Содержание к диссертации
Введение
Лесонасаждения в условиях техногенного воздействия 10
Лес и горное производство 10
Восстановление нарушенных ландшафтов за рубежом и в России 11
Создание лесонасаждений путем посадки и посева 26
Значение рекультивации для оздоровления ландшафта 29
Природные условия района исследований 31
Климат 31
Гидрография 34
Растительность 36
Геология 38
Почвообразующие породы и почвы 42
Объекты и методы исследований 45
Объекты исследований 45
Характеристика пробных площадей 48
Методы исследований 56
Особенности роста и развития искусственных насаждений в условиях техногенного воздействия 61
Устойчивость искусственных насаждений в условиях техногенного воздействия 61
Продуктивность искусственных насаждений в условиях техногенного воздействия 65
Влияние густоты посадки на рост и развитие искуственных фитоценозов 88
Сукцессионные процессы под пологом искуственных фитоценозов 94
Заключение 100
Выводы 101
Рекомендации производству 102
Список литературы 104
Приложения 132
- Создание лесонасаждений путем посадки и посева
- Объекты и методы исследований
- Продуктивность искусственных насаждений в условиях техногенного воздействия
- Сукцессионные процессы под пологом искуственных фитоценозов
Введение к работе
С каждым годом во всем мире все большую опасность для природной среды приобретает промышленная деятельность человека, проявляющаяся, главным образом, в местах добычи полезных ископаемых, строительных материалов и торфа, а также в местах их обогащения и переработки.
Площадь нарушенных земель в Российской Федерации составляет более 1139,4 тыс. га. Рекультивацию нарушенных земель в большинстве случаев проводят не на должном уровне и не всегда своевременно. Так, в нефтедобывающей промышленности рекультивировано 37% нарушенных земель, в газовой промышленности — 35%, в сельском хозяйстве - 4%, в угольной промышленности - 2%.
Общая площадь нарушенных земель на земном шаре, ранее дававших биологическую продукцию, составляет около 20 млн. км. Это превышает всю площадь пахотных земель, используемых в земледелии (14 - 15 млн. км ). Основные потери пахотных земель приходятся на последние 100 - 150 лет, и произошли они за счет строительства, эрозионных процессов, добычи полезных ископаемых (Сметанин, 2003).
Данные проблемы характерны и для Амурской области, которая расположена на юго-западе Российского Дальнего Востока и входит в состав Росси.
Область является крупнейшей минерально - сырьевой провинцией Российской Федерации, ресурсы которой определяют стратегию развития топливно-энергетического комплекса всего Дальнего Востока. Общие ресурсные запасы каменных и бурых углей в области составляют 71,7 млрд. т., что сопоставимо с суммарными запасами Хабаровского и Приморского краев, Читинской и Сахалинской областей вместе взятых.
Добыча угля определяет экологическое состояние южных территорий Амурской области: в результате прямого и косвенного
воздействия горнопромышленного производства в различной степени трансформируются природные территориальные комплексы (ПТК) в пределах Амуро-Зейского буроугольного бассейна (Борисова, 2003).
Запасы и прогнозные ресурсы угля, пригодные для открытой отработки, составляют около 14 млрд. т. Балансовые запасы сосредоточены в 7 крупных месторождениях (Свободненское, Сергеевское, Тыгдинское, Ерковецкое, Райчихинское, Архаро-Богучанское, Огоджинское) и превышают 1,9 млрд. т. Все месторождения пригодны для открытой разработки. Наибольшее промышленное значение имеют разрабатываемые Райчихинское, Архаро-Богучанское, Ерковецкое и Огоджинское месторождения (Госдоклад, 2004).
При открытой добыче угля в первую очередь негативному воздействию подвергаются земельные ресурсы, которые, утратив хозяйственную ценность, становятся источником отрицательного воздействия на окружающую среду.
Нарушенные земли подвергаются интенсивной эрозии. В результате дефляции происходит загрязнение всех компонентов окружающей природы: атмосферного воздуха, водоемов, почвы и растительности, а также среды обитания и деятельности человека.
В результате техногенного воздействия нарушается почвенный покров, чему сопутствуют изменения гидрологического и температурного режимов почв, образование техногенного рельефа и другие изменения качественного состояния земель (Красавин, 1987).
В районах с открытыми горными разработками отмечается повышение заболеваемости населения. В числе причин этого явления нужно отметить сильную запыленность в период вскрышных работ (Иванов, 1991).
Разработка угольных месторождений открытым способом влечет за собой резкие нарушения экосистем, часто приводящие к необратимым их изменениям. Эти участки - постоянный источник загрязнения прилегающих территорий. Они подлежат рекультивации с целью последующего использования в других отраслях народного хозяйства.
В Амурской области рекультивация земель проводится с учетом хозяйственных, санитарно-гигиенических, эстетических запросов общества, с учетом потребностей будущего. Объектами рекультивации являются: отвалы промывки, вскрышные отвалы, насыпи плотин, перемычки, дамбы, последражные водоемы - площади в пределах земельного отвода, нарушенные работами, сопутствующими проведению горных работ.
Райчихинское месторождение бурого угля известно с 1893 года. Расположено в южной части Амурской области, около г. Райчихинска. Площадь месторождения 50 км". С 1913 года месторождение является поставщиком бурого угля для Амурской области и Хабаровского края (Госдоклад, 2004).
В районе города Райчихинска нарушено в результате добычи угля 13 тыс. га земель, рекультивировано 1,5 тыс. га, а 11,5 тыс. га остаются антропогенно - нарушенными (Сидоров, 2000).
С целью рекультивации производится посадка лесных культур. Лесные культуры, как чистые, так и смешанные на Райчихинском угольном месторождении стали создавать в середине 60 годов прошлого столетия. Основными древесными породами при производстве лесных культур на отвалах месторождения являются сосна обыкновенная Finns sylvesMs, береза плосколистная Betula platyphylla, тополь амурский Populus amnrensis, ясень манчжурский Fraxinns mandshnruca.
В условиях Райчихинского месторождения Завитинский лесхоз занимался посадками лесных культур сосны обыкновенной и другими
древесными породами. Однако исследований по выявлению эффективной для рекультивации древесной породы ранее не проводилось.
За прошедший ревизионный период, 1978 - 1998 г.г. Райчихинским лесничеством Завитинского лесхоза управления лесами Амурской области на рекультивированных землях заложено 1068 га (62% от общего объема) сомкнувшихся культур сосны обыкновенной хорошего и удовлетворительного качества (Проект организации лесхоза, 1999).
В дальневосточном регионе при проведении рекультивационных работ важен природоохранный аспект проблемы, так как главная цель рекультивации - снижение негативного влияния нарушенных горными работами земель на окружающую среду и оптимизация экологических условий (Кириллов, 2004).
Актуальность исследований. Считается, что в мире нарушено 63% экосистем, в Российской Федерации нарушенность экосистем составляет 36% (Данилов-Данильян, 1996). Разрушение экосистем суши, в особенности лесных экосистем, вызвало изменения интенсивности влагооборота на суше, который на 70% контролируется растительностью, в первую очередь лесной. Уничтожение лесной растительности снижает мощность транспирации, которая по имеющимся данным (Горшков, 1996) составляет в настоящее время 3x10 ТВт (1 ТВт = 10 " Вт), что выше ветровой мощности и равняется мощности переноса тепла с экватора к полюсам.
Анализ состояния земельных ресурсов Амурской области показывает, что уровень экологически допустимого воздействия на землю в ряде районов области превышен, существует реальная угроза истощения земель. Происходят процессы, ведущие к деградации земель. Серьезную опасность представляют эрозия почв (эродировано 14,8 тыс.
га), истощение плодородного слоя (ежегодно теряется около 0,4 тыс. га гумуса), заболачивание и переувлажнение земель (722,6 тыс. га), деградация пастбищ и сенокосов (закустаривание, закочкаривание, заболачивание).
Площадь нарушенных земель по состоянию составляет 13,5 тыс. га и имеет тенденцию к увеличению. Ежегодно увеличивается загрязнение земель вредными выбросами и сбросами.
Лесные биоценозы, их продуктивность и лесистость тесно связаны с охраной окружающей среды. Экологический эффект лесных насаждений прежде всего связан с их устойчивостью во времени.
В настоящей работе проблема формирования лесных экосистем рассматривается на примере искусственно созданных лесных насаждений на Райчихинском месторождении бурого угля, расположенных в зеленой зоне г. Райчихинска, основная цель которых — улучшение экологической обстановки. Сохранить экологическое равновесие на изучаемой территории могут созданные экосистемы, которые достигли самоподдерживающего, устойчивого развития.
Лесной фитоценоз оптимизирует окружающую среду, но на формирование биоценоза в условиях техногенного загрязнения влияют два отрицательных фактора:
- способность техногенного загрязнения негативно влиять на рост
и развитие лесных насаждений;
- способность лесных насаждений проявлять устойчивость к
неблагоприятным условиям при загрязнении окружающей среды..
Цель исследований — изучить особенности формирования лесных экосистем на техногенно нарушенных территориях в условиях Приамурья.
В задачи исследований входило:
3. Дать рекомендации по рекультивации земель нарушенных в результате воздействия горнодобывающего комплекса в агроэкологических условиях Приамурья.
Исследования проводились в течение 2003 — 2008 гг. в соответствии с тематикой научно-исследовательских работ ДальГАУ: тема 2 «Лесовосстановление», раздел 2.1. «Рекультивация земель на примере Райчихинского буроугольного месторождения в Амурской области» (государственный регистрационный номер 01.2.007 03124).
Научная новизна. Впервые в экологических условиях южной зоны Амурской области изучены созданные искусственные биогеоценозы в зоне техногенного воздействия на больших площадях добычи угля открытым способом.
Практическая значимость работы.
Проведенный анализ состояния насаждений искусственного происхождения доказывает перспективность создания лесных культур на отвалах. Созданные при работе горнодобывающих предприятий лесные биогеоценозы, вместо уничтоженных, устойчивы и развиваются успешно.
Результаты диссертационного исследования могут использоваться при рекультивации земель нарушенных в результате воздействия горнодобывающего комплекса, при разработке проектов добычи полезных ископаемых открытым способом. Полученные результаты используются в курсе лекций для студентов специальностей «Лесное хозяйство» и «Лесоинженерное дело».
Защищаемые положения.
1. Созданные искусственные биогеоценозы оптимизируют
окружающую среду.
2. Продуктивность искусственных насаждений на нарушенных
горными работами землях не снижается до 40 - летнего
возраста.
3. Густота посадки является одним из решающих факторов устойчивости экосистем, сформированных на месторождении.
Результаты исследований. Исследовано изменение фитоценоза в зависимости от возраста искусственных насаждений, видового разнообразия растительного сообщества. На основе большого массива данных наблюдений, проведен анализ и выявлены условия определяющие устойчивость функционирования искусственно созданных лесных экосистем в условиях сезонно — мерзлотных почв Приамурья.
Апробация работы. Материалы исследований докладывались на заседаниях ученого совета института леса ДальГАУ, на научных и практических конференциях в институте леса в 2003 - 2004 гг., на шестой региональной научно - практической конференции в ДВККУ (Благовещенск, 2005 г) и на заседании Амурского отделения Русского ботанического общества (2009 г).
Публикации. По теме диссертации опубликовано десять статей, три из которых в журналах, рекомендуемых ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов, рекомендаций, списка литературы и приложений. Работа изложена на 161 листе машинописного текста, содержит 10 таблиц, 28 рисунков. Список литературы содержит 220 наименований, из них 18 на иностранных языках.
Создание лесонасаждений путем посадки и посева
Наиболее эффективным способом защиты отвалов от дефляции и водной эрозии является создание лесных культур на отвалах. Лесные культуры на рекультивированных землях создаются путем посадки, что сокращает процесс выращивания на 15 - 20 лет (Данько, 1991).
Это относительно дешевый способ восстановления нарушенных территорий, поэтому в настоящее время он получил распространение как у нас в стране, так и за рубежом.
В Польше, в промышленных районах, где остро стоят вопросы санитарно-гигиенического характера, рекультивация имеет преимущественное распространение. В первые годы добиваются некоторого обогащения бесплодных песков путем посева злаково-бобовых травосмесей. В дальнейшем создаются лесные культуры. В Германии (Рейнский буроугольный бассейн) основным способом закрепления земель отвалов является создание смешанных лесонасаждений озеленительного направления.
Значение лесных насаждений в борьбе с водной и ветровой эрозией проявляется уже в первые годы после проведения рекультивационных работ. В закреплении горных пород принимают участие не только корневые системы, но и кроны растений. Корневая система древесных пород и кустарников скрепляет субстраты, предотвращая их выдувание и вымывание. Кроны деревьев и кустарников снижают скорость ветра у поверхности почвы, препятствуют перемещению дефлирующих частиц с незакрепленных участков и таким образом снижают возможность проявления ветровой эрозии до минимума (Гуков, 1990, Панков, 1991, Мелехов, 2002).
Райчихинское лесничество Завитинского лесхоза - одно из южных лесничеств Амурской области, где с 1964 г. занимаются освоением новой категории лесокультурных площадей - рекультивируемых земель, вышедших из-под угледобычи открытым способом. Здесь накоплен 40-летний положительный опыт создания искусственных насаждений и имеются насаждения трех ревизионных периодов (1968 - 1998 г.г.).
На протяжении последних 20 лет лесничество занимается посадкой на отвалах лесных культур сосны обыкновенной. Посадочным материалом являются двухлетние сеянцы. Сосна обыкновенная считается одной из лучших мелиоративных пород для закрепления песков, укрепления склонов, борьбы с оврагами. Способность сосны произрастать в разнообразных экологических условиях обеспечила ей обширную область распространения. Современный ареал сосны обыкновенной по сравнению с ареалами других видов древесных пород самый обширный (Усенко, 1969).
К климату она не требовательна. Особенностью ареала является интразональность, так как сосна произрастает в таежной, лесостепной и степной зонах. В восточных и северо - восточных районах страны сосна переносит суровые зимы в условиях резко континентального климата (до -50С и более сильные морозы), а летом - сильную жару в степях и полупустынях (до + 40С). Имеет хорошее возобновление.
На Дальнем Востоке в естественном виде сосна обыкновенная произрастает в Амурской области и на севере Хабаровского края, южная граница естественного ареала - река Уда Хабаровского края. Отдельные «островки» сосны обыкновенной встречаются южнее, на территории Амгуньского и Кербинского лесхозов Хабаровского края. В Амурской области сосредоточено 70% площадей сосняков Российского Дальнего Востока (Леса ДВ, 1969).
Видовой спецификой сосны обыкновенной является наличие у нее корневой системы стержневого типа. Кроме стержневого корня, она обычно имеет хорошо развитые боковые корни, ветвящиеся и распространяющиеся горизонтально. Корневая система сосны очень пластична и изменяется в связи с эдафическими условиями. При всех прочих одинаковых условиях мощность ее корневой системы, глубина проникновения в почву и распространение в стороны возрастают при, увеличении диаметра дерева. Характерной особенностью сосны обыкновенной является очень высокая устойчивость к низкой относительной влажности воздуха, о чем свидетельствует ее успешное произрастание в степных районах: здесь она проникает иногда до границы с полупустыней. Даже в засушливые годы сосновые леса повреждаются в значительно меньшей степени, чем леса, состоящие из других пород. Сосна обыкновенная удовлетворительно переносит высокую влажность воздуха и не отличается высокими требованиями к почвенно - грунтовым условиям. В отличие от других хвойных и лиственных пород она обладает исключительной способностью формировать леса на бедных, а также сильно заболоченных почвах.
Сосна обыкновенная растет на почвах различного механического состава, однако на легких почвах (песчаных, супесчаных) она растет значительно лучше и быстрее, чем на тяжелых (суглинках, глинах). В лесной зоне на супесях и легких суглинках, а также на песчаных почвах, подстилаемых суглинками, сосна формирует высокопродуктивные древостой (Агеенко, 1982).
Из всех древесных пород, произрастающих на песчаных почвах, сосна наиболее устойчива к недостатку влаги. Она обладает очень важной способностью — длительное время выдерживать сильное иссушение почвы. Ранее считалось, что приспособленность сосны к сухим, бедным почвам обусловлена способностью ее образовывать мощную корневую систему, с помощью которой охватывается большой объем почвы. Засухоустойчивость сосны обусловлена также тем, что эта порода, благодаря жесткой ксерофитной структуре хвои, обеспечивает сохранение влаги в тканях и устойчивость к усыханию в неблагоприятные периоды.
В отличие от других древесных пород корни сосны в состоянии покоя очень устойчивы к недостатку кислорода (анаэробиоз). Кроме этого, она устойчива против поздних весенних и ранних осенних заморозков в период роста молодых побегов.
Приняты технологии выращивания лесонасаждений на крутых отвалах путем посева семян пород, имеющих крупные семена и сильные всходы каштан, грецкий орех, лещина, абрикос (Логинов, 1991).
Объекты и методы исследований
Исследования проводили в искусственных насаждениях сосны обыкновенной, созданных на рекультивированных отвалах после добычи бурого угля на Райчихинском месторождении. С этой целью были заложены пробные площади в молодняках сосны обыкновенной разного возраста, чистых и смешанных (сосна, ясень) по составу, и не тронутых рубками ухода. Для изучения роста, развития, продуктивности насаждений применяли экспедиционный метод, предложенный П.Г. Шиттом (Максимов, 2001), с последующей перечислительной таксацией и геоботаническим описанием участков.
Пробные площади (ПП) закладывали по общепринятым в лесоводстве методикам (Сукачев, Зонн, 1961, Смирнов, 1988) и «Инструкции по проведению лесоустройства в едином государственном лесном фонде» (1995).
Исследования проводили на землях объединения «Дальвостуголь», в искусственных насаждениях, где созданием лесных культур занималось Райчихинское лесничество Завитинского лесхоза.
Эта территория отнесена к зеленой зоне г. Райчихинска. Насаждения выполняют санитарно - гигиенические и рекреационные функции целевого назначения. Рубки леса здесь полностью запрещены.
Подготовка почвы перед посадкой лесных культур на буроугольном месторождении не проводится в виду рыхлого состава почвогрунтов. Посадку лесных культур производили под меч Колесова на склонах различной экспозиции С — Ю — 3 — В. Пробные площади были заложены в искусственных насаждениях различного возраста, разной крутизны склона, с различной густотой посадки и разным размещением посадочных мест.
Крутизна рекультивированных склонов на месторождении от 5 до 10 . Размещение посадочных мест (1,0 х 1,0 м; 1,0 х 2,0 м; 1,0 х 3,0 м; 1,0 х 4,0 м; 1,0 х 5,0 м), при количестве от 2000 до 10000 шт. сеянцев на 1га (рис. 4).
Перед работой в поле в камеральных условиях были выделены и подобраны участки искусственных насаждений. Особое внимание при работе с картографическим материалом и таксационными описаниями квартальной сети было уделено тем разделам, которые содержали информацию о таких насаждениях. Внимание было обращено на следующие качественные и количественные характеристики лесных культур: - размещение на площади или число посадочных мест; - год посадки и повреждаемость пожарами или энто и фитовредителями; - крутизна и экспозиция склона; - состояние искусственных насаждений; - таксационные характеристики; - расположение на местности. Для установления надежных таксационных и лесоводственных показателей была проведена рекогносцировка местности, на которой искусственные насаждения были выделены по материалам лесоустройства. Основной учетной единицей для проведения экспедиционного метода служила временная пробная площадь (Максимов, 2001). Во всех обследованных участках были заложены пробные площади квадратной формы размером до 0,25 га (рис. 4).
Пробные площади были заложены для характеристики исследуемых насаждений и получения таксационных показателей. Для получения надежных таксационных данных с точностью 3-5% на пробе необходимо иметь не менее 100 - 150 деревьев главной породы (Сеннов, 1990).
Две пробные площади (№№ 7-8) были заложены в качестве контрольных, так как на них за весь период роста и развития насаждений отсутствовали лесные пожары.
Основное внимание при выделении участков в натуре уделяли таксационным показателям и глазомерной оценке состояния растений.
Всего заложено 13 пробных площадей в разных кварталах и выделах Райчихинского лесничества Завитинского лесхоза.
ПП № 1 Лесные культуры посадки 1965 года. Квартал № 49, выдел 19, площадь 31,0 га. Склон Ю - 6. Созданы без предварительной подготовки почвы. Посадка ручная, под меч Колесова, размещение 1,0 х 3,0 м. Количество посадочных мест 3300 шт/га. Сохранность — 27%. Состояние оставшихся растений удовлетворительное. Подрост: сосна обыкновенная, береза белая, тополь дрожащий — жизнеспособный. Подлесок редкий, групповой. В составе: леспедеца двухцветная, шиповник даурский, черемуха азиатская. Тип леса СП (сосняк припойменный). Состав древостоя ЮС, бонитет П. Живой напочвенный покров по шкале Друде: Sp. (spursus) - растения встречаются в небольшом количестве, рассеяно и покрывают до 20% площади. В составе: клевер луговой, красный, полынь горькая, хвощ полевой, земляника восточная. Категория земель - спланированные отвалы угольных разработок.
ПП № 2 Лесные культуры посадки 1965 года. Квартал № 49, выдел 17, 2,0 га. Склон ЮВ - 6. Созданы без предварительной подготовки почвы. Посадка ручная, под меч Колесова, размещение 1,0 х 4,0 м. Количество посадочных мест 2500 шт/га. Сохранность - 28%. Состояние оставшихся растений удовлетворительное. Подрост: сосна обыкновенная, береза белая, тополь дрожащий — жизнеспособный. Подлесок редкий, групповой. В составе: боярышник, леспедеца двухцветная, шиповник даурский, рябинник. Тип леса СП (сосняк припойменный). Состав 1 ОС, бонитет П. Живой напочвенный покров по шкале Друде: Сор.2 особей много, занимают от 35 до 50% площади. В составе: вика лесная, земляника восточная, грушанка круглолистная, пырей ползучий, хвощ полевой, клевер луговой, полынь горькая. Категория земель - спланированные отвалы угольных разработок. ПП № 3 Лесные культуры посадки 1969 года. Квартал № 55, выдел 26, площадь 12,0 га, лесные культуры. Склон СЗ - 2. Созданы без предварительной подготовки почвы. Посадка ручная под меч Колесова, размещение 1,0 х 3,0 м, количество посадочных мест 3300 шт/га. Сохранность - 29%. Состояние оставшихся растений удовлетворительное. Подрост: сосна обыкновенная, береза белая, тополь дрожащий - жизнеспособный. Подлесок редкий, групповой. В составе: леспедеца, ольха, шиповник. Тип леса СП (Сосняк припойменный). Состав ЮС, бонитет П. Живой напочвенный покров по шкале Друде: Sp. (spursus) — растения встречаются в небольшом количестве, рассеяно и покрывают до 20% площади. В составе: хвощ полевой, пырей ползучий, овес дикий, осот полевой, полынь обыкновенная. Категория земель — спланированные отвалы угольных разработок.
Продуктивность искусственных насаждений в условиях техногенного воздействия
Влияния техногенного воздействия на формирование искусственных лесонасаждений в условиях неблагоприятной экологической обстановки отражается на их продуктивности.
В наших опытах, характеризующих продуктивность насаждения (бонитет) и одновременно отображающих ее связь с качеством условий местопроизрастания, определяющей величиной является средняя высота, которая зависит от возраста насаждений.
С определением средних высот в ступенях толщины было выявлено, что насаждения сосны обыкновенной обладают хорошей продуктивностью и биомассой (табл. 6).
Сумма площадей сечения на пробных площадях колеблется от 18,12 до 32,04 м7га и указывает на тесную связь с биомассой ствола. При увеличении суммы площадей сечения на гектаре увеличивается производительность насаждений. Бонитет насаждений указывает, что почвогрунты буроугольного месторождения пригодны для создания искусственного фитоценоза (табл. 6).
Кроме этого, для характеристики продуктивности биогеоценоза на пробных площадях после перечета деревьев, были определены классы продуктивности (по Б.Д. Жилкину, 1965).
Анализ таксационных показателей насаждений показал, что в исследуемых биоценозах продуктивность не везде одинаковая и зависит от среднего диаметра дерева, количества деревьев на пробе, запаса насаждения.
При исследовании насаждений на пробной площади № 1 было выявлено, что большая часть деревьев принадлежит к деревьям средним и крупным (III и II класса продуктивности). На эту часть приходится 55,6% от всех деревьев. Эти данные указывают на успешность развития и роста насаждения и среднюю производительность насаждения.
На пробной площади № 2 большинство деревьев принадлежит к деревьям средним, крупным и очень крупным (III, II и I класса продуктивности). Максимальное количество деревьев имеют средний диаметр и большую биомассу. Они составляют 81,9% от всех деревьев. Эти показатели указывают на хорошую производительность насаждений, их развитие и рост.
На пробной площади № 3 преобладают деревья средние, мелкие и очень мелкие которые относятся к III, IV и V классу продуктивности (рис. 8).
На эти классы приходится 97,5% от всех деревьев. Доля мелких и очень мелких деревьев значительна. Рост и развитие насаждения еще не закончено. Продуктивность насаждения невысокая.
На пробной площади № 4 преобладающее количество деревьев относится к средним, крупным и очень крупным (III, II и I класса продуктивности). На их долю в насаждении приходится 51,9% от всех деревьев. Производительность насаждения средняя. С ростом и развитием насаждения продуктивность насаждения будет возрастать.
На пробной площади № 5 преобладают деревья мелкие и очень мелкие (IV и V класса продуктивности). На эти классы продуктивности приходится 51,7% от всех деревьев. Продуктивность на пробной площади средняя и формирование насаждения еще не закончено.
На пробной площади № 6 преобладающая часть деревьев относится к деревьям средним и крупным (III, II класса продуктивности). На них приходится 67,8% от всех деревьев. Это подтверждается успешностью развития и роста деревьев сосны. Производительность деревьев ясеня в насаждении увеличится незначительно. На пробной площади № 7 более половины деревьев относится к деревьям средним и крупным (III, II класса продуктивности). На эту часть классов приходится 59,9% от всех деревьев.
Данные распределения указывают на успешность развития и роста насаждения. Производительность насаждения с возрастом увеличивается. Рис. 9. Квартал № 55. Лесные культуры сосны с размещением посадочных мест 1,0 х 3,0 м на пробной площади № 3 На пробной площади № 8 значительная часть деревьев относится к средним и крупным. К ним принадлежит 60,2% от всех деревьев. Насаждение успешно растет и развивается. С возрастом незначительно будет увеличиваться биомасса. На пробной площади № 9 большая часть деревьев относится к средним, крупным и очень крупным. К ним принадлежит 54% от всех деревьев. Насаждение успешно развивается и растет. С возрастом будет увеличиваться производительность так как насаждение еще не прошло пика роста. На пробной площади № 10 большая часть деревьев относится к средним, крупным и очень крупным. К ним принадлежит 89,9% от всех деревьев. Насаждение успешно растет и развивается. С возрастом незначительно будет увеличиваться биомасса. На пробной площади № 11 половина деревьев относится к средним и крупным. К ним принадлежит 50,2% от всех деревьев. Насаждение успешно растет и развивается. С возрастом будет наблюдаться увеличение биомассы.
На пробной площади № 12 большая часть деревьев относится к средним и крупным. К ним принадлежит 52,3% от всех деревьев. Насаждение успешно растет и развивается. С возрастом будет увеличиваться биомасса.
На пробной площади № 13 большая часть деревьев относится к мелким. К ним принадлежит 60,9% от всех деревьев (из них 100%) Яс). Насаждение растет и развивается. С возрастом незначительно будет увеличиваться биомасса, а ясень из насаждения исчезнет и перейдет в отпад.
Сукцессионные процессы под пологом искуственных фитоценозов
Посадка лесных культур при рекультивации отвалов на Райчихинском буроугольном месторождении является более надежным способом, чем посев. В условиях месторождения созданы искусственные фитоценозы, которые на данный период развития следует отнести к временным сообществам.
В ходе сукцессионных процессов не просто меняется видовой состав растений на месторождении, но и постепенно нарастает видовое разнообразие. Коренное сообщество еще не сформировано окончательно и под пологом материнской породы продолжает формироваться видовое разнообразие фитоценоза (рис.26).
Квартал № 70. Естественное возобновление на отвалах с примесью лиственных пород К 26 - 42 годам воссозданный лесной фитоценоз имеет в составе древесной растительности березу плосколистную Betula platyphylla Sukacz, дуб монгольский Quercus mongolica Fisch., иву козью Salix caprea L., осину дрожащую Populus tremula L., сосну обыкновенную Pinus sylvestris L., черемуху обыкновенную Padus avium Mill., ясень маньчжурский Fraxinus mandshurica Rupr. С ростом фитомассы, также растет число экологических ниш (лесная подстилка, гумус, опад).
С возрастом разнообразие фитоценозов усиливается в направлении от простых (пионерных) сообществ к более сложным (временным) сообществам. На этой стадии происходит внедрение в пионерное сообщество некоторых видов кустарниковых пород. Из кустарников присутствуют спирея иволистная Spiraea salicifolia L., малина сахалинская Rubus sachalinensis Levi., шиповник даурский Rosa dahurica Pall., леспедеца двухцветная Lespedeza bicolor Turcz.
В напочвенном покрове травянистая растительность представляет собой различные варианты от переходных группировок до формирующихся злаково-разнотравных фитоценозов. Пионерная растительность представлена видами: клевером ползучим Trifolium repens L., осотом розовым Cirsium arvense L., полынью обыкновенной Artemisia vulgaris L., хвощем полевым Equisetum arvense L. Здесь также нередки ландыш Кейзке Convallauia keiskei Mid., иван - чай узколистный Chamerion angustifolium L., чемерица уссурийская Veratrum ussuriense Loes. Сам состав фитоценозов постепенно приближается к сложному биоценозу, где растительность становится более разнообразной и встречаются купена душистая Polygonatum odoratum Mill., вика лесная Vicia cracca L., чина пятижилковая Lathyras quinquenervius Miq., герань сибирская Geranium sibiricum L., земляника восточная Fragaria orientalis L.. Местами обильно встречается гру танка круглолистная Pyrola rotundifolia L.
Это свидетельствует о формировании устойчивого состояния экосистемы. Главным показателем устойчивости существования сформировавшейся экосистемы в этих условиях, является видовое разнообразие древесно - кустарниковых пород и травянистой растительности под пологом воссозданного фитоценоза.
Проведенная оценка естественного возобновления леса по шкале, разработанной В.Г. Нестеровым (1961), показывает, что возобновление сосны обыкновенной на отработанных отвалах различное (табл. 10).
Похожие диссертации на Формирование лесных экосистем в зоне техногенного воздействия Райчихинского буроугольного месторождения
