кольцевой дорога, /М.С. Шапочкин,

B.В. Киселева, С.Х.Лямеборшай/ Экология большого города, Вып, 5, М: 2001, С. 127-130.

51. Рекреационное использование ландшафтов природного музея - заповедника «Коломское» /С.Х. Лямеборай, С.Ю. Цареградская/ Экология большого города, Вып, 6, М: 2002, С. 148-151.

52. Комплексная методика изучения влияния рекреации на экосистемы городских и пригородных лесов /М.С. Шапочкин, В.В. Киселева, С.Х. Лямеборшай, О.В. Сырямкина/ Научные труды Национального парка «Лосиный остров», Выпуск 1 (к 20 - летию со дня организации национального парка) Под ред, В.В. Киселёвой, - М.: "КРУК - Престиж», 2003, С - 12-29.

53. Оптимизация рекреационных нагрузок в природно-ландшафтном музее -заповеднике «Коломенское» /С.Х. Лямеборшай, С.Ю. Цареградская/ Экологические проблемы открытия исторического наследия, Материалы Седьмой Всероссийской Научной Конференции (Бородино 18-21 ноября 2002 года) Москва, 2003 С. 341 -347.

54. Устойчивое лесопользование /С.Х. Лямеборшай/ «Экология и устойчивое развитие» Труды первого Международного летнего семинара, Дубна, 2004,

Отпечатано с готового оригинала

Подписано к печати Формат 60x80 /ц Объем 4.0 пл._Тираж 100 экз.

Всероссийский научно-исследовательский институт лесоводства и механизации лесного хозяйства 141200, г. Пушкино Московской обл., ул. Институтская, 15 тел.: (8-253) 2-46-71 факс: 993-41-91

Континент

Лесопокрытая площадь, млн. га

Скорость сокращения, га/год

Главная причина

Рубка, пастьба скота

Рубка, пастьба скота

Латинская Америка

Северная Америка

Загрязнение

Причины гибели

Площадь, тыс. га

Всего

В том числе от:

− неблагоприятных условий

− лесных пожаров

− повреждения вредными насекомыми

− грибковых и бактериальных заболеваний

− повреждений дикими копытными животными и грызунами

− антропогенных факторов

в том числе промвыбросов

К постоянным причинам деградации лесов относятся и повреждения дикими животными, выпас скота, особенно крупнорогатого .

Лес и туризм

С давних времён лес всегда привлекал к себе большое количество охотников, сборщиков ягод и грибов и просто желающих отдохнуть. С развитием в нашей стране массового туризма количество посетителей леса, настолько возросло, что превратилось в фактор, который нельзя учитывать при охране леса. Миллионы людей в летнее время, особенно в субботние и воскресные дни, выезжают в пригородные леса, чтобы провести свои выходные дни или отпуск на лоне природы. Тысячи туристов совершают походы по одним и тем же маршрутам. В пригородных лесах нередко можно встретить целые палаточные городки с многочисленным населением. Посетители леса вносят крупные изменения в его жизнь. Для установки палаток рубят подрост, снимают, ломают и губят молодую поросль. Молодые деревья гибнут не только под кострищами, но и под топорами, а то и просто под ногами многочисленных посетителей. Леса, часто посещаемые туристами, настолько основательно захламляются консервными банками, бутылками, тряпками, бумагой и т. д., несут следы больших и малых ран, что это отрицательно сказывается на естественном лесовозобнавлении. Несут и везут букеты цветов, ветки зелени, деревьев, кустарников. Спрашивается, что же будет, если каждый из приходящих в лес сорвёт только по одной ветке, одному цветку? И не случайно после ряда лет браконьерского отношения к природе в наших, особенно пригородных, лесах не стало многих когда-то в изобилии растущих растений, кустарников и деревьев. Весной десятки тысяч горожан устремляются в леса за черёмухой, сиренью. Не удовлетворяются скромными букетами. Охапки, веники, зачастую на крышах автомобилей. Как тут не позавидовать тонкому вкусу японцев, которые считают, что букет испорчен, если в нём долее трёх цветков.

Не последние место в нанесение ущерба занимает обычай украшения новогодних ёлок. Если принять, что одна праздничная ёлка приходится на 10-15 жителей, то становится ясно каждому, что, к примеру, большому городу эта уютная традиция обходится ежегодно в несколько десятков, а то и сотен тысяч молодых деревьев. Особенно страдают малолесные районы.

Присутствие даже одного человека не проходит для леса бесследно. Сбор грибов, цветов и ягод подрывает самовозобновление ряда видов растений. Костёр на 5-7 лет полностью выводит из строя клочок земли, на котором он был разложен. Шум отпугивает различных птиц и млекопитающих, мешает им нормально растить потомство. Обламывание ветвей, зарубки на стволах и другие механические повреждения деревьев способствуют заражению их насекомыми-вредителями.

Следует ещё раз напомнить: лес – наш друг, бескорыстный и могучий. Но он, словно человек, у которого открыта настежь душа, требует и внимания, и заботы от нерадивого, бездумного к нему отношения. Жизнь без леса немыслима, и мы все в ответе за его благополучие, в ответе сегодня, в ответе всегда .

Рекреационные нагрузки подразделяются на безопасные, включающие как низкие, так и предельно допустимые нагрузки, опасные и критические и катастрофические.

Безопасной можно считать нагрузку, при которой в природном комплексе не происходит необратимых изменений. Воздействие таких нагрузок приводит природный комплекс ко II или III стадии дигрессии. Нагрузку, соответствующую II стадии, условно называют «низкой», так как природный комплекс способен выдержать большую нагрузку, не теряя при этом восстановительной силы. Предельно допустимая рекреационная нагрузка приводит природный комплекс к III стадии дигрессии.

Если природный комплекс переходит с III в IV стадию дигрессии, т. е. «першагивает» границу устойчивости, рекреационные нагрузки считаются опасными. Критические нагрузки соответствуют IV стадии дигрессии фитоценоза. Катастрофические нагрузки приводят природный комплекс к V стадии дигрессии, при которой нарушаются связи, как между природными компонентами, так и между их составными частями.

Разные типы природных комплексов, обладающие различной структурой и характером взаимосвязей между морфологическими единицами, по-разному реагируют на любые внешние воздействия, в том числе и на рекреационные нагрузки. Поэтому нагрузка безопасная для одного типа природного комплекса, может стать опасной или даже критической для другого типа.

Основная задача ведения лесного хозяйства в зелёных зонах – сохранение и улучшение оздоровительных и защитных свойств лесов, и создание благоприятных рекреационных условий для массового отдыха населения. Кроме чисто лесоводственных мероприятий предусматриваются работы по организации территории, строительству подъездных путей, прокладке переходных троп и туристских маршрутов, устройству водоёмов, мест отдыха, спортивных площадок, стоянок для автомашин и др. Сооружаются мотели, палаточные лагеря, регламентируется посещаемость. Устанавливаются предель

Схема сопряжённых процессов, происходящих при реакционной деградации лесных биогеоценозов :

Лесные ресурсы

Для рационального использования все леса подразделяются на три группы.

Первая группа. Леса, имеющие водоохранное и почвозащитное значение, зелёные зоны курортов, городов и других населённых пунктов, заповедные леса, защитные полосы вдоль рек, шоссейных и железных дорог, степные колки, ленточные боры Западной Сибири, тундровые и субальпийские леса, памятники природы и некоторые другие.

Площадь лесов и запасов древесины:

Формация

Площадь лесов

Запасы древесины

млн. га

млн. тонн

Тропические влажные леса

Влажные тропические леса,

Сухие леса, вегетирующие в дождливое время, горные леса

Всего лесов тропических поясов

Леса умеренных поясов, вегетирующие в дождливое время, лавровые леса

Леса из твёрдых пород

Летне-зеленые леса и горные хвойные леса

Северные хвойные леса

Всего лесов умеренных поясов

Итого

Вторая группа . Насаждения малолесистой зоны, расположенные в основном в центральных и западных районах страны, имеющие защитное и ограниченное эксплуатационное значение.

Третья группа. Эксплуатационные леса многолесных зон страны – районы Европейского севера, Урала, Сибири, и Дальнего Востока.

Леса первой группы не используются, в них проводятся только рубки в санитарных целях, омоложения, ухода, осветления и т. д. Во второй группе режим рубок ограниченный, использование в размере прироста леса. Леса третьей группы промышленный режим рубки. Они являются основной базой заготовки древесины. Кроме хозяйственной квалификации, леса различают и по их назначению и профилю – промышленные, водоохранные, полезащитные, курортные, придорожные и т. д .

Истребление лесов

. Состояние лесов в России

Леса содержат 82% фитомассы Земли. С появлением человека на Земле эволюция биосферы вступила в новую фазу развития, связанную с обезлесением ландшафтов, в результате которого постепенно уничтожается живое вещество и обедняется биосфера в целом. В настоящее время происходит то, против чего предостерегал В. И. Вернадский: в разных частях земного шара наблюдается интенсивная деградация природных ландшафтов. Идёт процесс обезлесения.

Наша страна владеет почти четвёртой частью мировых запасов леса. И в каком они состоянии? Надо прямо сказать - в плачевном. Почти на нет сведены хвойные леса. Ценнейшие породы деревьев замещаются низкопродуктивным лиственным древостоем. При современных темпах лесозаготовок мы используем оставшиеся леса за 50 – 60 лет. Их восстановление в этих районах происходит лишь за 100 – 120 лет.

Хозяйственная деятельность человека ведёт к выбрасыванию в воздух различных твёрдых, жидких и газообразных веществ (пыли, дыма, газов), ядовитых как для человека, так и для растений, в том числе и древесных. Для растений этот фактор особенно опасен тем, что появился он сравнительно недавно, так что растения не успели выработать против него защитных приспособлений, а те, что имеются, малоэффективны.

Лишайники вполне можно назвать индикаторами чистоты воздуха. Совершенно ничтожная примесь в воздухе ядовитых веществ, незаметная для растений, оказывается губительной для лишайников.

. Состояние лесов в мире

Состояние лесов в мире нельзя признать благополучным. Леса интенсивно вырубаются и далеко не всегда восстанавливаются. Ежегодный объём рубок составляет более 4,5 млрд. м 3 . Особенно тревожит мировую общественность проблема лесов тропической и субтропической зон, где вырубается более половины мирового объёма годичной лесосеки. Уже деградировало 160 млн. га тропических лесов, а из вырубаемых ежегодно 11 млн. га восстанавливается плантациями лишь десятая часть.

Тропические леса (рис.4) покрывающие 7% земной поверхности в районах, близких к экватору, нередко именуются лёгкими нашей планеты. Их роль в обогащении атмосферы кислородом и поглощении углекислого газа исключительно велика. Тропические леса – это место обитания 3 – 4 млн. видов живых организмов. Здесь обитает 80% видов насекомых, произрастает 2 / 3 известных видов растений. Эти леса поставляют 1 / 4 запасов кислорода. По данным ФАО, они сводятся со скоростью 100 тыс. км 2 в год. 33% площади тропических лесов находятся в Бразилии, по 10% - в Заире и Индонезии.

Уникальны тропические леса Амазонки (7 млн. км 2), которые охватывают 8 государств: Боливию, Бразилию, Венесуэлу, Колумбию, Перу, Эквадор, Гайану и Суринам. Амазония – это неповторимый уголок земли. Другого такого в природе просто нет. Чем он необычен? Это самая большая в мире низменность, с самой многоводной рекой, самым большим массивом тропического леса. Его флора насчитывает до 4000 видов деревьев, когда во всей Европе их всего 200. Только малая часть амазонских растений исследована. Многие из них могли стать основой для новых лекарств и сельскохозяйственных культур. Но беспощадный топор и огонь грозят лишить нас всех этих богатств.

Амазония оказывает огромное влияние на климат планеты. Это очень важная, обширная часть сложного и хорошо отлаженного природой механизма – биосферы Земли. Если его нормальная работа нарушится, это приведёт к серьёзным последствиям, больно ударит по всем нам, где бы мы ни жили.

Особое беспокойство вызывают пожары в Амазонии. Ведь при этом выделяется углекислый газ. Космонавты свидетельствуют: лес в Амазонии на огромных площадях затянут сизой дымкой. Его жгут, чтобы очистить ещё один участок земли под плантации. Среднее число мелких пожарищ доходит в отдельные месяцы до 8 тыс. В определённый момент весь лес в Южной Америке может в конце концов вспыхнуть одним гигантским костром из-за многочисленных поджогов. Право решать судьбу тропических лесов целиком принадлежит амазонским странам, В 1989 г. 8 южноамериканских государств – членов Амазонского пакта приняли «Амазонскую декларацию». Она призывает к защите экологического и культурного достояния амазонских регионов, рациональному подходу к задачам их социально-экономического развития, уважению прав проживающих там индейских племён и народностей.

Неблагополучно положение с лесами и на Европейском континенте. На первый план здесь выходят проблемы загрязнения атмосферы промышленными выбросами, уже начинающими носить континентальный характер. Ими поражено 30% лесов Австрии, 50% лесов ФРГ, а так же леса Чехословакии, Польши, Германии. Наряду с чувствительными к загрязнению елью, сосной, пихтой, стали повреждаться такие относительно устойчивые породы, как бук и дуб. Леса Скандинавских стран сильно пострадали от кислотных дождей, образующихся при растворении двуокиси серы, выбрасываемой в атмосферу промышленностью других европейских стран. Аналогичные явления отмечены в Канадских лесах от загрязнений, переносимых из США. Случаи гибели лесов вокруг промышленных объектов отмечаются и России, в частности на Кольском полуострове и в районе Братска .

III . Гибель тропических лесов

Разрушаются практически все типы местообитаний, однако острее всего эта проблема стоит во влажных тропических лесах. Ежегодно здесь вырубается или подвергаются каким-либо иным воздействиям леса на площади, равной примерно территории всей Великобритании. При сохранении существующих темпов разрушения этих лесов через 20-30 лет от них практически ничего не останется. Между тем, по подсчётам специалистов, две трети из 5-10 млн. видов живых организмов, населяющих нашу планету, обнаружены в тропических лесах.

Чаще всего в качестве основной причины гибели большей части тропических лесов называют чрезмерный рост численности населения. Это последнее обстоятельство в развивающихся странах ведёт к увеличению заготовки дров для отапливания жилищ и расширению площадей для подсечного земледелия, практикуемого местными жителями. Некоторые эксперты считают, что обвинение направлено не по адресу, так как, по их мнению, с подсечным способом обработки земли связано уничтожение лишь 10-20% лесов. Значительно большая часть тропических лесов уничтожается из-за широкомасштабного развития скотоводства и строительства военных дорог в Бразилии, а так же в результате роста потребности в древесине тропических деревьев, вывозимой из Бразилии, Африки и Юго-Восточной Азии .

. Как остановить гибель тропических лесов?

Ряд организаций, такие, как Всемирный банк и продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН, приложили немало интеллектуальных усилий и финансовых средств к тому, чтобы попытаться остановить массовую гибель тропических лесов. За период с 1968 по 1980г. Всемирный банк затратил 1 154 900 $ на программы восстановления тропических лесов. Но пока ещё неясно, повлияло ли это сколько-нибудь значительным образом на решение проблемы.

Одна из причин малоэффективности предпринимаемых мер состоит в том, что значительно большие суммы расходуются на проекты развития сельского хозяйства. Когда правительство страны имеет возможность выбирать между программой развития сельского хозяйства и проектами восстановления лесов, выбор, как правило, делается в пользу первой программы, так как она обещает быстрое удовлетворение потребностей населения в продуктах питания. Друга причина заключается в том, что займы, аналогичные тем, которые предоставляются Всемирным банком, на самом деле иногда способствуют расширению вырубки лесов. Страна может счесть для себя более выгодным сначала получить доход с продажи древесины спелых деревьев, а затем, используя полученные займы, осуществить программу восстановления вырубленных лесов. Следовательно, в результате такой постановки дела сумма займа удваивается.

Гаппи (Guppy,1984) сделал интересное предложение, которое заключается в том, чтобы создать организацию стран - производителей древесины (ОТЕС), аналогичную по структуре успешно функционирующему нефтяному картелю ОРЕС. По мнению Гаппи, цена на древесину тропических деревьев сильно занижена на мировом рынке, В процессе вырубки лесов только 10% деревьев удостаивается внимания лесозаготовителей. Из остальных деревьев, произрастающих в лесу, 55% непоправимо разрушаются, а оставшиеся 35% остаются нетронутыми. Между тем многие деревья, оставшиеся непроданными, вполне пригодны для использования и экспорта и обладают прекрасной древесиной. Просто рыночные цены не оправдывают расходов на транспортировку. В силу того, что древесина тропических деревьев приносит столь незначительную прибыль на мировом рынке, проекты сохранения и развития лесных массивов никак не могут конкурировать с проектами развития сельского хозяйства, строительства плотин для ГЭС или какими-либо иными планами развития. Предлагаемый картель мог бы, искусственно завышая цены на древесину тропических лесов на мировом рынке, способствовать повышению значимости сохранения лесных массивов. Кроме того, часть доходов, получаемых за счёт повышения цен на древесину, можно было бы направлять на проекты восстановления лесов.

Приведёт ли этот путь к спасению тропических лесов – покажет будущее. Ясно, однако, то, что этот план отвечает одному очень важному требованию: его осуществление не приведёт к тому, что вся тяжесть бремени и жертв, связанных с сохранением вымирающих видов животных и растений, падает на плечи той части населения земного шара, которая меньше всего готова к этому, а именно на плечи населения развивающихся стран .

Промышленное лесопользование

Термин «лесные пользования», или «лесопользование», обозначает использование всех ресурсов леса, всех видов лесных богатств.

Главное лесопользование занимается заготовкой и использованием древесной продукции: основной – древесины, второстепенной – живцы, коры, щепы, пней, луба. В России сюда ещё относят заготовку бересты, еловой, пихтовой и сосновой лапки. Промышленным главное лесопользование называют благодаря большим масштабам работ и их постановки на индустриальную основу.

Побочное лесопользование использует не древесную продукцию, и по признакам оно близко к промысловому лесопользованию. Отличительной чертой двух типов природопользования является то, что для промышленного лесопользования характерен широкий круг экологических проблем, а для побочного особенно значимы проблемы, связанные с избытком посещений лесных массивов и неумеренным изъятием биологических ресурсов леса.

Промышленное лесопользование. Главным направлением промышленного лесопользования является заготовка древесины. С этим связанно возникновение экологических проблем в зонах массовых заготовок леса.

Одним из основных последствий заготовки древесины является замена коренных лесов вторичными, как правило, менее ценными и нередко менее продуктивными. Но это только первый шаг. Рубка запускает механизмы глубоких экономических изменений в регионе исчезновения леса. Эти изменения затрагивают все сферы.

Экологическое влияние способов рубки леса

Отрицательные экологически последствия.

Сплошные рубки

· Оголяются значительные территории, нарушается природное равновесие, ускоряются процессы эрозии.

· Полностью разрушаются биоценозы, деградирует животный и растительный мир.

· Уничтожается прирост, затрудняются условия самовосстановления лесов.

· Полное освобождение лесосеки облегчает посадку лесных культур и уход за ними.

Выборочные рубки (рубки ухода)

· Затрудняются работы по целенаправленному лесовосстановлению.

· При валке и транспортировке повреждается лесная подстилка и другие деревья, нарушается гидрорежим территории и среды обитания растений и животных.

· Выбираются спелые, малоценные, больные растения, происходит оздоравливание, улучшение состава леса.

· В основном сохраняются ландшафты, биоценозы, типичная флора и фауна.

Интенсивность изменений зависит от интенсивности рубок, а они, в свою очередь, зависят от ряда факторов: потребность в древесине, транспортная доступность района заготовок, оснащённость работ на лесосеке. Так же на интенсивность рубок влияют состав пород и возраст лесов.Неблагоприятные последствия особенно проявляются в тех случаях, когда наблюдается переруб древесины (вырубается больше, чем произрастает за год).

При рубках, отстающих по темпам прироста древесины, наблюдается недоруб , который приводит к старению леса, снижению его продуктивности, заболеваниям старых деревьев. Следовательно, переруб приводит к истощению лесных ресурсов в одних районах, а недоруб – к недоиспользованию их в других. И в том, и в другом случае мы имеем дело с нерациональным природоиспользованием. Поэтому лесоводы отстаивают концепцию непрерывного лесопользования, основанного на сбалансированности сведения и возобновления лесов и запасов древесины. Однако пока на планете преобладает переруб лесов.

Возникновение экологических проблем связано не только с масштабами рубки лесов, но и со способами рубки.

Сопоставление положительных и отрицательных последствий свидетельствует о том, что выборочная рубка является более затратной формой, отличается меньшим экологическим ущербом.

Лесные ресурсы – ресурсы возобновимые, но этот процесс занимает 80-100 лет. Этот период удлиняется в тех случаях, когда земли сильно деградируют после сведения лесов. Поэтому наряду с проблемами лесовосстановления, которые могут осуществляться путём самовосстановления лесопосадок и для ускорения – путём создания лесных плантаций, встаёт проблема бережного использования заготовленной древесины.

Но сведению лесов – деструктивному антропогенному процессу противостоит стабилизирующая антропогенная деятельность – стремление к полному использованию древесины, к применению щадящих методов рубки леса, а так же конструктивная деятельность – лесовосстановление .

Использование древесины в лесохимической промышленности :

курирующие с ними за жизненное пространство, гибнут в пожарах. В некоторых случаях почва после пожаров обогащается биогенными элементами, такими, как фосфор, калий, кальций, магний. В результате животные, пасущееся на подвергающихся периодическим пожарам участках, получают более полноценное питание. Человек, предотвращая естественные пожары, тем самым вызывает изменения в экосистемах, для поддержания которых требуется периодические выгорания растительности.

В настоящие время пожары стали весьма распространённым средством контроля за развитием лесных массивов, хотя общественное сознание с трудом свыкается с этой мыслью .

Защита лесов от пожаров

Леса Земли жестоко страдают от пожаров. Лесные пожары уничтожают ежегодно 2 млн. тонн органического вещества. Они наносят большой вред лесному хозяйству: уменьшается прирост деревьев, ухудшается состав лесов, усиливаются буреломы, ухудшаются почвенные условия и ветроломы, ухудшаются почвенные условия. Лесные пожары способствуют распространению вредных насекомых и дереворазрушающих грибов.

Мировая статистика утверждает, что 97% лесных пожаров происходит по вине человека и лишь 3% - за счёт молний, главным образом шаровых. Пламя лесных пожаров уничтожает на своём пути и флору, и фауну.

В России уделяется огромное внимание защите лесов от пожаров. В результате принятых за последние годы мер по усилению профилактических противопожарных мероприятий и осуществлению комплекса работ по своевременному обнаружению и тушению

лесных пожаров силами авиационных и наземных лесопожарных подразделений площади лесов, пройденные огнём, особенно в европейской части России, значительно сократились.

Однако количество лесных пожаров всё ещё велико. Пожары возникают из-за неосторожного обращения с огнём, из-за глубокого нарушения правил пожарной безопасности при проведении сельскохозяйственных работ. Повышенную опасность пожаров создаёт захламлённость лесных территорий.

В настоящие время значительно расширены права лесной государственной охраны по борьбе с нарушителями противопожарного режима в лесах, привлечению к ответственности должностных лиц и граждан, нарушающих требования пожарной безопасности. В обжитых районах с интенсивным лесным хозяйством, охрану лесов от пожаров обеспечивают лесохозяйственные предприятия и имеющиеся в их составе специализированные подразделения – пожарно-химические станции. Всего таких станций в стране около 2700.

Для повышения пожароустойчивости лесов в крупных масштабах проводят работы по противопожарному устройству лесного фонда, создают системы противопожарных разрывов и барьеров, сеть дорог и водоёмов, леса очищают от захламлённости. Возникающие в лесу загорания обнаруживают в основном при помощи пожарно-наблюдательных стационарных пунктов, а так же работников лесной охраны при наземном патрулировании.

На вооружении лесопожарных подразделений - автоцистерны, вездеходы, грунтомеры и пеногенераторы. Широко используются шнуровые заряды взрывчатых веществ, а так же искусственно вызываемые осадки. Внедряется телевизионная аппаратура, облегчающая труд наблюдателей. Предусматривается использование инфракрасных авиадетекторов для обнаружения с воздуха очагов горения в условиях сильной задымлённости. Используется информация, получаемая с искусственных спутников Земли. Повышению оперативности в обнаружении и тушении лесных пожаров будет способствовать внедрение рассчитываемых с помощью компьютеров оптимальных режимов работы подразделений авиалесоохраны. В малонаселённых районах Севера, Сибири и Дальнего Востока для охраны лесов используется вертолёты и самолёты с командами парашютистов и десантников-пожарных.

Барьером на пути лесного пожара может быть раствор, своевременно внесённый в почву на границе горящего участка. Например, раствор бишофита, дешёвого и безвредного.

Важным разделом противопожарной профилактики является хорошо организованная противопожарная пропаганда с помощью радио, печати, телевидения и других средств массовой информации.

Работники лесного хозяйства знакомят население, рабочих лесных промыслов и экспедиций, отдыхающих туристов с основными требованиями правил пожарной безопасности в лесу, а так же с мерами, которые должны применяться в соответствии с действующим законодательством к лицам, нарушающим эти правила.

Защита леса от вредных насекомых и болезней

Для защиты лесных насаждений от повреждений применяются профилактические мероприятия, направленные на предупреждение появления и массового размножения лесных вредителей и выявление болезней. Для уничтожения вредителей и болезней используется истребительные меры борьбы. Профилактика и истребительная борьба обеспечивают эффективную защиту насаждений при условии своевременного и правильного их применения.

Защитным мероприятиям предшествует лесоэнтомологическое обследование, установление мест распространения вредных насекомых и болезней. На основе полученных данных решается вопрос о целесообразности применения тех или иных защитных мероприятий.

Мероприятия по борьбе с вредителями и болезнями леса делят по принципу их действия и технического применения на группы: лесохозяйственные, биологические, химические, физико-механические и карантинные. В практике эти способы лесозащиты используются комплексно, в виде системы мероприятий. Рациональное сочетание способов борьбы обеспечивает наиболее эффективное подавление жизнедеятельности вредных организмов в лесу.

Лесохозяйственные мероприятия в лесозащите имеют преимущественно профилактическое назначение: они предупреждают распространение вредных насекомых и болезней, повышают биологическую устойчивость растений. В период закладки питомников и создания лесокультур сортируется и отбирается высококачественный посевной и посадочный материал во избежании заноса вредителей и возбудителей болезней. Уделяется внимание агротехническим приёмам посева и посадки, так как при нарушении агротехники ухудшается приживаемость растений и создаются условия для их заболевания и повреждения насекомыми.

Большое значение приобретает микробиометод, основанный на использовании патогенных микроорганизмов. Предложен ряд бактериальных препаратов: дендробацилин, инсектин, таксобактерин, экзотоксин, битотоксибациллин, гомелин и др.

Защита леса от вредителей и болезней должна осуществляться способами методами, не наносящими вреда человеку и окружающей среде.

Химический метод борьбы с вредными насекомыми и болезнями основан на применении ядовитых веществ против насекомых – инсектицидов, против грибных заболеваний – фунгецидов. Действие инсектицидов и фунгецидов основано на химических реакциях их с веществами, входящими в состав клеток организма. Характер реакции и сила воздействия ядовитых веществ проявляется по-разному в зависимости от их химической структуры и физико-химических свойств, а так же от особенностей организма. Химические методы борьбы осуществляются с помощью наземных машин, самолётов и вертолётов.

Наряду с химическими и биологическими способами используются и физико-механические: соскабливание кладок яиц непарного шелкопряда, срезание паутинных гнёзд златогузки и побегов сосны, поражённых вертуном и пеговьюнами, сбор личинок пильщика и жуков майского, хруща и др. Эти приёмы трудоёмки, поэтому применяются редко и только на небольших участках .

Меры по охране леса

Основными задачами охраны леса являются его рациональное использование и восстановление. Всё большее значение приобретают мероприятия по охране леса малолесистых районов в связи с их водоохранной, почвозащитной, санитарно-оздоровительной ролью. Особое внимание должно уделяться охране горных лесов, так как они выполняют важные водорегулирующие, почвозащитные функции. При правильном ведении лесного хозяйства повторные рубки на том или ином участке должны проводиться не ранее чем через 80 – 100 лет, при достижении полной спелости. В 60 – 80-х годах ХХ столетия в ряде областей европейской части России к повторным рубкам возвращались значительно раньше. Это привело к потери их климатообразующего и водорегулирующего значения, возросло количество мелколиственных лесов. Важная мера по рациональному использованию лесов – это борьба с потерями древесины. Нередко при заготовке древесины происходят значительные потери. В местах рубок остаются ветви, хвоя, которые являются ценным материалом для приготовления хвойной муки – витаминного корма для скота. Отходы от рубки леса перспективны для получения эфирных масел.

Лес очень трудно поддаётся восстановлению. Но всё же лес восстанавливают на вырубленных территориях, сеют на непокрытых лесом площадях, реконструируют малоценные насаждения. Объёмы лесовосстановительных работ в России постоянно увеличиваются. Высокая агротехника обеспечивает хорошее качество лесных культур, основное место в составе которых в лесах государственного значения занимают хозяйственно-ценные породы: сосна (48-51%), ель (27-29%), кедр (2,5-3,2%), дуб (3-3,5%), орехоплодные и другие культуры. В пустынных и полупустынных районах Средней Азии и Казахстана ежегодно создаётся более 100 тыс. га культур пескоукрепительных пород – саксаула, черкеза, кандыма. Они закрепляют пески, преобразуют микроклимат и улучшают кормовые ресурсы этих крупных животноводческих районов. Значительное внимание уделяется культивированию плантационным методом ценных орехоплодных пород, дающих ценные пищевые продукты – орехи и древесину красивой текстуры.

Наряду с искусственным лесовыращиванием широко распространены работы по естественному возобновлению леса (оставление обсеменителей, уход за самосевом хозяйственно-ценных пород и др.). Большое внимание уделяется сохранению подроста в процессе рубки леса. Разработаны и внедрены в производство новые технологические схемы лесосечных работ, которые обеспечивают сохранение подроста и молодняка при лесоэксплуатации. Существенным фактором повышения продуктивности лесов и обогащение их состава является выведение новых ценных форм, гибридов, сортов и интродуцентов. Изучение формового разнообразия и отбор хозяйственно-ценных форм осуществляется на новой теоретической основе, на базе анализа фено- и генотипической структур естественных популяций и выделения на основе сравнительного анализа биотипов с определёнными ценными признаками.

При отборе ценных форм в природе и оценки гибридов обращается внимание на растения, имеющие не только высокую продуктивность к возрасту количественной или технологической спелости, но и растения, отличающиеся высокой интенсивностью роста в начальный период онтогенеза. Они необходимы для высокоинтенсивных плантаций с коротким оборотом рубки. Плантации – особая самостоятельная форма растениеводства в лесном хозяйстве для получения определённого вида продукции (древесины, прута, химических веществ, лекарственного сырья и т. д.). На плантациях применяются интенсивные агротехнические мероприятия. Они служат мощным рычагом интенсификации и специализации лесохозяйственного производства.

На долгие годы рассчитана программа выращивания лесов будущего. Лесов необычных, сортовых, высокопродуктивных, быстрорастущих. Перед лесными службами страны стоит задача по созданию постоянной лесосеменной базы на селекционной основе.

Первый этап этих работ – селекционно-генетическая ревизия лесов. Специалисты выявляют и отбирают элиту – самые лучшие представители древесных пород, так называемые плюсовые деревья. Взятые от них семена и черенки станут основой будущих массивов. В реестры внесено более 9 тыс. элитных деревьев и 3,3 тыс. плюсовых насаждений. На площади 1,4 тыс. га заложены первые семенные плантации, на 84 тыс. га – семенные участки.

При правильном ведении хозяйства леса не только не истощаются, а постоянно улучшаются, повышают свою продуктивность.

Щадящим должно быть отношение к северному лесу. В предтундровой полосе прирост древесины в два раза ниже, чем южнее, и переруб здесь особенно опасен. Это защитные леса, влияющие на климат края.

Сейчас в нашей стране предъявляются высокие требования к лесопользователям. Они обязаны более полно и рационально использовать переданные в рубку лесосеки, не оставлять на них недорубы и заготовленную древесину, вести работу способами, не допускающими эрозии почвы и обеспечивающими хорошие условия для восстановления лесов.

В России закреплено правовое требование о рациональном, бережном использовании лесосырьевых ресурсов. Регламентируется порядок установления и соблюдения научно обоснованных оптимальных норм ежегодной рубки леса. С учётом экологической роли лесов и экономических факторов для каждой группы лесов предусматривается определённый режим лесопользования.

Удовлетворить растущий спрос не за счёт резкого увеличения вырубки, а путём более полного использования древесины. Основное направление – внедрение малоотходной и полностью безотходной технологии. Это, разумеется, даёт и дополнительный экологический выигрыш.

В нашей стране повысились темпы реконструкции предприятий лесной индустрии. Возросли мощности по производству древесных плит, мебели, обновлен и расширен ассортимент продукции из вторичного древесного сырья – так называемых отходов древесины.

Рубить лес меньше, а использовать его полнее – основная тенденция в мировой индустрии .

Заключение

Лес – один из основных типов растительного покрова земли, источник самого древнего на земле материала – древесины, источник получения полезных растительных продуктов, среда обитания животных. Мы должны его беречь, потому что без леса и растений на Земле не будет жизни, так как в-первую очередь лес источник, необходимого нам, кислорода. Но почему-то, об этом мало кто вспоминает, рубя лес на продажу и пытаясь нажиться на этом. Всё, что было изложено выше, это просто высокие слова о том, что мы заботимся о лесе, бережём его и так далее. Любой человек, который хотя бы несколько раз выезжал за город, просто посмеётся над этими словами, потому что мы видим как вырубаются наши леса. Например, под Выборгом лес рубят на продажу в Финляндию, это надо видеть в каком состоянии остаётся вырубка: везде валяется кора, ветки, гнилые стволы, всё заезжено машинами; на этой вырубке наврядли что-то вырастит в будущем.

Я считаю, что в нашей стране много говарят об этой проблеме, но реально ничего не делается, так как правительство занято «более важными» вопросами, а лес может и подаждать. А пока другие страны, которые более внимательно относятся к своим лесным ресурсам, скупают наш лес по бросовым ценам, новые русские будут строить себе дачи в заказниках, ездить в те же заказники и заповедники на охоту на джипах. И, когда у нашего правительства появится время на решение этого вопроса, будет уже поздно.

Список литературы

1. Винокуров Н. Ф., Камерилова Г. С., Методическое пособие по курсу природопользование, Москва: «Просвещение», - 1996, - с. 205.

2. Новиков Ю. В., Природа и человек, Москва: «Просвещение», - 1988, - с. 223.

3. Новиков Ю. В., Никитин Д. П., Окружающая среда и человек, Москва: «Высшая школа», - 1986, - с. 415.

4. Ревель П., Ревель Ч., Среда нашего обитания, Москва: «Мир».- 1994, - с.340.

Новиков Ю. В., Никитин Д. П., Окружающая среда и человек, Москва: «Высшая школа», - 1986, - с. 415, с. 293 - 297

Степановских А. С., Охрана окружающей среды, Москва: «Юнити», - 2000, - с.560, с.194

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Заключение

Литература

Введение

Лес - особенное богатство любой страны. Это прекрасный, способный к восстановлению природный комплекс, на котором, зачастую, держится вся экосистема.

Термином «лесопользование», обычно обозначают использование всех ресурсов леса, всех видов лесных богатств.

Можно выделить несколько неблагоприятных последствий пагубно влияющих на лес. Первым неблагоприятным фактором, является переруб древесины. Обычно, перерубом принято называть момент когда вырубается больше деревьев, чем произрастает за год, но иногда, это является не самым важным фактором критического отношения к лесу. Дело в том, что в большинстве случаев, при перерубе, забирают хорошие, сильные деревья, оставляя больные, а это в свою очередь ведет к еще большему экологическому вреду. При рубках, отстающих по темпам прироста древесины, наблюдается второй неблагоприятный фактор - недоруб, который, с частности, приводит к старению леса, снижению его продуктивности, заболеваниям старых деревьев. Следовательно, как переруб, приводит к истощению лесных ресурсов так и недоруб - к недоиспользованию лесоразработок.

Пока на планете преобладает переруб лесов. Возникновение экологических проблем может быть связано не только с масштабами рубки лесов, но и со способами рубки. На сегодняшний день, выборочная рубка, является хоть и более затратной формой, но зато, отличается значительно меньшим экологическим ущербом. На возобновление лесных площадей должно отводится не менее 80-100 лет. Наряду с проблемами лесовосстановления, которые могут осуществляться путём самовосстановления лесопосадок и для ускорения - путём создания лесных плантаций, встаёт проблема бережного использования заготовленной древесины. Cведению лесов, должно противостоять стремление к полному использованию древесины, к применению щадящих методов рубки леса, а так же конструктивная деятельность - лесовосстановление.

1. Мировая экологическая катастрофа лесохозяйства

Состояние лесов в мире нельзя признать благополучным. Леса интенсивно вырубаются и далеко не всегда восстанавливаются. Ежегодный объём рубок составляет более 4,5 млрд. м 3 .

На сегодняшний день, деградировало около 160 млн. га тропических лесов, а из вырубаемых ежегодно 11 млн. га восстанавливается плантациями лишь десятая часть. Эти факты, очень тревожат мировое сообщество. Тропические леса покрывающие 7% земной поверхности в районах, близких к экватору, нередко именуются лёгкими нашей планеты. Их роль в обогащении атмосферы кислородом и поглощении углекислого газа исключительно велика. Тропические леса - это место обитания 3 - 4 млн. видов живых организмов. Здесь обитает 80% видов насекомых, произрастает 2/3 известных видов растений. Эти леса поставляют 1/4 запасов кислорода. Для рационального использования все леса подразделяются на три группы.

Перваягруппа. Леса, имеющие большое значение в водоохране и почвозащите, зелёные зоны курортов, городов и других населённых пунктов, заповедные леса, защитные полосы вдоль рек, шоссейных и железных дорог, степные колки, ленточные боры Западной Сибири, тундровые и субальпийские леса, памятники природы и некоторые другие.

Втораягруппа. Насаждения малолесистой зоны, расположенные в основном в центральных и западных районах страны, имеющие защитное и ограниченное эксплуатационное значение. Третья группа. Эксплуатационные леса многолесных зон страны - районы Европейского севера, Урала, Сибири, и Дальнего Востока.

Третьягруппа. К этой группе относят промышленный режим рубки. Она являются основной базой заготовки древесины.

Леса первой группы не используются, в них проводятся только рубки в санитарных целях, омоложения, ухода, осветления и т. д. Во второй группе режим рубок ограниченный, использование в размере прироста леса.

2. Важность леса в формировании биосферы

Обзор литературных данных и логические построения автора показывают, что в жизненном цикле отдельного дерева и их совокупности количество кислорода, которое выделяется их живой массой за счет фотосинтеза, точно соответствует количеству кислорода, которое потребляется растением на дыхание при жизни и на его гниение после смерти.

При полном уничтожении лесов планеты концентрация кислорода, в соответствии с представленными расчетами автора, снизится на 0,001%.

Кислород атмосферы - необходимое условие сохранения многих форм жизни на Земле, в частности человечества. Вместе с тем все возрастающие потоки топлива, вовлекаемые в процесс сжигания (нефть, газ, уголь, др.), повышают алармистские настроения определенной части населения планеты, подогреваемые эмоциональными публикациями средств массовой информации и некоторых специализированных изданий. Известна, например, точка зрения, согласно которой расход кислорода на порядок выше, чем его приход, составляя соответственно 1,16·1010 и 1,55·109 т/год. Реймерс Н.Ф. Природопользование: Слов.-справ. - М.: Мысль, 1990. - С.421

По мнению многих, тенденция снижения количества кислорода в атмосфере тем более опасна, что развивается на фоне сокращения лесистости планеты. Изначально она составляла 75% ее поверхности, однако в настоящее время упала до менее чем 27%. Особенно быстро уменьшается площадь тропических лесов, равная 0,95 млрд га, или 56% общей лесной площади. Из них ежегодно вырубается 11 млн, а восстанавливается только 1 млн га.

На этом основании делается вывод, что человечество ухудшает условия своего существования, так как растительность, и прежде всего громадная масса лесов, - мощный источник выработки кислорода по реакции фотосинтеза:

6 СО2 + 6 Н2О + 2822 кДж 6 С6Н12О6 + 6 О2 - хлорофиллсвет.

Поскольку положительная роль лесов в выработке О2 обычно не подвергается сомнению, то полагают при этом, что необходимы меры по стимулированию международным сообществом тех стран, на территории которых находятся «легкие» планеты. Одно из них - тропические леса бассейна р. Амазонки (Бразилия), другое - необозримые леса России, прежде всего сибирские. Количество статей на тему «Россия - легкие планеты» перечислить невозможно. Укажем лишь на две последние в одном из номеров журнала, претендующего на лидерство в экологии и природопользовании:

«Россия, на территории которой находятся большие лесные массивы, где диоксид углерода превращается в углерод клетчатки растений и свободный кислород, должна иметь льготные квоты на сокращение выбросов СО2» Крейнин Е.В. Парниковый эффект: причины, прогнозы, рекомендации // Экология и промышленность России. - 2005. - Июль. - С. 18-23. ; «представляется целесообразным, чтобы страны-производители кислорода получали за него плату и использовали эти средства на содержание лесных массивов» Абрамсон Н.Г., Бернштейн Л.Г. Глобальные экологические проблемы тепловой электроэнергетики и цементного производства // Экология и промышленность России. - 2005. - Июль. - С. 29-31. .

Отмечается, что в рамках ООН рассматриваются предложения «малолесных» стран (Германия и др.) по сохранению и увеличению российских лесов в интересах всей планеты. А относительно тропических лесов подобное соглашение принято в начале 90-х гг. Развитые северные страны обязались выплачивать развивающимся африканским странам своеобразную премию в 10 долларов за каждую тонну углекислого газа, переработанную в кислород. И такие выплаты начаты в 1996 г. Гарин В.М., Кленова И.А., Колесников В.И. Экология для технических вузов. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2001. - 384 с. «Подсчитано, - продолжает В.М.Гарин с соавторами, - что один гектар леса за час поглощает около 8 л углекислого газа (такой же объем его выделяется при дыхании двухсот человек за то же время)»

Вместе с тем столь широко распространенные алармистские ожидания не находят подтверждения в данных фундаментальной науки.

Так, не обоснованы опасения о возможном уменьшении количества атмосферного кислорода вследствие увеличения сжигания ископаемого углерода. Подсчитано, что единовременное использование всех доступных человечеству залежей угля, нефти и природного газа уменьшит среднее содержание кислорода в воздухе с 20,95 до 20,80%. Сравнение с наиболее точными анализами 1910 г. показывает, что, в пределах погрешности измерения, изменения содержания кислорода в атмосфере к 1980 г. не произошло. Рамад Ф. Основы прикладной экологии: Пер. с фр. - Л.: Гидрометеоиздат, 1981. - С.82

Исчезновение кислорода в гидросфере даже при сбросе в нее большинства современных отходов также не грозит опасностью. Из расчетов Брокера следует, что при десятимиллиардном населении планеты (примерно в 1,7 раза больше, чем сейчас) ежегодный сброс в море по 100 кг сухих органических отходов в расчете на каждого жителя (значительно выше нынешней нормы) потребует порядка 2500 лет для израсходования всего запаса кислорода гидросферы. Это больше, чем продолжительность его возобновления.

Брокер заключает, что содержание О2 в атмосфере не ограничено в сравнении с человеческими потребностями в нем и что почти аналогичная картина наблюдается для гидросферы. Он пишет: «если существованию человеческого рода будет серьезно грозить опасность загрязнения окружающей среды, то он скорее погибнет по какой-либо другой причине, чем из-за недостатка кислорода» (цит. по Рамад Ф. Основы прикладной экологии: Пер. с фр. - Л.: Гидрометеоиздат, 1981. - 544 с.).

Роль лесов в облагораживании атмосферы (поглощение СО2 и выработка кислорода) также не столь однозначна, как представляется алармистам. Распространение эмоциональных точек зрения является следствием непрофессиональной оценки влияния лесных массивов на состояние окружающей среды. Отметим особенности проблемы, обычно в таких случаях намеренно или осознанно не замечаемые.

Да, действительно, реакция фотосинтеза бесспорна. Но бесспорна и обратная ей реакция, проявляющая себя в процессе дыхания живых организмов и при гниении (окислении) мортмассы (почвенное дыхание). Поэтому в настоящее время в природе существует устойчивое равновесие между количеством кислорода, образующегося в процессе фотосинтеза и поглощаемого при дыхании живых организмов и почвенном (гниении)

После гибели растения при гниении мортмассы весьма сложная структура органики превращается в простые соединения типа CO2, H2O, N2 и др. Источником окисления мортмассы является кислород, выработанный сверх необходимого для дыхания растений. На этой же стадии высвобождается и поступает в окружающую среду СО2, ранее связанный при фотосинтезе. Иными словами, после гибели организма весь его углерод вновь окисляется, связывая количество кислорода, являющееся разницей между его массой, выделенной при фотосинтезе и использованной на дыхание растений при их жизни.

Свободный кислород фотосинтеза, как отмечает С.И.Розанов, может накапливаться в атмосфере только при условии, что часть возникающего органического вещества не разлагается вновь, а откладывается, изолируется от взаимодействия с кислородом. Пример этого - огромные запасы ископаемых органических веществ - угля, жидких и газообразных углеводородов, накапливавшихся в осадочных породах в течение более чем 2 млрд лет . Наблюдаемый при этом прирост содержания кислорода в атмосфере составляет пятнадцатимиллионную часть его количества. Однако и ее нельзя однозначно рассматривать как итог изоляции части мортмассы от контакта с кислородом. Более того. Фотосинтез растений - следствие, а не причина появления кислорода в атмосфере. Последний возник раньше, чем фо-тосинтез . И хотя источники нефотосинтезированного кислорода еще недостаточно точно установлены современной наукой, однако некоторые из них вполне реальны. В частности, кислород мог выделяться из горных пород при формировании кристаллического ядра Земли. Кислород в молекулярной форме образуется также при диссоциации молекул воды и озона в верхних слоях атмосферы под воздействием ультрафиолетовой радиации.

Изложенные соображения позволяют выделить три, в общем, известных периода в развитии и гибели лесов и проявить их роль в балансе О2 и СО2 окружающей среды.

Первый период. Рост массы древесной растительности в экосистеме. Количества кислорода и связанной СО2 возрастают пропорционально приросту массы лесных насаждений. При этом попытки увеличить массу последних дают только кратковременный результат, так как поверхность суши ограничена. В итоге леса переходят во второй период.

Второй период. Постоянная масса лесов в экосистеме. Приход и расход кислорода и диоксида углерода в прямом и обратном процессах фотосинтеза равны. В этом случае лесные насаждения не оказывают влияния на кислородный баланс планеты.

Третий период. Снижение массы лесов, например при вырубке. Остающаяся часть спелых лесов находится по-прежнему во втором периоде. Лесоматериалы, вброшенные в народное хозяйство, гниют или сжигаются, отдавая в окружающую среду СО2 процесса фотосинтеза и потребляя при этом избыточный кислород первого периода.

Таким образом, непрерывное воспроизведение первого, второго и третьего периодов приводит к нулевому балансу выделившегося в лесной зоне кислорода и поглощенного ею диоксида углерода.

Изложенное позволяет точнее оценить значение амазонских и сибирских лесов в облагораживании атмосферы кислородом. Известно, что площадь амазонских лесов в результате неконтролируемых выработок снижается (третий период), масса сибирской тайги находится во втором периоде, так как такой тенденции не обнаруживается .

Отсюда следует, что высказывания о лесах Амазонки и Сибири как «легких» планеты - не более, чем звучные фразы. Претензии на льготы для стран, имеющих такие «легкие», не имеют объективных оснований.

Более того. В познавательном плане интересно то изменение содержания кислорода в атмосфере, которое состоится, если «легкие» планеты исчезнут, т.е. леса, например, будут истреблены человечеством.

Очевидно, что кислород потребуется на превращение мортмассы лесов в исходные продукты фотосинтеза (СО2, Н2О). Для оценки его количества примем следующие исходные данные:

Количество кислорода в атмосфере 5,16·1021 г, его объемное содержание в ней 21%;

Объем древесины в лесах России 81 млрд м3, или 22% мировых запасов. Последние при средней плотности древесины 0,6 т/м3 равны 220 млрд т;

Древесина на 100% представлена целлюлозой (С6Н5О5)n с содержанием угле-рода 46%, близкой к ней по составу гемицеллюлозой, а также лигнином с большей (61-64%), чем у целлюлозы, долей углерода.

Примем среднее содержание углерода в древесине равным 50%. Это отвечает соотношению масс целлюлозы и лигнина и составляет около 110 млрд т углерода в лесах планеты. Тогда, в соответствии с реакцией обратного фотосинтеза, на окисление этой массы углерода потребуется 294 млрд т кислорода (2,94·1017 г). По отношению к массе кислорода атмосферы это составит 2,94·1017/5,16·1021, или 0,57·10-4. Снижение содержания кислорода атмосферы в таком случае равно 21·0,57·10-4 %, или около 0,001%.

Можно полагать, что сокращения содержания кислорода в атмосфере на 0,001% не заметят и самые ревностные сторонники сохранения лесов как «генераторов» кислорода.

Однако, несмотря на несущественную роль лесов в биосферном балансе кислорода, их влияние на человека через ряд других экологических факторов, бесспорно, позитивно. Лесные массивы снижают пыле-, газо- и шумозагрязнение окружающей среды. Они, как и другая растительность, выделяют фитонциды - биологически активные, в том числе газообразные, вещества, убивающие микроорганизмы. Это оздоровляет окружающую среду. Леса увеличивают декоративное разнообразие форм, красок и фактуры окружающего нас мира. Они просто красивы и могучи. Их изведение существенно снизит биоразнообразие Земли, т.е. подорвет основополагающий принцип концепции устойчивого развития - альфы и омеги современной цивилизации.

Размышления о роли леса - это размышления о соразмерности Красоты и Рациональности в грядущей эпохе Ноосферы.

3. Основные проблемы лесопользования

К сожалению, истощительным лесопользованием и недостаточно развитой системой особо охраняемых природных территорий экологические проблемы отнюдь не исчерпываются. К числу важных "лесных" экологических проблем, связанных с лесопользованием, землепользованием и управлением лесами, можно отнести следующие:

Быстрое уничтожение массивов лесов, являющихся последними территориями, где сохраняется естественная среда обитания биологических видов;

Отсутствие эффективной лесной охраны, и, как следствие, большое количество лесных пожаров, уничтожающих в лесах ежегодно значительные площади;

Эрозию и заболачивание вырубок, связанные с большим размером вырубаемых площадей, применением тяжелой лесозаготовительной техники, отсутствием мер по эффективному лесовосстановлению;

Засорение рек, использовавшихся в прошлом для сплава древесины, утонувшими бревнами и другими древесными отходами;

Уничтожение значительной части лесов вдоль берегов рек, приводит к эрозии склонов речных долин, загрязнению вод смывами почв, изменение водного режима рек и озер;

Резкое сокращение биологического разнообразия многих таежных территорий, сокращение численности многих видов растений и животных, в результате интенсивных рубок оказавшихся на грани уничтожения;

Многократное сокращение численности многих охотничье-промысловых видов животных;

Фрагментацию крупных массивов дикой природы на множество мелких частей, разделенных дорогами, населенными пунктами, различными линиями коммуникаций, и в результате - нарушение естественных путей миграций многих видов животных, нарушение целостности популяций и снижение их жизнеспособности;

Загрязнение больших таежных территорий свалками промышленных отходов, токсическими (например, при падении нижних ступеней запускаемых ракет) и радиоактивными отходами.

4. Нерациональное лесопользование

Огромный ущерб лесам наносит переувлажнение почвы, подтопление в результате строительства ГЭС (особенно в равнинной местности), водохранилищ, шоссейных и железных дорог и т. д. Гибель лесов по этим причинам можно наблюдать практически во всех областях России. Промышленные предприятия, выбрасывая в атмосферу, воду, почву различные химические соединения, вызывают угнетение и гибель деревьев, кустарников. Также огромный ущерб лесам, пастбищам, лугам наносит повышенное содержание свинца в воздухе в районах крупных автомагистралей, с интенсивным автомобильным движением. Здесь наблюдается накопление его в тканях растений и животных и как следствие вызывает угнетение, а нередко гибель таковых Кораблева А.И. Оценка загрязнения водных экосистем тяжелыми металлами / Водные ресурсы. 1991. №2 .

Также, вредным для лесной растительности является пыль цементных заводов, известняка и кремниевых пород. От их действия забиваются устьица, разрушается хлорофилл, а на поверхности образуется корка.

Так же среди причин гибели лесов следует назвать вредителей и болезни. Площадь очагов действия вредных насекомых в лесах России ежегодно достигает 2-3 млн. га. В 1991 году возросли с 4,2 до 61,4 тыс. га очаги особо опасного вредителя таёжных лесов - сибирского шелкопряда.

5. Сохранение разнообразия и управления лесов

Высокое разнообразие на видовом и сравнительно низкое на родовом, или уровне семейств, кажется общей особенностью верхнегорных лесов, тогда как низкогорные и равнинные имею обратное соотношение.

Различные леса на возвышенностях биогеографически гомогенной области часто замечательно сходны на более высоком таксономическом уровне. В северном полушарии, вне тропиков, вечнозеленые дубовые леса являются типичными в горах субтропических и теплых умеренных зон (горы Центральной Америки, Гималаи), тогда как леса ближе к верхней границе являются почти исключительно хвойными, часто монодоминантные - сосновые. Деревья более низкогорных лесов, дальше на север являются лиственными (часто из родов Quercus или Fagus), но вечнозеленые кустарники могут образовывать густой подлесок в областях с обильными осадками. Верхнегорные умеренные леса являются хвойными, где представлены несколько важных родов (Аbies, Piсеа, Рinus. Lаriх). Самое большое разнообразие обнаруживается в средиземноморских областях (много эндемиков Abies, а также хвойные родов - Juniperus, Cupressus, Cedrus). Леса изолированных горных областей остаются часто во власти одного или немногих местных видов, типа Picea schrenkiana на Тянь-Шане. Арктические леса - исключительно во власти видов хвойных: Abies, Picea, Pinus или Larix, на понижениях так же, как и на возвышенностях. Более детальные описания глобальной перспективы их - у Г. Вальтера.

Обилие древесных видов, разнотравья, мхов и лишайников, как и сред их обитания, дают огромное разнообразие типов леса. Классификация лесов Альп насчитывает более чем 200 разных типов, отличающаяся от таковых Пиреней, Карпат, Апенин, Балкан, и весьма сходны с типами лесов Кавказа. Умеренные и арктические горные леса, заменяющие тропические к северу и югу от 30-ых параллелей, богаты также мхами и лишайниками, смешанные с разнотравьем и кустарничками, они плотно покрывают землю. В многоснежных регионах хвойные деревья имеют колоновидные формы.

Низкорослые формы сосны и ольхи в Альпах и дальневосточной Азии, бука, клена, березы, на Кавказе - примеры адаптации к снежным нагрузкам и лавинной активности.

Это определяет чрезвычайно высокое богатство видов и типов сообществ, определенное по флористическим/фаунистическим критериям; в-разнообразию. Высокое бета-разнообразие горных регионов - главным образом результат высотной экспансии: эксплуатация третьего измерения. Высотная поясность ныне признана во всех горах мира и проявляет общий образец. Межпоясные границы проводятся по смене флористического состава. Причины этого - все еще дебатируемый вопрос, тогда как параметры климата, типа возникновения, частоты и силы заморозков и/или число дней с температурами, поддерживающими рост, могут быть критическими.

Биотические факторы, фитопатогены усиливают такое варьирование. Другой фактор разнообразия - крутизна гор. Экологические градиенты по склонам определяют растительные градиенты (верхний южный склон более иссушен, а более влажный нижний - богат питательными веществами и накоплениями от смыва почвы).

Синтез сведений древесно-видового разнообразия в географическом аспекте показал: существенное уменьшение в разнообразии с ухудшением гидротермической обеспеченностью и на широтном и высотном градиентах. В тропиках альфа-разнообразие не изменяется до высоты приблизительно 1000 м, но выше уменьшается линейно; тропические верхние пределы леса более богаты, чем умеренные леса равнин. Такой тенденции нет в лесах умеренных широт.

Катастрофические события, деградация лесных ресурсов вели к стихийному созданию правил и законов в традиционных культурах. Человек должен знать, как жить во враждебной среде; неудивительно, этот принцип устойчивости имеет свои корни в практике регулирования и лесоводства в горных районах Европы, хотя табу, правила и традиции по поддержанию леса существовали и во многих частях мира.

Многие горные леса были сформированы при климатических условиях отличных от нынешних. Их можно рассматривать, как «живые окаменевшие сообщества», однако, их восстановление могло бы быть затруднительным при текущих условиях. Не в последнюю очередь, по этой причине, жизненно необходимо изучение потенциальных эффектов изменения климата для определения стратегий устойчивого управления.

6. Пути решения экологической катастрофы

Для предохранения лесных насаждений от повреждений проводятся мероприятия, направленные на предотвращение появления и размножения лесных вредителей и болезней. Для уничтожения вредителей и болезней используется истребительные меры борьбы. Профилактика и истребительная борьба обеспечивают эффективную защиту насаждений при условии своевременного и правильного их применения. Защитным мероприятиям предшествует лесоэнтомологическое обследование, установление мест распространения вредных насекомых и болезней. На основе полученных данных решается вопрос о целесообразности применения тех или иных защитных мероприятий.

Мероприятия по борьбе с вредителями и болезнями леса делят по принципу их действия и технического применения на группы: лесохозяйственные, биологические, химические, физико-механические и карантинные. В практике эти способы лесозащиты используются комплексно, в виде системы мероприятий. Рациональное сочетание способов борьбы обеспечивает наиболее эффективное подавление жизнедеятельности вредных организмов в лесу.

Защита леса от вредителей и болезней должна осуществляться способами методами, не наносящими вреда человеку и окружающей среде. Химический метод борьбы с вредными насекомыми и болезнями основан на применении ядовитых веществ против насекомых - инсектицидов, против грибных заболеваний - фунгецидов.

Действие инсектицидов и фунгецидов основано на химических реакциях их с веществами, входящими в состав клеток организма. Характер реакции и сила воздействия ядовитых веществ проявляется по-разному в зависимости от их химической структуры и физико-химических свойств, а так же от особенностей организма.

Химические методы борьбы осуществляются с помощью наземных машин, самолётов и вертолётов. Наряду с химическими и биологическими способами используются и физико-механические: соскабливание кладок яиц непарного шелкопряда, срезание паутинных гнёзд златогузки и побегов сосны, поражённых вертуном и пеговьюнами, сбор личинок пильщика и жуков майского, хруща и др. Эти приёмы трудоёмки, поэтому применяются редко и только на небольших участках.

7. Методы решения экологической катастрофы

Основными задачами охраны леса являются его рациональное использование и восстановление.

Всё большее значение приобретают мероприятия по охране леса малолесистых районов в связи с их водоохраной, почвозащитной, санитарно-оздоровительной ролью.

Особое внимание должно уделяться охране горных лесов, так как они выполняют важные водорегулирующие, почвозащитные функции. При правильном ведении лесного хозяйства повторные рубки на том или ином участке должны проводиться не ранее чем через 80 - 100 лет, при достижении полной спелости. В 60 - 80-х годах ХХ столетия в ряде областей европейской части России к повторным рубкам возвращались значительно раньше. Это привело к потери их климатообразующего и водорегулирующего значения, возросло количество мелколиственных лесов.

Важная мера по рациональному использованию лесов - это борьба с потерями древесины. Нередко при заготовке древесины происходят значительные потери. В местах рубок остаются ветви, хвоя, которые являются ценным материалом для приготовления хвойной муки - витаминного корма для скота. Отходы от рубки леса перспективны для получения эфирных масел.

Лес очень трудно поддаётся восстановлению. Но, лес восстанавливают на вырубленных территориях, сеют на непокрытых лесом площадях, реконструируют малоценные насаждения. Объёмы лесовосстановительных работ в России постоянно увеличиваются. Высокая агротехника обеспечивает хорошее качество лесных культур, основное место в составе которых в лесах государственного значения занимают хозяйственно-ценные породы: сосна (48-51%), ель (27-29%), кедр (2,5-3,2%), дуб (3-3,5%), орехоплодные и другие культуры.

В пустынных и полупустынных районах Средней Азии и Казахстана ежегодно создаётся более 100 тыс. га культур пескоукрепительных пород - саксаула, черкеза, кандыма. Они закрепляют пески, преобразуют микроклимат и улучшают кормовые ресурсы этих крупных животноводческих районов. Значительное внимание уделяется культивированию плантационным методом ценных орехоплодных пород, дающих ценные пищевые продукты - орехи и древесину красивой текстуры. Наряду с искусственным лесовыращиванием широко распространены работы по естественному возобновлению леса (оставление обсеменителей, уход за самосевом хозяйственно-ценных пород и др.).

Большое внимание уделяется сохранению подроста в процессе рубки леса. Разработаны и внедрены в производство новые технологические схемы лесосечных работ, которые обеспечивают сохранение подроста и молодняка при лесоэксплуатации. Существенным фактором повышения продуктивности лесов и обогащение их состава станет выведение новых ценных форм, гибридов, сортов и интродуцентов пород. Изучение формового разнообразия и отбор хозяйственно-ценных форм осуществляется на новой теоретической основе, на базе анализа фено- и генотипической структур естественных популяций и выделения на основе сравнительного анализа биотипов с определёнными ценными признаками. Прежде всего, при отборе ценного селекционного материала, обращается внимание не высокую продуктивность растения, а также на растения, имеющие высокий уровень скорости роста при начальном периоде онтогенеза. Эти операции необходимы для разведения высокоинтенсивных плантаций с коротким оборотом рубки, с применением агротехнических мероприятий. Это послужит мощным рычагом интенсификации и специализации лесохозяйственного производства.

На сегодняшний день, на долгие годы рассчитана программа выращивания лесов будущего. Лесов необычных, сортовых, высокопродуктивных, быстрорастущих. Перед лесными службами страны стоит задача по созданию постоянной лесосеменной базы на селекционной основе. Первый этап этих работ - селекционно-генетическая ревизия лесов. Производится отбор, так называемых плюсовых деревьев, сильных. Взятые от них семена и черенки станут основой будущих массивов. В реестры внесено более 9 тыс. элитных деревьев и 3,3 тыс. плюсовых насаждений. На площади 1,4 тыс. га заложены первые семенные плантации, на 84 тыс. га - семенные участки. При правильном ведении лесохозяйства, наблюдается на истощение природных ресурсов, а наоборот, улучшение качества леса.

Заключение

На сегодняшний день, очень сложно удовлетворить растущий спрос не за счёт резкого увеличения вырубки, а путём более полного использования древесины. Основным направлением решения данной проблемы, может стать внедрение малоотходной и полностью безотходной технологии. Это, разумеется, даёт и дополнительный экологический выигрыш.

Главным фактором на наш взгляд, способствующем решению вопроса экологической катастрофы, станет реконструкция предприятий лесной индустрии. Необходимо искать новые пути решения проблем правильного лесопользования. Налаживать производство материалов из опилок, и других, так называемых отходов древесины. Следует вырубать убить меньше, а использовать его полнее, в будущем, это должно стать основной тенденцией в мировой индустрии.

Литература

Винокуров Н. Ф., Камерилова Г. С., Методическое пособие по курсу природопользование, Москва: «Просвещение», - 1996, - с. 205.

Новиков Ю. В., Природа и человек, Москва: «Просвещение», - 1988, - с. 223.

Новиков Ю. В., Никитин Д. П., Окружающая среда и человек, Москва: «Высшая школа», - 1986, - с. 415.

Ревель П., Ревель Ч., Среда нашего обитания, Москва: «Мир».- 1994, - с.340.

Степановских А. С., Охрана окружающей среды, Москва: «Юнити», - 2000, - с.560.

Голуб А., Струкова Е. . Природоохранная деятельность в переходной экономике/Вопросы экономики,1995.№1

Государственный доклад "О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1995 году"/Зеленый мир,1996.№24

Данилов-Данильян В. И. (под ред.) Экология, охрана природы и экологическая безопасность./МНЭПУ, 1997

Кораблева А.И. Оценка загрязнения водных экосистем тяжелыми металлами / Водные ресурсы. 1991. №2

Статья: Леса и биосферный баланс кислорода д.т.н. проф. В.Е.Лотош

Подобные документы

Происхождение и рациональное использование леса. Площадь лесов и лесных ресурсов. Породы и типы леса. Характеристика ленточного бора Алтайского края. Растительный и животный мир. Рекреационное использование леса. Экологическая пропаганда и охрана леса.

курсовая работа , добавлен 02.03.2012


Лесной фонд планеты и России, параметры и критерии лесопользования, проблема истощения лесных ресурсов. Вопросы устойчивости лесов в условиях антропогенных нагрузок. Закономерности поражения и гибели лесов. Водоохранные и экологические функции лесов.

реферат , добавлен 15.11.2009


Правовые положения охраны лесов. Особенности организации патрулирования лесных массивов. Определение пожарной опасности в лесу по условиям погоды. Характеристика лесных вредителей, надзор за их появлением и распространением, отслеживание болезней леса.

контрольная работа , добавлен 25.03.2012


Леса как экологические системы. Общая площадь лесных земель, их роль в жизни людей и животных. Природоохранительное значение лесов. Основные причины увеличения грунтового и уменьшения поверхностного стока. Полезащитные и почвозащитные функции лесов.

реферат , добавлен 24.02.2011


Правовое понятие "лес", объекты и субъекты лесных отношений. Право собственности на лесные участки. Охрана и защита лесов от пожаров. Защита лесов и лесных насаждений от незаконной вырубки. Рациональное использование лесов и земель лесного фонда.

курсовая работа , добавлен 08.12.2015


Проблема использования минеральных ресурсов. Рациональное использование водных, почвенных, лесных ресурсов. Реутилизация. Ресурсосберегающие технологии. Комплексное использование сырья. Повышение эффективности использования продукции.

реферат , добавлен 27.11.2004


Актуальность и значимость разработки и реализации Программы "Леса Чувашии" на 2008-20011 годы. Охрана лесных ресурсов Чувашской Республики. Лесорастительные районы, видовой состав растительности. Использование лесов Чувашии, их роль в экологии.

реферат , добавлен 24.07.2011


Классификации леса в зависимости от места распространения и вида. Его взаимодействие с окружающей средой, значение для жизнедеятельности и здоровья человека. Причины сокращения лесов, их восстановление. Защита лесов от пожаров, вредителей и болезней.

контрольная работа , добавлен 21.11.2010


Организация лесопользования на европейском севере России. Эксплуатационная заготовка древесины, виды рубок, возобновления леса. Геоэкологическая характеристика Никольского района, источники загрязнения. Лесохозяйственные мероприятия и лесовозобновление.

дипломная работа , добавлен 09.11.2016


Экологическое значение лесов и их влияние на окружающую среду. Кислородпроизводительная способность, защита от ветровой и водной эрозии, водорегулирующая и защитная функции, специфическая роль лесов в жизни человека. Леса Омской области и их защита.

Лесопользование - совокупность форм и методов использования лесных богатств. Ранее рассматривалось с точки зрения изъятия из лесных фитиценозов определенного количества спелой древесины, удовлетворяющей по размерам и качеству потребность в строительном лесе, пиломатериалах, сырье для лесохимической промышленности и т.д. В последнее время рассматривается многоцелевое лесопользование, когда заготовка древесины связывается с другими функциями лесных экосистем (водоохранно-регулирующей, защитной, санитарно-гигиенической и др.).

Виды лесопользования (по Лесному кодексу от 2006 года)

1. заготовка древесины;
2. заготовка живицы;
3. заготовка и сбор недревесных лесных ресурсов;
4. заготовка пищевых лесных ресурсов и сбор лекарственных растений;
5. ведение охотничьего хозяйства и осуществление охоты;
6. ведение сельского хозяйства;
7. осуществление научно-исследовательской деятельности, образовательной деятельности;
8. осуществление рекреационной деятельности;
9. создание лесных плантаций и их эксплуатация;
10. выращивание лесных плодовых, ягодных, декоративных растений, лекарственных растений;
11. выполнение работ по геологическому изучению недр, разработка месторождений полезных ископаемых;
12. строительство и эксплуатация водохранилищ и иных искусственных водных объектов, а также гидротехнических сооружений и специализированных портов;
13. строительство, реконструкция, эксплуатация линий электропередачи, линий связи, дорог, трубопроводов и других линейных объектов;
14. переработка древесины и иных лесных ресурсов;
15. осуществление религиозной деятельности;
16. иные виды

Главное пользование лесом осуществляется в лесах, достигших возраста спелости, т.е. такого возраста, при котором вырубаемая древесина соответствует требованиям промышленности. Основное предназначение главного пользования лесом - заготовка древесины. Заготовка может осуществляться сплошнолесосечными, постепенными и выборочными рубками леса. Существуют ограничения по группам леса, древесным породам, площади лесосеки, интенсивности вырубки, срокам и т.д.

Одним из основных последствий заготовки древесины является замена коренных лесов вторичными, как правило, менее ценными и нередко менее продуктивными. Существует более ста видов рубок, в том числе концентрированные, сплошнолесосечные, узколесосечные, условно-сплошные и т.д. В монокультурных лесонасаждениях практикуются сплошнолесосечные (концентрированные) рубки, обязательное условие проведения которых - обеспечение восстановления вырубленных участков хозяйственно ценными породами в установленные сроки, сохранение подроста, содействие естественному возобновлению и создание лесных культур. Считается необходимым оставление куртин не менее 15-20 деревьев на 1 га для самооблесения. Постепенные рубки, когда древостой вырубается в 2-3 приема, освобождается пространство для успешного роста молодого поколения, находящегося под пологом старого леса. Период повторяемости может быть разным. В монокультурных лиственных лесах с еловым подростом он равен в среднем 20 годам.

Экологическое влияние способов рубки леса
Отрицательные экологически последствия.	Положительные экологически последствия.
Сплошные рубки
· Оголяются значительные территории, нарушается природное равновесие, ускоряются процессы эрозии. · Полностью разрушаются биоценозы, деградирует животный и растительный мир. · Уничтожается прирост, затрудняются условия самовосстановления лесов.	· Полное освобождение лесосеки облегчает посадку лесных культур и уход за ними.
Выборочные рубки (рубки ухода)
· Затрудняются работы по целенаправленному лесовосстановлению. · При валке и транспортировке повреждается лесная подстилка и другие деревья, нарушается гидрорежим территории и среды обитания растений и животных.	· Выбираются спелые, малоценные, больные растения, происходит оздоравливание, улучшение состава леса. · В основном сохраняются ландшафты, биоценозы, типичная флора и фауна.

В лесном хозяйстве наиболее широко используется термин расчетная лесосека, который определяет годичный размер главного пользования лесом. Это потенциально возможная, научно обоснованная ежегодная норма пользования древесиной на основе непрерывности и неистощительности пользования. Существующее понятие как оборот лесосек, определяет срок за который оставленный на вырубленной лесосеке подрост достигнет товарной спелости. Считается, что для ели период оборота лесосеки равен 100 годам.