Вложение | Размер |
---|---|
ekologicheskoe_sostoyanie_pochv.doc | 350 КБ |
РЕСПУБЛИКАНСКАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИИ
МОЛОДЫХ ИССЛЕДОВАТЕЛЕЙ
«ШАГ В БУДУЩЕЕ»
Секция «Экология»
Автор:
Исмаилова Мариям - ученица Маджалисской средней общеобразовательной школы, Кайтагского района, селения Маджалис.
Научный руководитель:
Мирзаева Бажиханум Рашидовна – преподаватель географии Маджалисской средней общеобразовательной школы, Кайтагского района, селения Маджалис.
Маджалис 2017г.
Оглавление
а) Общая характеристика лесов Кайтага.
б) Урочище «Кайтагские ключи».
Почвенный покров.
Водный режим.
Причины гибели леса.
Выводы.
1.Аннотация
В современную эпоху проблемы лесов стали «проблемой века». Это вызвано все возрастающим антропогенным воздействием человека на лесные ресурсы. С развитием человеческого общества лесные ресурсы стали сокращаться. Истребление лесов шло во всех странах мира, оно продолжается и в настоящее время.
Последствия уничтожения лесов известны на примере многих стран. Различные наводнения, селевые потоки и другие бедствия происходят после вырубки лесов.
Общее снижение лесистости в нашей стране значительно: к концу 17 века лесистость России была 52,7 процента, а сейчас 35,2.
Аналогичная тенденция имеет место и в Дагестане. Даже в довоенный период в горах и на низменности было значительно леса, чем в настоящее время.
Такая же ситуация и в лесах Кайтагского района. Лесные пожары, вырубка, водозабор привели к уменьшению особенно ценных деревьев. Именно поэтому главной целью научной - исследовательской работы является изучение статистических данных за различные периоды времени, проведение анализа этих данных и сделать вывод по результатам анализа.
2.Описание работы
Леса представляют собой наиболее
надежный источник пропитания
все возрастающего населения
П. Дювиньо и М. Танг
Природа – это одно из самых главных богатств нашей Родины. Одна из частей этой природы – лес. Лес бесценное всенародное достояние, наш зеленый друг. Он создал среду, благоприятную для жизни человеку. Гектар зеленых насаждений поглощает из воздуха столько углекислоты, сколько выдыхает 200 человек, и обеспечивает 30 человек воздухом, обогащенным озоном. Леса замечательные природные фильтры пыли, вредных газов, дыма. Они необходимы нам, потому что полезны и прекрасны.
Около 30 процентов суши покрыто лесами. Они имеются на всех континентах, кроме Антарктиды. Площади лесов под лесами по сравнению с давними временами сократились по всем континентам более чем наполовину.
Значительно сократились площади, и изменился состав лесов за последние несколько тысячелетий в связи с деятельностью человека.
В лесах Кайтага самые значительные сокращения площади лесов связанны с вырубкой почти сплошной в некоторых районах, лесными пожарами, но особенно опасная ситуация в районе урочища «Кайтагские ключи».
Массовое усыхание азональных лесов в последние 25-30 лет, как правило, - следствие антропогенного изменения гидрологических условий. В поймах низовий Волги, Дона и его притоков, Кубани и Терека происходит массовая гибель лесов вследствие зарегулирования паводковой составляющей стока (исчезает мелиоративный эффект паводка, его увлажняющее и рассоляющее влияние).
Априорно, можно утверждать, что коренное изменение гидрологических условий в зоне водозабора. Дербента также существенным образом влияет на водоохранные леса в урочище «Кайтагские родники». Причины гибели этих лесов не являются тайной для лесоводов и местных жителей, т.к. между введением в строй действующих все новых водозаборных скважин и гибелью леса произошел короткий отрезок времени.
Более подготовленными к такому исходу событий оказались специалисты коммунальных служб, разместившие водозаборные скважины в лесном массиве. Отвод небольшого количества воды из устья скважин позволяет им поддерживать угасающую жизнь леса в радиусе 10-15 м вокруг скважин, что служит чисто декоративным «аргументом» в споре о причинах и виновниках гибели леса.
Целью настоящей научно-исследовательской работы было выявление объективных причин массового усыхания лесного урочища и расчет экономического ущерба.
Лес – наше богатство. Мы должны беречь и охранять его. Охранять, беречь – все это только слова. До дела редко руки доходят. Охранять умеют немногие, а если умеют, то уж по-настоящему.
Основная часть
а) Общая характеристика лесов Кайтага.
В Дагестане лесом покрыто лишь 7,3% территории, что в 2-3 раза меньше оптимальной лесистости. На 1,01. 1973 в республике было 370 тыс. га лесов, а следовало бы иметь около 1 млн. га.
Общая площадь земель лесного фонда Кайтага составляет 21094 га – на 01.01.2007г. В том числе покрытые лесной растительностью составляет 20260 га.
Сравнительный анализ статистических данных государственного учета лесного фонда за 1993г и 2007г показывает очень сильные сокращения площади лесов Кайтага. В 2007г общая площадь земель, покрытые лесной растительностью составляют 20260 га, а в 1998г составляло 27383 га.
Причины сокращения лесистости:
Лесные пожары приносят очень большой ущерб. Пожары возникают главным образом в результате неосторожного обращения с огнем, наносит ущерб лесному хозяйству: уничтожается много древесины, уменьшается прирост деревьев, ухудшается состав лесов.
За последнее время в лесах Кайтага произошли пожары 24-26 марта в кварталах №№ 9 - 17 га, 10 - 0,5 га, 31 – 2,0 га (Планшет 3). Так же отмечены лесные пожары с 10 – 11 марта 2008г в кварталах №№ 9 - 15 га, 13 – 0,5 га (Планшет 10). Пожары возникли из-за неосторожного обращения посетителей леса. Пожары по виду низовые устойчивые, средней интенсивности, по погодным условиям третий класс пожарной безопасности.
б) Урочище «Кайтагские ключи»
Для установления причин локального усыхания древесных пород в кв. 18 ур. «Кайтагские ключи» проведено рекогносцировочное обследование массива по специально отбитым маршрутным ходам, которое позволило выделить участки с различной степенью усыхания в пределах каждого выдела. В ходе обработки материалов перечета и уточнения их в натуре проведено картирование обобщенных данных с нанесением на планшет участков с различной степенью усыхания. В результате получили общую ситуацию состояния древесных пород всего лесного массива кв.18 (рис.1).
Для детального обследования насаждения с целью научно-обоснованного установления причин ослабления насаждений и их локального усыхания в характерных местоположениях (по лесорастительным условиям, породному составу, интенсивности усыхания и т.д.) заложены пробные площади, на которых проводился учет состояния насаждений, определялись таксационные показатели, густота древостоя, брались образцы почв по горизонтам путем бурения до грунтовых вод или каменистой подстилающей породы, отбирались модельные деревья по каждой породе с выпилами для определения динамики годичных приростов. Общая характеристика насаждений кв. 18 приведена в табл.2.
Из анализа структуры древостоя следует, что в насаждении наблюдается значительная пестрота по породному составу, полноте, запасу – следовательно, по качественным и количественным характеристикам, которые обусловлены конкретными лесорастительными условиями.
Покрытая лесом площадь занимает 254,1 га или 73% от всей площади массива кв.18. Структура древостоя в зависимости от породного состава в основном сложная. Исключение составляют участки с тополем белым, который, как правило, формирует чистые по составу высокопродуктивные насаждения. Продуктивность насаждений не высока и в основном связана с полнотой и бонитетом. Средняя полнота насаждений составляет 0,5-0,6, представленные древостоем 3-4 бонитета. Общий запас древесины всего массива 47420 м3, который по породному составу представлен следующим образом: граб – 25916 м3, дуб – 11330, тополь белый – 7226, орех грецкий – 2074, клен – 874. Следовательно, в составе преобладают две ценные твердолиственные породы – граб и дуб. Общая площадь, подвергнутая разной степени усыхания (от 10 до 90%) составила 185 га или 72% от покрытой лесом площади. Масса усохшей древесины со всего насаждения – 17480 м3 – 37% от общего запаса. С учетом породного состава эта масса распределяется следующим образом: дуб – 7405 м3, граб – 6095, орех – 620, тополь – 100 (табл.3).
Усыхание носит локальный характер, и в основном сосредоточено в центральной части массива, представленной дубово-грабовыми насаждениями.
Почвенный покров.
Почвенный покров ур. «Кайтагские родники» сформированы на валунно-галичниковом конусе выносе, являющимся современной долиной р. Уллучай, сверху прикрытом молодыми слоистыми аллювиально-пролювиальными отложениями. Мощность последних не превышает по участку 0,2-2,0 м. Эти отложения и являются почвообразующими породами.
Почвенный покров представлен лугово-лесными серыми почвами. Он сформирован под влиянием близко залегающих пресных грунтовых вод (ГВ). По нашим данным минерализация их составляет 0,733 г/л. Морфологически они характеризуются мощным (до 1 м) гумусовым горизонтом с содержанием гумуса в верхней части 2-3 % и постепенным убыванием его к низу. Гумус почвы, очень прочно закрепленный малорастворимый с высоким содержанием гуматов кальция и широким соотношением C:N (15-20). Наличие признаков оглеения (сизых и ржаво-охристых пятен) обнаруживается часть почти у поверхности, а обычно не ниже 70 см. Содержание водно-растворимых солей не более 0,2-0,3%. Тип засорения карбонатно-кальциевый. Почвообразующая порода в исходном состоянии была сильно оглеена – четкие остаточные признаки оглеения. По механическому составу выражена некоторая слоистость профиля
В целом же механический состав довольно легкий: от суглинистого до песчаного. Подстилающая порода, как отмечалось, сложена галечником и валуном, составляющими 94-95% объема почвы. Остальная часть объема заполнена крупнозернистым песком.
Водный режим ур. «Кайтагские родники»
Как уже отмечалось, исходная глубина залегания ГВ до начала массового усыхания леса варьировала в пределах 0,4-0,9 м от поверхности. В последующем, с начала 70-х годов отмечается интенсивное снижение УГВ, о чем свидетельствует профиль, представленный на рис. Особенно существенно понизился уровень в восточной части урочища. Если уклон грунтовой воды в исходном состоянии составлял 0,015, то современный уклон достиг 0,017. Это привело к тому, что УГВ в отдельных случаях достигает 7 м от поверхности. Причиной снижения УГВ является интенсивный забор ГВ для водоснабжения гор. Дербент питьевой водой, о чем свидетельствуют ниже приведенные расчеты.
Исходный водный режим складывался на покрытой лесом площади и примыкающей к ней открытой площади следующим образом:
С учетом полной влагоемкости собственно почвы (3800 м3/га) и подстилающей породы (800 м3/га на 1 м площади) мы определили сезонную амплитуду колебания УГВ: без учета бокового притока от 0,5 до 2,3 м от поверхности в лесу и от 0,6 до 0,7 м на открытой площади. В связи с наличием горизонтального притока воды с примыкающей территории нижний уровень ГВ выравнивается и составляет к концу сезона 1,2 м. В течение зимнего периода УГВ принимает первоначальное состояние.
Начиная с 1972 г. на территории ур. «Кайтагские родники» начинается интенсивный забор воды. Суммарный забор только из четырех скважин (№№ 38295, 54417, 38268 и 61527) составляет 452 м3/час или 4 млн. м3 в год. Суммарное пополнение ГВ за счет осадков за вычетом поверхностного стока с водосборной площади в 9100 га составляет 19 млн. м3. В тоже время расходы воды на транспирацию и физическое испарение достигает 60 млн. м3. Водозабор в таких размерах обусловил дефицит влаги в размере 41 млн. м3 или 455 мм водного столба (4550 м3/га) в год. Такой дефицит влаги при отсутствии горизонтального притока в связи с крайне высокой пористостью подстилающей породы снижает УГВ до катастрофической глубины, ставя тем самым лесные породы в экстремальные условия.
Причины гибели леса.
Анализ хода роста 33 модельных деревьев на 17 пробных площадках позволил выявить ряд особенностей процесса массового усыхания урочища. Во-первых, снижение прироста произошло у всех главных древесных пород одновременно и примерно в равной степени, что позволяет отвергнуть возможность усыхания вследствие воздействия биотических факторов (поражение листогрызущими вредителями и болезнью) – дуб, граб, клен, ясень и орех не имеют общих массовых листогрызущих вредителей и болезней.
Аналогичное заключение можно сделать и в оценке влияния метеоусловий последних 10-15 лет. Они одинаковы на всех участках лесного массива, а массовое усыхание (рис.1,2) происходит на участках в зоне влияния водозаборных скважин. По мере удаления от них и вблизи водотоков состояние древесных пород лучше (рис.3). В целом, засушливость климата (испаряемость за вегетацию около 650 мм, осадки – 150 мм) объясняет приуроченность лесов урочища к родникам. Близкий уровень грунтовых вод в период до сооружения водозаборных скважин, как отмечалось выше, составлял в межень от 0,5 до 2,3 м (при таянии снега и ледников – был близок к дневной поверхности).
Дополнительное увлажнение всей корнеобитаемой толщи почвогрунта (она колеблется от 0,2 до 1,8 м составляя в среднем 1-1,5 м) и позволяло произрастать высокополнотным ценным лесам урочища.
Расчет коэффициента влагообеспеченности показывает, что в настоящее время он не превышает 0,7 при мощности корнеобитаемой толщи почвогрунта 1,5 м (например, для леса на ПП 3, 16 и 17):
,
где - предел насыщения, 440 мм; - влажность завядания, 170 мм
, - осадки и испаряемость за вегетацию: 150 и 650 мм, то есть для жизни лесу не хватает 40% доступной влаги по К.Н. Высоцкому лес является наибольшим потребителем влаги из растительной и его водный режим считается оптимальным при . (Общепринятой считается оценка величины эвапотранспирации леса равной величине испаряемости).
При меньшей мощности плодородного слоя почвы и соответственно, при меньшей мощности корнеобитаемой толщи почвогрунта, как например, на пробной площади 2 (рис. 4) коэффициент влагообеспеченности не превышает 0,4 и соответственно для жизни лесу не достигает более чем половины требуемого количества доступной влаги. Напомним, что в настоящее время в вегетацию грунтовые воды находятся на корнедоступной глубине и дополнительное увлажнение не происходит. Отсюда и закономерный процесс – вместо азональной высокопродуктивной лесной растительности занимает рудеральная травянистая.
Подтверждением факта постоянной подпитки грунтовыми водами корнеобитаемой толщи почвогрунта явились результаты корневых раскопок, проведенные на пробных площадях 2 и 3. Однозначным свидетельством является мощный охристый слой полуторных окислов, четко зафиксированный на нижней границе корневых систем. Это гидрохимическое свидетельство залегания меженного уровня грунтовых вод. Здесь же расположены мочковатые сосущие корни. Корни никогда не находятся ниже уровня вечного затопления, поэтому реконструкция уровня грунтовых вод в период до начала водозабора зафиксирована нами с точностью до 3-5 сантиметров.
Отсутствие дополнительного увлажнения, резкое изменение мехсостава почвогрунта, отсутствие элементов питания, (малая мощность ризосферы) различие потенциалов влагопереноса суглинков и подстилающей породы, ее ничтожная водоудерживающая способность и, в целом, изменение типа почв – все это исключило не только возможность существования, но и восстановления леса в урочище «Кайтагские родники». В таких специфических условиях даже существенно меньшая величина водозабора, которая бы повлекла уменьшение меженного уровня на 0,5-1 м вызвала бы такие же тяжелые экологические последствия, как и при сложившимся режиме водопользования (капиллярная кайма в песчано-валунных отложениях не превышает нескольких сантиметров).
Корневое изменение водного режима почв с гидроморфного на автоморфный не могло не отразиться на жизни леса. Рост и состояние леса зависит от дальности расположения водозаборных скважин, водостоков, мощности и мехсостава почвы. Но негативное влияние отмечено на всех, без исключения, участках. В лучших по состоянию насаждениях дуба (ПП 10, выдел 25) и ореха (ПП 12, выдел 16) отмечено лишь снижение прироста в толщину оно составило у ореха – 33, а у дуба – 27%. Если же сравнить прирост за последнюю пятилетку, то соответствующее снижение составило 41 и 55% . Однако здесь практически нет сухих деревьев, в хорошем состоянии находится и подлесок. Причина в том, что уровень грунтовых вод находится еще достаточно высоко – не глубже 0,8-1,0 м.
В насаждениях с удовлетворительным состоянием, но угнетенным ростом (ПП, 1, 11, 13 и 15) падение прироста более существенно (рис.7). Оно составляет у граба – 33%, дуба – 50 и тополя – 40%. В последние 5 лет (1986-1991 гг.) соответствующее снижение прироста по сравнению со средним приростом до начала водозабора составило 60, 73 и 59%. Подлесок в таких насаждениях отсутствует. В древостое насчитывается до 10-15% сухих деревьев. Эти насаждения идут узкой лентой вдоль естественных водостоков (выдела 31, 19 и 17).
В усыхающих насаждениях отмечено наиболее резкое падение прироста, начиная с 1971-1976 годов (рис.8) для дуба оно составило 74, граба – 31, ясеня – 61, клена 39 и ореха – 33%.
В 1986-1991 годах средний прирост главных пород по сравнению с периодом до начала водозабора сократился соответственно 91, 67, 76, 73 и 80%. Подлесок в таких насаждениях практически выпал, в покрове представлена рудеральная растительность.
В целом данные по приросту главных пород свидетельствуют о том, что даже в насаждениях хорошего состояния средний прирос после начала водозабор упал в 1,2 – 1,3 раза, в насаждениях удовлетворительного состояния в 1,4-1,5, а в погибающий в 1,4-1,7 раза. Причем в последние 5 лет (1986-1991 гг.) снижение прироста усилилось в среднем в 1,5, 1,6 и 1,8 раза соответственно.
Таким образом, резкое изменение прироста также датируется время начала водозабора, свидетельствует о продолжении процесса распада лесов в урочище и констатирует главную причину гибели основных лесообразующих пород – резкое снижение уровня грунтовых вод.
При сложившемся объеме водозабора процесс усыхания леса в урочище будет продолжаться. На участках с массовым усыханием порослевое и семенное возобновление леса исключено вследствие недостаточной водоудерживающей способности мелких дерновых почв легкого мехсостава. На участках леса с мощностью плодородного слоя около 2 м (участки в выделах 4, 16, 17, 25, 31) возможно получение пневой поросли, но очередное порослевое возобновление необходимо своевременно и часто изреживать, чтобы в результате получить покрытые лесом территории похожие на лесопарк. Бонитет и полнота таких насаждений будет значительно ниже материальных.
В целом, лесорастительные условия урочища «Кайтагские родники» стали в значительной мере нелесопригодными и коренное улучшение состояния леса возможно лишь при восстановлении гидрологического режима территории. Причины и следствие процесса полностью аналогичны таковыми, наблюдавшимся нами ранее в поймах рек юго-востока европейской части страны.
3.Заключение
Выводы:
Дендрохронологический анализ указывает на время начала негативных процессов и его главную причину – снижение уровня грунтовых вод.
4.Список литературы.
Финист - Ясный сокол
О чем поет Шотландская волынка?
Сказка на ночь про Снеговика
Ветер и Солнце
На горке