Екологічні наслідки рубок лісу

Всі культурні фітоценози, особливо монокультури, є доволі нестійкими угрупованнями, які потребують постійного піклування людини. Крім того, деревина є цінною сировиною, потреби у якій постійно зростають. Тому оптимізація кількості лісових угідь є важливою екологічною та економічною задачею. Вона забезпечується за рахунок рубок лісу та відновлення лісових насаджень. В Україні завжди відчувався дефіцит деревини, тому створення лісових культур – це необхідний господарський та екологічний захід. Темпи відновлення лісистості в другій половині XX століття були досить істотними (рис. 10.3). Але, не зважаючи на всі зусилля, лісистість нашої держави залишається далекою від оптимальної (рис. 10.4). Вона нерівномірна по регіонах. Максимально наближеною до оптимальної є кількість площ, вкритих лісами, в Карпатах і на Поліссі. В інших регіонах частка заліснених територій значно менша. Нажаль, Україна зостається поки що однією з найменш лісистих держав у Європі (табл. 10.3). Для цього є як об'єктивні, так і суб'єктивні причини. З одного боку, на теренах нашої держави значні площі зайняті під сільськогосподарські угіддя, а з іншого – використання земель ще далеке від ефективного.

Рис. 10.3. Динаміка зростання площ, вкритих лісовою рослинністю в України

Рис. 10.4. Лісистість території України

Таблиця 10.3

Лісистість країн Європи

Рис. 10.5. Відтворення лісів і зруби після суцільних рубок в лісах Державного комітету лісового господарства України

Рубки – це основний спосіб отримання деревини. На всіх лісосіках після суцільних рубань обов'язково створюються лісові культури. В сучасній Україні віддається перевага створенню лісових культур з основних лісоутворюючих видів (сосни звичайної, дуба звичайного, вільхи чорної) із змішуванням з супутніми деревними породами (берези повислої, осики) та чагарниками. Але, загалом, темпи створення лісів в Україні дещо вищі, ніж обсяги рубок, оскільки висаджується дерев більше, ніж рубається (рис. 10.5). Це відбувається за рахунок заліснення площ, непридатних для вирощування сільськогосподарських культур, і невгідь.

Рубання дерев є потужним фактором впливу на середовище. Навіть знищення одного дерева може призвести до внутрішньої перебудови угруповання. У деревних порід нижніх ярусів, внаслідок збільшення інсоляції, з'являється шанс вирватись у верхній ярус і виконати свою природну функцію – дати потомство. Зміни слід чекати практично у всіх ярусах фітоценозу – від пригнічення розвитку у тіньовитривалих рослин до відмирання надземних частин у тіньолюбних. В лісогосподарській практиці, в залежності від мети, застосовують різні рубки:

• • рубки головного користування – це вирубування стиглих і перестиглих деревостанів з метою заготівлі деревини;
• • рубки проміжного користування – це система послідовних заходів, які спрямовані на забезпечення вирощування лісу від моменту його створення до віку стиглості, вони включають поступове видалення частини дерев, небажаних в деревостані;
• • санітарні рубки – видалення з деревостанів всихаючи, вітровальних, буреломних, пошкоджених шкідниками та хворобами дерев.

За своїми екологічними наслідками найбільш значимими є рубки головного користування. Саме вони призводять до корінних змін фітоценозів. Для розуміння впливу на фітоценози необхідно розрізняти різні види рубок лісу, оскільки від цього будуть у значній мірі залежати їх результати:

• • суцільні рубки, при яких зрізуються всі яруси деревної рослинності та чагарники:
• • вибіркові або поступові, при яких зрізується лише частина деревного ярусу.

В залежності від площ, на яких провадяться суцільні рубки, розрізняють суцільнолісосічиі та концентровані рубки. Суцільнолісосічні рубки проводяться на відносно невеликих площах, а концентровані – на площах понад 50 га при ширині лісосіки понад 250 м. Безумовно, що наслідки вирубання значних площ будуть ще більш радикальними і, навіть, катастрофічними, для конкретних видів рослин та їх угруповань. Рубки лісу проводяться у певні оптимальні, в залежності від мети, терміни, а ділянки лісу (лісосіки), на яких будуть проводитися рубання дерев, відводять завчасно.

Лісосіка – ділянка лісу, відведеного для рубок головного та проміжного користування (за виключенням суцільних санітарних дубок), а також ділянка, на якій проводяться вказані рубки.

Після суцільних рубок лісосіки можуть бути залишені для природного відновлення або закультивовані тими деревними породами, які відповідають екологічним умовам і мають господарське значення. При орієнтації на природне відновлення враховуються екологічні умови на конкретній ділянці, можливі зміни у складі фітоценозу, економічні зиски від потенційного деревостану. Після суцільних рубок практично завжди відбувається зміна породного складу деревостану, тому ефективність природного відновлення залежить від типу лісорослинних умов. У Карпатах бук достатньо добре відновлюється природним шляхом у своєму висотному поясі у бучинах. На Поліссі для отримання цінних соснових чи дубових деревостанів на місці зрубаних, необхідні спеціальні лісогосподарські заходи, направлені на забезпечення природного поновлення даних видів.

Поступові та вибіркові рубки направлені на максимальне збереження біологічного різноманіття, створення умов для відновлення корінних лісових фітоценозів. їх ефективність збільшується при проведені заходів, направлених на підвищення врожайності насіння порід, які необхідно відновити, та створення умов його укорінення та подальшого розвитку. Але поступові та вибіркові рубки головного користування можна проводити не у всіх типах лісорослинних умов.

При проведенні суцільних рубок спостерігаються наступні зміни на певній території:

• • знищується вся деревна та чагарникова рослинність;
• • знищується частина трав'янистих рослин, чагарничків, мохів і лишайників;
• • порушується цілісність ґрунтового покриву:
• • внаслідок збільшення прямої інсоляції продовжують гинути або різко скорочують своє поширення тіньолюбові та тіньовитривалі види;
• • відбувається інтенсифікація розкладу лісової підстилки;
• • змінюються гідрологічні умови зростання;
• • на площі поширюються злаки, бур'янові, світлолюбні види, що призводить до утворення дернини;
• • з'являються піонерні деревні породи;
• • відбувається інтенсивне вегетативне відновлення листяних порід.

В залежності від регіону, при проведенні рубок можуть відбутися і інші, специфічні зміни в лісових екосистемах, як безпосередньо після їх проведення, так і під час сукцесії на території їх проведення. Вирубання, наприклад, лісів у гірській місцевості викликає водну ерозію грунтів (змив фунту та руйнування підфунтя), що унеможливлює відновлення лісу. В таких умовах необхідний величезний проміжок часу для відновлення лісу на гірських породах, починаючи з заселення скель лишайниками. На Землі існує безліч прикладів знищення лісів у гірській місцевості. Нині ці особливості намагаються враховувати. Так, правилами рубок головного користування в гірських лісах Карпат передбачається така організація рубок лісу, яка б забезпечувала збереження водоохоронних, водорегулюючих і ґрунтозахисних властивостей лісу, запобігала б ерозійним процесам на гірських схилах, сприяла б відновленню лісу на лісосіках. На схилах з крутизною до 25° рекомендується проводити поступові рубки, а на схилах від 26 до 40° – лише вибіркові.

Досить часто після суцільних рубок створювалися лісові культури з деревних порід, невластивих для даних умов зростання або для гірського поясу. При цьому не бралися до уваги екологічні та біологічні властивості дерев, а основним критерієм був попит на деревину. Це призвело до негативних наслідків. Так, в Закарпатті та у Карпатах протягом декількох століть відбувалася поступова заміна букових насаджень ялиновими, зумовлена попитом на деревину останньої. Дослідженнями, які проведені у Закарпатті на світло- бурих гірсько-лісових ненасичених ґрунтах, було встановлено, що заміна бутса ялиною та ялицею призводить до зменшення середньорічних запасів вологи у грунті на 8-10%. При цьому відбувається:

• • більш інтенсивне вимивання мулу по всьому ґрунтовому профілю і невелике накопичення в ілювіальному горизонті, що веде до опіщанення грунту;
• • ущільнення поверхні ґрунту, зниження її водопроникливості, що веде до збільшення поверхневого стоку у період сніготанення та ливнів;
• • зменшення протягом року загальної вологості і запасів вологи у ґрунті одночасно із зростанням динамічної вологи.

Дослідники зробили висновок про недоцільність створення ялинових насаджень у бучинах, а створені ялинові насадження виявилися нестійкими.

При відсутності відповідних заходів, після суцільних рубок може відбутися заміна одного фітоценозу на інший. На Поділлі України на лісосіках, які не були закультивовані дубом, спостерігається заміна дуба звичайного грабом звичайним (Carpinus betulus). Під наметом дубових насаджень і на лісосіках з'являються численні сходи граба - іноді до 500 тис. штук на 1 га. Густий намет граба не дозволяє відновитися іншим деревним породам. Така зміна порід пов'язана з тим, що дуб більш рідко дає добрий врожай жолудів, а граб, навпаки, більш продуктивний та частіше дає добрі врожаї насіння. Крім того, граб дуже добре відновлюється від пеньків. На півночі Росії досить часто спостерігається зміна рослинності після суцільного рубання ялинових та ялиново-ялицевих насаджень. Зазначені насадження характерні тим, що вони мають високу повноту і створюють специфічне внутрішнє середовище, в якому неможлива поява сходів інших порід. Спочатку, в залежності від багатства грунту, на лісосіці інтенсивно розростаються трав'янисті рослини – іван-чай (Chamaerion angustifolium), кропива дводомна (Urtica dioica), куничник Лангсдорфа (Calamagrostis langsdorfii) і куничник лісовий (С. arundinacea). Одночасно з поширенням світлолюбних трав'янистих рослин, гинуть підріст ялини та тіньолюбні рослини. Наступною стадією заростання лісосіки є поява та поширення чагарників, під захистом яких починають розвиватися деревні породи. Середовище на лісосіці є несприятливим для відновлення ялини (тіньовитривала порода), але з навколишніх насаджень переноситься вітром легке насіння осики, берези, верб. Підріст цих деревних порід досить швидко змикається і утворює намет, під яким відновлюються тіньовитривалі та тіньолюбні види. Надалі під наметом берези та осики може з'явитися підріст ялини. Остання більш довговічна ніж зазначені листяні породи і, після їх відмирання, у ялини знову з'являється можливість створити ялиновий деревостан (рис. 10.6).

Заростання лісосік після вирубок залежить від того, який рослинний покрив був до початку проведення рубок лісу. Для Європейської Півночі Росії розроблено типи лісосік, які створюються після суцільних рубок насаджень в певних типах лісу (рис. 10.7).

Рис. 10.6. Динаміка зміни висоти ялини і берези при сумісному зростанні

Рис. 10.7. Формування типів лісосік в залежності від типів лісу на півночі Європейської частини Росії

(за І. С. Мелеховым, 1959)

Рослини-індикатори лісосік е тими показниками, які прямо або опосередковано пов'язані з минулим типом лісу. В одному типі лісу може утворюватись один або декілька типів лісосік. Це дозволяє прогнозувати можливі зміни рослинності після суцільних рубань у конкретному типі лісу і планувати відповідні лісогосподарські заходи по лісовідновленню

Господарська діяльність, пов'язана з рубанням лісу, не завжди супроводжувалася заходами по відновленню та збереженню лісів. В історії людства є чимало прикладів знищення лісів і поступової деградації територій до стану, який унеможливлює їх використання для зростання деревних порід. В прадавні часи на території Середземномор'я були поширені вічнозелені дубові ліси. їх повирубували, головним чином, на паливо. Від пеньків, що зосталися, пішла поросль, яка створила низькостовбурний ліс – маквіс. Маквіс – це перша стадія деградації первинного лісу. Його висота не перевищувала 4 м. На лісосіках розвинувся трав'янистий покрив із злаків і різнотрав'я. Худоба, головним чином кози, яка тут випасалася, знищила трави та поросль деревних порід, оголюючи грунт. На частині площ почали вирощувати сільськогосподарські рослини, розорюючи верхній шар грунту. Оголення та розорювання ґрунтів сприяло вітровій ерозії. Періодичні зливи довершили справу – змили багаті горизонти грунту до материнської породи. Таким чином, протягом декількох століть значні території Середземномор'я перетворилися у каменисті пустелі. Нині лише в історичних пам'ятках залишився слід про те, що сучасна пустеля Сахара була основним місцем вирощування зернових для Римської імперії.