Рациональное использование лесного фонда Костанайской области на примере Басаманского лесничества

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Литературный обзор

1.1 Роль леса в природе и жизни человека

1.2 Лесная типология и типы условий произрастания древесных культур

1.3 Деградация лесов

2. Региональные особенности лесокультурного производства и защитного лесоразведения

2.1 Общая площадь лесного фонда Костанайской области

2.2 Структура, динамика и таксационная характеристика лесов Костанайской области

2.3 Эколого-физиологические аспекты устойчивости искусственных насаждений сосны обыкновенной в Северном Казахстане

2.4 Геоботаническое районирование и ботанико-географические элементы флоры сосновых лесов Тургайской впадины

2.5 Взаимовлияние древесных и кустарниковых пород в насаждениях

3. Материалы, методы и результаты исследования

3.1 Административная характеристика района

3.2 Методика исследования

3.3 Динамика лесного фонда Басаманского государственного учреждения по охране лесов и животного мира

3.4 Состояние покрытой лесом площади по преобладающим породам и классам возраста

3.5 Динамика продуктивности покрытой лесом площади

3.6 Мероприятия по охране лесов в ГУ Басаманского лесничества

Выводы

Список использованной литературы

Введение

При существующей тенденции атропизации естественных ландшафтов в аспекте широтной зональности (от лесостепи до полупустыни) Северного Казахстана в последние десятилетия отмечается сокращение лесных экосистем, утрата ценных популяций и экологических форм Pinus silvestris L., особенно на крупных гарях и вырубках. В целом это существенно оказывает влияние на генографию и устойчивость ценопопуляций лесных экосистем, что несомненно вызвано частыми пожарами в островных борах.

Огромную роль лесных экосистем в эволюции биосферы общеизвестна. С уничтожением и нарушением структуры их, устраняется важный компонент самоочистки воздуха, гибнет населяющая их полезная фауна. Вследствие этого беспрепятственно размножаются вредители различных культур, наносящие значительную потерю урожая. [14]

Актуальность темы: Леса и лесные культуры представляют собой богатство страны, но вследствие интенсивного освоения природных ресурсов и антропогенных нагрузок усилились процессы опустынивания территорий, деградации земель, гибели растительного и животного мира.

Проблема охраны окружающей среды приобретает в настоящее время исключительную актуальность, становится одной из важнейших задач, целью которой является рациональное использование, воспроизводство лесных ресурсов и лесоразведение с целью повышения лесистости территории республики.

Изменение лесных ландшафтов естественно вызывает необходимость мониторинга участков-эталонов, характеризующиеся наличием в них патриархов леса- носителей генофонда (деревьев- матер- семенников).

Для сохранения этих форм, необходимы, наряду с соответствующими административными мероприятиями, точный учет указанных выше таксонов, требующих охраны, выявление и установления причин их исчезновения, сохранение генофонда ценопопуляций.

Цель работы - определение качественных и количественных характеристик лесных ресурсов Басаманского лесничества и инвентаризации лесного фонда с определением породного и возрастного составов лесов, их состояния.

Задачи исследования:

1. Сравнить общую площадь лесного фонда лесхоза и распределения ее по категориям земель, установленных проведенной инвентаризацией, с данными предшествующего лесоустроительного отчета;

2. Установить динамику покрытой лесом площади, удельный вес лесных культур;

3. Сравнить состояние покрытой лесом площади по породам и классам возраста;

4. Сравнить показатели среднего класса бонитета, распределение насаждений по полнотам, запаса и прироста древесины.

При написании дипломной работы мы использовали следующие методы исследования:

- учет и оценка лесоразведения в Басаманском государственном учреждении по охране лесов и животного мира

- классификация типов леса по методу В.Г. Нестерова

1. Литературный обзор

1.1 Роль леса в природе и жизни человека

Лес во многом определяет качество окружающей среды и то, насколько эта окружающая среда подходит для удобного и здорового существования человека. Общеизвестна роль леса как "зеленых легких планеты": лес поглощает и связывает из атмосферы углекислый газ, накапливает углерод в составе органического вещества живых растений, их остатков и почвы, а обратно выделяет кислород, необходимый всем живым существам для дыхания. Одновременно с этим лес весьма эффективно очищает воздух от пыли и других вредных примесей - они легко оседают на поверхности листьев и хвои и смываются на землю дождями. Лес, испаряя большие количества воды, поддерживает повышенную влажность воздуха, защищая от иссушения не только себя, но и прилегающие территории.

Не менее известна роль леса в сохранении чистой пресной воды - главного природного ресурса ХXI века, нехватка которого все больше ощущается в самых разных частях Земли, в том числе во многих регионах Казахстана. Лес играет большую роль в глобальном распределении осадков: испаряемая деревьями влага возвращается в атмосферный круговорот, чем создаются условия для ее более дальнего переноса от океанов и морей вглубь континентов. Современные исследования показывают, что если бы не было лесов, то удаленные от морей и океанов территории были бы значительно более засушливыми или даже пустынными, мало пригодными для жизни людей и для развития сельского хозяйства. Лес эффективно задерживает таяние снега весной и сток воды после сильных ливней, тем самым "сглаживая" подъем воды в реках, предотвращая разрушительные наводнения и пересыхание рек и ручьев в засуху. Лес надежно защищает берега рек и ручьев от эрозии, тем самым, предотвращая загрязнение водоемов частицами почвы. [17]

Леса, лесополосы и даже отдельные деревья имеют большое значение для защиты и сохранения плодородия прилегающих сельскохозяйственных земель, сохраняя землю и сельскохозяйственные культуры от вредного воздействия сильных ветров, поздних заморозков, иссушения, эрозии и других неблагоприятных воздействий. Особенно заметно благотворное влияние леса на сельскохозяйственные земли в зонах рискованного земледелия - там, где климат не очень благоприятен для выращивания большинства сельскохозяйственных культур. Леса и лесополосы, при наилучшем их размещении среди сельскохозяйственных земель, способны обеспечивать благоприятные для сельского хозяйства условия на площади, которая многократно (до 10-20 раз) превышает площадь, занятую самим лесом.

С лесами связано существование основной доли биологического разнообразия Земли - разнообразия существующих на нашей планете живых организмов и экосистем. Леса являются главной средой обитания примерно для трех четвертей всех видов растений, животных и грибов, существующих на нашей планете, и большинство этих видов без леса существовать просто не может. Сохранение разнообразия лесов Земли, и в первую очередь - диких лесов, до сих пор живущих по законам дикой природы при минимальном вмешательстве человека, имеет ключевое значение для сохранения всего разнообразия жизни. [2]

По мере развития человеческой цивилизации, увеличения численности населения, требований к качеству окружающей среды, потребностей в чистой воде, воздухе и тому подобных благах, даваемых лесом, средообразующее значение леса в жизни человечества возрастает. А самое главное - на смену простому осознанию этой роли постепенно, хотя и очень медленно, приходит готовность что-либо делать для того, чтобы роль леса в сохранении благоприятной окружающей среды никогда не иссякла.

Леса - важная составная часть окружающей среды. Как экологическая система лес выполняет различные функции и одновременно является незаменимым природным ресурсом. Многочисленные исследования как у нас в стране, так и за рубежом подтвердили исключительное значение лесов в сохранении экологического равновесия в природной среде. По мнению специалистов, значение средозащитной функции леса, т. е. сохранность генофонда флоры и фауны, на порядок выше их экономического значения как источника сырья и продуктов. Влияние лесов на окружающую среду исключительно многообразно. Оно проявляется, в частности, в том, что леса:

- являются основным поставщиком кислорода на планете;

- непосредственно влияют на водный режим как на занятых ими, так и на прилегающих территориях и регулируют баланс воды;

- снижают отрицательное воздействие засух и суховеев, сдерживают движение подвижных песков;

- смягчая климат, способствуют повышению урожаев сельскохозяйственных культур;

- поглощают и преобразуют часть атмосферных химических загрязнений;

защищают почвы от водной и ветровой эрозии, селей, оползней, разрушения берегов и других неблагоприятных геологических процессов. [15]

Экологические функции леса:

- Средозащитная (сохранение экологического равновесия)

- Климаторегулирующая

- Водоохранная и водорегулирующая

- Почвозащитная

- Санитарно-гигиеническая

- Рекреационная

Природные ресурсы:

- Древесина

- Техническое сырье

- Минеральное сырье

- Лекарственное сырье

- Пищевые продукты

создают нормальные санитарно-гигиенические условия, благотворно влияют на психику человека, имеют огромное рекреационное значение.

Вместе с тем леса являются источником получения древесины и многих других видов ценного сырья. Из древесины производят более 30 тыс. изделий и продуктов, и потребление ее не уменьшается, а, наоборот, увеличивается. По расчетам специалистов, только в странах Западной Европы дефицит древесины к 2020 г. составит 220 млн м³. [8]

По своему значению, местоположению и выполняемым функциям все леса подразделяют на три группы:

первая группа - леса, выполняющие защитные экологические функции (водоохранные, полезащитные, санитарно-гигиенические, рекреационные). Эти леса строго охраняются, особенно лесопарки, городские леса, особо ценные лесные массивы, национальные природные парки. В лесах этой группы допускаются только рубки ухода за лесом и санитарные рубки деревьев; лесоразведение басаманский земля

вторая группа - леса, имеющие защитное и ограниченное эксплуатационное значение. Распространены они в районах с высокой плотностью населения и развитой сетью транспортных путей. Сырьевые ресурсы лесов этой группы недостаточны, поэтому, чтобы сохранить их защитные и эксплуатационные функции, требуется строгий режим лесопользования;

третья группа - эксплуатационные леса. Распространены они в многолесных районах и являются основным поставщиком древесины. Заготовка древесины должна осуществляться без изменения естественных биотопов и нарушения естественного экологического равновесия.

Принадлежность леса к той или иной группе определяет режим лесопользования, который должен вестись на строго научной основе с соблюдением основных принципов максимального сбережения природных экосистем и рационального использования лесных ресурсов. [23]

1.2 Лесная типология и типы условий произрастания древесных культур

В пределах лесорастительных зон, подзон, районов экологической основой для районирования и проектирования лесокультурных работ является лесная типология.

Основоположнику учения о типах леса Г.Ф. Морозову принадлежит открытие важнейшей закономерности жизни леса - соответствие видового состава и формы лесного насаждения условиям местопроизрастания. В соответствии с этой закономерностью в одинаковых условиях среды формируются однородные по составу пород лесные насаждения. В пределах одного климатического района, а тем более в одном лесном массиве встречается много, даже территориально разобщенных, но одинаковых по условиям местопроизрастания участков с типичными для них однородными по составу лесными насаждениями. Следовательно, такие участки леса можно объединить в один тип леса, другие сходные между собой участки леса - в другие типы. По Г.Ф. Морозову, под типом лесного насаждения понимается совокупность участков леса, однородных по составу древесных пород, форме насаждения и условиям произрастания. Учение о типах леса характеризует лес не как хаотическое произрастание деревьев в насаждении, а как сообщество растений, находящихся в гармоничной связи с условиями жизни. Таким образом, тип леса - это конкретное, т.е. для определенных условий среды, выражение основного закона жизни леса. [24]

Учение о типах леса дает научную основу для рационального и правильного ведения лесного хозяйства. Объектом хозяйства в лесу должен быть тип леса. Применительно к определенному типу леса необходимо разрабатывать конкретную систему хозяйственных мероприятий по рубкам леса, естественному возобновлению, лесокультурным работам и т.д.

Последователи Г.Ф.Морозова на основе его учения начали по-новому изучать лес, выделять и описывать его типы. В результате накопления определенных знаний в этой области стало возможным их обобщение в виде классификаций типов леса, которые явились дальнейшим шагом в развитии учения о типах леса. [18]

Для экологической оценки покрытых лесом площадей и свежих вырубок в зоне хвойных таёжных лесов разработана классификация типов леса В.Н. Сукачевым.

Территории или участки, не занятые лесом, но предназначенные под него, он разделяет на типы лесорастительных условий. При этом под типом лесорастительных условий (или условий местопроизрастания) В.Н. Сукачев понимает объединение участков территории, отличающихся однородной лесорастительной способностью, т.е. имеющих однородный комплекс действующих на растительность природных (климатических и почвенно-грунтовых) факторов.

Большое значение на современном этапе приобретает изучение типов леса не только в пространстве, но и во времени. При этом фактор времени в изучении типов леса имеет не только теоретическое, но и практическое значение. В связи с этим возникает необходимость лесную типологию рассматривать в динамике.

Динамическая типология особенно необходима в связи с тем, что объектом изучения всё чаще становятся не только леса, не тронутые человеком, но и леса, изменённые и изменяемые антропогенным воздействием. В результате на сплошных вырубках могут быть сформированы молодые лесонасаждения естественным или искусственным путём, и не исключена возможность, что на месте старого типа леса будет сформирован новый. Основываясь на этих факторах, Б.П. Колесниковым разработана генетическая классификация типов леса, в основу которой положены выделенные им классификационные единицы леса и лесорастительных условий. [19]

Для общей экологической оценки участков, предназначенных для искусственного лесовозобновления, наиболее удачной является классификация типов условий местопроизрастания Е. В. Алексеева - П.С. Погребняка (таблица 1), в основу которой положены два ведущих фактора почвенного плодородия - богатство и влажность почвы. Эти две координаты составляют основу эдафической, то есть почвенной, сетки классификации типов лесного участка.

Таблица 1 Классификационная схема типов условий местопроизрастания по Е.В. Алексееву - П.С. Погребняку

Гигротопы	Трофотопы
	А-боры	В-суборы	С-сугрудки	Д-груды
0-очень сухие	А0	В0	С0	Д0
1-сухие	А1	В1	С1	Д1
2-свежие	А2	В2	С2	Д2
3-влажные	А3	В3	С3	Д3
4-сырые	А4	В4	С4	Д4
5-мокрые	А5	В5	С5	Д5

Типы условий местопроизрастания этой классификации (эдатопы) можно применять при характеристике лесных и нелесных площадей в равнинных лесостепных и степных зонах Казахстана, включая Казахский мелкосопочник.

В приведенной схеме по горизонтали слева направо возрастает степень плодородия почвы от А до Д, образуя трофогенный ряд. В этом ряду выделено 4 градации по плодородию почвы участка: А-боры, В-субори, С-сугруди, Д-груды, которые называются трофотопами. По вертикали сверху вниз возрастает степень увлажнения, образуя гигрогенный ряд. В этом ряду выделено 6 градаций влажности почвы: 0 - очень сухие, 1 - сухие, 2 -свежие, 3 - влажные, 4 - сырые, 5 - мокрые. Эти группы называют гигротопами. Пересечение рядов гигротопов и трофотопов образует эдатоп (буквально эдафическое или почвенное место), т.е. тип участка. Названия эдатопов образуются из соответствующих названий трофотопов и гигротопов. Например: Ао- очень сухой бор, В2 -свежая суборь, Сд - влажный сугрудок и т.д.

Такая классификация удобна для проектирования лесных культур, т.к. с её помощью можно оценивать по богатству и влажности почвы не только покрытые лесом площади, но и другие категории лесокультурного фонда - прогалины, поляны, открытые степи и т.д.

Пример. Лесокультурная площадь - прогалина в островных сосновых борах Костанайской области характеризуется типом условий местопроизрастания А₁ - сухой бор, почвы - боровые песчаные, слабогумусированные, подверженные дефляции. Исходя из этого проектом можно предопределить:

чистые по составу культуры сосны обыкновенной;

подготовка почвы - частичная полосами по системе зяблевой обработки;

культуры несколько загущенные, с размещением 1,5 х 0,5 м, с количеством посадочных мест 13,3 тыс. шт. на 1 га;

-метод создания - посадка 2-летними сеянцами. Другой пример. Лесокультурная площадь - межколочный открытый участок в лесостепной зоне с типом условий местопроизрастания СЗ - влажные сугрудки, почвы - обыкновенный среднегумусный чернозём, задернение сильное. Проектом следует предусмотреть:

чистые по составу культуры берёзы повислой;

обработка почвы сплошная, по системе чёрного пара;

размещение 2,0 х 1,0 м, с количеством посадочных мест 5,0 тыс. шт. на 1 га;

метод создания - посадка 2-летними сеянцами.

Однако при оценке лесокультурной площади классификационная схема типов условий местопроизрастания Е.В. Алексеева - П.С. Погребняка не учитывает для горных условий такие показатели, как вертикальная поясность, крутизна и экспозиция склонов, степень их инсолируемости и ряд других факторов.

Для горных еловых лесов Северного Тянь-Шаня разработана классификация типов условий местопроизрастания не покрытых лесом площадей профессором Казахского национального аграрного университета А.Н. Медведевым.

Для удобства лесокультурной практики А.Н. Медведевым здесь выделено 4 высотно-климатические полосы:

1. холодного сырого климата (2800-2400 м над уровнем моря);

2. относительно холодного влажного климата (2400-2000 м);

3. умеренного свежего климата (2000-1600 м);

4. умеренно-теплого климата недостаточного увлажнения (ниже 1600 м над уровнем моря).

В связи с тем, что на горных склонах экспозиции и крутизна имеют первостепенное значение, выделено 8 основных экспозиций: северная, южная, восточная, западная, северо-восточная, северо-западная, юго-восточная и юго-западная. Использованы 4 градации крутизны склонов: пологие до 10°, покатые 10-20°, крутые 20-35° и очень крутые 35-45°.

По степени инсолируемости склонов составлена шкала инсолируемости местообитаний: а) слабая, б) средняя, в) сильная, г) очень сильная. Шкала инсолируемости увязана с крутизной склонов по 8 экспозициям.

Особенности типов условий произрастания определяются также богатством и влажностью почвы - эдатопами (гигро- и трофотопами).

Принято 5 групп трофности почв: очень богатые - Д, богатые - С, бедные - В, очень бедные, допускающие лесоразведение - А и очень бедные, не допускающие лесоразведения - А. И наконец, по степени увлажнения гигротопов выделено 6 групп: 0 - очень сухие, 1 - сухие, 2 - свежие, 3 -влажные, 4 - сырые, 5 - мокрые.

В зависимости от типов условий местопроизрастания для горных лесов Северного Тянь-Шаня А.Н. Медведевым рекомендовано 27 типов лесных культур по 4 категориям лесокультурных площадей с участием в качестве главных пород ели Шренка, сосны обыкновенной, ли-ственницы сибирской и берёзы повислой.

Для горных лесов Казахстанского Алтая и Саура Э.В. Северским разработана довольно сложная схема типов лесорастительных условий, в основу которой положены: высотная поясность, формы рельефа с учётом их топографического положения, почвообразующие горные породы, степень каменистости и инсолируемости склонов, характер эдафического увлажнения и интенсивность хода роста в высоту господствующих деревьев главной породы.

На основании проведённых исследований Э.В.Северским выделено 63 типа лесорастительных условий, в которых даётся характеристика условий местопроизрастания и растительности, отмечается характер восстановительных смен коренных насаждений.

Кроме того, составлены некоторые общие рекомендации по производству лесных культур. Эти рекомендации сводятся к выбору ассортимента пород, культуры которых экологически наиболее приемлемы для тех или иных типов лесорастительных условий.

Из выделенных типов лесорастительных условий 44 признаны лесопригодными. Остальные типы для производства лесных культур являются экологически непригодными или бесперспективными. Это каменистые, заболоченные, лавиноактивные и другие площади. [3]

1.3 Деградация лесов

Казахстан является одной из малолесных стран мира. Леса в Казахстане составляют всего 4,5% площади республики, и 70% из них расположены в Восточном Казахстане.

Ленточные боры - уникальное природное явление, существующее со времени ледникового периода. На планете всего две его популяции. Одна находится в Канаде, другая в Казахстане.

Резко возросли площади лесных пожаров, только за 1997-2005г.г поглощено пожарами около 500тыс.га леса.

Несанкционированные рубки в лесах приводят к полной деградации экосистемы региона. На восстановление лесов потребуется несколько десятков миллиардов тенге.

Необходимо отметить, что на сегодня вся плата за лесные пользования остается в государственном бюджете, а это довольно большие суммы, тогда как на лесное хозяйство буквально выделяются незначительные суммы, в связи, с чем лесное хозяйство буквально сидит на голодном пайке.

Постановлениями Правительства Республики Казахстан от 26.09.2001г. №1248 «Некоторые вопросы Комитета лесного, рыбного и охотничьего хозяйства Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Казахстан, и отдельных предприятий, находящихся в его ведении» хозрасчетная часть лесных хозяйств сначала была отделена, а затем и вообще отдана в коммунальную собственность областей. [26]

Тем самым, основная часть материально- технической базы лесного хозяйства, ранее использовавшаяся на лесохозяйственных работах, оказались изъятой из системы лесного хозяйства.

.наши леса имеют общегосударственное и даже мировое значение . Местническое отношение к лесам приведет к общегосударственной катастрофе и нарушению экосистемы на Земле. (рисунок 1)

Рисунок 1 Последствия сведения лесов

Анализ запасов древесины в Верх-Убинском, Мало-Убинском, Зыряновском, Лениногорском, Пихтовском, Усть-Каменогорском, Черемшанском государственных учреждениях по охране лесов и животного мира показывает, что 30% площади лесов (28,7% запасов древесины в названных учреждениях), в которых предполагается начать лесоразработки, находятся в труднодоступных местах. Для их освоения потребуется строительство лесовозных дорог и волоков, сопряженное со значительными повреждениями горных склонов, что естественно вызовет массовые эрозионные процессы и нарушения гидрологического режима рек. Следует отметить, что перестойные естественные насаждения в этих лесах, где допускаются рубки, составляют всего 20,9%.

Расчеты показывают, что заготовка древесины (рубки главного пользования) в этих учреждениях допускается в размере 599,9 тыс. куб.м. в год в доступных местах и 233,5 тыс.куб.м. в труднодоступных местах, что позволит ежегодно получать соответственно 292,5 и 143 тыс.куб.м. деловой древесины.

Следует отметить, что леса Северного Казахстана в основном разновозрастные. В них на протяжении тысячелетий протекали естественные процессы замены поколений леса без ущерба для окружающей среды. Научные исследования подтверждают, что вмешательство человека приводит к разрушению сложившегося природного равновесия в сложных экосистемах горных лесов. [5]

Исследования И.В.Семечкина показали, что природные разновозрастные леса не разрушаются в результате гибели отживших свой век деревьев, а длительное время сохраняют существующую структуру и запас насаждений. Например, в пихтовых лесах, представляющих основной интерес для заготовителей, имеются и молодые, и средневозрастные, и приспевающие поколения, преобладающие, конечно, не по накопленному запасу древесины, а по числу деревьев.

Наиболее продуктивные и высококачественные леса вблизи дорог фактически уже вырублены и потеряли свое значение как основной источник древесины для дальнейшего функционирования лесозаготовительной промышленности.

Отдаленные лесные массивы не осваивались из-за отсутствия дорог и большой крутизны склонов. Рубка леса на крутых склонах в значительной мере нарушает их устойчивость к водной эрозии и влечет за собой необратимые процессы разрушения природных комплексов. [25]

Учеными достаточно детально изучено влияние рубок леса на гидрологический режим притоков Иртыша, который обеспечивает водой несколько областей Казахстана (Восточно-Казахстанскую, Павлодарскую, Акмолинскую, включая столицу республики, и Карагандинскую область с ее мощной промышленной базой), а также ряд областей Российской Федерации. Только водосборная площадь р.Бухтармы составляет 15650 кв.км. По данным В.И.Коровина, 60,2% среднего годового стока этой реки формируется в горно-лесной зоне. Леса в этой зоне подвергались наиболее интенсивным рубкам. По мере оголения горных склонов гидрологический режим реки все больше нарушался. Снижение лесистости в бассейнах рек отрицательно сказалось и на накоплении твердых осадков в зимний период, что наряду с другими факторами отрицательно повлияло на водный режим. В результате смыва почвы с нарушенных горных склонов мутность воды достигает 10-60 г/куб.м, а в отдельные периоды - 120 г/куб.м. [6]

Положительная водорегулирующая роль леса наиболее полно проявляется в переводе поверхностного стока воды во внутрипочвенный, что способствует увеличению питания рек грунтовыми водами. На это указывают такие исследователи как: В.В. Рахманов, А.А. Молчанов, С.Ф. Федоров, А.П. Бочков, А.М. Великанов, Д.Л. Соколовский и др.

Нарушение экосистем, особенно в верхнем поясе горно-лесной зоны, серьезно отразилось и на водном режиме другой крупной реки - Убы.

Таким образом, анализ стока двух крупных притоков Иртыша подтверждает правильность вывода большинства ученых об ухудшении водного режима рек в результате сведения лесов. Уровень воды в реках в результате сведения лесов уменьшается не только во время летней и осенне-зимней межени (период низкого уровня воды в реке), но и в период весеннего паводка. Так, среднегодовой сток реки Бухтармы за последний период сократился на 567 млн. куб.м, а реки Убы - на 504 млн. куб.м.

Можно сказать, что нарушение экосистем рассмотренных водосборных бассейнов достигло своего территориального критического предела. Особенно губительно сведение лесов для малых рек и ручьев, берущих начало в горно-лесной зоне и питающихся за счет сезонных осадков и грунтовых вод. Сведение лесов ведет к развитию водной эрозии, к деградации речных систем и к полному исчезновению малых рек.

Результатом водной эрозии, кроме прямого вреда, заключающегося в уменьшении плодородного слоя почвы на лесосеках, является перенос биогенных веществ в водохранилища, что приводит к развитию в них вредных сине-зеленых водорослей.

Уменьшение стока рек в результате вырубки лесов, кроме того, наносит ощутимый ущерб рыбному хозяйству и подрывает основы охотничьего хозяйства. [20]

Благотворное влияние лесов на поддержание нормальной экологической обстановки не ограничивается его почвозащитной, водоохранной и водорегулирующей функциями. В Восточно-Казахстанской области, где сконцентрировано большое количество промышленных предприятий, леса играют особую роль - очищают атмосферу от техногенного загрязнения. Достаточно сказать, что в процессе жизнедеятельности лесные сообщества, расположенные на площади всего 1 га, ежесуточно перерабатывают до 500 тыс.куб.м. воздуха (Алексеев В.А., Догинжер Л.С.). Лес может постоянно очищать такой объем воздуха, если концентрация загрязнителей не станет губительной для него самого.

Специальными исследованиями установлено, что только почвозащитная функция леса обеспечивает экономический эффект, который в среднем в 16,5 раза превышает стоимость древесины (Лес и охрана природы, 1983 г). Несмотря на это, потребительское отношение к лесам как источнику дешевого древесного сырья не изменилось.

В Восточно-Казахстанской области сложилась крайне неблагополучная экологическая обстановка в связи с вырубкой лесов и загрязнением окружающей среды, что вызывает обеспокоенность широкой общественности. Однако руководство области в последнее время пытается расширить объемы рубок путем передачи всех лесов области, не отнесенных к ООПТ республиканского значения, в долгосрочное пользование частным лесозаготовительным компаниям.

Опасность снижения защитных свойств лесов (а может быть и их полного исчезновения) усугубляется сравнительно низкой лесистостью региона и его соседством с пустыней и засушливой степью.

Руководству области следовало бы стремиться не к сиюминутному получению выгоды от эксплуатации лесов, а к их сохранению как источнику чистого воздуха и воды для огромной территории республики.

Таким образом, освоение предоставляемых области иностранных инвестиций в размере 36 млн. долларов в дальнейшем может обернуться потерями, многократно превышающими эту цифру. Более того, руководство области, внося предложение о передаче в аренду лесов вышеуказанных учреждений, должно было учесть, что в области работают другие лесозаготовители, что необходимо оказывать поддержку отечественным предпринимателям, что нужна древесина и на местные нужды (больницам, школам, фермерам и т.д.).

Необходимо также зарезервировать площади для дальнейшего развития особо охраняемых природных территорий.

Лесные пожары уничтожают миллионы тонн органического вещества ежегодно, наносят большой ущерб лесному хозяйству, уменьшается прирост деревьев, ухудшается состав лесов, усиливаются буреломы и ветроломы, ухудшаются почвенные условия. Лесные пожары способствуют распространению вредных насекомых и дереворазрушающих грибов.

Лес - одна из самых долговечных природных систем и очень трудно поддается восстановлению. В Казахстане много неудобных и заброшенных земель, оврагов, пустырей, отвалов, которые с успехом могут быть использованы для выращивания леса. Многие города и населенные пункты Казахстана плохо озеленены или вообще не имеют зеленых насаждений. В Республике Казахстан 28 января 1993г. принят Кодекс об охране лесов и рациональном использовании лесных ресурсов. Кодекс регулирует лесные отношения в области рационального использования лесов, их охраны и защиты, воспроизводства, повышения лесной продуктивности, имея в виду удовлетворения потребностей народного хозяйства и населения в древесине, другой лесной продукции, и в целях усиления водоохранных, защитных, климаторегулирующих, санитарно-гигиенических, оздоровительных и других полезных природных свойств лесов, а также укрепления законности в области лесных отношений. Леса в Казахстане находятся в исключительной собственности государства и предоставляется только в пользование. Виды лесопользования:

заготовка древесины;

заготовка живицы (подсечка);

заготовка второстепенных материалов (пней, дуба, коры, ветвей и т.д.) ;

побочные лесные пользования (сенокошение, пастьба скота, размещение ульев, пасек); заготовка дикорастущих плодов, ягод, грибов, лекарственных растений и технического сырья;

в научно-исследовательских целях;

в культурно-оздоровительных целях;

для нужд охотничьего хозяйства. [11]

Кодексом предусмотрена административная и уголовная ответственность за нарушение правил лесопользования, а причиненный ущерб подлежит возмещению. Законом закреплены правовые требования к рациональному использованию лесосырьевых ресурсов, регламентирован порядок установления оптимальных ежегодных норм рубки леса и режим лесопользования.

Охрана растительного мира состоит в том, чтобы обеспечить сохранение всех имеющихся видов как в естественных условиях, также путем создания ботанических садов, заказников, заповедников, национальных парков. Проблеме сохранения биологического разнообразия уделяется в мире все больше внимания. Она является одной из глобальных экологических проблем и с каждым годом все больше обостряется по мере исчезновения все новых видов. Катастрофическое уменьшение биоразнообразия связано, главным образом, с разрушением среды обитания в результате антропогенной деятельности, природоемким развитием сельского хозяйства и лесного хозяйства, загрязнением окружающей среды. На конференции ООН в Рио-де Жанейро (1992) представителями 179 государств была принята Конвенция по биоразнообразню.

Биоразнообразие - разнообразие живых организмов - включает в себя разновидности растений, животных, микроорганизмов, а также те экосистемы и экологические процессы, частью которых они являются. Оно также включает генетическое разнообразие, разнообразие между видами и разнообразие экосистем. В Конвенции по биоразнообразию в качестве важнейших были поставлены следующие задачи:

сохранение биоразнообразия;

устойчивое использованные его компонентов;

справедливое и равноправное получение выгод, возникающих в результате использования генетических ресурсов.

В США ежегодно производится 4,5 процентов валового национального продукта (около 90 млрд.долл.) за счет диких видов. Стоимость лекарств, производимых в мире из дикорастущих растений и естественных продуктов, составляет примерно 40 млрд.долл. в год.

Отметим, что биоразнообразие является не только условием существования экосферы, но и может рассматриваться как важный хозяйственный ресурс. Генетическое разнообразие, генотипы многих видов растений и животных, микроорганизмов используются в сельском хозяйстве, медицине, биологической промышленности, материалы, получаемые за счет дикой фауны и флоры, идут на изготовление ценных эфирных масел, клеев, восков, смол, красителей, дубильных веществ, лекарств, инсектицидов и т.п. [16]

2. Региональные особенности лесокультурного производства и защитного лесоразведения

2.1 Общая площадь лесного фонда Костанайской области

На территории Костанайской области с учетом климатических и почвенных условий выделены 2 лесорастительные зоны:

1. леса лесостепной зоны;

2. леса степной зоны;.

В основу описания выделенных лесорастительных зон Казахстана положены работы М.В. Гудочкина и П.С. Чабана, А.Н. Протасова.

В зоне лесостепи Костанайской области климат зоны резко континентальный, для него характерны температурные контрасты зимы и лета, дня и ночи. Зима холодная, с устойчивым в течение 5 месяцев снежным покровом, с сильными ветрами и метелями. Абсолютный минимум температуры воздуха достигает - 48°С (таблица 2)

Таблица 2 Основные климатические показатели лесостепной зоны Костанайской области

Метеорологические данные	Костанайская область
Среднегодовая температура воздуха (0С)	0,8
Абсолютный максимум температуры (0С)	43
Абсолютный минимум температуры (0С)	-48
Средне годовое количество осадков (мм)	314
Средне годовая относительная влажность воздуха (%)	75

Летом преобладают высокие температуры воздуха. Абсолютный максимум достигает 41°С. В тёплое время года нередко бывают атмосферные и почвенные засухи. Среднее число дней с атмосферной засухой составляет 9-13, по отдельным годам число их колеблется в значительных пределах - от 3 до 40.

Годовая сумма осадков - в пределах 300-400 мм. Характерным для климата лесостепной зоны является относительная сухость зимы и весны. Поэтому необходимо обращать особое внимание на мероприятия, обеспечивающие достаточный запас влаги в почве.

Растительность лесостепной зоны представлена своеобразными сочетаниями лесных колков с разнотравно-ковыльными степями. Площадь отдельных колков колеблется от 1 до 50 га. Колочные леса состоят в основном из берёзы повислой, берёзы пушистой и осины, приуроченные к лугово-черноземным, выщелоченным и обыкновенным чернозёмам. В небольших западинах и ложбинах берёзовые колки занимают обычно площади с серыми и светло-серыми лесными почвами, в более выраженных западинах - влажные солоди и лугово-чернозёмные осолоделые почвы в комплексе с солонцами.

В лесокультурном фонде лесостепной зоны лучшими лесорастительными свойствами обладают почвы: тёмно-серые, серые и светло-серые лесные, в том числе и осолоделые;

чернозёмы выщелоченные, среднегумусные разной мощности;

чернозёмы обыкновенные, среднегумусные, несолонцеватые разной мощности;

чернозёмы карбонатные, среднегумусные, мощные и среднемощные;

лугово-чернозёмные, незаселенные;

луговые, незаселенные.

Леса в степной зоне расположены отдельными массивами. В зависимости от почвенных, гидрографических и орографических условий произрастания в степной зоне можно выделить следующие типы лесной растительности:

степные берёзовые и осиновые колки;

островные сосновые боры по пескам Костанайской области.

Степные березовые и осиновые колки. Берёзовые и осиновые насаждения встречаются на тёмно-каштановых и светло-каштановых почвах небольшими участками по понижениям рельефа в блюдцеобразных углублениях с близким залеганием грунтовых вод и по берегам небольших озер.

В северной части степной зоны берёзово-осиновые колки представлены II и III бонитетами, в южной части -более низкими бонитетами - IV, V и далее ближе к границе с пустынной зоной - V^а бонитетом. В подлеске -караган, спирей, шиповник. Напочвенный покров - злаковый, с преобладанием типчака и ковыля.

Для лесокультурного производства наиболее лесопригодными почвами здесь являются:

темноцветные почвы понижений легкого механического состава несолонцеватые;

лугово-каштановые супесчаные и легкосуглинистые несолонцеватые по ложбинам и лощинам;

темно- и светло-каштановые супесчаные и легкосуглинистые несолонцеватые;

аллювиально-луговые незаселённые;

- невысокие бугристые пески и понижения между ними с близким залеганием пресных грунтовых вод.

Островные сосновые боры Костанайской области расположены на древних аллювиальных песках.

Климат песчаных боров сухой, резко континентальный, с холодной зимой и жарким летом. К неблагоприятным факторам климата относятся: засухи, суховеи, сильные ветры, пыльные бури, поздние весенние и ранние осенние заморозки, сильные морозы в зимний период.

Среднегодовая температура воздуха составляет 1,6-2,5°С. Абсолютный минимум температуры - 51°С, максимум +43°С (таблица 3). В теплое время года нередко бывают атмосферные и почвенные засухи. Число их составляет 35-38 дней. Наряду с засухами в июне-августе наблюдаются суховеи. Низкая относительная влажность воздуха и высокая его температура вызывают снижение запасов влаги в почве, что при длительном засушливом периоде может привести к снижению у насаждений и лесных культур ростовых процессов, и даже к их гибели.

Таблица 3 Основные климатические показатели степной зоны

Метеорологические данные	Костанайская область
Среднегодовая температура воздуха (0С)	2,3
Абсолютный максимум температуры (0С)	-46
Абсолютный минимум температуры (0С)	41
Средне годовое количество осадков (мм)	253
Средне годовая относительная влажность воздуха (%)	70

В островных сосновых борах Костанайской области преобладает слабоволнистый рельеф. Повышенные места представлены слабогумусированными боровыми песками. В небольших понижениях преобладают тёмно-серые гумусированные супесчаные почвы; более пониженные слабоволнистые равнины представлены малогумусными южными чернозёмами. Помимо главной породы -сосны обыкновенной в насаждениях встречаются берёза повислая и осина.

Для выращивания лесных культур наиболее лесопригодными почвами являются в островных сосновых борах Костанайской области:

боровые супесчаные гумусированные по выровненным участкам, понижениям между пологими буграми и нижним частям их склонов при уровне грунтовых вод в 2,5-3 м;

боровые песчаные слабогумусированные по понижениям между бугров и по нижним частям их склонов при уровне грунтовых вод в 3-5 м.

чернозёмы обыкновенные среднегумусные супесчаные и легкосуглинистые несолонцеватые;

чернозёмы южные малогумусные супесчаные и легкосуглинистые несолонцеватые;

тёмно-каштановые супесчаные и легкосуглинистые несолонцеватые;

- серые лесные из-под берёзовых колков;

-лугово-чернозёмные и луговые незаселённые. [21]

2.2 Структура, динамика и таксационная характеристика лесов Костанайской области

С 1989г. леса региона отнесены к 1 группе. Из 10 категорий функционального назначения в 2005 г. степные колки занимают 54,17%, другие леса-23,52%, заповедные леса-16,79% общей площади. На формации березы повислой, осины, сосны обыкновенной подвид кулундинская приходится соответственно 103,3; 22,0 и 69,3 тыс. га покрытой лесом площади. Архивные материалы до 1993 г. слабо отражают характеристику лесов. Не ясна лесопокрытая площадь области на рубеже XX-XXI веков (таблица 4). Лесной журнал (1883) определяет ее в 100 тыс. дес. (109,3 тыс. га). До 1956-1963 г.г. Наурзум-Карагай, Сыпсын и Терсек 7 раз меняли свой статус (лесные дачи-подразделения леспромхоза- госзаповедник-лесхоз-госзаповедник-лесо-охотничье хозяйство -госзаповедник). В 1936-1949 г.г. лесхоззагами Казглавлеса были современные Семиозерное и Басаманское лесохозяйственные предприятия, часть лесов находилась в ведении частного пользования.

За 1996-2005г.г. лесохозяйственной деятельности покрытая лесом площадь сосны возросла в 3,4 раза, березы- в 1,67,осины -в 2,32; общий запас древесины - 2,3 раза(18,47); средний запас хвойных - в 1,27 (109), лиственных - 1,44 раза (34), лиственных + на 8 (33), бонитет- соответсвенно на 0,25 единиц (ІІ,82). Для сосняков засушливых и сухих степей бонитет не является оптимальным: в Аракарагае - ІІ,96, в Аман-Карагае и Басамане - соответственно ІІ,67 и ІІ,84, в Наурзум- Карагае - ІІ,8.

Таблица 4 Динамика площади островных лесов по основным хозяйственным категориям в 1989-2005 гг.

Годы учета	Общая площадь, в тыс.га	Лесная площадь в тыс.га	Покрытая лесом площадь в тыс.га	Площадь пустырей, гарей, вырубок в тыс.га	Площадь хвойных насаждений в тыс.га	Распределение площади сосновых насаждений в тыс.га по категориям возраста
						молодняки	средневозрастаные	приспевающие	Спелые и перестойные
1989г.	386,72	222,42	-	-	-	-	-	-	-
1993г.	268,7	-	72,7	119,6	21,49	10,41	4,03	5,17	1,88
1996г.	448,9	256,4	165,5	-	21,80	-	-	-	-
1999г.	432,1	317,5	140,6	155,2	31,30	18,50	4,90	4,10	3,80
2000г.	479,7	362,8	149,1	184,6	35,50	20,90	5,40	4,80	4,40
2005г.	522,22	276,69	210,94	54,26	69,90	51,16	6,82	4,97	6,30

Средняя полнота хвойных понизилась на 0,08 единиц (0,62), лиственных - на 0,04 (0,66). Определенную тревогу вызывает интенсивность хвойного лесопользования 3,4 м³га против умеренного - ниже 1,7 м³га, слабая обеспеченность спелых древостоев подростом - до 40%, возрастание закультуривания вырубок с 5% с 2005г. до 21,8% в 2007г. необходимы: контроль за проведением лесовосстановительных рубок в сосняках, увеличение с 80 до 100 лет оборота рубки, рубка культур в стадии товарного сортимента. [1]

2.3 Эколого-физиологические аспекты устойчивости искусственных насаждений сосны обыкновенной в Северном Казахстане

К настоящему времени в Северном Казахстане искусственные лесные насаждения созданы на значительной территории. Основная культивируемая порода - сосна обыкновенная. При естественном произрастании она формирует устойчивые ценозы на гранитах, кварцито-сланцах и песчаных отложениях. Строгая приуроченность сосновых лесов к определенным комплексам горных пород объясняется наиболее благоприятными водными свойствами этих пород и формирующихся на них почв [5]. Такие местообитания следует считать экологическими оптимумами существования сосны в Северном Казахстане. Однако опыт лесокультурного производства показывает, что и в пределах указанных местообитаний отмечается пониженная устойчивость, сильные повреждения и даже гибель сосны при искусственном выращивании.

Исследователи, занимавшиеся вопросами устойчивости лесных культур, основную причину их повреждений или гибели видели в колебаниях климатических факторов. Г. Вальтер, например, считает, что древесную породу невыгодно культивировать, если она сильно повреждается один раз в 10 лет или погибает в 50 лет. [10

Наблюдения за состоянием культур в Северном Казахстане показали, что повреждения сосны носят периодический характер, наблюдаются иногда на больших площадях и происходят в основном в зимнее время. Наиболее значительные повреждения отмечены зимой. Погодные условия вегетационных периодов, предшествовавших этим зимам, характеризовались наличием засух во второй половине лета и осенью. Характер повреждений во всех случаях одинаков: в конце зимы- в начале весны происходили необратимое покраснение хвои, потемнение почек и флоэмы побегов. Крона дерева частично или полностью погибала. Оставались неповрежденными части растений, находившиеся в это время ниже уровня снега. В большей степени повреждались те органы и ткани растений, которые сформировались в предшествующий данной зиме вегетационный период: однолетние хвоя и побеги, почки. Как уже было показано нами ранее [21], конечным, разрушающим растительные ткани фактором в зимнее время являются резкие перепады температур дня и ночи, северной и южной частей растений. Но устойчивость к воздействию зимних повреждающих факторов определялась степенью влагообеспеченности сосны в предзимний период, когда происходили физиолого-биохимические преобразования тканей, направленные на увеличение их зимостойкости. Было установлено, что в засушливые осенние периоды в сухих условиях местообитания нарушался водный режим сосны. Последнее влекло за собой изменение в биохимическом составе тканей. Так, в почках происхо-дило интенсивное накопление свободного пролина вместо его снижения, наблюдаемого в нормальные по влагообеспеченности периоды. Для определения пролина был использован быстрый метод [15].

На рисунке 2 показан характер распределения деревьев по содержанию свободного пролина в почках сосны в культурах (сухие условия местообитания) в конце осенних периодов, отличавшихся по увлажнению.

Рисунок 2 Распределение деревьев (ось ординат, экз.) по содержанию свободного пролина (ось абсцисс, мкг/г) в почках сосны (культуры в сухих условиях местообитания) в начале зимы после влажной осени (1), после полузасушливой осени (2) и после засушливой осени (3).

Максимальное содержание аминокислоты наблюдалось после засушливой осени, предшествующей зимнему периоду, в конце которого произошло повреждение сосны на участке культур. Наличие свободного пролина в тканях

зимующих растений свидетельствует, таким образом, о пониженной их зимостойкости, что согласуется с литературными данными, по которым большое количество пролина связано с меньшей морозоустойчивостью растений [10]. Об этом же свидетельствует и приуроченность повреждений к сухим местообитаниям и зимним периодам, следовавшим за засушливыми осенними сезонами.

Аналогичная зависимость была обнаружена Тейшером, который на основании своих двадцатилетних исследований указывал на резкое снижение зимостойкости хвойных и других вечнозеленых растений в результате летней и осенней засух.

Именно недостаток влаги определяет общую сохранность и распространение сосны на территории района. Особенно ярко это прослеживается в южной его части, где влагообеспеченность минимальная. Здесь наиболее резко заметно влияние климата на состояние лесной растительности. Об этом говорят результаты дендро-климатических исследований, проведенных в Наурзумском заповеднике Костанайской обл. (сухостепная зона).

За последние 15 лет влагообеспеченность территории заповедника ухудшилась. Наиболее тесная связь между состоянием сосновых насаждений и количеством осадков наблюдается в сухих местообитаниях. В редкостойном насаждении сосны (тип леса - очень сухой сосняк высоких песчаных бугров Va класса бонитета) было взято 3 экз. сосны для анализа хода роста.

Грунтовые воды залегают здесь глубже 10 м и недоступны для ее корней; снабжение водой идет только за счет атмосферных осадков. По величине модульных коэффициентов приростов сосны по диаметру, обработанных по методу В. Е. Рудакова, выявилась определенная периодичность в интенсивности роста (рис. 2).

Получена довольно тесная корреляционная связь между количеством осадков в теплое время года и модульными коэффициентами прироста. Использовалась сумма значений зависимых величин по трехлетиям. Коэффициент корреляции г = 0.79 > гО5

Естественный возобновительный процесс здесь также идет не постоянно, а приурочен к периодам повышенной влажности. Время появления подроста совпадает с периодами максимального прироста сосны по диаметру. Существование аналогичных связей было доказано и для более благоприятных по увлажнению территорий лесостепной зоны Северного Казахстана и лесостепного Зауралья [9].

Таким образом, рост и воспроизводительный процесс естественных сосновых насаждений в Северном Казахстане тесно связаны с количеством выпадающих осадков, т. е. с фактором, который является лимитирующим в данных условиях [4]. При минимальных значениях последнего погибает или не появляется молодое поколение насаждений, в результате чего и образуется ступенчатая возрастная структура древостоя.

Но в общем насаждение сохраняет свою целостность благодаря повышенной устойчивости взрослых особей, составляющих древостой, и ряду других приспособительных признаков. Устойчивость культур зависит от способности растений на любом возрастном этапе переносить без повреждений минимальные значения лимитирующего фактора.

Рекогносцировочное обследование культур показало, что повреждения последних наблюдаются в любом возрасте - от возраста приживаемости (2--3 года) до 30 лет. С продвижением к югу сохранность культур снижается. В возрасте приживаемости гибель сосны отмечалась и в летнее время, в период засух; в более старшем возрасте засухоустойчивость сосны повышается, и повреждающее воздействие оказывает уже комплекс факторов: засуха - мороз. При этом было замечено, что культуры сосны менее устойчивы, чем одновозрастный с ними естественный подрост, растущий на открытых местообитаниях, аналогичных по условиям увлажнения.

С целью установления причин, вызывающих эти различия, З.П.Бирюковой и В.Н. Бирюковым были проведены исследования естественного подроста и культур сосны (состав ЮС), произрастающих на территории Бармашинского опытного лесхоза Кокчетавской области в идентичных по условиям увлажнения местообитаниях, соответствующих типу леса - сухой каменисто-лишайниковый сосняк.

...