II Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЛЕСОВ ПОСЛЕ ПОЖАРОВ И ВЫРУБОК

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Зарубин И.Н. 1

---

1

Зарубина В.П. 1

---

1

Работа в формате PDF

193.8 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Лес – наш друг, наше богатство. Жизнь человека тесно связана с лесом. Как бы не менялись условия материальной и культурной жизни, лес всегда имел и имеет большое значение жизни человека. Лес даёт древесину, топливо, продукты химической переработки. Служит местом обитания пушных зверей, копытных животных, пернатой дичи, является местом сбора ягод, грибов, орехов, лекарственных трав.

Основными лесообразующими породами в Курумканском районе являются: сосна, лиственница, кедр, береза, осина и д.р.

Правительство Республики Бурятия уделяет особое внимание сохранению лесных богатств, рациональному использованию лесных ресурсов.

На восстановление леса уходят долгие годы. Главной частью моей исследовательской работы является реабилитация леса после вырубок.

Цель работы: исследование восстановления лесов после вырубок.

Задачи:

1. Ознакомиться с видами лесных вырубок и их последствиями.

2. Дать оценку естественному возобновлению леса на вырубках разного возраста.

Актуальность: на территории Курумканского района в последние годы вырубка лесов стала проводиться чаще. Связано это с увеличением лесозаготовок для местных предпринимателей, занимающихся переработкой древесины и поставкой её на строительные рынки Бурятии.

Постановка проблемы: раньше деревья валили топором. Сейчас же для этого используют бензопилы. После того как дерево упало на землю, обрубаются сучья и сжигаются. Голый ствол почти сразу увозят. А перемещают его до места транспортировки волоком, прицепив к трактору. Поэтому и остается полоса голой земли с выдранной растительностью и уничтоженным подлеском. Часто уничтожается молодая поросль, которая могла бы возродить лес. На этом месте полностью нарушается экологическое равновесие и создаются другие условия для растительности. Поэтому очень важно контролировать восстановление леса после вырубок.

Новизна работы состоит в том, что в ней даётся комплексная оценка процессам естественного возобновления леса. В условиях нашего района процессы восстановления леса контролируются работниками лесного хозяйства - Курумканским филиалом государственного учреждения «Авиационная и наземная охрана, использование, защита и воспроизводство лесов».

Зачастую эта оценка не основана на детальном обследовании, что влияет на планирование необходимых лесоохранных мероприятий. Комплексная научная оценка естественного лесовосстановления является необходимым условием для оценки нежелательных последствий и планирования мероприятий, направленных на восстановление наиболее ценных лесонасаждений.

Объект изучения.

Объектом изучения являются вырубки, находящиеся на близлежащих территориях сельского поселения «Курумкан».

Основные этапы исследования:

1. Выбор объектов для исследования.

2. Закладка пробных площадок на объектах.

3. Учет естественного возобновления на пробных площадках.

Методы исследования:

1. Наблюдение и фиксирование состояния подроста

2. Измерение и математическая статистика

3. Сравнительный анализ полученных результатов

Основная часть

Значение лесов

Лес обеспечивает человечество кислородом. Неслучайно говорят, что лес - легкие планеты. И он не только вырабатывает кислород, но и частично поглощает химические загрязнения, очищая воздух. Это также помогает предотвратить парниковый эффект, который все сильнее угрожает природе. Лес защищает окружающую местность от сильных перепадов температур, ночных заморозков, что благоприятно сказывается на состоянии сельхозугодий. Ученые выяснили, что климат мягче там, где большая часть территории заросла деревьями. Польза леса для посевов состоит еще и в том, что он защищает почву от вымывания, сноса ветром, оползней и селей. Территории, заросшие деревьями, предотвращают наступление песков. Лес огромную роль играет и в круговороте воды. Он не только фильтрует ее и сохраняет в почве, но и помогает весной во время паводков наполнять водой ручьи и реки, препятствуя заболачиванию местности. Лес помогает поддерживать уровень грунтовых вод и предотвращает наводнения. Всасывание корнями влаги из почвы и интенсивное испарение ее листьями помогает избежать засухи.

Зеленые насаждения важны для человека не только потому, что регулируют круговорот воды и обеспечивают все живое кислородом. В лесу произрастают плодовые и ягодные деревья и кустарники, орехи, съедобные и лекарственные травы и грибы. Но больше всего человеку требуется древесина. Именно из-за этого происходит вырубка лесов

Причины и последствия вырубок

Уже давно ученые говорят о пагубном воздействии технического прогресса на природу. Экологи всего мира давно бьют тревогу по поводу загрязнения и уничтожения природы. Одной из важнейших экологических проблем является вырубка лесов.

Во всех странах, в каждом уголке мира производится массовая вырубка лесов. Проблемы леса в том, что с уничтожением деревьев погибают еще множество видов растений и животных. Нарушается экологическое равновесие в природе. Ведь лес - это не только деревья. Это слаженная экосистема, основанная на взаимодействии многих представителей флоры и фауны. Кроме деревьев, большое значение в ее существовании имеют кустарники, травянистые растения, лишайники, насекомые, животные и даже микроорганизмы. Несмотря на массовую вырубку, до сих пор леса занимают около 30% территории суши. Это более 4 миллиардов гектаров земли. Больше половины из них - это тропические леса. Однако большое значение в экологии планеты играют также и северные, особенно хвойные массивы. Самые богатые зеленью страны в мире - это Финляндия и Канада. В России же находятся около 25% мировых запасов леса. Меньше всего осталось деревьев на территории Европы. Сейчас леса занимают только треть ее территории, хотя в древности она была полностью покрыта деревьями.

Сейчас без древесины человечество пока обойтись не может. Прежде всего, это, конечно, строительство. Например, до сих пор почти все дома в селах Сибири построены из дерева. Несмотря на появление современных строительных материалов, оно считается пока лучшим. Из дерева также делают мебель, паркет, окна и двери. Очень задействована древесина в железнодорожной отрасли. Кроме того что большинство шпал сделано из нее, она идет на изготовление вагонов и мостов. Издавна дерево считалось лучшим материалом в судостроительстве. Незаменима древесина и в химической промышленности: из нее делают скипидар, ацетон, уксус, каучук, спирт, удобрения и пластмассу. Используется она в дубильном и в красильном производствах. Уже много сотен лет дерево - это единственный материал для производства бумаги. Очень большое количество древесины до сих пор используется в качестве топлива. Всего более 20 тысяч необходимых человеку вещей делаются из дерева. Например, ткани, игрушки, музыкальные инструменты или спортивные товары.

Проблемы вырубки лесов возникают тогда, когда это происходит бесконтрольно, часто незаконно. Ведь вырубали леса издавна. И за 10 тысяч лет существования человечества исчезло с лица Земли уже около двух третей всех деревьев. Особенно много стали вырубать лес в средние века, когда требовалось все больше места для строительства и сельхозугодий. И сейчас каждый год уничтожаются около 13 миллионов гектаров леса.

Лес вырубают, чтобы освободить место под строительство, освобождают место под посевы, развитие животноводства требует все больше места под пастбища; леса часто мешают добыче полезных ископаемых, так нужных человечеству для технического прогресса; и, наконец, древесина сейчас - очень ценный товар, используемый во многих отраслях промышленности.

Уже давно исчезновение лесов привлекло к себе внимание ученых. Разные государства пытаются как-то регулировать этот процесс. Все лесные массивы были разделены на три группы:

1. Запрещенные к вырубке. Это те леса, которые имеют очень большое значение в обеспечении экологического равновесия на Земле. Они выполняют водоохранные или почвоохранные функции. Чаще всего эти леса охраняются и входят в различные заповедники, национальные парки и заказники. За рубку деревьев в таком лесу предусмотрена уголовная ответственность.

2. Леса ограниченной эксплуатации. Они находятся в плотно заселенных районах и тоже выполняют важные функции. Хотя это места, где разрешена частичная вырубка леса. Экологическая проблема возникла из-за того, что на этих территориях часто заготавливают древесину сверх меры. Кроме разрешенных вырубок, например с санитарной целью, уничтожают здоровые ценные сорта деревьев для продажи. Такая незаконная вырубка леса очень распространена в России. Проблема усугубляется тем, что наш лес очень ценится за рубежом, и за него платят большие деньги.

3. Эксплуатационные леса, специально посаженные для заготовки древесины. Их вырубают полностью, а потом высаживают опять.

В большинстве государств, проблемы леса волнуют многих ученых и представителей правительства. Поэтому на законодательном уровне вырубка леса ограничена. Различают следующие виды рубок:

1. Рубка главного пользования. Убирается при этом "спелый лес", ценные деревья, нужные для промышленности и строительства. Такая рубка бывает сплошной (которую можно проводить только в старом лесу), выборочной (когда специалисты отмечают, какие деревья можно рубить) и постепенной.

2. Рубка ухода за растениями. В этом случае вырубают неспелые деревца, мешающие росту ценных пород. Молодые растения часто забирают у других деревьев питательные вещества и влагу.

3. Комплексная вырубка, когда какой-то участок полностью освобождается от растительности. Это может потребоваться при строительстве или прокладке дороги, линии электропередач или когда нужно освободить место под пастбище.

4. Санитарная рубка меньше всего наносит вреда лесу. В этом случае вырубаются только больные и поврежденные растения. Например, пострадавшие в результате пожара, сломанные бурей или зараженные грибком.

К чему может привести увеличение вырубки лесов:

• разрушается экосистема леса, исчезают многие представители флоры и фауны;

• уменьшение количества древесины и разнообразия растений приводит к ухудшению качества жизни большинства людей;

• увеличивается количество углекислого газа, что приводит к образованию парникового эффекта;

• деревья перестают защищать почвы (образуются пустыни, овраги);

• увеличивается влажность почв, из-за чего образуются болота;

• ученые считают, что исчезновение деревьев на склонах гор приводит к быстрому таянию ледников.

Методика и материалы исследований

Для оценки и сравнения естественного возобновления леса на вырубках мы подобрали участки разного возраста. Участки располагались на склонах Баргузинского хребта в северо-западном направлении местности Шаманка. На этих участках работал в разное время один и тот же лесозаготовитель. Техника и бригада работала одна и та же. Тип вырубки, которая проводилась на исследуемых участках - рубка главного пользования сплошная. Вырубки такого типа — это заготовление спелого леса на древесину. Они могут быть выборочными, постепенными и сплошными. При сплошных вырубках уничтожаются все деревья, за исключением подроста. Были изучены 3 деляны разного возраста:

• свежая вырубка (апрель 2015 года) - контроль,

• вырубка годичной давности (апрель 2014 года),

• вырубка трёхлетней давности (2012 года).

Общая методика оценки возобновления леса на вырубках рекомендует закладывать пробные площади размером 100 м на 100 м. На этих участках мы закладывали по 15 площадок размером 2м на 2м. Такие площадки рекомендуется закладывать при возрасте подроста 1-5 лет, что подходит для возраста исследуемых делян. Выбранное количество площадок – это минимальное количество, необходимое для достоверности результатов. Для работы использовали рулетку, топор, цветные ткани, тетрадь для записи, компас.

Для определения роста подроста – шест (прямую палку) с делениями по 5 см до 1,5 м. Сначала обошли, осмотрели место вырубки леса. Вдоль обеих длинных сторон расставили вешки (тонкие палочки) через каждые 25 м. Чтобы вешки были заметными, мы привязали к ним тряпочки красного цвета, чтобы их легче было увидеть.

Получилось 16 квадратов со сторонами 25м на 25 метров. Это очень удобно для закладки учётных площадок. Затем в каждом таком квадрате мы легко заложили 16 площадок размерами 2м на 2м. Для достоверности результатов было важно, чтобы учётные площадки были разбросаны по всей исследуемой территории вырубки.

Весь учетный подрост в зависимости от высоты принято делить на 3 группы:

• мелкий – до 0,5 метра;

• средний – от 0,6 до 1,5 м;

• крупный – выше 1,5 метров.

На каждом квадрате (25 м на 25 м) замерили рост молодых деревцев с помощью шеста и привязывали к ним соответствующие цветные тряпочки.

• мелкий – белые;

• средний – жёлтые;

• крупный - синие.

Использование таких цветных меток помогло точно подсчитать подрост.

Затем данные с каждой учётной площадки (16 площадок 2м на 2м) суммировали. Затем подсчет среднего количества подроста на пробной площадке размером 100м на 100м подсчитали по формуле.

Существуют разные методики оценки естественного возобновления леса, например методики Нестерова, Алёхина, Побединского, Сафронова.

Группа авторов (Сафронов и др.) в 2003 году предложили для условий Сибири в качестве стандарта принять подрост высотой более 1,5 метра в количестве 1000 штук на 1 га, для того, чтобы возобновление считалось успешным.

Для оценки естественного возобновления леса мы взяли методику Л.С Чешева, по которой, жизнеспособным (благонадёжным) является подрост высотой до 0, 5 метра. По этой методике, которая была разработана для оценки возобновления хвойных пород, нормой считается количество подроста 600-700 штук на 1 гектар. Это более жёсткий норматив, поэтому использовали его. Кроме того эта шкала используется без учёта условий произрастания и подходит для разного типа возобновления.

Подсчитали на каждой учётной площадке экземпляры семенного возобновления (подроста) древесных пород. Учету подлежали деревца в возрасте свыше 2 лет, имеющие боковые ветки, здоровые или с густой зеленой хвоей и заметным приростом на высоте. По состоянию подросты поделили на группы: здоровый, ослабленный, усыхающий, сухостой. При учете возобновления определили породу и измерили высоту каждого растения.

Результаты исследования и выводы

Результаты участка №1

Свежая вырубка (апрель 2015 года) была исследована как контрольный образец.

На деляне свежей вырубки (участок №1) для определения естественного возобновления леса мы выбрали участок 100м на 100 метров. На этом участке мы заложили 16 учётных площадок размером 2м на 2 метра. На всех площадках было семенное естественное возобновление. На каждой площадке измерили высоту каждого растения. Мы определили 53 семенных возобновления сосны на 0,5 м высоты. На 0,6-1,5 м высоты среднего подроста определили 47 штук сосен. Крупного подроста выше 1,5 метров сохранилось мало – всего 18 штук.

На свежей деляне, считать количество подроста было проще, так как большинство высоких и тонких деревьев было сломано и убрано. Подрост высотой до 0,5 метра на деляне сохранился почти весь, потому что стволы молодых деревцев тонкие и гибкие. Погибли только те, по которым волокли деревья.

Подсчитали общее количество экземпляров естественного возобновления на каждой учетной площадке и определили общее количество благонадежного подроста на всех учетных площадках в пределах каждой группы высот. Обследованная площадь составила: (100 х 100) = 10000 кв.м. При перерасчете на гектар эта территория составила 1 га. Затем по формуле пересчитали количество учетного подроста по каждой группе высот и в целом на 1 га.

• мелкий (до 0,5 метра) – 8281 штук

• средний (от 0,6 до 1,5 м) - 7343 штук

Полученные данные сравнили со шкалой оценки естественного возобновления.

Шкала оценки естественного возобновления Л.С.Чешева (на 1 га)

Можно сказать, что на вырубках по первой группе до 0,5м подроста достаточно для естественного возобновления.

Результаты участка №2

На деляне однолетней давности (участок №2) для определения естественного возобновления леса нашли участок 100м на 100м, где заложили 16 учётных площадок размером 2м на 2 метра.

Мы определили 66 семенных возобновления сосны на 0,5 м высоты. На 0,6 – 1,5 м высоты семенное возобновление определили 63 штук сосны. Подсчитали общее количество экземпляров естественного возобновления на каждой учетной площадке и определили общее количество благонадежного подроста на всех учетных площадках в пределах каждой группы высот.

• мелкий (до 0,5 метра) – 10312 штук

• средний (от 0,6 до 1,5 м) - 9843 штук

Вырубка годичной давности (апрель 2014 года) была исследована на проверку количества и качества подроста. На этой деляне было видно, что повреждённые деревца не смогли выжить и засохли. Мы подсчитали, сколько молодых деревцев до 1,5 метров не выжили. Получилось, что 42 деревца засохли.

Результаты участка №3

На деляне трёхлетней давности (Участок № 3) тоже было заложена 1 пробная площадка размером 100 м на 100 метров. Мы определили 73 семенных возобновления сосны на 0,5 м высоты. Деревьев 0,6-1,5 м высоты насчитали 96 штук. Подсчитали общее количество экземпляров естественного возобновления на каждой учетной площадке и определили общее количество благонадежного подроста на всех учетных площадках в пределах каждой группы высот.

• мелкий (до 0,5 метра) – 27656 штук

• средний (от 0,6 до 1,5 м) - 13906 штук

В результате сравнения количества учетного подроста на всех площадках выяснили, что естественное возобновление леса выше на третьей площадке.

На вырубке трёхлетней давности (2012 года) было видно, что молодые деревца находятся в хорошем состоянии. Отметили также, что появилось много деревцев осины, берёзы. Но, поскольку нас интересовал подрост сосны, то считали только её.

Результаты подсчёта позволили оценить естественное восстановление леса на участке № 2 и № 3. Процесс восстановления леса на этих участках можно считать удовлетворительным. На контрольном участке №1 мы оценили потенциал подроста, необходимый для нормального восстановления леса. По подсчётам этот потенциал достаточный. Данные приведены в таблице1 и 2 (смотреть приложение 1 и 2).

Заключение

После вырубок на открытом пространстве создаются абсолютно другие условия. Поэтому хорошо восстанавливается лес там, где территория вырубки не очень большая. Изменяется уровень освещенности. Те растения, которые привыкли жить в тени, гибнут. Без защиты деревьев происходит более резкое колебание температур, частые ночные заморозки. Это тоже приводит к гибели многих растений. А выдувание ветром влаги не дает молодой поросли нормально развиваться. Отмирание корней и разложение лесной подстилки высвобождают много азотистых соединений, которые обогащают почву. Однако чувствуют себя на ней лучше те растения, которые нуждаются именно в таких минеральных веществах.

Быстрее всего на вырубках вырастают малина или иван-чай, хорошо развивается поросль березы или ивы. Поэтому восстановление лиственных лесов идет быстро, если человек не вмешивается в этот процесс. А вот хвойные деревья после вырубки восстанавливаются дольше других растений, так как размножаются они семенами, для которых часто нет нормальных условий развития.

В результате изучения естественного возобновления леса после вырубок мы выяснили, что в нашем районе естественное восстановление леса после вырубок идёт нормально.

Проблемы восстановления леса нужно решать. Экологи считают, что исчезновение лесов приводит ко многим негативным последствиям для Земли и человека. Без лесов не будет и жизни на Земле, это нужно понять всем нам. Однако древесина уже давно стала товаром, который дорого стоит. И поэтому проблема уничтожения лесов решается с таким трудом. Возможно, люди просто не задумываются, что вся их жизнь зависит от леса.

Исчезновение лесов пока не волнует обычного человека. Когда все люди поймут, что именно леса обеспечивают им нормальное существование, может быть, они более бережно будут относиться к деревьям. Каждый человек может внести свой вклад в возрождение лесов планеты тем, что посадит хотя бы одно дерево.

Литература

1. В.Г. Атрохин, В.П. Ливенцев «Практикум по лесоводству», Москва, «Просвещение», 1978 год.

2. А.И.Бузыкин, А.Т. Исаков, «Метод оценки естественного возобновления еловых лесов Прииссыккулья», 2008 год.

3. Гиряев Д.М., И.М.Лембериков «Юные лесоводы», изд. «Агропромиздат», г.Москва, 1983год.

4. «Леса Бурятии», Бурятское книжное издательство города Улан- Удэ, 1976г.

5. «Работа с населением по предотвращению лесных пожаров» издательство «Весь мир», Москва, 2006 год.

6. И.И. Степаненко «Лесная типология», Москва, Издательство МНЭПУ, 1999 год.

7. Б.Г. Иоганзен, Н.И. Иголкин «Охрана природы», Томск, издательство Томского учниверситета, 1976 год.

8. http://fb.ru/article/146599/vyirubka-lesov---problemyi-lesa-vyirubka-lesa---ekologicheskaya-problema-les---legkie-planetyi

9. http://greenologia.ru/eko-problemy/vyrubki-lesov.html

Приложение 1

Распределение фактической численности подроста по высотным группам

(в пересчёте на 1 га)

Приложение 2

Оценка успешности естественного возобновления

для 2 и 3 опытного участка

(количество подроста в расчёте на 1 га)

19