Анализ современного состояния экологических проблем хвойных лесов России с применением ГИС технологий

    а) лесные ресурсы - вся площадь, занятая  деревьями или кустарниками и  используемая для лесохозяйственных  целей. В лесные ресурсы входят общественные и частные леса, национальные парки и заповедники, все лесные культуры и лесные плантации, в том числе рассчитанные на один оборот рубки, а также площади под дорогами, водотоками, лесные питомники и небольшие открытые участки, которые нельзя выделить по условиям съёмки. В лесные ресурсы не включают городские сады, плодовые сады и технические плантации (каучуковые, хинные и др.), лесные пастбища, и отгонные участки;

    б) сомкнутые леса - лесные участки (понятие, аналогичное понятию площади, покрытой лесными ресурсами), используемые для  лесохозяйственных целей, занятые деревьями, сомкнутость крон которых составляет более 20%. К ним относят естественные лесные насаждения ( включая молодняки), а также не сомкнувшиеся лесные культуры, заложенные для получения древесины, и защитные лесные полосы, где ведётся хозяйство по типу лесного.[18]

    в) редины (редколесья) - нелесные участки, на которых сомкнутость крон деревьев составляет от 5 до 20% (например, редины в Евразии, саванны в тропиках).

    В целях упорядоточения способов ведения  лесного хозяйства и предупреждения истощения древесных запасов в нашей стране было произведено разделение лесов на три группы.

    Леса  первой группы - леса, основным назначением  которых является выполнение водоохранных, защитных, санитарно-гигиенических  и оздоровительных функций, а также леса особо охраняемых природных территорий. Леса особо охраняемых природных территорий - это леса первой группы, имеющие важнейшее экологическое, научное, историческое значение, частично или полностью изъятые из хозяйственного использования, для которых установлен режим особой охраны. К особо охраняемым лесам относятся: леса  государственных природных заповедников, национальных и природных парков, памятники природы и другие. Заповедные леса - это леса типичных и уникальных природных объектов, сохраняемые в естественном состоянии. К заповедным лесам относятся:

    - леса заповедников, заповедных частей  национальных и природных парков;

    - заповедные лесные участки.

    Леса  второй группы - леса в регионах с  высокой плотностью населения и  развитой сетью наземных транспортных путей; леса, выполняющие  преимущественно водоохранные, защитные, санитарно-гигиенические, оздоровительные и иные функции, имеющие ограниченное эксплуатационное значение, а также леса в регионах с недостаточными лесными ресурсами, для сохранения которых требуется ограничение режима лесопользования.

    Леса  третьей группы - леса богатых лесных регионов, имеющие преимущественно  эксплуатационное значение при обеспечении  сохранения экологических функций. Леса третьей группы подразделяются на освоенные и резервные. 

1.2 Геология и рельеф

    В европейской тундре выражены лишь две  подзоны: типичная, мохово-лишайниковая, и южная, или кустарниковая. Типичная тундра особенно широко представлена на участке от Тиманского кряжа до Урала. Среди моховых тундр здесь встречаются как сухие моховые гипновые, так и сырые заболоченные моховые тундры с покровом из гигрофильных мхов. Кроме мхов и лишайников, здесь присутствуют травянистые: растения — мятлик арктический, мятлик высокогорный, осоки, щучка арктическая, василисник альпийский; из кустарничков — багульник, дриада (куропаточная трава), ива полярная и сетчатая, голубика. Южная подзона характеризуется преобладанием в растительном покрове кустарниковых (березы карликовой и ивы) и кустарничковых сообществ в сочетании с моховыми, сфагновыми и лишайниково-сфагновыми болотами.

    По  южной окраине тундры располагается  переходная зона лесотундры. Леса здесь  представляют собой редколесье, состоящее  из сибирской ели высотой 5-8 м, к  которой присоединяются береза извилистая и лиственница Сукачева. Пониженные места заняты болотами или густыми зарослями кустарников — мелких ив и березового ерника. Много водяники, черники, голубики, трав, лишайников. На севере лесотундры распространены редины, для которых характерны одиночно разбросанные угнетенные кривые деревья. Высокоствольные леса проникают вглубь территории только по долинам рек благодаря отепляющему влиянию речных вод и защите от сильных ветров. На юге лесотундры, в березовом редколесье, появляются черемуха с самым поздним цветением на равнине (30 июня) и рябина обыкновенная (цветет около 5 июля).

    Печорская провинция расположена на крайнем  северо-востоке зоны. Она занимает южную наиболее приподнятую часть  Печорской низменности, приуроченной к одноименной синеклизе. Коренными  породами здесь являются песчано-глинистые отложения триаса, юры и мела, перекрытые мощной (до 100 м) толщей четвертичных флювиогляциальных, озерно-аллювиальных и озерно-ледниковых отложений. На междуречьях кое-где встречаются пятна морена.

    Плоские или волнистые междуречные равнины расположены на высотах более 150 м, но лишь изредка на самом юге поднимаются выше 200 м. Местами встречаются холмы — остатки конечно-моренных гряд, камы и озы. Низменность дренируется Печорой и ее многочисленными притоками, наиболее крупными из которых являются Ижма и Уса. Междуречные равнины заболочены, придолинные части лучше дренированы, поэтому заболочены меньше.

    Климат  провинции наиболее суровый и  континентальный по сравнению с  другими таежными провинциями. Зима суровая, продолжительная и многоснежная. Средняя температура января составляет -18...-20°С. Здесь наблюдается самая большая на Русской равнине высота снежного покрова — 70-90 см. Лето прохладное, с пасмурной, нередко дождливой погодой. Средняя температура июля 14-16°С; годовое количество осадков 600-800 мм, к востоку, с приближением к Уралу, постепенно увеличивается. Реки провинции многоводны. Большая мощность снежного покрова определяет их высокое половодье, приходящееся на май. На низменности много озер. Нередко они встречаются среди болот.[16]

    Печорская провинция лежит в подзоне  северной тайги, лишь крайний юг ее попадает в среднюю тайгу. В растительном покрове преобладают разреженные  еловые и сосновые леса. В составе  древостоя обычны сибирские хвойные: кедр, пихта, лиственница. Обычно леса заболочены. Под ними развиваются глеево-подзолистые почвы. Лишь на придолинных участках и на склонах холмов растут не заболоченные ельники. В северной части достаточно широко распространены первичные березняки, в значительной мере также заболоченные. В провинции очень много болот. Преобладают бугристые, а в южной части — сфагновые грядово-мочажинные. Вдоль рек развиты пойменные луга с высоким травостоем. В тайге обитают европейские и сибирские виды животных.

    Природные комплексы зоны изменяются к югу, так как климат становится более теплым, количество осадков приближается к испаряемости, господство переходит к широколиственным породам, хвойные деревья становятся редкими. В этих лесах основная роль принадлежит липе и дубу.

    Здесь так же, как и в тайге, развиты суходольные и пойменные луга на аллювиальных почвах. Среди болот преобладают переходные и низинные. Сфагновых болот мало.

    Зона  хвойно-широколиственных лесов давно  густо заселена и освоена, поэтому  природа ее очень сильно изменена деятельностью человека. Например, леса занимают только 30% территории зоны, наиболее удобные участки распаханы или заняты под пастбища; в животном мире произошло изменение видового состава — когда-то обитавшие в лесах тарпаны и туры европейские совсем исчезли. Редкими стали куница, росомаха, выхухоль, беркут, скопа, орлан-белохвост, белая и серая куропатки. Были проведены большие работы по восстановлению речного бобра, зубра, благородного оленя, увеличению поголовья лося, акклиматизации енотовидной собаки, американской норки и ондатры. Взяты под охрану многие виды животных и растений. В зоне созданы заповедники, охраняющие наиболее типичные природные комплексы и особенно редких животных и растений. Среди них и биосферный Приокско-Террасный заповедник, охраняющий природные комплексы центра зоны, сыгравший большую роль в восстановлении в густых хвойно-широколиственных лесах зубров, привезенных из Беловежской Пущи и с Кавказа.

    Валдайская  провинция простирается от верхнего течения рек Ловати и Западной Двины на северо-северо-восток до Онежского озера. Она состоит из возвышенностей Валдайской (341 м), Тихвинской (280 м) и Вепсовской (304 м), разделенных понижениями высотой около 100 м над уровнем моря. На западе возвышенности круто обрываются живописным Валдайско-Онежским уступом (до 150-200 м) к Приильменской низменности. На востоке возвышенности постепенно переходят в прилегающие низменные равнины.

    Провинция расположена на западном крыле московской синеклизы, поэтому толща осадочных  пород, слагающих чехол, залегает моноклинально. Валдайско-Онежский уступ принято рассматривать в качестве карбонового глинта (куэстового уступа), фиксирующего границу распространения пород карбона, представленных известняками, доломитами и мергелями. Провинция расположена в краевой части валдайского оледенения, поэтому в ее пределах распространен хорошо сохранившийся ледниково-аккумулятивный холмисто-моренный рельеф с конечно-моренными грядами (Торжокская, Вышневолоцкая, Лесная и др.) и многочисленными моренными озерами по котловинам (Селигер, Волго, Валдайское, Вельё и др.). Эту полосу молодых живописных ландшафтов называют Поозерьем. Мощность морены, перекрывшей доледниковый рельеф, изменяется от 1-2 м до 100 и более метров. Залегающие под мореной карбонатные породы обусловливают развитие карстовых форм рельефа там, где мощность четвертичных отложений невелика, — в пределах самого карбонового уступа и в долинах прорезающих его рек. Карстовые формы представлены блюдцами, понорами, котловинами, а также полостями, кавернами, пещерами.[11]

    На  Валдайской возвышенности лежат истоки Волги, Днепра и Западной Двины. Многие реки протекают в ложбинах стока талых ледниковых вод, и их долины еще не полностью сформированы. Короткие реки соединяют многочисленные озера, образуя единые водные системы.

    Климат провинции влажный с прохладным летом. Средняя температура июля составляет всего 16°С, а среднесуточная температура редко поднимается выше 20°С. Зима умеренно холодная. Средняя температура января -9...-10°С. Часто приходящие сюда циклоны вызывают оттепели. Годовая сумма осадков более 800 мм, что является максимальным для Русской равнины. Максимум приходится на лето.

    Для провинции характерна необычайная  пестрота почвенно-растительного покрова, что обусловлено частой сменой почвообразующих  пород и форм рельефа. Моренные холмы и гряды покрыты широколиственно-еловыми лесами на дерново-подзолистых и подзолистых почвах. На зандровых равнинах, приозерных песках и песчаных холмах преобладают сосновые леса. На известняках, доломитах и карбонатной морене распространены темноцветные перегнойно-карбонатные почвы, на которых произрастают елово-широколиственные леса с господством дуба, с липой, ясенем и ильмом во втором ярусе.

    Мещера  приурочена к доледниковому тектоническому прогибу. В ее основании залегают известняки карбона, перекрытые юрскими и меловыми песчано-глинистыми отложениями. Четвертичные отложения состоят из размытой морены, сохранившейся на наиболее высоких участках доледникового рельефа (Егорьевское плато, Окско-Цнинский вал и др.), и больших толщ песков и суглинков водно-ледникового и аллювиального происхождения. В центральной части Мещеры протягивается низина с торфяниками и озерами (Святое, Великое и др.). Вокруг нее тянутся широкие полосы песчаных равнин с дюнами. Реки текут медленно в плоских заболоченных низинах и слабо дренируют их.

    Климат  Мещеры умеренно влажный с холодной снежной и продолжительной зимой. Средняя температура января -11...-12°С. Снег лежит до 150-160 дней при максимальной высоте снежного покрова 50-55 см. Зимние типы погод неустойчивые — с морозами и оттепелями. Из-за значительного количества снега половодье на мещерских реках длительное. Лето теплое с максимумом осадков. Средняя температура июля 18,5-19°С. Годовое количество осадков (около 600 мм) превышает испаряемость, поэтому территория избыточно увлажнена.

    Основная  площадь Мещеры покрыта сосновыми  лесами, местами с примесью дуба и болотами. Реже встречаются ельники  и березняки. Под лесами на песках и песчано-глинистых отложениях сформировались дерново-подзолистые  и дерново-подзолисто-глеевые почвы. На песчаных валах, холмах и дюнах распространены светлые лишайниковые боры; на междуречьях по склонам долин господствуют елово-сосновые леса с примесью дуба, клена и липы; на моренных останцах растут смешанные леса из ели, дуба и липы, с подлеском из орешника и густым травяным покровом из сныти, копытня, ландыша; на поймах встречаются влажные дубовые леса.  

1.3 Климат

    В отличие от тайги и хвойно-широколиственных лесов зона лесостепи обладает сравнительно теплым и сухим климатом. Здесь  возрастают летние температуры воздуха и длительность теплого сезона, снижается вероятность пасмурного неба. Сумма средних суточных температур за период с температурой выше 10° увеличивается до 2600-2800° на юго-западе зоны и до 1800-2000° на востоке. Безморозный период длится 165 дней на западе и 105-120 дней на востоке зоны.

    Значительные  термические ресурсы сочетаются в лесостепи с достаточным  увлажнением. В течение года осадков  в ней выпадает почти столько  же, сколько и в зоне тайги: на западе – 500-600 мм, на востоке – 300-400 мм. Соотношение тепла и влаги в лесостепи близко к оптимальному: коэффициент увлажнения Высоцкого-Иванова на севере зоны – около 1,0, на юге – 0,60. Характерно, что и радиационный индекс сухости Будыко в этой зоне также равен единице или близок к ней.