Особенности лесов и лесного хозяйства в условиях лесотундры (Тема 3)

1.

Тема 3. Особенности лесов
и лесного хозяйства в
условиях лесотундры

2.

3.1. Климат и растительность
лесотундры
3.2. Провинциальные различия
лесотундры
3.3. Естественное возобновление
3.4. Экологическая роль лесотундры
3.5. Антропогенное воздействие на лесотундру
3.6. Основные положения
притундрового лесоводства
3.7. Взаимоотношения леса и тундры

3. Зона арктических пустынь

4.

5.

На островах бассейна Северного ледовитого океана –
Новая Земля, Земля Франца-Иосифа, Северная
Земля, северная часть полуострова Таймыр.
Климат. Почти круглогодичное залегание снежного
покрова. Зона вечной мерзлоты. Средняя
температура самого теплого месяца (июля) не
превышает 4о С.
Почвы. На мелкоземистых грунтах развиваются
маломощные арктические почвы, нейтральные или
слабо выщелоченные, ожелезненные. Процессы
водной эрозии сильно ослаблены, т.к. протекают в
течение очень короткого периода с положительными
температурами.
Растительность. Преобладают мхи, лишайники,
водоросли, встречается полярный мак. На юге –
кустарничковые ивы, карликовая береза, дриада.

6.

дриада

7. Зона тундры

8.

9.

На островах и материковом побережье Северного
Ледовитого океана.
Климат. Снежный покров в течение 9 месяцев. Летом
возможны заморозки. Зона вечной мерзлоты.
Средняя температура июля на юге 10-11оС, но дней с
температурой выше 15оС почти не бывает. Ср.
температура января в тундрах Сибири от -20 до 34оС, в Европейской части от -8 до -20оС. Часты
сильные ветры, велика отн. влажность воздуха.
Вследствие низкой испаряемости влаги даже при
небольшом количестве осадков (200-400 мм в год)
поверхность избыточно увлажнена. В сочетании с
вечной мерзлотой, образующей водоупорный слой,
это определяет значительный сток рек в летнее
время. Зимой сток мал или отсутствует. Многие
мелкие реки промерзают до дна.

10.

Почвы маломощные, кислые, бедные основаниями и
гумусом, с активным проявлением процессов
оглеения. На севере летом почва оттаивает на
глубину 30-40 см, на юге – на 60-70 см.
Растительность. В северной и средней частях зоны –
разреженная моховая и лишайниковая
растительность, болота. К востоку от Колымы –
осоково-пушициевые кочкарные тундры. На юге –
кустарничковые тундры с зарослями карликовой
березы, чередующиеся со сфагновыми и травяногипновыми бугристыми
болотами (в растительном покрове которых преобладают
гипновые мхи).
Дендрофлора представлена ивами полярной, ползучей,
березой карликовой и Миддендорфа (раскидистая). В
Сибири встречается кедровый стланик.

11. 3.1. Климат и растительность лесотундры

12.

Переходная зона от тундры к тайге образует полосу шириной от 2030 км до 200 км. От Кольского полуострова до р. Колымы. В
основном находится севернее полярного круга.
Климат. Среднегодовая температура в европейской части -1,22,9оС, на востоке ниже. Безморозный период около 80 дней.
Снежный покров около 7 месяцев, высотой до 1 м. В Сибири с
запада на восток увеличивается континентальность климата.
Почвы. Многолетнемерзлотные грунты, но сплошной вечной
мерзлоты нет. Почвы сезонно-промерзающего типа – меньше
промерзают под лесом, больше на болотах, террасах тундры.
Слабодренированные долины и ложбины (линейно вытянутое,
незамкнутое, неглубокое понижение рельефа.) с торфяными или
перегнойно-торфяными супесчаными и песчаными почвами на
западе, с суглинистыми и глинистыми в восточной части зоны.
Невысокие плато с мелкими каменистыми почвами на моренных
отложениях (генетический тип ледниковых отложений, созданный
непосредственно ледником, на возвышенных формах рельефа). Наиболее
дренированные почвы на склонах.
Развиты процессы эрозии, заболачивания. Эрозионные процессы
связаны с мерзлотой (мерзлотные пучины).

13. 3.2. Провинциальные различия лесотундры

14.

Растительность существенно изменяется
с севера на юг. Поэтому границы
лесотундры трудно установить и на
севере, и на юге.
Тундра языками и островами вдается в
таежную зону. Растительность
лесотундры представляет собой
чередование редколесий, болот, лугов,
гольцов (оголенные скалистые вершины, окруженные щебневым
шлейфом, поднимающиеся выше границы лесной растительности и
зоны альпийских лугов)
Участки редколесий и лугов тяготеют к
долинам рек.

15. Кольская лесотундровая область

16.

• Своеобразие лесотундры Кольского
полуострова обусловлено воздействием на
ее природу незамерзающего Баренцева моря
и повсеместным выходом на поверхность
скалистого субстрата – гранитов и гнейсов
северо-восточной части Скандинавского
(Балтийского) кристаллического щита.
• Платообразная возвышенность с выходом
скал, увалистые равнины, долины рек, озера,
болота.
• Зима стоит теплая, со средними
температурами января – 10-12°. Осадков
выпадает много – более 400 мм в год.
Многолетняя мерзлота встречается редко, на
западе полуострова она известна только в
торфяниках.

17.

Лесотундра Кольского полуострова березовая.
Редколесья из извилистой березы (Betula tortuosa)
покрывают здесь преимущественно дренированные
склоны водоразделов и долин.

18.

• На вершинах холмов и гряд их сменяет тундра, на
низменностях – болота. Низкорослые (3-6 м) березы
с изогнутым у основания стволом образуют
разреженные насаждения типа криволесья.
• Наиболее типичны для Кольского полуострова
лишайниковые березняки, менее характерны
кустарниковые.
• Помимо березы извилистой в редколесьях Кольского
полуострова встречаются финская ель (Picea fennica)
и сосна лапландская (Pinus lapponica).
• Сосна, местами проникающая здесь до северной
границы леса, больше нигде на территории России
не заходит в лесотундровую зону.

19.

• В долинах рек много ивняка, иногда встречаются
березняки высотой до 10 м и более.

20.

• В северной части полуострова
преобладают березовые редколесья, в
северо-западной сосняки, на юговостоке – ель и береза.
• Леса редкостойные, низкобонитетные
(Vа-Vб). Наиболее продуктивны сосняки
с полнотой 0,45.
• Леса старовозрастные (VII класс и
более).
• Лесистость около 40-45%.

21. Восточно-Европейская лесотундровая область

22.

• Между Белым морем и Уралом в лесотундре
преобладают холмистые ледниковые равнины,
сложенные рыхлыми наносами
значительной мощности, с большим количеством
моренных озер.

23.

• Климат области континентальнее и
зима холоднее, чем в лесотундре
Кольского полуострова. Средняя
температура воздуха в январе на
востоке области опускается до -20°.
• Редколесья и редины образованы
сибирской елью (Picea obovata), к
которой присоединяется иногда береза
извилистая и лиственница Сукачева
(Larix sucaczewii). Также участвуют в
составе насаждений осина, ольха
черная, ивы.

24.

• Распространены ерниковые (карликовые березы),
зеленомошные, сфагновые и лишайниковокустарниковые типы еловых редколесий,
чередующиеся с ерниковыми тундрами и
сфагновыми плоско- и крупнобугристыми болотами.

25.

• В Восточно-Европейской
лесотундровой области преобладает
ель (до 70%) VIII класса возраста и
старше.
• Леса разновозрастные из-за пожаров,
редкого плодоношения, замедленного
возобновления, низкой полноты.
• Средняя полнота 0,5-0,6.
• Нелесную площадь занимают, главным
образом, болота (35%).
• Лесистость 30-36%.

26. Западно-Сибирская лесотундровая область

27.

• От Полярного Урала до Енисея лесотундра
располагается на плоской низменности,
сложенной ледниковыми и морскими
четвертичными наносами. Поверхность здесь
испещрена множеством неглубоких озер.
• Широкое распространение многолетней
мерзлоты и суровая зима (средняя январская
температура воздуха от -20 до -30°)
обусловливают развитие мерзлотных
микроформ рельефа.
• Зимой выпадает много снега – средняя
мощность снежного покрова к концу зимы
достигает 70-80 см.

28.

• В редколесьях и рединах западносибирской
лесотундры главная роль принадлежит сибирской
лиственнице (Larix sibirica), на юге зоны наблюдается
примесь сибирской ели и березы пушистой.

29.

• Характерны лишайниковые, ерниковозеленомошные
и заболоченные типы редколесий; крупные площади
заняты «лайдами» – торфяно-бугристыми болотами.

30.

• После пожаров в Западной Сибири
происходит смена пород на березу.
• Проникновение ветра, иссушающего
подстилку, стимулируют пожары. Ими
объясняется разновозрастная
структура.
• Средняя полнота насаждений – 0,4.
• Ср. класс бонитета - Vа-Vб

31. Среднесибирская лесотундровая область

32.

• Лежит между Енисеем и Леной. На ее территории
низменности с моренным холмистым рельефом
многократно прерываются невысокими горными
хребтами, поэтому во многих местах равнинная
лесотундра переплетается с горной.
• Климат здесь исключительно суровый, резко
континентальный. Приенисейская часть лесотундры
хорошо увлажнена, мощность снежного покрова
достигает 60-80 см. Восточная половина области,
характеризующаяся резким
ослаблением циклонической деятельности, бедна
осадками (350-250 мм в год), снега здесь мало.
• Повсеместно с небольшими перерывами
наблюдается многолетняя мерзлота. В
формировании рельефа важную роль играют
термокарстовые процессы (изменения в рельефе
в результате таяния богатых льдом
многолетнемерзлых грунтов или мощных повторных ледяных жил
(понижения в рельефе) с наносами из известняка

33.

• Редины и редколесья образованы
лиственницей – сибирской в приенисейской
части и даурской (Larix dahurica) в центре и
на востоке области. Встречающиеся по
правобережью Хатанги под широтой 72°34' с.
ш. лиственничные редколесья – самые
северные леса на Земле .
• Резко континентальный климат
среднесибирской лесотундры
неблагоприятен для развития верховых
сфагновых болот, которые заменяются здесь
травяными и гипново-травяными болотами
низинного типа

34. Восточно-Сибирская лесотундровая область

35.

• Полоса от Верхоянского хребта на западе до
Колымы на востоке.
• Как и в среднесибирской лесотундре, плоские
низменности, усеянные термокарстовыми озерами,
нередко нарушаются горными хребтами.
• Климат сухой, резко континентальный. Осадков
выпадает 250-200 мм и менее, мощность снежного
покрова около 40 см. Несмотря на общую суровость
климата, лето здесь достаточно теплое,
позволяющее успешно развиваться формации
редколесья из даурской лиственницы.
• В низовьях Индигирки известны редколесья, средняя
высота которых достигает 10-12 м. Лиственничные
редколесья и редины постоянно чередуются с
крупными массивами осоково-пушицевых кочкарных
тундр.

36.

• Восточнее Колымы, где господствует горный
рельеф, зона лесотундры представлена
отдельными островами небольшой площади,
расположенными или на поймах рек, или на
достаточно дренированных низких
предгорьях.
• Обширные низменности, подобно
Анадырской, заняты осоково-пушицевыми
кочкарными тундрами.
• Узкие полосы предгорий одеты
редколесьями из даурской лиственницы с
кустарниковым ярусом из кедрового
стланика.
• Обилие кедрового стланика обусловлено
здесь многоснежной зимой, прохладным и
влажным летом.

37.

Сибирскую лесотундру делят на 3 вида
(И.А.Коротков):
1) Зональная равнинная лесотундра – редколесье на
северном пределе. Древостои низкой
производительности сочетаются с тундровой
растительностью. Холодные почвы с ограниченным
мерзлотой слоем 20-60 см;
2) Редкостойные леса, представляющие подзону
северной тайги в сочетании с болотами (полнота
0,3-0,5, Vа-Vб кл. бонитета);
3) Полугольцовые редкостойные леса в системе
высотной поясности гор Севера (Путоран,
Ананбарский щит, горы Якутии).

38.

Породный состав лесотундры
Ельники. Ель европейская и сибирская
смешанная с карликовой березой, ивой
полярной. Разновозрастные.
Сосняки. Молодняки послепожарного
происхождения могут быть
одновозрастными. Затем возрастная
структура усложняется, т.к. период
возобновления растянут. Примеси
березы, лиственницы сибирской, к
востоку лиственницы Гмелина,
Чекановского.

39.

Лиственница отличается долговечностью,
устойчивостью, продуктивностью. Обычно во
втором ярусе под ней береза, сосна, ель.
Береза пушистая главным образом спелая и
перестойная (180 лет и старше).

40.

3.3. Естественное возобновление
Происходит нерегулярно, редко: редкие
семенные годы, короткий вегетационный
период.
Часты годы с абсолютным неурожаем семян.
Низкая всхожесть семян, особенно у
лиственницы.
Процесс заселения растянут во времени.
Самосев чаще встречается на местах с
моховым и лишайниковым покровом;
отсутствует под кустарничками (толокнянкой,
водяникой и др.), на мерзлых участках болот,
гольцов, тундры.

41.

В сосняках естественному возобновлению
способствует беглый пал.
В ельниках максимальное количество подроста
в брусничниках.
Лиственница плохо возобновляется под
пологом. После пожара может быть
семенником.
Сплошные вырубки зарастают березой. После
выборочных рубок подрост из ели, сосны,
березы.
Выборочные рубки сохраняют лесную
обстановку, ослабляют конкуренцию,
способствуют возобновлению.

42. 3.4. Экологическая роль лесотундры

43.

• Лесная растительность снижает
максимумы и повышает минимумы
температур.
• Под пологом леса уменьшается число
морозных дней.
• Летом почва под пологом холоднее,
зимой теплее.
• Многолетняя мерзлота наблюдается,
главным образом, на нелесной
площади.

44.

• Генеральные функции притундровых лесов –
климатозащитная и средостабилизирующая.
• Существенное значение имеют
водоохранные функции возле морей, озер,
рек.
• Четко выражена почвозащитная роль лесов.
Они предотвращают эрозию водную и
ветровую.
• Теплые почвы – в сосняке лишайниковом,
наименее теплые в ельникекустарничковосфагновом. Верхний 20-сантиметровый слой
с корнями в прогреваемой почве ельников
+7+8оС со средины июня до конца июля. В
разреженных сосняках больше.

45.

• Тепловой режим почвы в лесотундре –
главный фактор успешного роста древостоя,
подлеска.
• Существенное значение имеет
ветрозащитная роль леса. Уничтожение
лесов в районе Мончегорска от
промышленных выбросов привело к
увеличению силы и повторяемости
штормовых ветров.
• В лесу сила ветра снижается в 3-5 раз по
сравнению с открытым местом. На
подветренной стороне снижение скорости
ветра наблюдается до 500-1000 м.

46. 3.5. Антропогенное воздействие на лесотундру

47.

• Деятельность человека в значительной мере снижает
экологические функции леса.
• Главным образом это рубка леса (зачастую сплошная).

48. Строительство предприятий с вредными выбросами в атмосферу (Мончегорск, Норильск, Средний Урал и др.)

49. Местами перерубы связаны с освоением запасов минерального сырья и строительством соответствующих предприятий.

50. Строительство трасс, нефтегазопроводов

51. Оленеводство с уничтожением самосева и подроста

52.

• Большой ущерб наносят лесные
пожары.

53. 3.6. Основные положения притундрового лесоводства

54.

• Предпосылки для развития
притундрового лесоводства:
- большое экологическое значение
лесов на северном пределе,
- низкие устойчивость и
продуктивность этих лесов,
- уязвимость при антропогенном
воздействии.

55.

• Задачи:
- Увеличение площади притундровых лесов и
применение соответствующего режима
хозяйства (Семенов Б.А., Цветков В.Ф. ,
Чибисов Г.А., Елизаров Ф.П.).
- Обеспечение естественного возобновления
(несмотря на сложность и редкие урожайные
годы)
- Требуются посадки, иногда интродукция
лиственницы, сосны, кедра.
- Нужны эксперименты по продвижению
субарктических популяций на Север.
- Закладка плантаций для выращивания лучших
форм.

56.

- Необходимо сохранять и улучшать защитные
свойства и устойчивость притундровых лесов
путем правильного лесного хозяйства,
согласованного с экологической ситуацией
(Цветков В.Ф).
- Высокая естественная фаутность лесов на
пределе их распространения вызывает
необходимость широкого применения
выборочных санитарных рубок с
использованием полученной древесины для
местных потребностей.
- В перестойных лесах при полноте не менее 0,6
нужны для омоложения выборочные и
постепенные рубки.

57.

- Все виды рубок допустимы только в
период со снежным покровом.
- Не допускается использование
тяжелой техники на гусеничном ходу.
- Больше внимания следует уделять
противопожарной профилактике и
орагнизовывать службу мониторинга.

58. 3.7. Взаимоотношения леса и тундры

59.

Лесотундра – буферная зона между тундрой и
тайгой.
Многие ученые считают, что лес отступает из-за
ухудшения климатических условий, вследствие
заболачивания лесных опушек и по другим
причинам (Л.С.Берг, В.Н.Гончаорв,
Г.И.Танфильев).
Начиная с 30-х годов XX века стали появляться
работы, доказывающие обратное, о
наступлении леса на тундру в результате
потепления климата (Б.А.Тихомиров,
Л.Н.Тюлина, В.С.Говорухин и др.). Приводятся
факты для нектороых районов Западной
Сибири, Дальнего Востока, Урала.

60.

Есть мнение об улучшении почвы
лесотундры под влиянием
растительности.
В.Р.Вильямс объяснял наступление леса
саморазвитием тундровых ландшафтов с
превращением их в лесные.
Общее потепление Арктики считают
сейчас неоспоримым фактом, а
отступление лесной растительности
антропогенным влиянием.