Рекреационная трансформация водопроницаемости

бурой лесной почвы

Щербина В.Г. (svg@mail.ru) Сочинский научно-исследовательский центр РАН

Введение

В субтропической зоне России сосредоточена уникальная природная коллекция редких растительных сообществ, не имеющая себе равных по скоплению гено- и ценофонда (Вульф, 1935; Колаковский, 1960; Долуханов, 1980а, 1980б). Однако, интенсивное развитие рекреационной деятельности на Черноморском побережье, которое приобрело характер постоянно действующего фактора (Король и др., 1990), наносит большой природоохранный (Авдонин, 1995) и экономический ущерб лесному хозяйству, вплоть до локального разрушения участков леса (Коваль, Битюков, 2000, 2001; Щербина, 2004). В создавшейся ситуации особенно важным является получение объективной и своевременной информации о негативных процессах, происходящих в трансформированной природной среде, количественной и качественной их оценке для прогноза возможных дальнейших тенденций.

Воздействие рекреационного пресса в первую очередь отражается на величине трансформации водно-физических свойств почвы, частным элементом которых является показатель водопроницаемости. Как известно, выпадающие осадки под влиянием силы тяжести впитываются и просачиваются по трещинам. В процессе впитывания часть воды заполняет различные поры, другая часть фильтруется в глубинные горизонты, третья часть испаряется с поверхности, а также стекает по склонам, образуя поверхностный сток. Соответственно, чем ниже водопоглащающая способность, тем больше ее остается на поверхности и, следовательно, тем выше эрозионный процент. В свою очередь поступающее меньшее количество влаги приводит к снижению продуктивности, как отдельных популяций, так и биогеоценозов в целом. Это говорит о важности исследований в этом направлении, особенно в горных регионах с рекреационной специализацией.

Материалы и методы исследования

Исследования проводились с 5 апреля по 18 августа 2005 г. в субтропической зоне Черноморского побережья России в буковых биогеоценозах (букняк самшитовый, азалиевый, рододендроновый, лавровишневый, папоротниковый, разнотравно-ежевиковый, ясменнивый, овсяницевый, мертвопокровный) при различном составе древостоя (6Бк3Дб1Грб, 6Бк2Дб2Грб, 7Бк2Дб1Грб, 8Бк1Дб1Грб, 6Бк4Грб, 7Бк3Грб, 8Бк2Грб, 9Бк1Грб, 10Бк) и сомкнутости основного полога (0,6, 0,8, 1,0). Пробные площади закладывались в районах: Нижний Солох-Аул; Верхне-Русское Лоо; Барановка; Липники; Каштаны; Прогресс; Кирово; Большой Кичмай; Красноалександровский; Якорная Щель; Вардане-Верино.

Моделирование рекреационных нагрузок производилось по методике "шаговой нагрузки" НИИгорлесэкол (Рекомендации 1992), с незначительными изменениями. На пробных площадках (2,5*0,4 м) в 4-кратной повторности имитировались рекреационные нагрузки посредством равномерного передвижения условного рекреанта среднего веса с частотой около 60 шагов в минуту (3,0-3,5 км/час). Продолжительность нагрузки составляла 0, 23, 33, 53 и 75 минут (Рекреационная ., 2000), что, с учетом длительности сезонного рекреационного посещения Сочинского национального парка, равного 1200 часов в год (Авдонин, 1998), соответствует 0,0, 3,2, 4,6, 7,4 и 10,4 чел./га.

Для изучения водопроницаемости бурых лесных почв применяли отрезки оцинкованных труб (0 10 см, h=30 см) с мерным делением на внутренней стороне,

которые, на каждой пробной площадке врезались на глубину 10 см без нарушения поверхности почвы. В оставшуюся часть трубы (20 см) периодически мерной посудой наполнялась вода и определялось оставшееся ее количество через 60 минут. При 6-кратной повторности водопроницаемость почвы характеризовалась средними арифметическими величинами. Всего было произведено 3240 измерений водопроницаемости почвы.

Результаты и обсуждение

Полученные результаты исследований (табл.) свидетельствуют о том, что водопроницаемость почвы в буковых биогеоценозах при отсутствии рекреационной нагрузки (I стадия рекреационной дигрессии) достаточно велика. За 60 минут в среднем впитывается от 2325,1 (букняк самшитовый) до 2897,2 мл (букняк рододендроновый) воды. По мере снижения сомкнутости основного полога от нормальной (1,0) до 0,6, наблюдается и снижение величины водопроницаемости почвы, составляя в биогеоценозах с древостоем из одного бука от 4,5 (букняк рододендроновый, 10Бк) до 6,5% (букняк азалиевый, 10Бк); в биогеоценозах с древостоем из бука и граба - 3,6 (букняк разнотравно-ежевиковый, 9Бк1Грб) - 7,3% (букняк рододендроновый, 6Бк4Грб); с древостоем из бука, дуба и граба - 4,8 (букняк самшитовый, 6Бк2Дб2Грб) - 9,9% (букняк папоротниковый, 8Бк1Дб1Грб). Следовательно, в биогеоценозах с чистым составом древостоя зависимость водопроницаемости почвы от сомкнутости полога минимальна. В букняках грабовых зависимость возрастает по мере снижения доли участия бука в древостое, а в букняках дубово-грабовых, напротив, с его увеличением. Данное явление, возможно, объясняется различиями в величинах влажности почвы (Щербина, 2005), пористости и щебнистости (Щербина, 2004), ее плотности (Жиглова, Щербина, 2001; Коваль, Битюков, 2001), количестве лесной подстилки (Щербина, 2005), концентрации корней в почве (Белюченко и др., 2004; Щербина, 2005), участии почвенных беспозвоночных (Белюченко и др., 1999; Щербина, Белюченко, 2002; Щербина, Белюченко, Рубанов, 2003), величине развития подлеска (Белюченко и др., 2001) и подроста (Щербина, 2005).

Таблица. Водопроницаемость почвы (мм/60 мин.) в буковых типах лесных биогеоценозов при различной сомкнутости древостоя и рекреационной нагрузке