Курсовая работа: Почему не "стареют" естественные лесные экосистемы

Роль многих "болезней и вредителей", а также "стихийных бедствий" в функционировании естественных лесных экосистем и целых таежных массивов весьма велика и многообразна. Так, с массовыми ветровалами, повреждениями деревьев насекомыми-фитофагами или различными болезнями нередко бывает связано образование крупных окон вывала или усыхания старых деревьев; с этими крупными, иногда просто огромными, окнами связана определенная, иногда довольно значительная, доля видового и экосистемного разнообразия естественных таежных ландшафтов. Важную роль некоторых организмов, в практике современного лесного хозяйства однозначно относимых к болезнетворным и вредным, можно проиллюстрировать на примере дереворазрушающих грибов. Деятельность дереворазрушающих грибов лесоводами обычно рассматривается не просто как неблагоприятная, а как исключительно вредная, существенно отражающаяся на продуктивности и товарной ценности лесов. Однако, в естественных лесных экосистемах дереворазрушающие грибы являются одним из основных компонентов, от которого в значительной степени зависит структура и динамика всех ярусов и элементов леса.

Рис.11. Дереворазрушающие грибы, снижающие механическую прочность древесины в основании стволов крупных деревьев, являются одним из важнейших факторов, определяющих продолжительность жизни деревьев и характер оконной динамики древостоев. Архангельская область, бассейн р.Верхняя Тойма.

Деятельность дереворазрушающих грибов - один из основных факторов, определяющих продолжительность жизни деревьев в лесу, характер их гибели, размер образующихся при вывалах деревьев окон в пологе древостоя, скорость оборота поколений деревьев. В подавляющем большинстве случаев гибель старых деревьев происходит не от старости, а в результате вываливания ветром или слома ствола; способность же дерева противостоять действию ветров или же ломаться (вываливаться) в значительной степени зависит от механической прочности древесины в основании ствола и крупных корней. Механическая прочность древесины в основании ствола оказывается малой именно у деревьев, пораженных дереворазрушающими грибами (рис. 11).

Древесина центральной части ствола представляет собой мертвую ткань; каких-либо проводящих функций эта древесина также практически не выполняет. Однако, утрата этой древесиной механической прочности предопределяет неизбежную гибель внешне вполне здорового дерева. В результате, оборот поколений деревьев происходит значительно быстрее, чем при гипотетическом отсутствии дереворазрушающих грибов; вывальные окна варьируют от самых маленьких, образующихся при выпадении единичных некрупных деревьев, до очень крупных, образующихся при выпадении групп деревьев, например, в очагах "грибных инфекций".

Дереворазрушающие грибы - важнейший фактор разложения древесины отмерших деревьев. Во многом, именно деятельность грибов обеспечивает разложение свежеупавших стволов и возможность заселения их всходами древесных пород и другими растениями. Скорость разложения отмирающей древесины в первую очередь зависит именно от активности дереворазрушающих грибов. От характера и видового состава комплекса дереворазрушающих грибов зависит преобладающий тип гнили древесины и корней старых деревьев; это, в свою очередь, в значительной степени определяет преобладание сломов деревьев или выворачивания их с корнями, а значит, и характер образования ветровального микрорельефа поверхности почвы.

Таким образом, дереворазрушающие грибы, обычно рассматривающиеся как вредные, болезнетворные организмы, являются одним из важнейших компонентов лесных экосистем, и сохранение естественной динамики этих экосистем, их структурной организации и всего биологического разнообразия требует безусловного сохранения и естественного комплекса дереворазрушающих грибов.

Размер таежного массива и его природная ценность

Естественная тайга представляет собой не простой набор отдельных участков леса, каждый из которых развивается сам по себе и мало зависит от окружающих, а сложную мозаику взаимозависимых и образующих единую динамическую систему участков, образующих, кроме того, единый комплекс с большим количеством нелесных экосистем (рек, озер, болот, горных экосистем и т.д.). Понятно, что для сохранения этой сложной лесной динамической системы, а тем более всего таежного комплекса в течение длительного времени необходима определенная и довольно значительная площадь массива; при меньших площадях сохраняемых таежных массивов среди антропогенизированной окружающей природы многие важные свойства естественных таежных ландшафтов и экосистем, особенности их структурно-динамической организации будут со временем утрачиваться.

Более того: при оценке той площади, которая необходима для гарантированного сохранения таежного массива и всех его компонентов (включая его флору и фауну) в состоянии естественного устойчивого равновесия, необходимо учитывать так называемые "краевые эффекты" - изменения в структурно-динамической организации таежных экосистем, связанные с влиянием граничащей с сохраняемым массивом сильно преобразованной человеком природы.

Несмотря на трудности оценки площади, необходимой для сохранения тех или иных естественных свойств таежных экосистем, можно дать ее примерные (пока - лишь весьма грубые и для большей части таежной зоны не проверенные экспериментально) оценки. Так, сохранение структурной мозаики лесных экосистем, связанной с их оконной или пирогенной динамикой, возможно в большинстве случаев при площади сохраняемого массива в 2,5-3 тысячи гектаров; динамики крупномасштабных естественных нарушений (связанных с массовыми ветровалами, усыханием больших участков леса из-за экстремальных погодных условий, вспышками численности насекомых-фитофагов, крупными естественными пожарами и т.д.) - 15-30 тысяч гектаров; эталонов таежных малых рек с занятыми естественной тайгой водосборными бассейнами - 100-200 тысяч гектаров; жизнеспособных популяций крупных позвоночных животных (дикого северного оленя, росомахи, рыси, филина и других) - 300 тысяч - 1 миллион гектаров; естественных путей локальных миграций видов, связанных с долговременной динамикой организации таежных ландшафтов - также до 1 миллиона гектаров. Что касается краевых эффектов, то надежная защита большей внутренней части массива (80% его площади и более при компактной его форме) от распадения естественных древостоев, связанного с воздействием размножающихся на прилегающих вырубках насекомых-фитофагов и ветров, активно разрушающих "стены леса", обеспечивается при площади в 3-5 тысяч гектаров; от частого проникновения туристов, охотников, рыболовов, браконьеров и т.д., служащих наиболее обычными причинами лесных пожаров - при площади в 200-500 тысяч гектаров, а в условиях легко проходимых или насыщенных крупными реками и озерами ландшафтов - и более.

Таким образом, эффективное сохранение дикой таежной природы возможно только в пределах больших сохраняемых массивов естественной тайги, имеющих площадь в сотни тысяч и миллионы гектаров. Чем меньше площадь массивов, тем большее количество естественных особенностей таежных экосистем, элементов естественного биологического разнообразия может быть со временем утрачено, тем больше ожидается в будущем сложностей и затрат, связанных с нейтрализацией негативных краевых эффектов. Сохранение небольших участков (до нескольких тысяч гектаров) тайги вообще не дает никаких гарантий того, что тайга сохранится в естественном состоянии сколько-нибудь длительное время, а не будет уничтожена в результате одного крупного антропогенного пожара или неблагоприятных "краевых эффектов" - например, распадения в результате массового ветровала или вспышки численности насекомых-фитофагов после вырубки прилегающих участков леса.

В связи с этим последние сохранившиеся на севере Европейской России крупные массивы естественной тайги имеют ключевое значение для сохранения естественной природы. К числу важнейших экологических свойств этих территорий можно отнести следующие:

1. Только в пределах таких территорий возможно сохранение природных экосистем, функционирование которых полностью зависит от больших площадей примыкающих к ним территорий (подавляющего большинства речных и озерных, многих пойменных и болотных экосистем) и всего огромного комплекса связанного с этими экосистемами биологического разнообразия. Современная система лесного хозяйства, при которой участки естественной природы сохраняются в виде небольших фрагментов, даже при сохранении водоохранных полос неизбежно ведет к деградации большинства водных и околоводных экосистем.

2. Только в пределах крупных массивов малонарушенных лесов возможно сохранение в состоянии равновесия многих тонких механизмов саморегуляции естественных лесных экосистем, обеспечивающих их самоподдержание и устойчивость и вносящих значительный вклад в поддержание экосистемного разнообразия, связанных с деятельностью насекомых-фитофагов (в лесном хозяйстве однозначно относимых к "вредителям"), дереворазрушающих грибов (столь же однозначно относимых к "болезням"), ветровалами, снеголомами и иными естественными нарушениями.

3. Крупные массивы малонарушенных естественных лесов Европейского Севера - единственный тип территорий, предоставляющий возможность гарантированного сохранения в естественных условиях популяций многих крупных видов животных, требующих для жизни больших площадей.

4. Только крупные массивы, имеющие площадь более миллиона гектаров, способны обеспечить реальную сохранность хотя бы внутренней части территории в абсолютно "диком" состоянии, тем самым обеспечивая гарантиро?