Сетевой исследовательский проект «Леса будущего»

Леса являются уникальным объектом, традиционно относящимся к возобновимым ресурсам. Лес может восстанавливаться за счет естественных природных процессов и без вмешательства человека. Созревшие семена падают на почву, часть их становится кормом для птиц и зверей, часть, выдержав суровость морозной зимы и обжигающее тепло солнца, дает всходы. Пройдет несколько лет и молодое поколение древесных растений сформирует древостой. А пока их ожидает длительная борьба за выживание, свет, тепло, влагу, почву. Всходы и самосев становятся подростом.

Однако несмотря на то, что даже после серьёзных нарушений лесная растительность возвращается на прежнее место, состав и структура формирующихся насаждений может значительно отличаться от исходных.

Естественное возобновление, происходящее под пологом леса и на открытых пространствах, испытывает воздействие туризма и рекреации, хозяйственной деятельности человека, влияния погодных аномалий, внедрения в лесные сообщества чужеродных видов растений, других факторов. Благодаря этому развитие молодого поколения леса и его состояние вполне может быть определённым индикатором происходящих в лесных экосистемах изменений.

Охватить разнообразие вариантов возобновления леса и разнообразие территорий возможно лишь с привлечением большого числа исследователей, работающих по единой программе, т.е. с применением методов гражданской науки.

Весной 2024 года стартовал сетевой исследовательский проект «Леса будущего», задачей которого является сбор и обобщение сведений о процессах естественного лесовосстановления.

Общая информация о проекте

Команда волонтёров-исследователей самостоятельно или совместно с координаторами выбирают объекты исследования и проводят учёт возобновления древесных пород с использованием доступных и единых методик. Площадками для исследований могут быть участки особо охраняемых природных территорий или пригородных лесов, активно используемые территории лесничеств или пока не покрытые лесом, но зарастающие вырубки и гари.

Одновременно с учётом количества подроста на учётных площадках производятся описание как древесного яруса, так и живого напочвенного покрова.

Основу команды проекта составляют любители природы, заинтересованные в изучении лесов. Организаторы проекта рассчитывают на активное участие школьных лесничеств и юннатских кружков, как имеющих определённую подготовку для полевых исследований. Однако в плане участия нет абсолютно никаких ограничений, поскольку, используя предлагаемые рекомендации, можно организовать работу практически с нуля.

Приглашаем подключиться также и «взрослых» исследователей (студентов, аспирантов, сотрудников научных отделов особо охраняемых природных территорий и т. п.) - как в рамках сбора первичных данных, так в качестве наставников для научных волонтёров.

Зарегистрировать команду можно в любой момент на сайте «Школьные лесничества России (https://les.fedcdo.ru/lesa-budushhego - «Леса будущего»). Войти на страницу проекта можно также со стартовой страницы интернет-портала Forest.RU. Узнавать новости проекта, анонсы различных событий, а также связаться с координаторами, экспертами и единомышленниками можно в нашей группе во Вконтакте (https://vk.com/podrostnauka).

По итогам полевого сезона все участники и наставники получат электронные сертификаты и благодарности. Ожидается, что материалы, полученные командами научных волонтёров, дополнят результаты работы учёных и станут составной частью общего обзора с пока условным названием "Леса будущего: направления лесовосстановительных процессов" с указанием авторства всех участников.

При этом каждый из участников проекта также сможет самостоятельно использовать собранные им материалы для собственных исследований.

Возможные направления исследований

Одним из перспективных направлений в рамках данного проекта может быть оценка восстановления лесных сообществ, в том числе после катастрофических нарушений — рубок, пожаров, массового воздействия патогенных организмов.

Возможными темами могут быть:

• особенности естественного возобновления различных пород на конкретных участках;

• сравнение естественного возобновления на участках с различными почвенно-грунтовыми условиями, различным удалением от стены леса;

• сравнение естественного возобновления древесных пород на участках с различным антропогенным воздействием;

• изучение приживаемости лесных культур в зависимости от различных параметров технологии посадки (посева) — сроков посадки, возраста посадочного материала, обработки почвы, использования стимуляторов и т. д.;

• изучение сохранности лесных культур в зависимости от свойств почвы, возраста культур, проводимых уходов и т. д.;

• сравнение эффективности естественного и искусственного лесовосстановления.

Данный перечень далеко не исчерпывает всех возможных для рассмотрения тем, поскольку особенности восстановления леса зависят от огромного количества факторов, в том числе таких изменяющихся, как антропогенное воздействие на экосистемы и климатические изменения. Оценка лесовосстановительного процесса силами школьников позволит получить современные данные о взаимоотношениях древесных пород как между собой, так и с другими компонентами живой природы.

Прежде, чем приступить к исследованиям, участники должны освоить:

• термины, понятия и определения, связанные с воспроизводством лесов;

• экологические особенности всех местных древесных пород, их требовательность к свету, почве, влаге, скорость роста в различные периоды развития, особенности созревания и распространения плодов и семян;

• конкурентные взаимоотношения различных древесных пород, в том числе особенности смены пород;

• измерения на пробных площадях: минимально допустимый размер пробной площади, пересчёт измерений на единицу площади и т. д.

Методы исследования

При всём разнообразии вариантов развития лесовосстановительных процессов для целей проекта выделим две принципиально различающихся ситуации:

• восстановление леса под пологом древостоя;

• восстановление на открытом пространстве после рубки, пожара, гибели древостоя от различных причин.

В зависимости от выбранного варианта, используемые методы будут иметь некоторые особенности.

Изучение восстановительных процессов под пологом лесных насаждений

Для оценки состояния и количества подроста закладывают прямоугольные площадки размером не менее 20х20 метров. Желательно разместить на участке несколько пробных площадок для устранения неоднородности условий (например: в верхней, средней и нижней части склона, по мере удаления от стены леса, по мере удаления от погрузочной площадки после лесозаготовок и т.п.).

На восстановление леса влияет множество факторов, в том числе особенности древесного полога (его возраст, густота, видовой состав, наличие плодоносящих или дающих семена деревьев и т.п.). В связи с этим помимо учёта подроста (т.е. молодых поколений древесных деревьев, которые в перспективе могут сформировать древостой), необходимо дать характеристику и другим элементам насаждений. Для составления описания рекомендуем использовать стандартный бланк, который вы можете скачать себе на компьютер и распечатать в необходимом количестве.

С использованием спутниковых навигаторов указываются географические координаты центра пробной площадки. Аналогичные сведения можно получить и с использованием картографических приложений, например, Яндекс.Карты.

Описания компонентов лесной экосистемы производится по ярусам сверху вниз.

Древостой – состав древостоя указывается в виде формулы, где буквами сокращённо обозначены древесные породы, а цифрами – десятые доли той или иной древесной породы в общем объёме.

Важно: учитывается доля именно в биомассе (запасе), а не количестве деревьев. Несколько старых деревьев большого диаметра могут дать запас больший, чем десятки тонкомерных молодых стволов. Соответственно, и экологическая роль в экосистеме у старых деревьев более значима, они сильнее включены в многочисленные связи с другими организмами.

Для древостоя определяется средний диаметр стволов на высоте 1,3 метра от уровня почвы.

Желательно произвести измерения и средней высоты древостоя.

Подлесок – одна из важнейших частей лесного сообщества. При описании указывается его видовой состав, характер распространения (равномерное, куртинное, единичное), средняя высота яруса в метрах.

Подрост учитывается либо в пределах всей пробной площади (при его невысокой густоте и малом количестве) или на площадках 5х5 метров, расположенных внутри пробной площади «методом конверта», т.е. по её углам и в центре.

Подрост древесных пород подразделяют по породам, состоянию, высоте, густоте, распределению по площади.

По состоянию подрост может быть жизнеспособным (благонадежным) и нежизнеспособным (неблагонадежным).

Успешность естественного лесовосстановления определяется наличием только жизнеспособного подроста древесных пород и его учетом под пологом леса и на вырубках.

Жизнеспособный подрост хвойных пород характеризуются следующими признаками: густая хвоя, зеленая или темно-зеленая окраска хвои, прирост вершинного побега не менее прироста боковых ветвей, прямые неповрежденные стволики, гладкая кора.

Подрост древесных пород по высоте разделяют на мелкий, средний и крупный. Оценка естественного лесовозобновления делается по крупному подросту. Для этого количество учтенного мелкого и среднего подроста переводится в крупный с помощью коэффициентов согласно таблице.

Таблица. Распределение деревьев по высоте и коэффициенты пересчёта в крупный подрост

По густоте подрост может быть:

• редкий – до 2 тыс. шт./га,

• средней густоты – 2–8 тыс. шт./га,

• густой – более 8 тыс. шт./га.

Подрост может распределяться по площади равномерно, неравномерно и группами.

Наличие на участке более 1,5–2,0 тыс. шт./га растений целевой породы (в лесном хозяйстве это чаще хвойные или дуб черешчатый) свидетельствует о хорошей перспективе произрастания устойчивого насаждения.

С помощью приведённых выше коэффициентов перевести мелкий и средний подрост в крупный.

Определить количество подроста на 1 га по формуле:

N = n × 10 000/P,

где:

N – количество подроста на 1 га, шт.

n – количество жизнеспособного крупного подроста на всех площадках, шт.

P – площадь всех площадок, м²

10 000 м² – 1 га

Живой напочвенный покров – травянистые растения, кустарнички и мхи.

Описания травяно-кустарничкового яруса также проводится на площадках 5х5 метров, аналогично учёту подроста. В бланке описания фиксируется общее проективное покрытие яруса в процентах и перечень произрастающих на площадках видов.

Для уточнения видовой принадлежности видов рекомендуем использовать современные информационные системы и сервисы. Так, на платформе iNaturalist.org есть возможность не только сформировать свой собственный список видов живых организмов с привязкой к карте, но и получить от ведущих специалистов подтверждения или уточнения по определению тех или иных видов, в отношении которых имеются затруднения.

Изучение восстановительных процессов на вырубках, гарях и аналогичных открытых участках

Алгоритм проведения исследования аналогичен описанной методике учёта возобновления под пологом леса? с той лишь разницей, что в описании будет отсутствовать ярус древостоя.

При закладке пробных площадок также желательно сделать несколько повторностей для устранения неоднородности условий (например: в верхней, средней и нижней части склона, по мере удаления от стены леса, по мере удаления от погрузочной площадки после лесозаготовок и т.п.).

В случае, если учёт возобновления проводится на участках лесных культур, желательно так расположить стороны прямоугольной пробной площади, чтобы она включала не менее 4-х рядов сеянцев или саженцев.

Посаженные растения и выросшие естественным путём учитываются отдельно, даже если они и принадлежат к одной древесной породе. Во избежание путаницы необходимо пометить в бланке описания, какие данные относятся к культурам, а какие к самосеву (например: С_к – экземпляры сосны, созданные посадкой, С_ест - экземпляры сосны, появившиеся естественным путём, и т.п.)

В пункте «Особенности» желательно указать год вырубки, год пожара, год создания лесных культур, проведения рубок ухода и их особенности и т.п. информацию.

С координаторами проекта можно связаться в нашей группе во Вконтакте  или в телеграм-чате.

Общая информация о проекте | Рекомендации для участников

Координаторы проекта:

Коротков Сергей Александрович, доцент кафедры Лесоводство, экология и защита леса
Мытищинского филиала МГТУ им. Н.Э.Баумана, канд. биол. наук

Захаров Владимир Петрович, ведущий инженер ГКУ МО "Мособллес"