В зависимости от целей и решаемых задач мониторинг в лесах осуществляется по нескольким направлениям:
- мониторинг общего состояния лесов;
- лесопатологический мониторинг;
- мониторинг лесных избыточно увлажненных земель;
- эколого-мелиоративный мониторинг мелиорированных лесных земель;
- радиационный мониторинг:
- мониторинг животного мира, обитающего в лесах.
Одним из важных направлений является мониторинг общего состояния лесов, осуществляемый с 1989 года в рамках программы международного сотрудничества по мониторингу и оценке влияния воздушного загрязнения на леса (ICPForests) и в рамках Национальной системы мониторинга окружающей среды.
К 1998 году на территории лесного фонда республики РУП «Белгослес» создана растровая биоиндикаторная национальная сеть лесного мониторинга, включающая 1450 постоянных пунктов учета (ППУ) на сети 16x16, 8x8 и, частично, 4x4 км. Причем, мониторинговая сеть 16x16 км (400 ППУ), являясь частью национальной сети, входит в состав общеевропейской (транснациональной) сети. Данные, полученные на этой сети, направляются в Европейский Координационный центр мониторинга лесов по программе ICPForests.
Эта сеть представляет 1-й уровень мониторинга, обеспечивающий широкомасштабное обследование лесных насаждений с целью получения сведений о пространственном и временном развитии лесов.
На 80 пунктах Национальной системы лесного мониторинга заложены постоянные пробные площади (ППП) площадью по 0,25 га с целью углубленного изучения функционирования лесных экосистем, влияния на них воздушных загрязнений и других повреждающих факторов и процессов, определения критических уровней нагрузок и пределов устойчивости. Они представляют 2-й уровень мониторинга лесов.
Созданная мониторинговая сеть отражает породную и возрастную структуру лесов, распределение покрытых лесом земель по типам условий местопроизрастания, типам леса и починным разновидностям.
В процессе мониторинга лесов наработан экосистемный подход в оценке состояния лесов по данным полевых и лабораторных исследований на сети мониторинга, оценки текущего и потенциального состояния лесных экосистем и степени деформации их структуры на основе: ленки состояния различных ярусов растительности, почв и других компонентов [2, 3].
Важным направлением мониторинга лесов является наземный лесопатологический мониторинг. Он представляет комплексную систему, включающую несколько последовательных автономных этапов, зависящих друг от друга, но, в то же время, позволяющих своевременно выявить и оценить степень повреждения насаждений, давать информацию для прогнозирования развития событий и принятия решений, но стабилизации биоценозов.
Наземный лесопатологический мониторинг включает мониторинг состояния насаждений – популяций наиболее опасных насекомых и возбудителей болезней и лесопатологические обследования. Лесопатологический мониторинг включает общий, рекогносцировочный и детальныйнадзор [2].
Одним из наиболее важных показателей продуктивности лесов является древесный прирост. В общем приросте фитомассы в лесу наиболее значительная доля приходится на прирост стволовой древесины. Следовательно, приросты по диаметру и высоте являются объективными показателями, позволяющими учесть влияние всего многообразия факторов в комплексе на величину текущего прироста.
Напочвенная растительность является главным компонентом лесной экосистемы, поскольку содержит большую часть общего лесного биоразнообразия, играет роль в круговороте воды и питательных веществ и взаимодействует с другими биотическими компонентами. Знания экологических ниш разных видов растений позволяют определить изменения в среде по изменениям растительности. Таким образом, долговременные исследования динамики растительности на постоянных пунктах наблюдения позволяют получить информацию об изменениях других переменных лесных экосистем [9].
Наблюдения на статистически достоверной сети пунктов учета дают возможность оценки как стабильных, так и быстроизменяемых параметров насаждений, экосистем, отдельных лесообразующих пород, отдельных компонентов в экологическом и лесохозяйственном аспектах, позволяют интерпретировать полученные данные на весь лесной фонд республики.
В процессе мониторинга состояния лесов наработан экосистемный подход в оценке состояния лесов по данным полевых и лабораторных исследований на сети мониторинга, оценки текущего и потенциального состояния лесных экосистем и степени деформации их структуры на основе оценки состояния различных ярусов растительности, почв и других компонентов лесных экосистем [3].
Данные многолетних наблюдений позволили сделать определенные выводы о состоянии и динамике основных лесообразующих пород и лесных экосистем под воздействием неблагоприятных факторов, связанных с трансграничным и локальным загрязнением атмосферы, а также под влиянием климатических условий, вредных насекомых, грибных болезней и других факторов.
Состояние основных лесообразующих пород, как и лесных экосистем в целом, исходя из полученных данных полевых и лабораторных исследований, в лесном фонде республики не вызывает серьезных опасений, за исключением отдельных локальных участков. За 20 лет ведения мониторинга состояния лесов (экологического лесного мониторинга) в республике накоплен богатый опыт ведения наблюдений за состоянием леса, заложена и успешно функционирует мониторинговая сеть, наработан опыт взаимодействия с международными организациями, в первую очередь, в рамках программы ICPForests, собран богатый материал, характеризующий состояние лесов Беларуси и их изменения под воздействием различных факторов [2].
Осознание важности лесов Беларуси, занимающих значительную территорию республики, предполагает дальнейшее совершенствование методов и методик ведения мониторинга состояния лесов, более тесное сотрудничество с отраслевой наукой, с другими родственными организациями.
1.2 Древесная растительность природных ландшафтов
Древесная растительность очень чутко отзывается на любые изменения почвенного покрова рельефа местности и условий увлажнения. Но растительность – это еще и такой компонент природных комплексов, который больше остальных подвержен прямому воздействию человека. Поэтому современный облик древесной растительности республики отражает как её зональные черты, так и степень, и характер её преобразования человеком.
Формационный состав лесов – один из важнейших показателей, характеризующих лесной фонд любого региона. От того, какие площади заняты каждой породой, зависит и возможность удовлетворения потребностей народного хозяйства в определенных видах древесного сырья, и степень проявления разнообразных полезных функций леса, и экономический эффект от ведения лесного хозяйства [4].
Формирование структуры лесов – это сложный и непрерывный процесс, находящийся под воздействием множества факторов. Решающую роль здесь всегда играли природные факторы и целенаправленная деятельность человека.
Следует отметить, что в последние десятилетия происходила значительная трансформация земельных угодий. Во многих регионах переданы в пользование производственное лесохозяйственное объединение большие площади колхозных и совхозных лесов и малоплодородных безлесных песчаных земель. Благодаря этому лесопокрытые земли объединения увеличились в 1,8 раза. На этих землях, в основном, должна культивироваться сосна, т.к. они непригодны или малопригодны для других более требовательных к эдафотопу лесообразователей.
Леса на территории Республики Беларусь являются основным компонентом в структуре географического ландшафта и представлены в основном широколиственно-тёмнохвойными лесами, где постоянным элементом в составе лесных фитоценозов выступает ель европейская с участием некоторых видов широколиственных пород (дуб черешчатый, липа мелколистная, клён остролистных, ясень обыкновенный, граб обыкновенный). Преобладающей породой во многих регионах является сосна обыкновенная.
За последние 43 года соотношение площадей, занятых сообществами различных древесных видов, претерпело некоторые изменения, что прослеживается на примере Гродненской области, где процент участия хвойных пород в составе лесов, представленных сообществами сосновой (61,9%) и еловой (10,7%) формаций, составляет 72,6% лесопокрытых земель. В 1965 году хвойные насаждения занимали 76,3% лесопокрытой площади региона, в том числе сосновая формация – 65,0%, еловая – 11,3%.
Последние 20 лет наблюдается сокращение доли участия сосновой формации в лесном фонде (около 6%). Это связано, прежде всего, с увеличением площади земель лесного фонда за счет принятия площадей иных землепользователей и с характером лесовосстановительных работ. Следует также отметить, что доля сосны в структуре создаваемых культур с 1981 года сократилась и составляет за 1981-2007 годы в среднем около 57%.В сосновых фитоценозах (22 стационарные пробные площади) на 60 % стационаров древостой характеризуются не нарушенной биологической устойчивостью. Увеличение таксационных характеристик свидетельствует, что здесь продолжается пополнение запасов древесины, усложняется возрастной и породный состав древостоев [5].
Еловые леса занимают 16.7% лесопокрытой площади. В последние годы отмечается некоторое снижение доли участия еловых лесов, что связано, очевидно, с проблемой массового усыхания ельников после летних засух последнего десятилетия XX столетия. В результате усыхания ельников большие площади их были вырублены. Несмотря на это, площадь еловых лесов после 1994 года оставалась довольно стабильной (снижение составило около 4%). Все это свидетельствует о том, что ель, как сильный эдификатор, быстро восстанавливает свои позиции путем естественного возобновления под пологом других лесообразователей и успешно развивается при искусственном лесовосстановлении [4, 5, 10].