И.И. Силин
Экология и экономика природных ресурсов бассейна р. Протва
(Калужская и Московская области)
Обнинск, 2003. - 302 с.

2. Природные ресурсы

Растительные ресурсы

Леса

В настоящем разделе использована информация  по состоянию лесного фонда, подготовленная Л.И.Савельевой по материалам проектов лесоустройства 1994-1995 гг. и учета состояния лесов в лесхозах  и лесничествах, расположенных в границах водосбора Московской  и Калужской областей. Материалы  по характеристике лесов касались распределения их по категориям защитности, группам леса, породному составу, возрастной структуре, бонитету, полнотам, группам типов леса, росту и продуктивности, характеристикам лесопатологического состояния, лесовосстановительных процессов и лесопользования и других параметров состояния лесов. Использованы также литературные источники и информационные материалы.

В границах водосбора р. Протвы выделяются ряд лесных участков, в границах которых наиболее оптимальным образом сохраняется цельность лесохозяйственных структурных единиц (табл. 6). 

Таблица 6 

Лесные участки в бассейне р. Протвы.

Лесистость территории водосбора довольно высокая (45,4 - 47,8 %). Заметно выше лесистость Жуковского и Барсуковского участков - соответственно 57.5% и 57,2%. Лесные массивы, площадью от сотен до нескольких тысяч га, чередуются с открытыми угодьями (преимущественно пашней).

Известно, что лесистость территории в историческом времени изменяется. Так лесистость Калужской области с конца ХVIII века до начала XX века имела тенденцию к снижению от 43% до 27%, а затем к росту [4]. 

В Московской области  подсочно-огневое земледелие привело к снижению лесистости к началу XYII века до 10%, а уже к началу XVIII века она  вновь стала расти и достигла 48%. Изменение лесистости в историческом прошлом определялось способами и уровнем хозяйствования и связано было с освоением земель для земледелия.

Бассейн р. Протвы входит в зону хвойно-широколиственных - еловых и елово-дубовых коренных лесов, сменившихся на значительной территории березовыми и осиновыми лесами [29]. Общая площадь земель под лесом  213 тыс. га.

В структуру земель лесного фонда входит покрытая и непокрытая (прогалины, вырубки, гари) лесом площадь, а также   сельскохозяйственные угодья, водоемы, неиспользуемые площади (болота, овраги ) и площади особого назначения (дороги, усадьбы, питомники, электролинии и т.п.). Покрытые лесом земли занимают от 92,1%(Боровский участок)  до  87,4% (Бородинский участок) земель лесного фонда. В целом лесная площадь занимает 95,2% и как правило ее величина остается постоянной. Нелесные земли занимают небольшие территории - 4,8%  и представлены  во всех частях водосбора. Это преимущественно болота и овраги (табл.7).

Таблица 7

Структура земель лесного фонда ( в % )

 Леса   преимущественно естественного происхождения. Доля искусственных насаждений (преимущественно ели), составляет в целом по  водосбору 17,3%. Общая площадь лесных культур по водосбору составляет около 37,5 тыс га. Наибольшие  площади  лесных культур  имеются в Боровском и Бородинском участках, минимальные-в Медынском и Барсуковском участках.

Величина относительной доли лесных культур близка к аналогичным показателям для большинства регионов прилегающей лесной зоны

Большая  часть территории лесного фонда (около 70%) занята лесами I группы, основным назначением которых является выполнение водоохранных, защитных, санитарно-гигиенических и оздоровительных функций. Леса на территории Московской области и в Барсуковском участке относятся только к I группе.  Леса II группы, имеющие ограниченное эксплуатационное значение,  занимают практически весь Медынский участок, а на остальных участках их доля составляет от 43 до 61%. Наибольшее распространение леса II группы имеют в бассейне р. Лужи, где их доля в лесном фонде  снижается от верховья к среднему и нижнему течению.

В долине р.  Протвы на всем своем протяжении распространены  преимущественно  леса I группы. Только в Боровском и Жуковском участках Калужской области присутствуют леса II группы. Леса I группы на изучаемой территории представлены несколькими категориями защитности (табл. 8).

Таблица 8

Распределение площади лесного фонда  по группам и категориям защитности,%

Существенную долю лесов (45,9% от всех лесов и около 52% от лесов I группы) составляют зеленые зоны, лесопаркова часть которых  объединяет леса вблизи городов, участки в пределах 2 км вокруг санаториев, баз отдыха, садовых участков. На остальной территории лесов зеленой зоны организуется лесохозяйственная часть.

Наиболее существенная доля этой категории расположена в Московской области [2].

Защитные полосы вдоль автомобильных и железных дорог составляют незначительную долю (2,3%). Обычно это сложные по строению насаждения с высокими защитными свойствами.

Леса II-го пояса санитарной охраны источников водоснабжения выделены только у истока р.Протвы в Московской области и занимают 280 га. Запретные полосы воль рек составляют  4,9 % и выделены только на 3-х его участках водосбора, приуроченных к  среднему и нижнему течению реки в пределах  Калужской области. На остальной части территории  запретные полосы вдоль рек ранее не были выделены. Для предотвращения негативных последствий администрацией Московской и Калужской областей были приняты специальные решения о границах водоохранных и прибрежных и дан перечень рек с определением границ зон. В соответствии с этими решениями в прибрежных зонах осуществляется  режим охраны лесов и лесопользования.

Особо охраняемые природные (лесные) территории занимают на территории водосбора (в пределах лесного фонда) 23.2%. В Московской области это заповедные участки (резерваты), выделенные по представлению Лаборатории Лесоведения РАН как имеющие научную и природоохранную ценность. В основном эти резерваты сосредоточены в Бородинском участке (1239 га) и Верейском ( 194 га).

  Барсуковский участок полностью является памятником природы  площадью 46,9 тыс.га и  охранной зоной 500 м. На территории участка расположены большие охотничьи угодья. Статус памятника природы запрещает проведение рубок главного пользования.

 Преобладание лесов I группы создает благоприятные условия для поддержания водоохранной роли лесов на водосборе р. Протвы.  В то же время в бассейне р. Лужи имеется значительная доля лесов II группы, где допускается проведение сплошных рубок, приводящих к смене породного состава лесов.

Бассейн реки Протвы расположен в полосе подзоны смешанных лесов [4]. На преобладающих пространствах водоразделов распространены  сложные ельники с липой (70% в подзоне), на значительно меньшей площади- сложные ельники с дубом.  Зандровые поля покрыты  бореальными ельниками, бореальными сосняками с елью и субнеморальными ельниками. Коренные леса сильно нарушены за счет производных березняков и осинников. Основной породой промышленных лесов  является ель.

На левобережной части  нижней и средней Протвы (территории Боровского и Жуковского административных районов) выделяется  район с экстразональной растительностью. Он характеризуется  как район сосновых лесов на песчаной равнине, занимающей полосу пологих левобережных склонов долины рек Оки и Протвы.

Бассейн реки Протвы расположен у южной границы полосы хвойно-широколиственных лесов, которую проводят по южной границе распространения ареала ели европейской, поэтому  отличается значительной пестротой. Для этой полосы типичны дубово-еловые леса, переходящие  в чистые еловые, дубовые и  липовые леса, или в сложные ельники. В нижнем течении реки встречаются  чистые дубовые и широколиственные леса из клена, липы, дуба, вяза [35].

 Основными лесообразователями на территории водосбора являются 15 видов древесных пород (табл. 9).

Таблица 9

Распределение лесов по преобладающим породам

Наибольшие площади в целом на водосборе занимают ельники (35,6%), березняки (38,1%),  и осинники (17%). Наибольшие площади хвойных насаждений сохранились на территории Московской области (44-45%). Березняки распространены боле менее равномерно на всех участках. Наибольшие площади осинников, занимающие до четверти территории, расположены  на Медынском и Жуковском участках.

 Сравнительно высокая концентрация сосняков и липняков наблюдается на территории Барсуковского участка,  а дубрав - в средней части бассейна р. Протвы (Боровский, Малоярославецкий, Медынский, Верейский районы). Дубравы сохранились также на Бородинском участке  в Московской области (15 га).

 В целом, соотношение хвойных и лиственных пород равно 42:58. Среди лиственных пород преобладают производные березняки и осинники. Основное хозяйственное  значение имеет ель. Типологические исследования лесов производились только на Сатинском полигоне МГУ в средней части р. Протвы

Типологическая структура леса исследуемого района довольно многообразна.  В целом здесь преобладают сложные типы леса, отличающиеся богатством видов и наибольшим разнообразием и сложностью в строении древостоев. Наибольшее типологическое разнообразие встречается в лиственных лесах. Для лесов исследуемого района, находящегося в зоне хвойно-широколиственных лесов выделяется 12 коренных групп типов леса, из которых 6 относятся к экологическому ряду сосновых лесов, 3- к экологическому ряду еловых, 2- к ряду дубовых, 1- к ряду черноольховых лесов.

Возрастная структура лесов является показателем потенциальных возможностей выполнения средозащитных функций. Оптимальным считается равномерное распределение, но оно, как правило, бывает изменено в результате хозяйственной деятельности.

 В бассейне р. Протвы преобладают средневозрастные (31,8%) и спелые и перестойные (30,0%) насаждения, что позволяет эффективно использовать средозащитные функции, в том числе водоохранные. Молодняки и приспевающие деревья также представлены практически в равных долях (около 19%). Почти 90% молодняков представлены хвойными породами, в основном елью, что обусловлено в первую очередь интенсивным созданием культур. 

Леса в разных частях водосбора имеют сходные тенденции. Доминирование средневозрастных лесов наблюдается на Верейском (почти 40%) и Барсуковском (53,2%) участкох, что  обеспечивает  высокую водоохранную функцию лесов в этих частях водосбора.

 Для водосбора в целом характерна незначительная доля хвойных коренных  лесов,  находящихся в завершающей стадии сукцессии и представляющую определенную ценность как резерв воспроизводства  сохранения зональных видов растений (рис. 2.3). Высокая доля в щироколиственных (твердолиственных) лесах насаждений старшего возраста  и незначительное их воспроизводство возможно требует инвентаризации и охраны сохранившихся лесов.

Рис. 2.3.  Возрастная структура различных по породному составу лесов

Кроме возраста показателями продуктивности лесов являются бонитет, полнота древостоев, запас древесины  на 1 га, средний и текущий  приросты на 1 га. Эти параметры определяются и рассчитываются по результатам таксации лесов.

Более 96% покрытых лесом земель бассейна р. Протвы приходятся на Iа - II классы бонитета (табл. 10). Низкобонитетные насаждения (ниже IY класса) занимают менее 1%, что свидетельствует о высокой потенциальной продуктивности насаждений.

Таблица 10

Распределение покрытых лесом земель по классам бонитета, в %

Наиболее производительные насаждения сосны и ели. Березовые и осиновые насаждения имеют в среднем класс бонитета на 0,3-0,5 единиц ниже.

Существенных различий в характере распределения насаждений по классам бонитета на разных участках не наблюдается. Средние бонитеты по участкам близки к I,0.

Наибольшие площади высокобонитетных насаждений на водосборе р. Протва (суммарно Iа+I бонитет) относятся к Жуковскому, Барсуковскому и Бородинскому  участкам. Самый низкий средний бонитет у низкоствольных дубрав -II-III.

Преобладают насаждения с полнотой 0,7,  занимающие в целом по водосбору 36,6 % от покрытых лесом земель. Высокополнотные древостои  (0,8-1,0) занимают около 40%, изкополнотные насаждения (с полнотой 0,3-0,4) занимают всего 6,5% земель.

Высокополнотные насаждения относятся к хвойным породам,  особенно к ели, у которой до 60% насаждений имеют полноту свыше 0,8. Древостои с полнотой 0,9-1,0 у хвойных достигают 40% площади, у мягколиственных - до14%.

Средние таксационные показатели продуктивности  и роста по отдельным участкам  варьируют в небольших пределах (табл.11). Колебания наблюдается в пределах одного класса бонитета (I - I,9), полноты (0,70-0,75), возраста (50-59 лет), по  запасу древесины на 1 га от 200 м³(на Медынском участке)  до 243 м³ (на Барсуковском участке).

Таблица 11

Средние таксационные показатели продуктивности лесов в бассейне р. Протвы

Продолжение таблицы

Средний запас древесины на 1 га покрытой лесом площади водосбора составляет около 220 м³, а спелых и перестойных - 270 м³. Максимальный запас древесины на 1 га в Барсуковском участке, минимальный - в Медынском.

Объем ежегодных рубок по всей площади не должен превышать  величину  среднего прироста за год, который  варьирует  по участкам от 3,5 до 4,1 м³/ га,  при  текущем приросте  от 2,8 до 4,2 м³ /га. В настоящее время  величина среднего прироста превышает текущий. Это свидетельствуют о том, что насаждения прошли кульминацию прироста.

В целом показатели продуктивности свидетельствуют о  высоком потенциале лесов бассейна р. Протвы. Это высокобонитетные и высокополнотные леса  с запасом древесины в среднем по водосбору до 220 м³ /га.

В  насаждениях спелых и перестойных  средний для водосбора запас составляет около 270 м³/га и может достигать в хвойных лесах 350 м³/га. Динамика изменений прироста за последние 30 лет свидетельствует о замедлении текущего прироста, а его соотношение со средним приростом показывает, что насаждения водосбора прошли стадию кульминации прироста. Косвенно это означает в целом старение древостоев, снижение годичной продуктивности и  накопления биомассы.

Растительность

Растительный покров лугов и оврагов характеризуется неоднородностью и представляет комбинации различных фитоценозов [2]. Склоны оврагов обычно заняты крупнотравными сероольшаниками. По днищам балок и оврагов распространены влаголюбивые черемуха, ольха, ива с бузиной и малиной.

Для отдельных оврагов характерны широколиственные леса и их производные:

- широколиственные (дуб, клен, липа, вяз) леса с участием березы и осины, а в травяном покрове – жимолости и бересклета;

-  широколиственные (осиново-березовые) леса с примесью ели и сосны и неморальными элементами в кустарниковом и   древесном ярусах;

- осиново-березовые леса с участием широколиственных пород, ели и сосны и дубравными элементами в травяном покрове.

Для других оврагов характеры леса с различным участием ели и полным отсутствием широколиственных пород в составе древесного яруса и видов неморального комплекса в травяном покрове:

- елово-осиново-березовые леса с присутствием сосны,  с подлеском из крушины, жимолости, с разреженным лугово-лесным разнотравьем;

- осиново-березовые леса с примесью ели и ольхи серой, с подлеском из крушины, жимолости, малины, с  лугово-лесным разнотравьем и листостебельными мхами в напочвенном покрове.

Луга занимают в целом небольшую площадь и встречаются по долинам рек Протвы, Лужи и их притоков, а также по днищам балок и склонам некоторых оврагов. На междуречьях луговые участки приурочены к опушкам леса.

За пределами лесов луга как правило активно используются и поэтому утратили естественный характер растительного покрова.

Суходольные луга встречаются на пологих склонах равнин, речных террасах, склонах балок, где уровень грунтовых вод лежит глубоко. На равнинах и террасах  преобладают суходольные луга, представляющие большую хозяйственную ценность.

Как правило, луга представлены бобово-разнотравно-злаковыми сообществами, основу травостоя которых составляет овсяница красная. На лугах по опушкам заметна роль душистого колоска, лугового мятлика. Постоянное участие в травостое, особенно на залежах, принимает полевица тонкая,. Из бобовых обычны горошек мышиный и заборный, лядвенец рогатый, люцерна хмелевидная, клевер луговой. Среди разнотравья доминируют разные виды, что во многом определяет габитус луга (василек луговой, манжетка, ястребинки, смолевка липкая).

Луга, приуроченные к возвышенным недостаточно увлажненным формам рельефа, имеют более обедненный состав, а на   ровных пологих склонах и возвышенных равнинах, образуется сомкнутый травостой: злаково - бобовое разнотравье с пахучим колоском, луговым мятликом, тимофеевкой луговой, луговым васильком, поповником и др. Луга по долинам небольших рек на почвах с хорошей водопроницаемостью и высоким содержанием питательных веществ имеют в своем  составе больше злаков и бобовых и меньше разнотравья.

Низинные луга формируются по днищам оврагов, балок, и в отрицательных формах рельефа  при непосредственном влиянии почвенно-грунтовых вод. Среди них выделяют:

- ложбинные и овражные, обычно расположенные в средней части водосбора, сырые осоково-злаковые и разнотравно-злаковые с преобладанием щучки дернистой, полевицы собачьей, осоки заячьей, хвоща лугового с примесью влаголюбивого разнотравья;

-низинные влажные и сырые луга припойменной  нижней трети склона с обильными натечными водами. Основу таких лугов составляют таволга вязолистная и гравилат речной и злаки;

-нормальные низинные луга в широких и глубоких долинообразных низинах;

-долинные сырые луга в долинах малых рек с мощной дерниной и осоково-злаковым сообществом;

-низинные мокрые луга  с избыточным увлажнением с покровом из влаголюбивых злаков, больших осок и крупного разнотравья.

Наиболее ценные и высокоурожайные заливные луга. По поймам рек они могут давать урожайность до 3,5 т сена с 1 га. Их основные типы  соответствуют трем уровням поймы, имеющим различные почвенные условия:

- прирусловые часто заболоченные луга низкой поймы сложены преимущественно злаково-осоковым сообществом с осокой коротковолосистой, осокой острой, ежой, лисохвостом коленчатым, иногда с примесью разнотравья на заливаемых местах с обогащенной органическими веществами почвой [52];

- в центральной пойме с хорошо структурированной почвой развит травостой из злаков: лисохвоста лугового, ежи сборной, овсяницы луговой и красной, тимофеевки луговой и мятлика лугового. Из бобовых преобладают разные виды клеверов, из разнотравья-лютики, луговые васильки, луговая герань и другие виды. В пониженных местах появляются влаголюбивые злаки.

- высокая  пойма занята злаковым травостоем: овсяницей, мятликом луговым с  участием бобовых (люцерна, клевера) и разнотравья.

Там, где производится выпас скота, появляются пастбищно-дегрессивные и сорно-залежные виды, например подорожник большой, короставник полевой, полынь горькая и др. Для самых низких мест с застоем воды характерны злаково-бобово-крупнотравные сообщества, в которых  преобладают крупные осоки, а при отсутствии застойной воды-мощный травостой из канареечника птичьего, лисохвоста лугового, дудника лекарственного, белой полевицы.. На высокой  пойме с богатыми и избыточно увлажненными почвами можно встретить ольшаники. Древесный полог образует ольха черная, в подлеске - ивы, крушина ломкая, калина, черемуха, а из трав - таволга вязолистная, вербейник обыкновенный, хмель.

В связи с интенсивным использованием пойменных лугов преобладают хозяйственные модификации растительных сообществ [57].

В целом,  видовое разнообразие лугов возрастает от верхнего течения реки к нижнему. Сейчас большая часть поймы распахана. Луга занимают только небольшие массивы и среднюю и низкую пойму.  Естественных лугов стало совсем немного и значительную площадь занимают сеянные луга. Пойменным комплексам свойственна высокая биологическая продуктивность. 

Урожайность лугов в прошлом столетии составляла 22,1-29,1 ц/га. С середины 60-х годов в пойме широко развернулись мелиоративные работы, особенно в нижнем течении реки. В результате осушения, орошения, планировки и культурно-технических мероприятий геокомплексы пойм претерпели значительные изменения и в ряде случаев  заменены на антропогенные  комплексы.