Содержание к диссертации
стр.
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ БУЗУЛУКСКОГО БОРА 10
-
Климат 10
-
Рельеф и геоморфология 12
-
Геологическое и гидрологическое строение 13
-
Гидрография и гидрологические условия 14
-
Почвы 16
-
Животный мир 18 1.7 Растительность 22 1.8. Характеристика лесного фонда 31 ГЛАВА 2. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И НАУЧНЫХ РАЗРАБОТОК В СОСНЯКАХ БУЗУЛУКСКОГО
БОРА 37
-
Анализ результатов исследований и научных разработок по восстановлению сосняков в Бузулукском бору 37
-
Анализ результатов исследований и научных разработок по лесозащитным мероприятиям в сосняках 51
-
Анализ результатов исследований и научных разработок по формированию сосняков лесохозяйственными методами 55 ГЛАВА 3. ОБЪЕКТЫ, ПРОГРАММА РАБОТ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ 64
-
Объекты исследований 64
-
Биоэкологические особенности сосны обыкновенной 64
-
Программа и методика исследований 72 ГЛАВА 4. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ДИНАМИКА СОСНЯКОВ БУЗУЛУКСКОГО БОРА 78
4.1. Исторический (ретроспективный) анализ динамики лесного
фонда сосняков Бузулукского бора 78
4.2. Современное состояние сосняков Бузулукского бора 81
ГЛАВА 5. ОЦЕНКА САНИТАРНОГО СОСТОЯНИЯ СПЕЛЫХ И
ПЕРЕСТОЙНЫХ СОСНЯКОВ БУЗУЛУКСКОГО БОРА 85
ГЛАВА 6. ОСОБЕННОСТИ ЭКОЛОГО-ЛЕСОВОДСТВЕННОГО
УХОДА ЗА СПЕЛЫМИ И ПЕРЕСТОЙНЫМИ СОСНЯКАМИ
БУЗУЛУКСКОГО БОРА 96
6.1. Оценка эколого-лесоводственной эффективности
лесохозяиственных мероприятий в спелых и перестойных сосняках
Бузулукского бора 98
ГЛАВА 7. ИЗУЧЕНИЕ ЕСТЕСТВЕННОГО ВОЗОБНОВЛЕНИЯ
СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ В БУЗУЛУКСКОМ БОРУ 13 7
7.1. Результаты исследований предварительного естественного
возобновления сосны обыкновенной под пологом естественных
древостоев 143
7.2. Естественное возобновление сосны обыкновенной на землях,
не занятых лесной древесной растительностью 153
7.3. Успешность естественного возобновления сосны
обыкновенной на участках интенсивного лесопользования 158
7.4. Закономерности естественного возобновления сосны
обыкновенной в лесных культурах 163
ВЫВОДЫ 175
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 177
ПРИЛОЖЕНИЯ 198
Введение к работе
Проблема сохранения, воспроизводства и повышения продуктивности лесов актуальна для Оренбургской области, так как её территория относится к лесодефицитным регионам с лесистостью 4,5% (Литвинов, Гурский, 2002). В этой связи значение особо ценного лесного массива Бузулукский бор многократно возрастает. В современных условиях в отдельных растительных сообществах Бузулукского бора, образованных ценнейшей во всех отношениях древесной породой - сосной обыкновенной (Pimis sylvestris L.), происходят негативные процессы, в первую очередь благодаря непродуманной хозяйственной деятельности человека. В связи с этим особое внимание уделялось изучению состояния и способности к самовоспроизводству наиболее уязвимых растительных сообществ Бузулукского бора - спелых и перестойных сосняков и искусственных насаждений сосны, подверженных заболеванию корневой губкой (Давиденко, 1976; Лямцев, Кобец, 2003; Ковалев, 2005).
С возрастом у всех древесных пород снижается устойчивость к неблагоприятным факторам окружающей природной среды: повышается восприимчивость к гнилевым, некрозно-раковым, сосудистым заболеваниям, а также к повреждениям вредными насекомыми — фито- и ксилофагами, ослабляется интенсивность плодоношения и ухудшается качество семян (Морозов, 1940; Годнев, 1953; Правдин, 1964; Седельникова, 1964; Шульга, 1973; Гурский и др., 2002).
Накопление перестойных деревьев в насаждениях, образованных сосной, ведет к снижению их функциональной и хозяйственной ценности, а со временем может привести к полной деградации насаждений, с образованием обширных редин и пустырей, постепенно зарастающих малоценной древесно-кустарниковой растительностью (Желдак, 1994, 2003). Искусственное возобновление леса на таких участках потребует значительных финансовых и трудовых затрат (Невзоров и др., 1966)
Насаждения естественного происхождения отличаются от лесных культур большей биологической устойчивостью и разнообразием, а также имеют большую эстетическую ценность при использовании леса в рекреационных целях (Побединский, 1986). При этом естественное возобновление сосняков без помощи человека во многих случаях затруднено, а часто невозможно из-за того, что самосев сосны в раннем возрасте испытывает сильную конкуренцию со стороны травянистой и древесно-кустарниковой растительности (Сукачев, 1931; Pearson, 1942; Краснов, 1950; Ткаченко, 1952; Санников, 1958; Декатов, 1961; Шиманюк, 1962; Хлопов, 1962; Шебалов, 1963; Зворыкина, 1965, 19656; Мелехов, 1969; Куликов и др., 2002; Чижов, 2003).
Культуры сосны, заложенные в бору в середине XX века на большой площади для облесенрія гарей, пустырей и вырубок, в возрасте 40-50 лет часто усыхают от корневой губки (Давиденко, 1976, 1980). После сплошной рубки усохших деревьев в очагах корневой губки образуются «окна» и котловины, в которых по рекомендациям лесоустройства должны закладываться повторные лесные культуры сосны с деревьями и кустарниками лиственных пород. Однако в указанном возрасте насаждения сосны уже плодоносят и на месте срубленных деревьев, а также на прилегающей к очагам корневой губки полосе культур часто появляются самосев и подрост сосны (Давиденко, 1979). Учитывая, что создание лесных культур сосны в очагах корневой губки затруднено и требует больших затрат, изучение естественного возобновления сосны в них представляет большой интерес.
На многих лесных участках (особенно в сложных типах леса) происходит замена сосны менее ценными лиственными породами, что в конечном итоге ведет к снижению биоразпообразия лесов Оренбургской области, как во флористическом, так и в фаунистическом отношениях (Морозов, 1913; Сукачев, 1931).
Средний возраст сосны естественного происхождения в Бузулукском бору составляет 136 лет. Все спелые и перестойные сосняки Бузулукского бора в разной степени (местами до 50%) поражены стволовой гнилью, вызываемой грибом Phellinus ріпі (Thore ex Fr.) Pil. (сосновая губка), опухолевидным или язвенным раком. Данные анализа семян сосны показывают, что их качество за последние десять лет заметно снизилось, что является прямым следствием старения семенного фонда этой породы.
Таким образом, актуальность работы обусловлена накоплением спелых и перестойных насаждений, затруднением в некоторых случаях естественного обновления таких насаждений, ограничением экономических возможностей искусственного возобновления леса, низкой биоэкологической устойчивостью искусственных насаждений и возрастанием антропогенной нагрузки на сосновые леса Бузулукского бора.
Цель работы - оценить состояние спелых и перестойных сосняков и эколого-лесоводственную эффективность проводимого в них ухода, охарактеризовать особенности естественного возобновления сосны обыкновенной в различных типах растительных сообществ на территории Бузулукского бора.
В соответствии с поставленной целью программа исследований направлена на решение следующих задач:
1. Представить эколого-лесоводственную характеристику состояния спелых и перестойных насаждений сосны обыкновенной;
2. Изучить особенности естественного возобновления сосны обыкновенной в различных лесорастительных условиях;
3. Оценить эффективность эколого-лесоводственных мероприятий по обновлению спелых и перестойных насаждений сосны, направленных на формирование устойчивых и высокопродуктивных насаждений.
Научная новизна. Впервые в условиях Бузулукского бора изучено жизненное состояние спелых и перестойных насаждений сосны обыкновенной.
Изучен опыт применения эколого-лесоводственных мероприятий в спелых и перестойных сосняках и особенности лесовозобновления в них.
Получены новые данные о характере естественного возобновления сосны под пологом спелых и перестойных естественных насаждениях сосны обыкновенной, на не покрытых лесом землях и на участках с интенсивным лесопользованием.
Выявлены закономерности естественного возобновления сосны в лесных культурах и в очагах корневой губки.
Практическая значимость.
Материалы исследований служат основой для проектирования и выполнения лесоводственного ухода (обновления) и мер по сохранению естественного возобновления сосны и уходу за ним в спелых и перестойных сосняках Бузулукского бора.
Экспериментальные данные по санитарному состоянию спелых и перестойных сосняков позволят планировать разнообразные лесозащитные мероприятия в этих возрастных группах сосняков. Постоянные пробные площади, заложенные в этих участках леса, можно использовать как стационары при ведении лесопатологического мониторинга.
Результаты исследований естественного возобновления сосны в культурах являются основой для разработки Рекомендаций по реконструкции культур сосны в очагах корневой губки.
Организация исследований.
Работа выполнялась в период с 1997 по 2008 гг. в рамках НИР по Федеральному заданию ФГУ «ВНИИЛМ» по темам: «2.1. Разработка лесоводственных мероприятий и эколого-лесоводственных требований к лесопользованию и ведению хозяйства, обеспечивающих сохранение, восстановление и целевое преобразование лесных экосистем» (1997-2000 гг.); «3.1/1 Разработка экологически безопасных и экономически эффективных систем лесоводственных мероприятий и технологий их осуществления» (2001-2004 гг.; «2.1 Провести исследования и собрать экспериментальные материалы, характеризующие эффективность рубок ухода в особо ценном лесном массиве Бузулукский бор» (2005 г.); «Проверка эффективности и обоснование уточнений нормативной базы рубок ухода в сосновых лесах Бузулукского бора» (2006 г.); «Проверка эффективности лесоводственных мероприятий ухода за лесами, включая: уход в сосняках, уход в дубравах» (2007 г.), а также в рамках выполнения работ по гранту РФФИ №08-04-97017 и гранту АН РБ №40/3 5-П.
Апробация работы.
Основные результаты работы были представлены на научно-практической конференции «Столетие опытных работ в Бузулукском бору» (Опытный, 2003), III Пущинской международной школе-семинаре по экологии (Пущино, 2004), региональном совещании-семинаре «Повышение устойчивости дубрав, опыт и перспективы выращивания насаждений лиственницы в европейской части России» (Чебоксары, 2005), V Международной конференции молодых ученых Леса Евразии — Уральские горы (Чебаркуль, 2005), VII Международной конференции молодых ученых Леса Евразии - Русский север (Петрозаводск-Соловки, 2007), IV Международной научно-практической конференции «Биоразнообразие и биоресурсы Урала и сопредельных территорий (Оренбург, 2008).
Основные положения, выносимые на защиту:
Спелые и перестойные сосновые насаждения Бузулукского бора характеризуются неудовлетворительным санитарным состоянием и находятся в состоянии неустойчивого биологического равновесия.
Сосновые насаждения Бузулукского бора сохранили способность к естественному возобновлению и эту способность следует использовать при проведении соответствующих мероприятий по формированию высокопродуктивных сосняков.
Проведение комплексных эколого-лесоводственных мероприятий в спелых и перестойных сосняках, обеспеченных подростом, при строгом соблюдении нормативов и технологии, способствуют омоложению древостоя и формированию устойчивых, высокопродуктивных насаждений.
Степень обоснованности и достоверности результатов исследований базируются на значительном экспериментальном материале, собранном в течение 11 полевых сезонов (1997-2007 гг.) и применении статистической обработки полученных данных. Было заложено 57 постоянных пробных площадей и 50 временных, на которых произведен полный учет материнского насаждения (диаметр, высота, жизненное состояние и т.д.) и естественное возобновление на площадках; обследовано 100 участков культур и 111 очагов корневой губки.
Декларация личного участия автора.
Автором лично определены цель, задачи и разработана программа исследований, выполнена работа по планированию, выбору и обоснованию методов работы. Осуществлены сбор, обработка первичных материалов, анализ и обобщение полученных результатов.
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе в журналах ВАК-1.
Структура и объем диссертации: Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, списка литературы и 13 приложений. Работа изложена на 197 страницах, содержит 89 таблиц и 33 рисунка. Библиографический указатель включает 224 источника, из которых 12 на иностранных языках.
Выражаю глубокую благодарность своему научному руководителю кандидату сельскохозяйственных наук Желдаку В.И., научному консультанту доктору биологических наук, профессору Кулагину А.А.
Выражаю благодарность за советы и помощь д.б.н., профессору Кулагину А.Ю., к. с.-х. н. Сухову М.Н., к.б.н. Маслову А.А.; научным сотрудникам Боровой лесной опытной станции им. А.П. Тольского Смирнову И.Н., Шеховцову В.П., Алексеевой Н.Ю., старшему технику Кирьякову А.А. за помощь в сборе материалов.
