Факультет

Студентам

Посетителям

Массовый ветровал

Для большинства районов лесной зоны характерен периодически повторяемый массовый вывал деревьев, который нередко сопровождается катастрофическим разрушением древостоя и переходом значительных площадей леса в категорию ветровала и буревала.

Массовый ветровал вызывается обычно ветрами ураганной и штормовой мощи. Например, при силе ветра 9—12 баллов по шкале Бофорта (скорость ветра в среднем превышает 20 м/с) может происходить выпадение огромных массивов леса протяженностью в десятки и сотни километров. В. Г. Турков считает истинно буревальными те ситуации, при которых вывалу подвергаются здоровые деревья и образуются сплошные площади ветровала. Такие ситуации возникают при скорости ветра 35—40 м/с. При скорости ветра 20—24 м/с отмечается более или менее массовый групповой вывал перестойных либо пораженных корневыми гнилями деревьев. Ветры со скоростью менее 20 м/с ограничиваются в большинстве случаев единичным или групповым вывалом биологически обреченных деревьев.

География распространения массовых ветровалов обширна. Особенно велика их приуроченность к прибрежным и горным районам, подверженным сильному влиянию ветров. Так, значительная гибель лесов в результате ветровала отмечается в республиках Прибалтики. В Литве за 1949—1969 гг. в лесах гослесфонда в результате бурь и ураганных ветров уничтожено 8 млн. м3 древесины, причем в западной части республики, расположенной ближе к приморской зоне, только два урагана 21—23 февраля 1967 г. повалили и поломали 5 млн. м3 древесины. В Латвии объем повреждений, нанесенных ураганами 1967 и 1969 гг. (скорость ветра достигала иногда 40 м/с), составляет 20 млн. м3 древесины на площади 130—150 тыс. га. Наибольшие площади ветровалов также расположены вблизи Балтийского моря.

Значительные ветровал и бурелом (400 га) произошли 8 мая 1972 г. в Лисинском учебно-опытном лесхозе ЛТА им. С. М. Кирова. 23—24 сентября 1943 г. сильный ураган со скоростью ветра около 30 м/с прошел в Лесной опытной даче ТСХА. Пострадали в основном опушечные леса, лес на пониженных элементах рельефа и участки, открытые с западной и северной стороны, откуда дул ветер. Очень большой ветровал и бурелом были вызваны бурей 7 июля 1975 г. в верховьях рек Камы и Колвы (Пермская обл.). За 40 мин буря повалила и поломала лес с запасом древесины 43 млн. м3 на площади около 290 тыс. га. Осенью 1959 г. в 160 км юго-восточнее Новосибирска над бассейном р. Бердь пронеслась буря со скоростью ветра до 30 м/с. Погибли осинники по всей площади, сосняки пострадали меньше. Всего погибло около 10 тыс. га леса с запасом древесины 1 млн. м3.

Периодические массовые ветровалы характерны для елово-пихтовых и еловых лесов Карпат. За последние 200 лет площади буковых лесов Карпат уменьшились от 680 тыс. до 408 тыс. га, пихтовых лесов — от 118 тыс. до 82 тыс. га. Ветровалы происходят в одних и тех же районах, что связано с особенностями орографии горных долин. Чистые еловые леса в ветровальных урочищах раз в 80—90 лет полностью гибнут при сильных ветрах.

Часто повторяются буревальные ситуации на Среднем Урале. Бури широкого масштаба возникают один раз в 50—75 лет. При этом в осевой части ветрового потока, переваливающего через Урал, где скорость ветра превышает 35—40 м/с, образуются узкие полосы сплошных буревалов.

Периодически повторяются ветровалы в горах Высокие Татры (ЧССР). С 1961 по 1975 г. объем повреждений лесов Словакии под действием ветра, снега, ожеледи достиг 18 млн. м3. Из них ветром повреждено 14,3 млн. м3, что составляет около 952 тыс. м3/год. Наибольшие повреждения возникают в Словацких Рудных горах и в Низких Татрах. Ветровалы и буреломы — частое явление в хвойных лесах Румынии. За 13 лет еловые леса уезда Сучава имели потери в 15 млн. м3 древесины. По северной части ФРГ 13—15 ноября 1972 г. прошел сильный ураган со скоростью до 50 м/с. Лесничество Зике потеряло 40 % своего древесного запаса (377 тыс. м3), причем наиболее пострадали ель и сосна. В северо-западной части ФРГ максимальная скорость ветра достигала 200 . км/ч. В течение 3 ч было сломано и вывалено деревьев с объемом древесины более 17 млн. м3 на площади 120 тыс. га. Ущерб составил 5-кратный объем лесозаготовок района Нижней Саксонии. Этот же ураган произвел катастрофический ветровал деревьев в Нидерландах.

Широко распространены буреломы и ветровалы в хвойных культурах Северной Ирландии. В Австралии в июле 1974 г. в массиве Урнарра в районе Канберри произошел ветровал в плантациях сосны замечательной; при этом 300 га плантации полностью были вывалены, а 250 га очень сильно повреждены.

Исследования в штате Мэн (США) показали, что в естественных лесах, не подверженных значительному влиянию человека, выявляется определенное соотношение площадей, занятых древостоями, гарями, ветровалами. При анализе съемки леса на территории 1,6 млн. га в 1825—1827 гг. было установлено, что в допоселенческий период 2 % территории занимали свежие гари и ветровалы (0—10 лет), 14 %—молодые производные леса на ветровалах (10—75 лет), 25%—молодые леса (75—150 лет), 32% — разновозрастные климаксовые леса (150—300 лет), 27 % —абсолютно разновозрастные леса (300 лет и более). Соотношение площадей различных типов леса сохраняется на территории штата постоянным. Основными факторами, разрушающими климаксовые леса (елово-пихтово-широколиственные), являются стихийные пожары, происходящие раз в 800 лет на каждом конкретном участке, и вывал леса ураганами раз в 1150 лет. По мнению авторов, наличие ветровальных территорий надо считать необходимым элементом динамики лесов, причем площади нарушения составляют постоянный процент от общей лесной территории.

Вываливание участков древостоя (групповой ветровал) чаще всего связано с естественным распадом старших поколений темнохвойных пород. Наиболее ярко проявляется эта тенденция в бидоминантных (пихтово-еловых) и полидоминантных лесах. Б. А. Ивашкевич первым отметил «взрывной характер» смены поколений в кедрово-елово-широколиственных лесах Дальнего Востока. Б. П. Колесников развил представления о циклическом характере смен пород деревьев в кедровых смешанных лесах. Ветер, по его мнению, играет роль толчка в гибели достигшего стадии отмирания кедра, удаляет ослабевшие и потерявшие жизнестойкость деревья. Аналогичные точки зрения на циклический характер динамики лесов выдвинуты для пихтово-еловых лесов гор Сихотэ-Алиня, Приморья и Нижнего Приангарья, Сахалина, Пермской обл.

В общем виде цикличность динамики лесов, по мнению разных авторов, заключается в чередовании нескольких определенных фаз доминирования ели или пихты в составе древостоя, сменяющих друг друга в цикле. Гибель старых елей из верхнего полога ведет к взрыву возобновления елей и пихты; пихта выходит в первый ярус, формируя «пихтовую демутационную фазу». Гибель пихты за 100—140 лет вызывает переход господства к ели, создавая «еловую дигрессивную фазу». Отмирание ели за 280—300 лет возвращает лес в начальную стадию. Распад древостоя и взрывы возобновления носят временный характер и обусловлены в значительной степени ветровалами или усыханием деревьев в засушливые годы.

Для монодоминантных сообществ характерен групповой или постепенный характер возобновления: одновозрастный древостой постепенно переходит в разновозрастный. Одновременной смены поколений, сопровождающейся массовыми вывалами, не происходит. В чистых пихтовых горных лесах возможно «волновое» восстановление лесов, которое наблюдается на верхней границе леса в горах штата Нью-Йорк (США). Вывал одной или группы бальзамических пихт приводит к оголению крон окружающих их деревьев, что ведет к гибели пихт на подветренной стороне выше по склону. Волна гибели пихт идет с периодом в 60—70 лет. На участках вываленного леса пихта возобновляется и достигает зрелого возраста, после чего очередная волна вызывает гибель древостоя. В полосе пихтовых лесов стадии дегенерации и генерации существуют одновременно и их соотношение сохраняется постоянным, так что состав лесов в целом остается неизменным во времени.

С биогеоценотической точки зрения при массовом ветровале гибель древостоя ведет к формированию особых сообществ буреломов и буревалов. Микроклимат таких участков близок к сообществам вырубок. Отличительными чертами буревалов можно считать большое количество валежа, а также нарушенные участки растительного и почвенного покрова на месте вывернутых корневых систем.

На нарушенных участках создаются особые экологические условия: застой воды; отсутствие верхних почвенных горизонтов и конкуренции за питательные вещества и воду со стороны древостоя. После уничтожения древесного яруса на участках ветровалов, как и на вырубках, резко увеличивается доступ солнечной радиации, возрастает прогреваемость воздушного приземного слоя, и почвы, усиливается воздействие ветра. В почву поступает значительно больше влаги, так как отсутствует потеря воды на испарение с крон деревьев. Верхний горизонт почвы обогащается элементами минерального питания. Возможно, снижается кислотность почв. Происходит интенсивная нитрификация вследствие образования значительного количества аммония в результате разложения подстилки, растительности, листвы. Одновременно с перегниванием листвы и хвои начинает разрушаться древесина веток и стволов ветровальных деревьев под действием грибов и насекомых. Разрушение валежа и связанное с ним поступление в почву элементов минерального питания и органической массы на участках ветровала растянуто на десятки лет. В первые 20 лет количество перегнившей массы и вошедших в круговорот веществ наиболее велико. В дальнейшем поступление элементов питания из валежа сокращается. Наблюдается логарифмическая зависимость скорости поступления элементов в круговорот веществ от возраста ветровала.

Захламленные деревьями территории со временем становятся очагами возникновения и распространения насекомых-ксилофагов. Насекомые поселяются в погибших деревьях, поедают луб, камбий, способствуют опадению коры с деревьев. Появление ходов насекомых способствует внедрению грибных инфекций в дерево. Грибы осуществляют дальнейшее разрушение древесины, распространяясь в толщу ствола. Особенностью дереворазрушающих грибов, определяющей их роль в процессе разрушения древесины, является наличие у них специфических ферментов, воздействующих на сложный лигно-целлюлозный комплекс. В результате энзиматического воздействия дереворазрушающих грибов компоненты древесины претерпевают значительные химические изменения. На фоне этих изменений происходит развитие последующей флоры и дальнейшее химическое изменение древесины, тесно связанное с процессами гумификации и минерализации древесного отпада в лесу.

Скорость разрушения древесины, стадии ее разрушения зависят от ряда факторов: состояния дерева в момент падения (здоровое или больное), возраста дерева, положения упавшего ствола (висит, лежит на земле). При массовом буреломе и буревале одновременная гибель деревьев ведет к тому, что фазы разложения древесины происходят в относительно близкие сроки. В результате этого возможно появление вспышек размножения отдельных видов усачей, короедов и других насекомых. Окружающие сохранившиеся участки леса в эти периоды будут подвергаться энтомоинвазии. Возможно возникновение и распространение некоторых грибных заболеваний древесины. Таким образом, оставление в нетронутом виде буревалов и буреломов может привести к серьезным последствиям, ведущим к гибели сохранившихся в период ураганов лесов. Еще одним аспектом влияния значительных площадей буревала на окружающую территорию следует считать возможность возникновения и быстрого распространения пожаров.

В горах массовый буревал способствует развитию эрозии почвы и появлению селей. Водные потоки не поглощаются почвой, как в случае лесных систем, а сливаются вниз по склону, создавая ручьи. При сильных дождях возможен смыв почвы на больших территориях. Деградация почвы не позволяет восстановиться на ней исходному, сообществу, и на участках с нарушенным экотопом начинаются первичные сукцессии.

Значение ветровала как мощного природного явления различно в зависимости от позиций, с которых его рассматривать. В естественных условиях массовый ветровал активно участвует в эволюции лесных сообществ, играя как позитивную роль омолаживающего фактора, так и негативную роль источника распространения энтомовредителей, грибных заболеваний, лесных пожаров. В промышленном отношении массовый ветровал — крайне нежелательный фактор, приносящий серьезный ущерб лесному хозяйству.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: