Признаками изменения состояния насаждений при загрязнении среды являются:
1) появление ослабленных деревьев и сухостоя среди господствующих и согосподствующих деревьев (I a, I, II классов по Крафту);
2) заметное уменьшение размеров хвои и листьев;
3) изменение сроков наступления фенофаз (преждевременное пожелтение и опадение листьев);
4) депрессия прироста по высоте и диаметру;
5) появление некрозов листьев и хвои, снижение срока жизни хвои;
6) возрастание количества повреждений грибами и насекомыми. Оценка реакции древесных пород на загрязнение среды путем одновременного учета всех признаков наиболее полно отражает состояние лесных насаждений, однако практически этого достичь невозможно.
Достаточно информативным является показатель прироста деревьев, но использовать его на больших площадях затруднительно.
Наиболее часто применяется визуальная оценка состояния древесных пород по специальным шкалам, где за главные признаки изменения жизнеспособности приняты морфологические особенности крон деревьев разной степени ослабленности.
В практике мониторинга наиболее часто оценку состояния насаждений дают по древостою - эдификатору части лесного сообщества.
Шкалы подразделяются на 2 группы:
1 - шкалы оценки повреждений через отдельные деревья;
2 - шкалы оценки состояния лесных насаждений в целом.
Наиболее широко известна классификация деревьев по их состоянию, изложенная в «Санитарных правилах в лесах Российской Федерации» (1998), например, в хвойных насаждениях выделяют 6 категорий (баллов) состояния при следующих критериях: степень охвоенности крон, величина прироста, повреждение корневых лап и ствола, заселение стволовыми вредителями, I - здоровые, II - ослабленные, III - сильно ослабленные, IV - усы-, хающие, V - свежий сухостой, VI - старый сухостой.
К недостаткам шкалы относится то, что она не учитывает специфики и особенностей влияния промышленных выбросов. Оценка категории состояния «старый сухостой» в 6 баллов приводит к искусственному занижению величины ослабления насаждения.
По методике ВНИИЛМа, для сосны обыкновенной, подверженной влиянию эмиссий, выделяют следующие основные признаки: продолжительность жизни хвои, густота охвоения побегов, а также формы крон деревьев и величина ожогов хвои (острое поражение).
Методика ЛитНИИЛХ дает оценку жизненного состояния деревьев сосны, ели и березы с учетом степени охвоенности (обли- ствения) крон, наличия сухих ветвей и размеров хвои (листьев). При этом отмечается следующее состояние ствола:
наличие стволовых вредителей, некрозно-раковых заболеваний, повреждений от пожаров, гнилей и животных. Шкала включает 5 категорий состояния и дополнена фотографиями деревьев разной степени ослабления.
Отдельными учеными предложен специально рассчитываемый индекс состояния насаждений, который определяется как средневзвешенная величина по данным отдельных деревьев в древостое.
В.А. Алексеев (1982) предложил вычислять средний индекс не через число стволов, а по их запасу, что уменьшает влияние на конечный результат деревьев, имеющих пониженные показатели состояния, вследствие естественной дифференциации.
Тот же эффект достигается при учете состояния деревьев только верхней части полога (I-I1I классы Крафта) - по Н.А. Во- ронкову, С.М. Жирину, В.Д. Касимову и др. (1988г.).
На основе полученных средних индексов выделяют здоровые (интервал баллов от 1,0 до 1,5); слабо ослабленные (1,51-2,50), средне (2,51-3,50), сильно (3,51-4,50) и очень сильно (4,51-6,00) ослабленные насаждения.
Проектом руководства целевой группы программы ЕЭК рекомендуется следующая методика работ мониторинга лесов. На каждом ППУ мониторинга леса закладывают по сетке 4x4; 8x8; 16x16 км с привязкой к системе географических координат 4 круговых площадки учета (КПУ), на которых отбирают по 6 учетных здоровых деревьев 1-Ш классов роста (по Крафту). Для описания общего состояния учетных деревьев используют следующие критерии:
1) суховершинность - оценивается в баллах (% от протяженности кроны дерева): 0 - дерево здоровое; 1 - суховершинность до 20% (протяженность кроны); 2 - 21 - 50%; 3 - более 50%;
2) наличие сухих ветвей в живой кроне (% от количества ветвей в живой кроне):
0 - сухих ветвей нет (или они единичны); 1 - до 20%; 2-21- 50%; 3 - более 50%;
3) оценка дефолиации хвои у сосны и ели производится визуально по 5-классной шкале (в % от нормально развитой кроны деревьев):
О - дефолиация отсутствует - 0-10% потери хвоя; 1 - слабая степень выраженности дефолиации - 11-25% потери хвои; 2 - средняя степень выраженности дефолиации - 26-60% потери \вои; 3 - сильная степень выраженности дефолиации - более 61% потери хвои; 4 - погибшее (усохшее) дерево: степень выраженности дефолиации — 100 %;
4) оценка дехромации - преждевременного изменения окраски хвои у сосны и ели по 4-классной шкале:
О - дехромации нет - 0-10% хвои (листвы) с измененным цветом: 1 - слабая степень выраженности дехромации - 11-25% с измененным цветом; 2 - средняя степень выраженности дехромации - 26-60% с измененным цветом; 3 - сильная - более 61% хвои (листвы) с измененным цветом.
Густота кроны сосны старших возрастов оценивается по следующей шкале:
густая - просветы в кроне до 25%; средней густоты - 25-50%; редкая - просветы более 51 %.
При оценке дефолиации хвои у сосны обыкновенной необходимо учитывать наличие так называемых окон в кроне - «эффект мужского цветения». Для лиственных пород и лиственницы в качестве предварительной дана следующая шкала оценки состояния учетных деревьев:
0 - без внешних признаков повреждения; 1 - уменьшение размеров листьев (хвоя) на отдельных ветвях кроны и единичные слабые некрозы по краям листьев в верхней части кроны; 2 - уменьшение размеров хвои, листьев в верхней части кроны или по всей кроне, сухих ветвей нет, слабые некрозы по краям листьев в верхней части кроны; 3 - сильное уменьшение размеров листьев, наличие сухих ветвей в кроне и некрозы по краям листьев в верхней части кроны или по всей кроне; 4 - очень сильное уменьшение размеров листьев, много сухих ветвей и частые некрозы.
Недостатки шкал оценки дефолиации и дехромации:
• субъективизм оценки величин дефолиации;
• элиминирование особенностей повреждения отдельных древесных пород;
• отсутствие четких различий между потерей листьев и отмиранием кроны.
В целом использование шкал оценки дефолиации и дехрома- ции позволяет выявить размер и характер повреждений.
Для уточнения оценок при пользовании общеевропейскими шкалами рабочей группой МСП ЕЭК ООН предложено учитывать особенности дафолиации главных древесных пород.
У ели европейской характер потери хвои зависит от габитуса кроны и типа ветвления. У нее различают 3 типа ветвления (гребневидное, щетковидное, пластинчатое) и 4 типа дефолиации.
Типы дефолиации ели европейской:
а) по типу «лиственницы» - более или менее равномерная потеря хвои делает ель похожей на лиственницу, больше повреждается нижняя часть кроны, в то время как верхняя остается нормальной. Повреждения ели с гребневидным ветвлением особенно заметны вследствие отсутствия хвои на пораженных свисающих ветвях второго и более порядков в случае сильной дефолиации;
б) подвершинный тип усыхания - разреженные участки кроны появляются ниже полностью охвоенных вершин, независимо от типа ветвления. В нижней части кроны охвоение остается более густым, но на сильно поврежденных деревьях дефолиация наблюдается по всей кроне;
в) суховершинный тип - обычно более сильная дефолиация наблюдается в освещенных частях кроны. В результате вершина усыхает, а нижние ветви могут продолжать рост как терминальные побеги;
г) периферийная дефолиация - дефолиация равномерна по всей кроне в направлении от внешней ее части к внутренней.
У сосны выделено 2 группы дефолиаций:
а) регулярная дефолиация - равномерная (более или менее) потеря хвои по всей кроне и отмирание веток в нижней части;
б) усыхание вершины - потеря хвои и отмирание веток в верхней части кроны.
Кроме вышеперечисленных методов оценки состояния отдельных деревьев и затем насаждений в целом используются методы оценки жизнеспособности древостоя, например, по индексу усыхания.
Индекс усыхания вычисляется как отношение числа (запаса) сухостоя к общему числу (или запасу) деревьев.
Метод оценки жизнеспособности древостоя по О.С. Ватков- скому (1986) заключается в определении соотношения прироста и отпада. При этом насаждения делят на 3 категории:
1) здоровые насаждения - отпад не превышает полусуммы текущего прироста и нормы естественного отпада, запас увеличивается;
2) ослабленные насаждения - отпад превышает полусумму прироста и нормы естественного отпада, но не ниже текущего прироста, замедление и остановка нарастания биомассы;
3) деградирующие насаждения - отпад превышает прирост, запас уменьшается.
а/
Обследование ведется по маршрутным ходам, выделам и статистическим методам с закладкой ПП по регулярной сетке.
Методы оценки состояния древостоев более просты, чем методы оценки состояния лесных экосистем.
Окончательных подходов к методам оценки состояния лесных экосистем еще не выработано. Один из подходов - учет и оценка наиболее чувствительных к загрязнению видов. Гибель одного из второстепенных видов не всегда означает, что сообщество погибает, а только сигнализирует о неблагоприятных условиях существования. Второй подход связан с использованием математических методов.
