Содержание к диссертации
Введение
I. Состояние вопроса 7
II. Природно-климатическая характеристика района исследований
2.1. Географические условия 16
2.2. Геология и гидрография 16
2.3. Климат 19
2.4. Растительность 24
2.5. Почвы 27
III. Характеристика объекта исследований, программа, методика его изучения
3.1. Характеристика объекта исследований 30
3.2. Методика проведения исследований 35
IV. Изучение влияния повышения плодородия супесчаных почв на рост искусственных насаждений
4.1. Изменение свойств супесчаной почвы после внесения прослойки органического вещества 40
4.2. Оценка изменений травянистой растительности 49
4.3. Состояние и устойчивость искусственных насаждений разной видовой принадлежности 55
4.4. Влияние обработки почвы и применения удобрений на рост искусственных насаждений 62
4.5. Ход роста искусственных насаждений по основным таксационным показателям 76
4.6. Продуктивность искусственных насаждений 89
Выводы 99
Практические предложения 101
Список литературы 104
Приложения 121
- Геология и гидрография
- Методика проведения исследований
- Оценка изменений травянистой растительности
- Ход роста искусственных насаждений по основным таксационным показателям
Введение к работе
Длительное время в истории человеческого общества увеличение производства сельскохозяйственной продукции достигалось в значительной мере за счет расширения площадей пашни. И по данным В.Н. Виноградова (1978), в 1976 г. около 2/3 пахотных земель страны периодически подвергалось засухам. Из общей площади пахотных земель в 224 млн. га примерно 90 млн. га подвергалось периодическому действию ветровой эрозии. В XX веке человечество осознало ограниченность земельных ресурсов на нашей планете, пригодных для сельскохозяйственного производства. И все же каждый год человечество теряет около 15 млн. га продуктивных земель, причем 7 млн. га в результате процессов деградации почв и 8 млн. га - за счет отчуждения из сельскохозяйственного фонда на нужды строительства городов и сел, промышленного и дорожного строительства и др. В настоящее время непродуктивные земли составляют 15,1 % от общей площади земельного фонда Земли. Из них нарушенные человеком земли составляют 3,4 %, а пески и овраги 2,8 % (Добровольский, Урусевская, 2004).
Проблема лесоразведения на степных землях осложняется тем, что большая часть их нелесопригодна, поэтому здесь затруднительно выращивание долговечных насаждений. Для создания биологически устойчивых, жизнеспособных и долговечных искусственных насаждений в степи необходимы мероприятия по сохранению и повышению почвенного плодородия. В связи с этим в Ширинской степи Хакасии сотрудниками Института леса им. В.Н. Сукачева СОР АН был создан опытный участок, по изучению влияния на урожай сельскохозяйственных культур и рост видов древесных растений, искусственного повышения плодородия супесчаных почв. Улучшению пищевого, водного режима супесчаной почвы и лучшему росту лесных культур в первые годы после посадки способствовало
помещение прослойки перегноя на глубину 45 см, содержащую большое количество питательных веществ, не затрагиваемую ежегодной обработкой и имитирующую гумусовые горизонты погребенных почв (Савостьянов, Савостьянова, 1969, 1978; Савостьянова, Нащокин, 1974; Савостьянов, 1976; Савостьянова, 1976). Изучение влияния данного приема повышения плодородия супесчаных почв и применения удобрений на состояние, рост и продуктивность 37-летних искусственных насаждений представляет научный и практический интерес.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ; оценить влияние агротехнических приемов на состояние, рост и продуктивность лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.), березы повислой (Betula pendula Roth.) и сосны обыкновенной {Pinus sylvestris L.) в 37-летнем возрасте, произрастающих на супесчаных почвах в Ширинской степи Хакасии.
ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:
Оценить лесорастительные свойства супесчаной почвы.
Исследовать зависимость развития травянистой растительности от плодородия почвы.
Оценить состояние, устойчивость и долговечность искусственных насаждений разной видовой принадлежности.
Изучить особенности роста лиственницы сибирской, березы повислой и сосны обыкновенной в зависимости от агротехники выращивания.
5) Определить продуктивность искусственных насаждений.
ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ.
Глубокое внесение органических удобрений в виде прослойки перегноя оказывает длительное последействие на лесорастительные свойства слаборазвитой супесчаной почвы.
Улучшение лесорастительных свойств слаборазвитых супесчаных почв путем внесения органической прослойки на глубину, не затрагиваемую ежегодной обработкой, способствует повышению показателей роста и продуктивности искусственных насаждений в Ширинской степи Хакасии,
что позволяет прогнозировать их большую устойчивость и долговечность.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые изучен 37-летний опыт улучшения лесорастительных свойств слаборазвитых супесчаных почв в Ширинской степи Хакасии. Установлено, что при внесении прослойки органического вещества, на супесчаной почве улучшается состояние, рост и продуктивность 37-летних насаждений лиственницы сибирской, березы повислой и сосны обыкновенной. Дана оценка изменения видового состава, обилия и распределения по площади травянистой растительности под действием органической прослойки.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Даны практические предложения по совершенствованию агротехники выращивания искусственных насаждений на супесчаных почвах в Ширинской степи Хакасии.
ЛИЧНОЕ УЧАСТИЕ АВТОРА Все исследования по теме диссертации от сбора экспериментального материала до его анализа выполнены автором или при его непосредственном участии в период с 2006 по 2008 гг.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ Результаты исследований доложены на: Международном симпозиуме, посвященного 80-летию создания Уйбатского гидромодульного участка, положившего начало развития мелиоративной науки на юге Средней Сибири «Мелиоративная наука на юге Средней Сибири: прошлое, настоящее, будущее» (Абакан, 2008); международной конференции, посвященной 135-летию со дня рождения И.И. Спрыгина «Биоразнообразие: проблемы и перспективы сохранения» (Пенза, 2008); международной конференции «Проблемы современной аграрной науки» (Красноярск, 2006; 2009); конференции молодых ученых Института леса им. В.Н. Сукачева «Исследования компонентов лесных экосистем Сибири» (Красноярск, 2006);
ПУБЛИКАЦИИ Основные результаты исследований опубликованы в 10 работах, в том числе две в изданиях перечня ВАК.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ Диссертация изложена на 132 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав,
заключения и 7 приложений. Список литературы включает 162 источника. Текст иллюстрирован 23 таблицами и 24 рисунками.
БЛАГОДАРНОСТИ
Автор благодарит научного руководителя д.с.-х.н. Г.С. Вараксина за
постановку актуальной темы научных исследований и помощь в работе над
диссертацией. Особую признательность за ценные советы и рекомендации
автор выражает директору НИИ Аграрных проблем Хакасии
Россельхозакадемии В.К. Савостьянову. За помощь в сборе и
обработке полевого материала автор благодарит | к.б.н. В.И Полякова]., к.б.н. Л. С. Галенковскую, к.б.н. А.И. Лобанова, к.б.н. Н.В. Кутькину, сотрудников и аспирантов лаборатории лесных культур Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН и сотрудников НИИ Аграрных проблем Хакасии Россельхозакадемии.
Геология и гидрография
Минусинская котловина представляет собой обширную межгорную депрессию с очень сложным эрозионно-аккумулятивным рельефом (Коляго, 1954, 1971; Воскресенский, 1961) и большим разнообразием природных условий. Ширинская степь занимает основное пространство Чулымо-Енисейской впадины. Для нее характерен кустово-грядовый рельеф (несимметричные гряды, имеющие один склон крутой, другой - пологий), сложенный средне- и 3 по Н.Г. Чочиа (1958) верхнепалеозойскими осадочными слоями, которые представлены преимущественно красноцветными песчаниками девонского и каменноугольного возраста (Эдельштейн, 1932). Гряды невысоких холмов и сопок чередуются с обширными равнинными пространствами, наиболее пониженные места, которых заняты большими и малыми озерами. Большенство озер: соленые (Шира, Шунет, Большое Утичье, Беле, Тусколь) или слабоминерализованные (Иткуль, Черное), пресных очень мало (Фыркал, Киприно). Ширинскую степь пересекает р. Белый Июс, которая образует при слиянии с р. Черный Июс у села Малый Сютик, реку Чулым. Кроме того, здесь много мелких речек, впадающих в озера. Питание многочисленных мелких озер, расположенных во многих бассточных степных межсопочных котловинах обусловлено отчасти деятельностью временных водотоков, образующихся весной или после летных дождей по оврагам и балкам, в остальные времена года - притоком грунтовых вод из маловлагоемких пород. Этот район Н.Д. Градобоев (1954а, 19546) в своем почвенно-географическом подразделении Минусинской котловины выделяет как особый бессточный Ширинский озерно-степной район.
Центральная часть степи имеет высоту 280-340 м над уровнем моря, наибольшие высоты 400-500 м и до 900 м наблюдаются по периферии (Громов, Лобова, 1961). Почвообразующие породы степной зоны представлены лесами, элювием и делювием красноцветных палеозойских отложений, элювием кристаллических пород, делювиальными тяжелыми суглинками и глинами, аллювиальными отложениями (Градобоев, 1954а, 19546). Наибольшее распространение имеют почвообразующие породы элювиально-делювиального комплекса, а также валунные и галечниковые древнеаллювиальные отложения. Породы элювиально-делювиального комплекса всегда сильно карбонатны. 2.3. Климат
Своеобразное положение в центре Азиатского материка, вблизи монгольских степей и пустынь, а также замкнутость границ крупнейшими горными системами определяют резкую континентальностью климата района исследований. Одним из главных факторов, создающих «остров» сухих степей, являются совокупное влияние орографии с западными и юго-западными воздушными течениями. Эти течения, насыщенные влагой, преодолевают горную систему хребтов Кузнецкого Алатау и оставляют значительное количество осадков на его западных склонах. Перевалив хребты, воздушные массы спадают в котловину в виде сухих ветров-фенов. Ширинская степь, таким образом, попадает в зону «дождевой тени» (Гавлина, 1954).
От рельефа местности и распределения атмосферного давления зависят направление и скорость ветра у поверхности земли. В Ширинской степи преобладают в течение года юго-западные ветры. В теплый период, помимо юго-западных, значительную роль играют северо-западные и западные ветры, а в отдельные годы - северные и южные ветры (табл. 2).
В зимнее время в связи с преобладанием антициклонального режима наблюдаются небольшие скорости ветра. Летом скорости ветра также незначительны. Сильные ветры отмечаются в апреле - мае, приводя к возникновению так называемых черных или пыльных бурь (Куминова, 1976а, 19766). Скорость ветра имеет хорошо выраженный суточный ход, одинаковый во все месяцы, с максимумом в полуденное время и минимум в ночное время.
Данные, получены по м. ст. Шира и «Справочнику по климату СССР» вып. 21, ч.Ш, Гидрометеоиздат, Л., 1967. земной поверхности, или теряется путем длинноволнового излучения. Здесь наблюдаются очень большие колебания температуры зимы и лета, а так же дня и ночи. Средняя месячная температура января - 18,8 С, июля 17,7 С (Кумииова, 1976а, 19766). Амплитуда колебаний среднемесячных температур равна 36 С (табл. 4). Амплитуда колебаний абсолютных температур воздуха достигает 85 С. Среднегодовая (многолетняя) температура воздуха отрицательная (- 0,5 С) с колебаниями от 1,7 С (1962) до - 2,2 С.
Зима продолжается 5-5,5 мес. Устойчивые морозы начинаются на 2-9 дней позднее времени перехода средней суточной температуры через 5С. Понижение температуры от октября к ноябрю наибольшие в году. В октябре для центральных районов Хакасии характерны положительные температуры (1,2-2,0С), в ноябре средняя месячная температура составляет около 10С.
Понижение температуры воздуха связано с увеличением повторяемости незональной циркуляции атмосферы (вероятность в ноябре 70%) и распространение воздуха с юга и юга-запада в связи с развитием азиатского антициклона (Куминова, 1974, 1976а, 19766).
Зимой стоит чаще всего ясная, сухая и очень морозная погода. В отдельные годы минимум температур достигает -45С. Зима малоснежная. Устойчивый снеговой покров устанавливается в первой половине ноября. Толщина снежного покрова не превышает 9-15 см, иногда покрывает землю не полностью из-за метелевого перераспределения.
Методика проведения исследований
Оценку действия агротехнических приемов на состояние, рост и продуктивность лиственницы сибирской, березы повислой и сосны обыкновенной в старшем возрасте в Ширинской степи Хакасии на лесорастительные свойства почв и травянистую растительность проводили с 2005 по 2008 г.
Для изучения лесорастительных свойств почв было заложено четыре почвенных разреза: на участке с внесением перегноя в виде прослойки (50 т/га) и на контроле под пологом древостоя лиственницы сибирской (разрез № и 4) и березы повислой (разрез № 1 и 2). Морфологическое описание почв проводили по общепринятой методике. Почвенные образцы отбирались послойно через каждые 10 см до глубины 100 см. Анализы выполняли по методикам, изложенных в руководствах и Н.А. Качинского (1958) и Е. В. Аринушкиной (1970).
Для оценки влияния искусственного повышения плодородия перевеянной супесчаной почвы, на особенности роста и состояние лесных полос, древостой таксировали методом временных пробных площадей (ПП) в соответствии с требованиями лесоустроительной инструкции (1995) и требованиями ОСТ 56-69-83. «Площади пробные лесоустроительные» и ОСТ 56-99-93. «Культуры лесные. Оценка качества».
Ширину лесных полос определяли по замерам поперечной ширины начала и окончания проекций крон, либо по ширине необрабатываемой полосы земли под полосой. Длину ПП устанавливали из расчета охвата таксацией всех деревьев в лесной полосе. Перечет деревьев вели по породам в пределах каждой пробной площади, по рядам, по 2 см ступеням толщины и категориям жизненного состояния. Категорию жизненного состояния определяли по шкале действующих Санитарных правил в лесах РФ (1998): к / категории относятся деревья без признаков ослабления, ко // — ослабленные в результате засух, пожаров, фито - и энтомовредителей (в кроне отмечаются отдельные сухие ветви), к III — сильно ослабленные (сухих ветвей до 50%), к IV — усыхающие (сухих ветвей более 50%, деревья часто суховершинят), к V — сухостой текущего года и VI — сухостой прошлых лет. Категорию состояния древостоя устанавливали как средневзвешенную по объему стволов.
Обмеры высот деревьев и показателей вертикального и горизонтального строения древесного полога (высоты начала живой кроны, высоты ее максимального поперечника, ширины кроны в ряду и поперек ряда) производили выборочно. Вычисляемые признаки: среднюю высоту, объемы стволов в коре и выход фитомассы по фракциям оценивали по данным перечетов. Среднюю высоту древостоя {И) определяли через средний диаметр (d). Среднюю высоту j-й ступени толщины (hj, j = l,...m) на пробной площади определяли аналитически: hj= 1,3 + a-(l-Exp(-b-dj)), (1) где: а и Ъ - оцениваемые параметры {а - является асимптотой, т.е. a = hmax); dj - j-й ступень толщины (hj, j = 1,.. .m). Связь Н — f (D) оценивали по обмерам 12-15 деревьев с делянки. Репрезентативность выборки достигалась методом пропорционально-ступенчатого представительства деревьев по рядам и категориям жизненного состояния. Объем стволов в коре (v) вычисляли по двум входам - срединному диаметру ступени толщины (d) и ее средней высоте (И). Оценку параметров уравнений объема стволов в коре и без коры произвели по породам с использованием математической модели вида: v = Exp (а0 + ajLn (d) + aiLn (h)), (3) где: ax — оцененные для трех пород эмпирические коэффициенты (табл. 8).
Ход роста в высоту и по диаметру, а также стволовой запас и биологическую продуктивность древостоее (фракционный состав надземной фитомассы) изучали по модельным деревьям. С каждой 1111 брали на анализ по одному модельному дереву каждой породы (среднему по толщине, высоте и состоянию). Его толщина {d\) при этом подбиралась в соответствии со средним (среднеквадратическим) диаметром древостоя (А,з) высота - максимально близкая к средней, определенной графически и категория состояния, отвечающая средней для древостоя. Всего с опыта было отобрано 36 модельных деревьев.
При изучении биологической продуктивности придерживались методических рекомендаций М.Г Семечкиной (1978), А.И. Уткина (1982), В.А. Усольцева (2001), Ф.И. Плешикова с соавторами (2002) и других исследователей. Для чего ствол модельного дерева распиливали на 1-2 м секции, обмеряли и взвешивали с точностью до 0,5 кг. Взвешивали также живую и сухую части кроны и диски, взятые на высоте пня, груди, из середины секций и у основания вершины. Из нижней, средней и верхней частей кроны отбирали по одной средней модельной ветке. Ветки взвешивали с точностью ±0,1 г и фракционировали. Образцы фракций фитомассы - диски и навески ветвей, хвои (листьев), годичных побегов и шишек (сережек) высушивали при t=105 С до абсолютно сухого состояния, взвешивали и пересчитывали на массу дерева и древостоя в абсолютно сухом состоянии.
Точные географические координаты пробных площадей в трехмерном пространстве, снятые с приемника GPS. Вся исходная информация (описания особенностей насаждений, их конструкций, условий выращивания, данные обмеров, взвешиваний, перечетов деревьев и многое др.), а также информация, полученная в результате обработки исходной, систематизирована в базе данных (Поляков, Вараксин, 2001; Поляков, Полякова, 2003), разработанной в приложении Access пакета MS Office PRO. База данных кроме исходных и полученных данных включает также блок программного обеспечения обработки, разработанный на VBA , что позволяет автоматизировать весь процесс вычислений, вплоть до получения таксационной характеристики насаждений и избавиться от случайных ошибок отдельных исполнителей.
Статистическую обработку данных производили в системе Statistica 6. Достоверность влияния факторов на показатели деревьев и древостоев тестировали по критерию (F) Фишера методами дисперсионного анализа, достоверность различия выборочных совокупностей для зависимых и независимых групп, а также значимость коэффициентов регрессии устанавливали по критерию (г) Стьюдента. Анализ проводили на уровне доверительной вероятности р 0,05. Для оценки травянистой растительности опыта использовали методические рекомендации Л. В. Денисовой, СВ. Никитиной, Л.Б. Заугольковой (1986).
Оценка изменений травянистой растительности
Значительное место в лесоразведении занимают теоретические вопросы, связанные с лесорастительными условиями и взаимоотношениями между компонентами степного и лесного биогеоценоза (Ковылина, Ковылин, Сухенко, 2008).
Исследуемая территория относится к разнотравно-злаково-осоковой настоящей степи. В основном, данная степь представлена формациями осоковых с эдификатором осока твердоватая (Carex duriusculd) и о. стоповидная (Carex pediformis) и овсянницами с эдификаторами овсяница ложноовечья (Festuca pseudovina) и о. валлиская (Festuca Valesiaca Schleck) (приложение 1.).
На полупроизводственном опыте и прилегающим к нему территориям обнаружен 71 вид из 25 семейств и 56 родов. Самыми многочисленными в количественном соотношении видов являются семейства Роасеае и Asteraceae (18 и 16 % соответственно), которые характеризуют флору Хакасии как континентальную. Семейства Сурегасеае и Fabaceae характеризуют только степные виды. Присутствие видов семейства Brassicaceae связано как с посадкой культур древесных растений, так и с постоянным присутствием человека на данной территории. Семейства: Liliaceae, Iridaceae, Cannabaceae, Urticaceae, Polygonaceae, Primulaceae, Convolvulaceae, Boraginaceae, Lamiaceae, Plantaginaceae, Rubiaceae, Dipsacaceae имеют единичные представительства.
Для экологического анализа флоры опыта и прилегающих к нему территорий нами была использована общепринятая классификация экологических групп Т.Г. Горышиной (1979). Классификация основана на отношении растений к влажности субстрата. Ксерофиты, произрастающие в местах с недостаточным увлажнением, представлены: Stipa krylovii, Koeleria cristata, Chenopodium aristatum, Melilotus suaveolens, Artemisia frigida и др. Мезоксерофиты, обитающие в условиях с временно недостаточным увлажнением, представлены: Calamagrostis erigeios, Iris rutenica, Dianthus versicolor и др. Мезофиты, встречающиеся в условиях с более или менее достаточным, но не избыточным увлажнением представлены: Elytrigia repens, Cannabis sativa, Silene repens, Geranium pratense и др. Гигрофиты - растения избыточно влажных местообитаний имеют единичное представительство Ranunculus repens.
Поясно-зональный анализ травянистой растительности позволяет определить отношение видов к определенным поясам растительности и специфическим местообитаниям видов (Куминова, 1976а). Наиболее широкими географическими связями характеризуются азональные виды. Данная группа носит сборный характер и объединяет виды, встречающиеся в нескольких смежных растительных поясах. Так же к этой группе относятся синантропные виды. На обследуемом участке они составляют 71,6 %. Степные виды (16,4 %) представлены: Festuca pseudovina L., Stipa bylovii Roshev., Lappula myosotis Moench и др. Представители лесных видов составляю 12 % (Helictotrichon pubescens (Huds.) Pilg., Poa sibirica Roshev., и ДР-) Травянистые растения в защитных насаждениях степи являются конкурентом лесных посадок в потреблении крайне дефицитной почвенной влаги, при этом складываются определенные аллелопатические взаимоотношения (Нипа, Ковылин, 1997; Massey, 1925 и др.). Так как живой напочвенный покров является индикатором лесорастительных условий, а также показателем состояния самого насаждения (Матвеев, 1966), то представление об их видовом составе, обилии, распределении по площади позволит судить об изменении плодородия слаборазвитой почвы под действием прослойки; об их влиянии на опытные защитные насаждения, а так же о степени закрепления супесчаной почвы.
Ход роста искусственных насаждений по основным таксационным показателям
Рост дерева зависит от его наследственных особенностей и среды, в которой оно находится. Так как данные факторы встречаются в самых разных сочетаниях, в ходе роста деревьев наблюдается бесконечное разнообразие (Анучин, 1977).
В последнее десятилетие росту защитных насаждений в сухой степи юга Сибири уделяется достаточно внимания. Известно, что древесные породы в сухой степи растут иначе, чем в районах с умеренным климатом. Здесь складывается особый их фенотип. Для всех пород характерна скороспелость и недолговечность. Возрастные изменения в процессе роста стремительны и скоротечны. По классическому определению Г.Н. Высоцкого (1962, 1983), полезащитные лесные полосы в степной зоне, отличающиеся быстрым ростом в первые годы жизни на фоне высокой влажности почв, накопленной в предпосадочный период, затем сравнительно быстро снижают прирост в высоту, начинают суховершинить и усыхать, достигнув «критического по Г.Н. Высоцкому возраста». Скороспелость выражается и в раннем вступлении в фазу плодоношения. А раннее плодоношение - один из факторов ведущих к снижению вегетативного роста (Озолин, 1979).
Большинство посадок 70-х годов прошлого века в данный момент достигли возраста естественной спелости и вступили в стадию распада. Особенностям роста главных лесообразующих пород на разных типах почв в Хакасии посвящено не значительное количество работ (Романенко, 1974; Лобанов, Ковылин, Ковылина, 2001; Лобанов и др.,2003; Лобанов, Савин, Невзоров, 2004; Ковылин и др. 2006; Ковылина, Ковылин, Сухенко, 2008). Лучшими по интенсивности роста в высоту и большей долговечности на разных типах почв в защитных насаждениях Ширинской степи являются: хвойные - лиственница сибирская и сосна обыкновенная, лиственные -береза повислая (Лобанов, Ковылин, Ковылина, 2001).
Особенности многолетнего опыта позволяют проследить изменения основных таксационных показателей в защитных насаждениях лиственницы сибирской, березы повислой, сосны обыкновенной в зависимости от особенностей обработки и удобрения слаборазвитой супесчаной почвы. Уже накоплен обширный материал о высокой эффективности применения удобрений в лесах. Удобрения - одно из радикальных средств повышения продуктивности лесов. Прирост древесины в удобренных азотом древостоях в зависимости от типа леса и почвенных условий, древесной породы и ее возраста увеличивается на 25 - 50 % (Шумаков, 1975; Победов,1981; Бузыкин и др., 1983). По данным Романенко В.В. (1974) минеральные удобрения в Ширинской степи на черноземовидных супесчаных почвах оказывают положительное влияние на рост лиственницы сибирской в высоту. Применение удобрений, обладающих структурообразующим действием, улучшает свойства почвы и положительно влияет на рост древесной растительности в степи (Савостьянов, Савостьянова, 1969).
Для аппроксимации хода роста и прироста с возрастом мы применили широко используемую в лесоведении функцию Вейбулла. Дискретные данные роста в высоту и по диаметру адекватно описывает кумулятивная кривая накопления частот распределения (1), прироста - скошеная кол околообразная функция распределения (2): F(x) = 1-еИ(у-в)/ЬГс} или F(x) = Jweibull(x; b; с; 0)а, (1) F(x) = c/b[(x-e)/b](c-1Je{-f( -ej/brcJ или F(x) = Weibull(x; b; с; в)а,Ь 0,с 0к в х, (2) где: х - независимый признак; b — параметр масштаба распределения; с — параметр его формы и в - параметр сдвига распределения (места его начала на оси абсцисс); а - эмпирический коэффициент для приведения функции к масштабу реальных величин (асимптота функции); е — основание натурального логарифма.
Функция (2) является первой производной от функции (1), т. е. прирост (гь и za) на рисунке изображается как изменение скорости роста в высоту {К) и по диаметру (d). Графики хода роста были построены с учетом агротехнических особенностей опыта. Полученные математические модели хода роста пород в толщину и в высоту приводятся в заголовках графиков отдельно для каждой породы и для каждого варианта опыта. Синим цветом, маркирована траектория роста, красным траектория прироста.
В ходе роста и динамике текущих приростов в высоту культур березы повислой (рис. 17) на слаборазвитых супесчаных почвах наблюдается интенсивный рост в высоту первые 5-8 лет на втором, третьем и четвертом вариантах опыта. Снижение линейного прироста на данных вариантах опыта наступает в начале второго десятилетия.
Таким образом, на участках со вспашкой на глубину 20-22 см с внесением перегноя (II - вариант), со вспашкой на глубину 20-22 см с внесением минеральных удобрений - N45P90K45 (III - вариант) и с рыхление агрегатом АВПУ-1 на глубину 45 см без удобрения (IV - вариант) древостой березы повислой находятся в стадии зрелости. При этом текущий прирост в высоту в 37 -летнем возрасте составляет 0,13 м/год, 0,10 м/год и 0,20 м/год соответственно и в дальнейшем будет продолжать снижаться (приложение 2). Результаты табулирования выражений прироста древостоев березы повислой приводятся в приложении 2. Согласно математической модели рост березы повислой в высоту на втором варианте опыта ограничивает асимптота 14,8, на третьем - 11,6, на четвертом - 18,1, т.е. в настоящем времени культуры еще не достигли предельного значения высоты, что позволяет прогнозировать их жизнеспособность до 54, 46, и 73 летнего возраста соответственно.
Кривые роста березы повислой на участках со вспашкой на глубину 20-22 см (I- вариант) и с рыхлением агрегатом АВПУ-1 на глубину 45 см с внесением перегноя в виде прослойки (V вариант) более контрастными. Интенсивный рост в первом случае наблюдается с 10 до 15 лет, во втором с 5 до 10 лет. После достижения максимального значения прироста в обоих насаждениях отмечается его спад, причем на участке со вспашкой на глубину 20-22 см (I - вариант) это снижение имеет более ярко выраженный характер. В 37 лет текущий прирост березы повислой на данных участках составляет 0,05 м/год и 0,25 м/год (приложение 2). Очевидным является то, что темп снижения прироста на участке с внесением перегноя в виде прослойки (V вариант) значительно меньше.
В первые пять лет береза повислая отмечается замедленным ростом по диаметру на всех вариантах опыта (рис. 18). К концу первого десятилетия максимум линейного прироста зафиксирован только на участках: с рыхлением агрегатом АВПУ-1 на глубину 45 см с внесением перегноя в виде прослойки (V вариант) - 0,52 см/год; со вспашкой на глубину 20-22 см с
