ХБЗ,2008, №1-2

Методика экологического мониторинга на арендных территориях лесозаготовительных предприятий Сибири

Фарбер С.К.*, Шишикин А.С.*, Буренина Т.А.*, Шевляков Е.А.**, Тришин Е.Г.**, Шеверда С.В.***

*Институт леса им. В.Н.Сукачева СО РАН
660036 Красноярск, Академгородок, 50; е-mail: institute@forest.akadem.ru

***ОГУ «Эдучанский лесхоз» Усть-Илимского района Иркутской области

Рассматривается методика лесного мониторинга на арендной территории крупного лесозаготовительного предприятия. Мониторинговые объекты закладываются на вырубках, относящихся к разным стратам природной основы, которая формализуется исходя из единства геоморфологического положения и типа экосистемы. Использование для цели мониторинга природной основы позволяет охватить спектр лесорастительных условий, проследить для них сукцессионные изменения лесных экосистем по вариантам технологических приемов разработки лесосек.

Ключевые слова: экологический мониторинг, мониторинговые объекты, вырубки, лесные экосистемы

The principles of forest monitoring on the leasehold area of the large logging camps have been considered in the paper. The monitoring objects are placed on felled areas, which are related to different strata of natural basis. This basis is formalized from the unity of geomorphological location and ecosystem type. Usage of natural basis for monitoring enables to embrace the whole spectrum of forest site conditions, also to observe the succession changes in forest ecosystems by variants of technological methods for wood logging.

Key words: ecology monitoring, monitoring objects, felled areas, forest ecosystems

Введение

На конференции ООН 1992 г. в Рио-де Женейро провозглашены принципы устойчивого развития природы и общества, представляющие собой совокупность социальных, экономических, политических, духовно-нравственных и экологических позиций. Процесс формирования новой модели мирового сообщества затронул и рынок лесной продукции, который становится более экологически чувствительным и требует соблюдения щадящих лесные экосистемы способов хозяйствования. Со стороны общества вырос интерес к оценке лесопромышленной деятельности на арендных территориях и в целом к ведению на них лесного хозяйства.

В современных условиях устойчивое управление арендными территориями крупных лесозаготовительных комплексов Сибири, таких как ОАО «ЛЛДК №1» в Красноярском крае и ООО «ИлимСибЛес» в Иркутской области, предполагает согласование экономических и экологических критериев. В целом ведение лесного хозяйства в Сибири остается экстенсивным. В ближайших планах предприятий ОАО «ЛЛДК №1» и ООО «ИлимСибЛес» стоит получение в свое распоряжение достаточной площади лесного фонда для перехода в будущем на интенсивное ведение лесного хозяйства. При этом за счет своевременного лесовосстановления вырубок и дальнейшего воспитания вплоть до возраста рубки молодого леса будет достигаться не только получение достаточного для производственных нужд количества сырья, а также сохранение лесных экосистем и экологических условий для их нормального развития.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Продукция ОАО «ЛЛДК №1» и ООО «ИлимСибЛес» ориентирована главным образом на внешний рынок. Требования рынка впрямую затрагивают интересы предприятий. Стремясь к финансовой и социальной стабильности, учитывая сложившуюся рыночную конъюнктуру и желание сохранить на своих арендных территориях исторически сложившиеся лесные экосистемы, предприятия ОАО «ЛЛДК №1», ООО «ИлимСибЛес» проходят по системе FSC процедуру добровольной сертификации выпускаемой продукции. В противном случае возможности ее реализации за рубежом далее будут все более проблематичны. Соблюдение принципов лесной сертификации FSC контролируется аудиторской инспекцией по материалам лесного мониторинга, представляющего собой систему слежения за лесной средой с целью оценки и моделирования ее состояния.
Цель лесного мониторинга – информационное обеспечение заинтересованных потребителей в области охраны окружающей среды, управление природными ресурсами, сохранение благоприятной среды обитания и обеспечение экологической безопасности. Задачи лесного мониторинга:
– сбор, хранение и анализ показателей состояния окружающей среды;
– своевременное и достоверное выявление зон возможного экологического неблагополучия;
– разработка программ по обеспечению экологической безопасности;
– обеспечение заинтересованных потребителей архивной, оперативной и прогнозной экологической информацией;
– оценка и прогноз состояния окружающей природной среды;
– специальные задачи в области охраны и рационального использования лесных ресурсов.
Информация мониторинга это прямые, косвенные и производные показатели, характеризующие наблюдаемые объекты. Информация представляется в виде специальных и стандартных учетных таблиц (формы учета лесного фонда), аэрокосмических снимков, тематических карт и хранится в базе данных. Мониторинг наиболее полно реализуется в программной среде ГИС и СУБД. Организация мониторинга предполагает два этапа сбора и обработки информации (табл. 1). На первом этапе (производственном) в процессе проведения лесосечных работ и по их окончанию отслеживаются территориальные и количественные изменения в лесном фонде. На втором этапе (аналитическом) производится количественный и качественный анализ выявленных изменений. Мониторинг осуществляется по принятой методике на единой природной основе и постоянных участках наблюдений. В итоге анализа получаемой мониторинговой информации уточняются местные особенности существования лесных экосистем, на основе которых составляются рекомендации, позволяющие гармонизировать технологические элементы разработки лесосек с закономерностями лесовосстановительного процесса и рекомендации по дальнейшему выращиванию товарных насаждений, отвечающих экономическим целям предприятий.

Таблица 1 – Этапы послерубочного экологического мониторинга

Объект слежения		Этапы
		производственный	аналитический
		получаемая информация
Атмосфера
Вырубка	запыление, задымление	время, продолжительность, место, площадь	причины последствия
Вода
Вырубка, дорога, речной водосбор	мутность, прозрачность	время, продолжительность, место, протяженность русла	причины, последствия
Вырубка, дорога, речной водосбор	размывание берегов, подтопление дорог	место, продолжительность, площадь	причины, динамика, последствия
Почва
Вырубка, дорога	минерализация, плоскостной смыв, образование оврагов	место, площадь	причины, динамика, последствия
Растительность
Вырубка, послерубочное насаждение	древесные, травянистые и кустарниковые эдификаторы лесной среды, ягодные и кормовые растения	место, площадь, лесотаксационные показатели	выявление сукцессионной динамики, флористическое описание, появление новых видов, причины, последствия
Животное население
Арендная территория, вырубка	виды животных, в том числе промысловые	место, площадь, плотность населения, динамика численности	фаунистическое описание, факторы динамики численности, появление новых видов, причины, последствия

Мониторинг организуется, начиная с обсуждения проблемы и постановки задач, заканчивая решением выявленных проблем и разработкой мероприятий в области оптимизации лесного управления (табл. 2).
При организации мониторинга следует отличать прямое влияние лесопромышленной деятельности на лесные экосистемы, связанное с технологией проведения лесосечных работ, от влияния других природных и антропогенных факторов.
В частности, проявление антропогенных факторов зависит от численности населения, развития транспортной инфраструктуры, смены социальных и экономических условий и т. п. Воздействие на животных в большей мере, чем рубка леса, проявляется в результате увеличения доступности территории, усиления промысловой нагрузки и фактора беспокойства. Эрозионные процессы и мутность вод может вызываться ливневыми осадками. Дифференцированный подход к оценке влияния лесопромышленной деятельности на лесные экосистемы позволит корректно определить последствия и предложить конструктивные решения по снижению отрицательных последствий.
Мониторинговые объекты закладываются на вырубках, относящихся к разным стратам природной основы (ландшафтной или типологической), которая в свою очередь формализуется по принципу единства геоморфологического положения, типа экосистемы и степени их нарушенности (табл. 3). Использование для цели мониторинга природной основы позволит охватить существующий спектр лесорастительных условий на арендной территории, проследить для них сукцессионные изменения лесных экосистем по вариантам технологических приемов лесозаготовительных работ на лесосеках.

Таблица 2 – Организация мониторинга

Последовательность проведения мониторинга	Ожидаемый результат	Исполнители
Обсуждение проблемы	постановка задач	научное учреждение, лесозаготовительное предприятие
Cбор исходных материалов (литературные и фондовые источники, картографические материалы, данные аэрокосмической съемки)	природная основа для изучения естественно исторического развития объектов слежения	научное учреждение
Организация ГИС центра и аналитической группы	разработка пакета прикладных методик сбора и обработки информации. Формирование структуры базы данных	научное учреждение
Проведение методических семинаров	повышение квалификации исполнителей	научное учреждение, лесозаготовительное предприятие
Подбор и оборудование тестовых участков	создание системы мониторинговых объектов	научное учреждение, лесозаготовительное предприятие
Проведение наблюдений	информация о показателях объектов	научное учреждение, лесозаготовительное предприятие
Ведение базы данных	анализ полученных результатов, выявление причин происходящих процессов	научное учреждение, лесозаготовительное предприятие
Решение текущих проблем (например, сертификация лесной продукции)	оптимизация управления лесопользованием (например, ограничения, вносимые принципами FSC)	научное учреждение, лесозаготовительное предприятие

Таблица 3 – Классификационная схема лесных формаций для подбора тестовых участков

Местоположение	Лесная формация	Тип леса	Состояние
водораздел	сосновая	зеленомошный	фоновое
склон	лиственничная	ягодный	вырубка
долина, ложбина	кедровая	разнотравный	открытое
	пихтовая		редина
	еловая
	березовая
	осиновая

Методика гидрологического и почвенного мониторинга. Оценка гидрологических последствий лесозаготовок производится с учетом пространственно временного аспекта проблемы. Используется пространственная схема: вырубка > элементарный водосбор > речной бассейн. На лесосеке оценке подлежит величина поверхностного стока и направление эрозии, снижающей плодородие почв и являющейся одной из причин ухудшения качества воды в реках и водоемах. В масштабе элементарных водосборов и речных бассейнов последствия лесозаготовок выражаются в снижении качества воды, изменении режима руслового стока и составляющих водного баланса.
Мониторинг на вырубках и на контроле (в лесу) предполагает:
1. Наблюдение за температурным режимом на вырубках воздуха, почвы и в лесу. Температура почвы определяется с помощью ТПВ-50;
2. Учет жидких атмосферных осадков на вырубках и в лесу. Влажность почвы определяется с помощью НИВ-2;
3. Снегомерная съемка производится перед началом снеготаяния на каждом экспериментальном водосборе в период максимальных снегозапасов (10-15 маршрутов в зависимости от площади водосбора);
4. Наблюдение за процессом снеготаяния производится на экспериментальном водосборе. На склонах разных экспозиций подбираются 2-4 постоянных снегомерных площадки, где устанавливается по 3 снегомерных рейки. Измерение высоты и плотности снежного покрова осуществляется в период снеготаяния ежедневно;
5. Измерение количества склонового (поверхностного) стока производится на стоковых площадках, площадь которых составляет от 200 до 600 м?. Сверху и с боковых сторон стоковые площадки ограничены водопроницаемой стенкой, заглубленной на 10-15 (см) до водоупорного слоя. Водоприемное устройство (лотки и бак) расположены в траншее, защищенной навесом от атмосферных осадков. Количество склонового стока определяется в объемных единицах;
6. Изучение мутности воды и твердого стока наносов осуществляется в соответствии с «Наставлением гидрометеостанциям и постам» (Наставления..., 1969) и «Руководством водно-балансовым станциям» (Руководство..., 1973). Отборы проб на мутность (2-3 л) берутся ежедневно. После фильтрования количество взвешенных наносов в образце определяется в весовых единицах;
7. Выявление водно-физических свойств почв проводится методами, изложенными в работах А. А. Роде (Роде, 1960), Н. А. Качинского (Казачинский, 1965). Объемный вес почв определяется методом цилиндров при помощи объемного бура Качинского; полная влагоемкость почвы – по методике А. В. Лебедева (Лебедев, 1982). Глубина промерзания и оттаивания почвы определяется с использованием мерзлотомера Данилина. Инфильтрационные характеристики почв получают с помощью заливных площадок (колец) с постоянным напором (прибор ПВН);
8. Оценка водно-эрозионных параметров (коэффициент стока и коэффициент эрозии) производится экспериментально посредством искусственного дождевания микро площадок площадью 0,5 м?. Микро площадки закладываются на участках различной поврежденности и степени минерализации на вырубках и под пологом леса на контроле.
Последующий анализ данных мониторинга позволяет выявить условия формирования стока, оценить влияние рубок древостоев на запасы воды в снеге, проследить процесс снеготаяния, изменение влажности, промерзания и оттаивания почвы, склоновый и русловой сток, эрозию почвы и твердый сток.
На элементарных водосборах и речных бассейнах мониторинговые исследования предполагают учет изменения лесистости (в результате вырубки), оценку площади минерализации почвы, отбор образцов воды на мутность и химическое загрязнение в замыкающем створе водосборов. Эродированные участки картируются.
Методика мониторинга лесовосстановления на вырубках. Объекты наблюдений: вырубки и насаждения на арендных территориях.
Получаемая информация: таксационные показатели дорубочного насаждения, таксационные показатели послерубочного насаждения, год, сезон и вид рубок, характеристика почв, геоморфологические показатели местности.
Методика получения информации. Обследованию подлежат все послерубочные насаждения лесотаксационных выделов. Таксационные показатели насаждений и характеристики почв заносятся в базу данных по данным массовой таксации и материалам отвода лесосек. Геоморфологические показатели местности определяются посредством анализа топографических карт. Климатические характеристики сезона рубок берутся на метеостанции.
Обследование послерубочного естественного возобновления и лесных культур производится выборочно-перечислительными методами посредством закладки круговых площадок по методике принятой в лесоустройстве (Инструкция …, 1995).
Периодичность учета. Первый учет проводится по окончанию периода лесовосстановления, определяемого по методике С. К. Фарбера (Фарбер, 1991). На основе анализа полученных данных принимается решение о проведении дальнейших лесохозяйственных мероприятий. Второй учет производится при очередном лесоустройстве и также служит основой для принятия решений о проведении дальнейших лесохозяйственных мероприятий.
Мониторинг состояния леса. Объекты наблюдений – насаждения лесосырьевых баз.
Получаемая информация: таксационные показатели насаждений, характеристики почв, геоморфологические показатели местности.
Методика получения информации. Таксационные показатели насаждений и характеристики почв являются данными массовой таксации. Геоморфологические показатели местности определяются посредством анализа топографических карт. Получаемая информация заносится в базу данных.
Периодичность учета. Учет производится при очередном лесоустройстве по III разряду и служит основой для принятия решений о проведении дальнейших лесохозяйственных мероприятий.
Мониторинг прироста и отпада. Объекты наблюдений – насаждения лесосырьевых баз.
Получаемая информация: появление вырубок, гарей и погибших насаждений, текущий прирост по высоте и диаметру по составляющим породам в разрезе возрастных этапов, текущий отпад по составляющим породам в разрезе возрастных этапов.
Методика получения информации. Увеличения общего запаса древостоев на арендной территории происходит за счет ежегодного прироста; уменьшение – за счет появления новых вырубок, гарей и погибших насаждений, а также промежуточного пользования и естественного отпада.
Текущие изменения в лесном фонде, т. е. появление новых вырубок, гарей и погибших насаждений, фиксируются в мониторинговой базе данных и отдельными слоями на фоне космических снимков или планов лесонасаждений в программной среде ГИС.
Сведения о местоположении и интенсивности рубок ухода берутся в лесхозах (лесничествах) и далее передаются в базу данных мониторинга и ГИС.
Текущий в процессе лесообразовательного процесса прирост и отпад определяется по материалам учетов на постоянных пробных площадях. Обычно закладываются прямоугольные или круговые пробные площади. Конфигурация определяется удобством производства натурных работ и практически не влияет на точность результатов. Последовательность выполнения операций закладки пробных площадей регламентируется лесоустроительными инструктивными документами. Периодичность учета на пробах – 10 лет.
Методика зоологического мониторинга. В пределах лесосечного фонда проводятся стандартные учеты промысловых видов по методике зимних маршрутных учетов (30 км на 1000 га), а также в соответствии с экологическими особенностями видов. Текущий мониторинг за численностью видов животных проводится на постоянных объектах наблюдений (10 учетных площадок на 1000 га).
Статистическая достоверность полученных материалов обеспечивается протяженностью дополнительного учетного маршрута (не менее 2 км), расположенного перпендикулярно экологическому профилю и проходящему через один тип местообитаний. Повторное прохождение маршрута (3-кратное) в одно и то же время суток позволяет определить постоянство присутствия, а в разное время – видовое разнообразие, которое учитывает видовые экологические особенности, обусловленные ритмикой суточной активности. Для определения размера индивидуального участка животное должно быть встречено на маршруте не менее десяти раз.
Для добычи и учетов мышевидных млекопитающих используются мышеловки (давилки и конуса). Для полного учета и получения достоверной характеристики половозрастного состава группировки непрерывный отлов необходимо производить в течение 10 дней. Показателем вылова местных зверьков будет резкое снижение уловистости и дальнейшее попадание в ловушки преимущественно мигрантов. В одном местообитании одновременно выставляется не менее 20 давилок или 10 конусов. Для выявления видового состава ловушки устанавливаются в местах наиболее вероятного отлова (кучи валежа, тропы, кормовые столики и т. п.). Это позволяет в короткий срок получить представление о населении мелких млекопитающих. Плотность поселений по биотопам определяется путем отлова на трансектах и установкой ловушек на фиксированном расстоянии (10 м) независимо от микро условий. Для избежания воздействия эффекта опушки на учетные данные ловчая линия закладывается по центральной части биотопа, но не ближе 50 м от соседнего типа местообитаний. Относительный учет мышевидных проводится по следовой активности в период установления снежного покрова, пока зверьки еще передвигаются по поверхности снега.
Большинство мелких млекопитающих могут быть точно распределены по популяциям только при непосредственном осмотре тушки и исследовании черепа. Животные обладают достаточно большой индивидуальной, возрастной и сезонной изменчивостью, что определяет необходимость сбора массового материала. Одна серия (выборка) по популяционному, половому и возрастному признаку должна быть не менее 20-30 экземпляров.
Косвенным методом определения видового состава мелких млекопитающих, а также выявления их трофической роли в пищевых цепях, является сбор и анализ содержимого погадок хищных птиц и экскрементов зверей. Они, как правило, обнаруживаются около микроповышений на открытых участках или отдельно стоящих деревьев. Продукты экскреции упаковываются в отдельные мешочки и маркируются.
В процессе зоологического мониторинга производится сбор следующей информации:
1. Размещение и миграция. По литературным источникам выявляются и картируются места размножения, сезонной концентрации, линьки, коридоры перемещений и т. д. видов животного мира в регионе. Полученные материалы используются для структурной детализации природной основы (ландшафтов) на стации с выделением ключевых участков. Изучение миграции зверей и птиц производится на местах переходов и сезонных стациях. Пространственная структуризация территории производится с помощью природной основы с привлечением цифровых карт, космических снимков и природных тематических карт. Выявляются функциональные взаимосвязи среды обитания и животных;
2. Численность. В целях получения объективных данных о динамике численности видов учетные работы должны проводиться регулярно на ключевых участках по единым общепринятым методикам в одни и те же фенологические сроки. Получаемые материалы позволяют установить флуктуации и тенденции изменения численности модельных видов животных. Используемые методы учета должны быть взаимосвязаны переводными коэффициентами, исключающими двойственность оценок результатов;
3. Половозрастной состав и продуктивность модельных видов выявляются путем наземных стационарных наблюдений и промысловых выборок;
4. Воспроизводство. На ключевых участках собираются сведения о плодовитости и выживаемости молодняка, величине выводков, отходе яиц и гибели кладок, а также факторах, влияющих на продуктивность популяций. Оценивается упитанность, наличие болезней и паразитов у выборочных (отлов и отстрел) особей животных. Эти показатели влияют на интенсивность и успех размножения. Полученные данные интерпретируются на состояние видов после зимовки и в период миграций;
5. Кормовая база. Осуществляется сбор информации о наличии и доступности растительных и животных кормов, пищевых объектов низших трофических уровней (беспозвоночные, мелкие млекопитающие, птицы);
6. Влияние конкуренции и хищничества. Оценивается численность и территориальное размещение трофических и биотопических конкурентов. Осуществляется контроль за состоянием популяций хищников, выявляется численность хищников, размещение, уровень хищничества, количество и структура жертв по видам и экологическим группам;
7. Болезни и патология. Осуществляется эпидемиологический контроль состояния популяций модельных видов. Производится сбор данных о погибших зверях и птицах, исследуются причины. Особое внимание уделяется случаям массовой гибели животных: картируются места находок, проводятся лабораторные обследования с использованием гистологических методов;
8. Антропогенное и техногенное воздействие. На ключевых участках в разные периоды жизненного цикла периодически проводится оценка характера и степени воздействия на каждый модельный вид.
Результаты исследований воздействия лесозаготовок на состояние лесных экосистем и их продуктивность позволят вести более обоснованную и эффективную политику лесопользования.

Главная

Исследовательские группы

Студенту