ВЛИЯНИЕ ТУРИЗМА НА СОСТОЯНИЕ НАПОЧВЕННОГО ПОКРОВА В РЕЛИКТОВЫХ ЛЕСАХ КОЛХИДЫ

INFLUENCE OF TOURISM ON THE STATE OF SOIL IN RELIC FOREST COLCHIS

Inna Voskoboynikova

сandidate of Agricultural Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Chair of Woodland Plants and Forest Park Management, Novocherkassk Engineering and Land Reclamation Institute of Don State Agrarian University,

Russia, Novocherkassk

АННОТАЦИЯ

Цель исследования – изучение влияния туризма на состояние лесной подстилки (ЛП) и живого напочвенного покрова (ЖНП) в реликтовых лесах Колхиды. Методы исследований: моделирование рекреационных нагрузок с помощью дождевальной капельно-струйной установки; исследование деградации ЛП и ЖНП при проведении анализа образцов почв для установления общей влажности, пределов и чисел пластичности, гранулометрического состава, удельной массы и плотности. Реликтовые леса Колхиды являясь рефугиумами Западного Кавказа подвергаются интенсивным рекреационным нагрузкам. Первым признаком такой деградации служит эрозия почв. В лесах Колхиды на склонах ущелий средняя воздушно-сухая масса лесной подстилки и живого напочвенного покрова составляет около 4 т/га, а содержание органического вещества в верхнем слое почвы – 6,2 %. При рекреационных нагрузках ≥4,5 чел./га поверхность почвы полностью минерализуется, а содержание органического вещества уменьшается. Это происходит потому, что под шагами туристов воздушно-сухая масса лесной подстилки и живого напочвенного покрова, а также поверхностный слой почвы передвигаются вниз по склону.

ABSTRACT

The purpose of research – the study forest litter (FL) and alive aboveground of the impact of tourism on the state of the in relict forests of Colchis. Research Methods: Modeling the recreational load using a sprinkler drip-jet unit; Study degradation and in the analysis of soil samples to determine the overall humidity limits and plasticity numbers, particle size distribution, specific gravity and density. Relic forests of Colchis being exposed refugia Western Caucasus intensive recreational load. The first sign of this degradation is soil erosion. In the forests of Colchis on the slopes of ravines average air-dry weight of the forest floor and the living ground cover is about 4 t/ha, and the content of organic matter in the topsoil – 6.2%. When recreational loads ≥4,5 persons / ha ground completely mineralized, and organic matter content decreases. This is because under the steps tourist air-dry weight of the forest floor and the living ground cover, as well as the surface layer of soil moved down the slope.

Ключевые слова: реликтовый лес; Колхида; рефугиум; туризм; рекреационная нагрузка; живой напочвенный покров.

Keywords: relict forest; Colchis; refuge; recreation; recreational load; live ground cover.

Местами концентрации сохранившихся с доледникового периода эндемичных и реликтовых видов растений на Западном Кавказе являются рефугиумы (убежища) – участки ущелий горных речек и ручьёв. Эти участки относятся к Эвксинской флористической провинции, которая объединяет районы флоры колхидского типа, отличаясь особенностями, характерными для растений субтропического климата и наличием эпифитов и лиан.

Леса этой провинции характерны колхидским подлеском, присутствием сапрофитов и эпифитов, наличием яруса Самшита колхидского, деревья которого обычно покрывает мох Неккера. Здесь представлена и внеярусная растительность: Плющ колхидский, Ломонос винограднолистный и др. Подрост самшита заселяет даже полки отвесных скал ущелий, с которых свисают папоротники и стебли плюща.

Всё это, при наличии живописных водопадов, водоскатов, порогов и чаш воды на речках и ручьях, привлекает туристов, что приводит к деградации реликтовых экосистем. Первым признаком такой деградации служит эрозия почв на склонах ущелий, возникающая при превышении допустимых рекреационных нагрузок на колхидские лиановые леса.

Рекреационные аспекты горных территорий и обоснование допустимых рекреационных нагрузок на леса Западного Кавказа представлены в научных публикациях [4, с. 38; 5, с. 246; 6, с. 92; 9, с. 198; 11, с. 100].

Считают, что в колхидских лиановых лесах рекреационные нагрузки не должны вызывать эрозию, превышающую допустимые почвенные потери, равные 1 т/га [8, с. 53]. Однако в соответствие с теоретической концепцией эрозии почв при осуществлении рекреационной деятельности в лесах должно обеспечиваться полное предупреждение эрозии почв, при допустимых рекреационных нагрузках, учитывающих крутизну склонов и группу типов леса [7, с. 71]. Поэтому требуют уточнения допустимые рекреационные нагрузки на реликтовые леса рефугиумов Западного Кавказа.

При этом следует использовать основную величину рекреационных нагрузок – рекреационную плотность (согласно ОСТ 56-100-95, рекреационная плотность – это единовременное количество посетителей на единице площади за период измерения – Rd, чел/га).

Исследования провели в урочище «Джегош» Головинского участкового лесничества Сочинского национального парка (СНП). Здесь находится наиболее популярный туристский объект – «33 водопада». Ручей этого урочища (длина 2 км, площадь водосбора 1,3 км²) на расстоянии 750 м от устья представляет собой каскад 33 водопадов, 7 водоскатов и 13 порогов. Высшая точка бассейна гора Колокольная – высота над уровнем моря 832 м. В каньоне ручья оборудована закольцованная тропа в виде деревянных трапов, мостиков и смотровых площадок возле отвесных откосов каньона, полки и отдельные участки склонов которого заселила колхидская растительность.

Обустроенная тропа (580 м) подразделена на 34 участка с крутизной подъёма достигающей 33˚ и спуска – 35˚. В месте закольцовывания этой тропы (высшая точка подъёма по трапам) поток рекреантов раздваивается. Одна часть посетителей спускается по деревянным трапам вдоль противоположного откоса каньона. Другие экскурсанты вступают на участок «дикой» тропы, проходящей вверх по склону вдоль обрывистого берега ручья среди колхидского лианового леса.

Таксационная характеристика этого участка леса, тяготеющего к исследуемому участку «дикой» тропы (квартал 39, выдел 4), характеризуется следующими показателями: состав первого яруса 5ДС4Г1КЛП, второго яруса – 10 СМ (ДС – Дуб скальный, Г – Граб кавказский, КЛП – клён полевой, СМ – Самшит колхидский). Возраст ДС, Г и КЛП 140 лет, СМ – 120 лет; средняя высота дуба 24 м, граба 18 м, клёна 15 м; средние диаметры – соответственно 62, 30, 22 см. У самшита эти показатели составляют 6 м и 7 см. Насаждение характеризуется III классом бонитета. Полнота первого яруса 0,3, второго – 0,6, запас древесины равен 400 м³/га, в том числе самшита – 40 м³/га [5, с. 247].

Под пологом леса, имеется средний (h = 0.5–1,0 м) и мелкий (h≤ 0,5 м) подрост самшита до 6 тыс. шт./га. В состав вечнозелёного подлеска входит Иглица колхидская. Живой напочвенный покров характеризуют: Тамус обыкновенный, Листовник сколопендровый, Трахистемон восточный, Тайник овальный, Окопник крупноцветковый, Щитовник мужской и другие виды. Внеярусную растительность представляет Плющ колхидский.

При решении поставленной задачи рекреационное давление на почву (по вариантам рекреационной плотности от 1 до 11 чел./га) воспроизводили под шагами человека среднего веса со скоростью 3–3,5 км/час (60 шагов в минуту) на стоковых площадках размером 1,43 × 0,7 м (1 м²), за определенное время. Это время рассчитывали в зависимости от продолжительности периода рекреационной нагрузки (Т = 1200 час) в регионе.

Стоковые площадки размещали длинной стороной вдоль склонов в двукратной повторности. Одна из площадок предназначалась для дождевания, а на второй отбирали образцы живого напочвенного покрова и бурых лесных почв из слоя 0–20 см по ГОСТ 12071-2000. В лаборатории образцы лесной подстилки и напочвенного покрова доводили до воздушно-сухого состояния и взвешивали.

Дождевание проводили с помощью мобильной исследовательской капельно-струйной установки, обеспечивающей неизменность критерия эродирующей способности искусственного и натурного ливней. Для соблюдения этого критерия принимали время дождевания равным 30 мин при средней интенсивности ливня   = 3 мм/мин.

Сток, мутность стока и эрозию почв определяли по общепринятым методикам [10, с. 45].

В лаборатории механики грунтов ООО «ЮПГС-ГЕО» (г. Сочи) проводился анализ образцов почв для установления общей влажности, пределов и чисел пластичности, гранулометрического состава, удельной массы и плотности. При этом применяли методики, изложенные в ГОСТ 12536-79, ГОСТ 5180-75, ГОСТ 5180-84, ГОСТ 5183-77. Органику определяли при прокаливании почвенных образцов.

Видовой состав дикой флоры уточняли с помощью определителей [1, с. 318; 2, с. 351; 3, с. 328]. Полученные данные обрабатывали с помощью компьютерных программ Statistical 7.0 и Microsoft Office Excel.

Почвы на опытном участке – бурые лесные глинистые (числа пластичности верхнего слоя почв изменяются в пределах от 0,312 до 0,372).

Динамика содержания органического вещества в верхнем слое почв, а также лесной подстилки (ЛП) и живого напочвенного покрова (ЖНП) на вариантах моделирования рекреационной плотности приведена в таблице 1. При этом участок с минимальной нагрузкой (Rd = 0,01 чел./га) [8, с. 56] приняли за контроль.

Таблица 1.

Динамика содержания органического вещества в верхнем слое почвы, а также воздушно-сухой массы ЛП и ЖНП по вариантам рекреационной нагрузки

На контрольной площадке воздушно-сухая масса живого напочвенного покрова и лесной подстилки составила 3,97 т/га.

Состав ЖНП (0,77 т/га) на контрольной площадке: Окопник крупноцветковый – 0,12; Трахистемон восточный – 0,33; Плющ колхидский – 0,08; Листовник сколопендровый – 0,14; Тайник овальный – 0,05; Тамус обыкновенный – 0,01; другие виды – 0,04 т/га.

При Rd = 1 чел./га (площадка 2) общая масса ЖНП и ЛП уменьшилась до 1,02 т/га, в том числе ЖНП – до 0,12 (окопник – 0,01; трахистемон – 0,05; плющ – 0,04; листовник – 0,02 т/га). При рекреационной плотности 3 чел./га и более ЖНП был уничтожен полностью.

Процесс деградации ЛП и ЖНП ( , т/га) под влиянием рекреационных плотностей ( , чел/га) на склонах каньона характеризует уравнение:

   при r²=0,775.                   (1)

Графическое решение уравнения (1) приведено на рисунке 1.

На рисунке 1 видно, что среднее содержание воздушно-сухой массы лесной подстилки и живого напочвенного покрова на склонах каньона равно около 3 т/га. Кроме этого, уравнение (1) имеет предел применения по значению рекреационной плотности, равному 4,5 чел./га, т. е. при  ≥4,5 чел/га поверхность почвы полностью минерализуется, т. е. = 0.

Рисунок 1. Связь массы ЛП+ЖНП с рекреационной плотностью

Регрессионный анализ данных таблицы 1 позволил получить зависимость:

 при r²=0,979,                     (2)

где: содержание органического вещества, %.

Графическое решение уравнения (2) показывает (рисунок 2), что содержание органического вещества (гумус + мелкие корешки + фрагменты лесной подстилки) в слое 0–20 см почвы на экспериментальных площадках уменьшается от 6,2 до 3,29 % по мере увеличения рекреационной плотности.

Рисунок 2. Связь органического вещества почвы с рекреационной плотностью

Воздушно-сухая масса ЛП+ЖНП и содержание органического вещества в поверхностном слое почвы связаны между собой (рисунок 3):

   при r²=0,974.                                    (3)

По рисунку 3, при полном уничтожении ЛП+ЖНП содержание органики в верхнем слое почвы составляет в среднем 3,29 %.

Рисунок 3. Связь содержания органики в верхнем слое почвы с воздушно-сухой массой ЛП+ЖНП

Такое значение органики определяется в основном содержанием гумуса в слое почвы, лишённом поверхностного слоя (вместе с лесной подстилкой и живым напочвенным покровом), передвинутого под шагами туристов вниз по склону за пределы стоковой площадки. Максимум содержания органики в слое почвы 0–20 см отмечено на контрольной площадке, где воздушно-сухая масса ЛП+ЖНП равна около 4 т/га.

Выводы.

1. На Западном Кавказе ущелья горных речек и ручьёв служат рефугиумами для реликтовых лесов, объединённых в районы флоры колхидского типа, отличительными особенностями которых являются растения субтропического климата, наличие ярусов самшита и колхидского подлеска, а также присутствие эпифитов и лиан. Всё это, при наличии живописных водопадов, водоскатов, порогов и чаш воды на речках и ручьях, привлекает туристов, что приводит к деградации реликтовых экосистем. Первым признаком такой деградации служит эрозия почв на склонах ущелий, возникающая при превышении допустимых рекреационных нагрузок на колхидские лиановые леса.
2. В лесах Колхиды на склонах ущелий средняя воздушно-сухая масса лесной подстилки и живого напочвенного покрова составляет около 4 т/га, а содержание органического вещества в верхнем слое почвы – 6,2 %, При рекреационных нагрузках ≥4,5 чел./га поверхность почвы полностью минерализуется, а содержание органического вещества уменьшается. Это происходит потому, что под шагами туристов воздушно-сухая масса лесной подстилки и живого напочвенного покрова, а также поверхностный слой почвы передвигаются вниз по склону.

Список литературы:

1. Галушко А.И. Флора Северного Кавказа. – Т. 1. – Ростов н/Д, 1978. – 318 с.
2. Галушко А.И. Флора Северного Кавказа. – Т. 2. – Ростов н/Д, 1980. – 351 с.
3. Галушко А.И. Флора Северного Кавказа. – Т. 3. – Ростов н/Д, 1980. – 328 с.
4. Дрясев М.Р., Айларов А.Е. Рекреационные аспекты освоения горных территорий (на примере Северной Осетии) // Вестник Сев.-Осетинского отд. Русского географического Общества. – 1996. – № 1. – С. 36–43.
5. Ивонин В.М., Авдонин В.Е. Эрозия бурых лесных почв в связи с рекреационной дигрессией // Почвоведение. – 2000. – № 2. – С. 243–251.
6. Ивонин В.М. Воскобойникова И.В. Влияние туризма на процессы эрозии почв в лесах низкогорий Северо-Западного Кавказа – [Электронный ресурс] // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. – 2014. – № 4 (16). [87–104] – Режим доступа: http://www.rosniipmsm.ru/dl_files/udb_files/udb13-rec299-field6.pdf (Дата обращения: 15.02.2016).
7. Ивонин В.М., И.В. Воскобойникова. Теоретическая концепция эрозии почв для рекреационных лесов – [Электронный ресурс] // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. – 2015. – № 1 (17). [61–71] – Режим доступа: http://www.rosniipm-sm.ru/dl_files/udb_files/udb13-rec323field6.pdf (Дата обращения: 01.03.2016).
8. Ивонин В.М., Воскобойникова И.В. Экологическое обоснование рекреационной нагрузки в колхидских лиановых лесах // Лесоведение. – 2008. – № 4. – С. 50–56.
9. Ивонин В.М. Эрозия почв при осуществлении рекреационной деятельности в лесах Северо-Западного Кавказа / Ивонин В.М., Воскобойникова И.В., Пеньковский Н.Д., Багдасарян А.А. – Ростов-на-Дону: Фонд науки и образования, 2015. – 202 с.
10. Ивонин В.М., Пеньковский Н.Д. Лесомелиорация ландшафтов. Научные исследования: учебное пособие – Ростов н/Д.: СКНЦ ВШ, 2003. – 151 с.
11. Исаченко Т.Е., Чижова В.П. Трансформация природно-культурных комплексов горных регионов в XX–XXI вв. (на примере территории национального парка «Алания») // Вестн. С.-Петерб. ун-та. – Сер. 7. – Вып. 3. – 2012. С. 91–103.