Зона тайги

Таежные леса, особенно южнотаежные ельники, характеризуются большим запасом живого и мертвого органического вещества при резком преобладании живой биомассы (более 60 %). В мертвом органическом веществе неразложившихся растительных остатков значительно больше гумуса (плодородие почв низкое). В живой биомассе господствуют растения (больше 99 %).

Таежные экосистемы обладают большими запасами надземной фитомассы, представленной в основном деревьями. Величина первичной продукции значительна. Вклад в кислородный баланс атмосферы весьма существен.

Территория средней и особенно северной тайги стала интенсивно осваиваться сравнительно недавно. В первой половине XIX в. численность населения в пределах этой зоны была небольшой и концентрировалось оно в долинах рек. Именно в широких поймах северных рек стало развиваться животноводство, а затем и земледелие, поскольку почвы пойм более плодородны. Так на месте вырубленных лесов появились пастбища и пашни. Как те, так и другие первоначально занимали совсем небольшие площади и не оказывали сколько-нибудь заметного влияния на структуру таежного биома. Основу хозяйственной деятельности населения составляли лесные промыслы: заготовка древесины, сбор дикорастущих, охота. Преобладали коренные, не измененные человеком экосистемы. В первой трети XX в. масштабы лесозаготовок несколько возросли и районы, в которых они проводились, расширились.

Принципиальные изменения в структуре таежного биома произошли во второй половине XX в. Объем заготовок древесины необычайно возрос. Расширилось техническое вооружение лесозаготовителей, появилась сеть автомобильных и железных дорог, благодаря чему значительная часть территории тайги стала сравнительно легкодоступной. Крупные районы освоения лесных ресурсов охватили практически всю европейскую часть зоны тайги, значительную часть Урала, большие площади в Западной, Средней и Восточной Сибири, а также на Дальнем Востоке. Вблизи больших городов леса все больше замещались сельскохозяйственными угодьями (рис. 12.2).

В таежной зоне, в связи с расширением геологоразведочных работ, даже в труднодоступных местах лесной покров стал подвергаться сильному антропогенному воздействию. Здесь производится вырубка древостоя под буровые площадки, места проходки наземных выработок, полевые лагеря, временные дороги. Кроме того, вырубаются просеки шириной 4-5 м для сообщения между скважинами и более узкие, шириной от 1, 0 до 0, 5 м, под геологические и геофизические профили и топографические визирки. В результате в районах интенсивной геологоразведки лесные массивы пронизаны густой сетью просек и вырубок.

Значительный ущерб причиняют лесные пожары, выжигающие большие площади леса, ценные охотничьи, ягодные и грибные угодья. Многочисленные пожары у полярной границы лесной зоны привели к планетарному феномену - образованию полосы относительного безлесья в северном полушарии.

Все леса выполняют водоохранные и почвозащитные функции. Однако даже в пределах одного лесного массива одни участки (вдоль рек, вокруг озер и водохранилищ, на крутых склонах, у истоков ручьев, рек и т. д.) имеют большее стокоре-гулирующее и почвозащитное значение, другие (на ровных местах и пологих склонах) - меньшее.

Уничтожение лесной растительности сопровождается ухудшением водно-физических свойств почв: снижается их инфильтрационная способность, увеличивается поверхностный сток и, как следствие, усиливается эрозия почвы; уменьшается пополнение подземных вод, ухудшается гидрологический режим рек.

На сплошных концентрированных вырубках, где полностью уничтожен подрост и тонкомер, запас воды в снежном покрове вследствие сдувания снега обычно меньше, чем в лесу. Интенсивность таяния снега там же обычно возрастает в 1, 5-2 раза. Ускоренное снеготаяние и слабая водопроницаемость почв на сплошных вырубках способствуют образованию интенсивного стока, при этом изменяются не только объем стока, но и его составляющие. Так, если в сложных ельниках под пологом леса поверхностный сток составляет 28 %, а внутрипочвенный -72 % от суммарного, то на сплошной вырубке это соотношение приблизительно 58 и 42 %.

Усиление поверхностного стока в результате рубок часто сопровождается эрозионными процессами (смыв и снос почвы, оврагообразование и пр.). Эрозионные процессы более значительны при сплошных рубках, чем при выборочных и постепенных. На сплошной вырубке ельника зеленомошного смыв почвы достигает 21, 6 м³/га, при длительно-постепенной он может быть в 2 раза меньше.

При применении лесозаготовительной техники на лесосеках существенно нарушается напочвенный покров. Верхние горизонты, особенно суглинистых и глинистых почв, сильно уплотняются. В результате ухудшается инфильтрационная способность почв. Если на участках, не измененных трелевкой, поверхностный сток при выпадении осадков наблюдается редко, то на сильноуплотненных он бывает даже при малоинтенсивных осадках.

Особенно резко ухудшаются свойства суглинистых и глинистых почв после применения в бесснежный период тракторов с высоким удельным давлением на грунт; водопроницаемость почв при этом снижается в десятки раз. Коэффициент поверхностного стока возрастает более чем в 200 раз, внутрипочвенный сток полностью исчезает, а интенсивность процессов водной эрозии увеличивается в сотни раз.

Вследствие удаления при летних лесозаготовках подстилки почва промерзает на большую глубину и обычно не успевает оттаять до полного схода снежного покрова. Поэтому весь весенний сток сбрасывается по поверхности, ухудшая гидрологический режим рек: усиливаются весенние паводки, пересыхают ручьи и речки в меженный период.

Установлено также, что корчевка пней, особенно на тяжелых суглинистых и глинистых почвах, ухудшает структуру почвы, нарушает поры и пустоты биологического происхождения (ходы червей, пустоты сгнивших корней и т. д.), по которым гравитационная влага поступает в нижние слои почвогрун-та. Вследствие таких изменений ухудшается плодородие почвы, снижается ее аэрация и уменьшается водопроницаемость. Значительное снижение испарения на вырубках способствует накоплению влаги в понижениях мезо- и микрорельефа. В таежной зоне, как правило, после сплошной рубки начинается заболачивание.

Оценивая негативные экологические последствия сведения лесов, следует иметь в виду, что таежная зона играет огромную роль в насыщении атмосферы кислородом и поглощении углекислого газа. Один гектар леса выделяет за 1 год около 1 тыс. м³ кислорода, что удовлетворяет годовую потребность в нем человека. Подсчитано, что кислорода, выделяемого лесами Тюменского Севера за год, достаточно для дыхания в течение этого времени населения всей Тюменской области, Урала, Казахстана. В то же время сохранившиеся леса США уже не могут обеспечить кислородом население этой страны. В промышленно развитые страны, где площадь лесов сильно сокращена, кислород приносится воздушными потоками из сохранившихся лесных ландшафтов. В связи с быстрым сокращением площади лесов на земном шаре возникает угроза нарушения баланса содержания кислорода в атмосфере.

Негативными последствиями всего комплекса антропогенных факторов в таежной зоне могут быть: сокращение запасов деловой древесины, ухудшение лесорастительных условий, обеднение видового состава и общей биологической продуктивности лесов, снижение урожайности грибов и ягод, количества промысловых зверей и птиц. В случае плоского рельефа территории, лишенные леса, могут трансформироваться в верховые болота, в случае возвышенного - в денудационные бедленды.

Верховые болота таежной зоны с хозяйственной точки зрения часто рассматриваются как источник торфа на топливо или, после осушения, как сельскохозяйственные угодья. На протяжении последних десятилетий шло массированное наступление на болота. Однако многочисленные статистические данные свидетельствуют, что экономическая эффективность осушения болот очень низка. Вместе с тем осушительная мелиорация вызывает целый ряд негативных экологических последствий.

Верховые болота - настоящие кладовые чистой воды. Пройдя через сфагновый ковер, вода становится стерильной, поскольку эти мхи - хорошие антисептики. Кроме того, экосистема болот является геохимическим фильтром, задерживающим различные вещества, в том числе тяжелые металлы (свинец, ртуть, кадмий и т. п.). Особенно велика фильтрующая роль болот вблизи поселений и в рекреационных зонах. Вода болот - это огромный экологический и экономический потенциал, ценность которого со временем будет возрастать.

Присущая болотам естественная растительность через несколько лет после осушения деградирует, и болота превращаются в бесплодные пустоши. Слой торфа быстро срабатывается. За год толщина торфа уменьшается в среднем на 1-2 см; максимальная скорость достигает 12 см в год. Двух-трехметровый торфяной слой срабатывается до минерального грунта через 10-20 лет после осушения. В белорусском Полесье, бывшем крае болот, теперь случаются пыльные бури, в воздух поднимаются черные тучи пересушенного торфа.

Осушение болот ведет к нарушению режима питания рек: мелеют и исчезают вытекающие из болот ручьи и малые реки - истоки крупных рек. Снижается уровень грунтовых вод на прилегающих к осушенным болотам территориях. Усыхают леса, сокращается генофонд болотных растений, животных, количество перелетных птиц. Прекращаются традиционные промыслы - сбор ягод, лекарственных трав, охота.

Изменение климата в таежной зоне в XXI в. будет сопровождаться не только потеплением, но и сокращением количества атмосферных осадков. Это приведет к сокращению площади верховых сфагновых болот. Дальше на север продвинутся широколиственные породы. Ареал ели сократится.

В начале XXI в. будет продолжаться прогрессирующий рост объема лесозаготовок. Районы с интенсивным лесным промыслом займут почти всю площадь таежной зоны. В конце XXI в. коренные таежные экосистемы сохранятся лишь на небольших площадях как реликты. Ресурсные и экологические функции будут выполнять искусственные высокопродуктивные лесонасаждения, сады и парки.