Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние изучаемого вопроса 7
1.1. Биологические особенности сосновой губки и патогенез
1.2. Распространенность сосновой губки в лесных насаждения России и Ближнего Зарубежья 16
1.3. Параметры и характер гнили в стволе, влияние на выход деловой древесины 25
2. Характеристика района исследований, программа, методика сбора полевого материала и его обработка, объекты и объем работ
2.1. Природные условия и лесные ресурсы района исследова ний 34
2.2. Программа, методика и объем исследований 42
2.3. Характеристика объектов исследований 50
3. Особенности распространения стволовой гнили сосны в сосняках средней подзоны тайги 53
3.1. ОСпфя лесопатологическая характеристика сосняков и зараженность их стволовой гнилью. 53
3.2. Особенности распространения и морфологическое разнообразие плодовых тел 59
3.3. Влияние лесоводственно-таксационных показателей на распространение стволовой гнили сосны
3.3.1. Влияние условий произрастания 69
3.3.2. Влияние таксационных показателей древостоя 71
3.4. Влияние рекреационных нагрузок на зараженность сосня кор сосновой губкой - з 4. CLASS Распространение пестрой коррозионной гнили сосны в стволе дерева 88 CLASS
4.1. Характеристика моделей. Общие параметры залегания гнили в стволах 88
4.2 . Зависимость распространения гнили от таксационных показателей и относительно плодовых тел ."94
4.3. Объем, занятый гнилью в стволе сосны 103
5. Мероприятия по уменьшению вреда причиняемого стволовой гнилью сосновым насаждениям 107
Выводы 115
Литература
- Распространенность сосновой губки в лесных насаждения России и Ближнего Зарубежья
- Программа, методика и объем исследований
- Особенности распространения и морфологическое разнообразие плодовых тел
- . Зависимость распространения гнили от таксационных показателей и относительно плодовых тел
Распространенность сосновой губки в лесных насаждения России и Ближнего Зарубежья
Общая наклонность территории на север,к Северному Ледовитому Океану. Слева и справа от реки Северной Двины находятся равнины Онего-Двинского и Двинско-Meвенского плато. Максимальная высота может достигать 200...250 метров. Территория густо расчленена сетью мелких и крупных рек. Междуречные приподнятости чередуются с плоскими, слабодренирован-ными, часто сильно заболоченными понижениями, с развитой гидрографической сетью, где наряду с крупными реками есть большое количество озер и рек.
Особенностью погодных условий является частая смена воздушных масс различного происхождения. Западные циклоны зимой вызывают потепление, а летом - похолодание с обильными осадками. Воздушные течения Арктики сопровождаются сухими и холодными северо-восточными ветрами. Со стороны Сибири приходит морозная и ясная погода. С юга и юго-востока поступают массы воздуха, охлажденные зимой и прогретые летом. В целом климат можно охарактеризовать как умеренно-континентальный с коротким прохладным летом и сравнительно мягкой зимой и неустойчивым режимом погоды. Характерны поздневесенние и ранне-осенние заморозки, которые нередко вызывают обмерзание побегов у древесных пород. Максимальная температура самого теплого месяца июля - +34...+35С, а минимальная - самого холодного (января) - -43...-48С. Сумма температур выше 10С 1300... 1600С, период вегетации 90...110 дней, безморозный период 100...110 дней. Годовое количество осадков 500...600 мм. Показатель увлажнения 1,33.
Почвенные условия региона разнообразны. Большой вклад в познание почв Севера внесли А.А.Красюк (1922, 1925, 1927), Б.Д.Зайцев (1931, 1932), С.Ф.Татаринов (1948), Е.Н.Иванова - з? (1956, 1962), Е.Н.Руднева (1961), Ю.А.ОрфанитскиЙ (1963), С.В.Зони (1966), Г.А.Скляров, А.С.Шарова (1970), А.Д.Паршев-ников, В.С.Серый, Ю.М.Бахвалов (1976) и Другие.
Согласно почвенно-географическому районированию (Иванова, 1966) район исследований относится к среднетаежной подзоне подзолистых почв Центральной таежно-лесной области. В среднетаежной подзоне выделены Онего-Двинская и Вычегодская провинции подзолистых почв.
Почвообразующими породами в Онего-Двинской провинции являются преимущественно безвалунные суглинки, пески и супеси. В большенстве случаев почвообразовательные процессы идут по двум основным путям: подзолообразования и заболачивания. Доля болот и избыточноувлажненных почв меньше, чем в северной подзоне. Наибольшее распространение имеют типичные подзолистые почвы. По надпойменным террасам рек формируются железистые подзолы. Типичные подзолистые почвы имеют разную степень оподзоленности. По механическому составу преимущественно супеси, а также суглинки и глины. Дерново-подзолистые почвы встречаются лишь пятнами в южной части подзоны. Выделяют также дерново-пойменные почвы, наблюдаемые в поймах крупных рек. Повсеместно распространены подзолисто-болотные и болотные почвы. Почвы очень кислые, гумусовый горизонт развит слабо или совсем отсутствует.
Господствуют на территории средней подзоны тайги еловые леса. Они приурочены к вершинам увалов, сложенных пылеватыми суглинками. Сосняки приурочены, главным образом, к песчанным отложениям, склонам холмов и занимают около 1/4 покрытой лесом площади. Наряду с чистыми древостоями сосна нередко находится в виде примеси к ели, а также образует и смешанные сосново-лиственные древостой. Строение древостоев Севера обычно простое, одноярусное; двух-, а тем более, трехъярусное - встречается редко. Насаждения сосны, произрастающие на одной и той же по генезису почве, но при разной глубине залегания глеевого горизонта, имеют различную высоту, бонитет и запас. На территории тайги Европейского Севера трудно найти участок, где отсутствовали бы следы пожара (Львов, Ипатов, 1976).
По оотанико-географическому районированию С Корчагин, Нейштандт, 1966) на территории средней тайги выделены две провинции Онежско-Двинская и Двинско-Печорская. Здесь успешно растут сосна (Plnus silvestris U), ель (Picea abies (L). Karst. и Picea obovata Ledeb.), береза (Beula pubescens Ehrh. и Betula pendula Roth.), осина (Populus tremula L.), пихта (Abies sibirica Ledeb.), a на карбонатных почвах лиственница (Larix sukaczewii Djil. Dyl.). В восточной части Двинско-Печерской провинции встречается сосна кедровая сибирская (Pinus sibirica Du Tour.). В подлеске встречается ива (Salix viminalis L.), ольха (Alnus incana L.), рябина (Sorbus aucuparia L.), шиповник (Rosa canina L.) и можжевельник (Juniperus communis L.). Естественный растительный покров довольно разнообразен, более 60 % всей флоры принадлежит к боре-альным видам (Львов, Ипатов, 1976).
Программа, методика и объем исследований
В результате нами установлено, что влияние условий произрастания на распространенность сосновой губки в сосновых древостоях минимально (п2 » 0.051 или 5.1 % ) и математически не доказано.
Результаты исследований, приведенные выше, не позволяют -объективно судить о степени зараженности древостоев в различных условиях произрастания леса. Это происходит из-за непропорциональной представленности древостоев разных классов возраста. Для наиболее объективной оценки мы провели двухфак-торный дисперсионный анализ влияния условий произрастания и возраста на встречаемость плодовых тел, а следовательно, и распространенность гнили.
Двухфакторный дисперсионный анализ (табл.14) подтвердил, что условия произрастания не оказывают существенного влияния на распространенность сосновой губки в сосняках. Влияние же возраста насаждений на зараженность древостоев - сильное (88.6 7 } и в, высшей степени, достоверное (Р - 0.999). Су-марное действие этих факторов достоверно (Р = 0.95), но здесь все-таки наибольшую роль в распространенности играет возраст насаждений, а не условия их произрастания.
На основании вышеизложенного можно утверждать, что условия произрастания насаждений в средней подзоне тайги не оказывают решающей роли на пораженность сосновых древостоев сосновой губкой, В.К.Захаров (1948), С.Ф.Негруцкий (1955), В.К.Смирнова (1969), А.М.Жуков (1983), Ю.Л.Смоляк (1993), обследуя сосновые насаждения в разных регионах пришли, к аналогичным выводам.
Сосновые древостой в процессе своего развития могут иметь разные таксационные показатели и в разной степени поражаться сосновой губкой.
Для установления связи между рядом таксационных показателей и встречаемостью сосновой губки мы провели парный кор-реляцонный анализ для рассмотренных нами условий произрастания (табл.15) и дисперсионный анализ. Таким образом, наиболее тесная взаимосвязь пораженности древостоев отмечена нами от возраста и диаметра древостоев, а зависимость от полноты предоставляется сложнее.
В условиях средней подзоны тайги плодовые тела сосновой губки появляются на деревья в нормально увлажненных условиях произрастания в возрасте 70-80 лет, в сухих - 85 - 90 лет, сырых - 91 - 95 лет. Возможно, это происходит из-за особенностей онтогенеза каждой группы типов леса (очищаемость стволов от сучьев, полноты и состава насаждении, особенностей микроклимата).
Затем» в VI - VII классе возраста происходит резкое увеличение (в 2.5 - 3.0 раза) деревьев с базидиокарпами. На этом этапе повышение числа деревьев с плодоносцами можно объяснить рядом причин: во-первых, в этом возрасте у деревьев отмечается большое число отмирающих и обломанных сучьев, которые являются проводниками инфекции, во-вторых, качественно увеличивается процент ядровой древесины в стволе.
В возрасте 160 - 200 лет процесс нарастания числа деревьев с плодовыми телами замедляется, а для сухих условий произрастания даже уменьшается, что можно связать с началом распада насаждений в данных условиях.
На основании наших данных мы получили уравнения, отражающие зависимость распространения гнили (у) от возраста (х) в сосновых насаждениях разных условий произрастания. для сухих условий произрастания
Если сравнивать количество деревьев с плодовыми телами в районе наших исследований с имеющимися литературными данными, то район наших исследований можно отнести к группе регионов, включающие Карелию (Усков, 1956), Казахстан (Канда-линская, 1928). В других регионах (Амурская область (Пашков, 1967), Беловежская Пуща (Захаров, 1948; Федоров, 1963; Романовский и др., 1971) количество деревьев с плодовыми телами превышает их число в соответствующих классах возраста в первой группе регионов в несколько раз.
В своей работе мы определяли поражаемость сосняков пестрой ядровой гнилью по явным признакам - плодовым телам и табачным сучьям, нередко последние встречались на деревьях с базидиокарпами (рис.8). Взятие кернов не дало положительных результатов (только 2 керна из более 900 были с признаками гнили).
Вопрос о соотношении явной и скрытой гнили - спорный. По одним данным в возрсте 170 лет скрытой гнили нет (Захаров, 1948), т.е. все деревья были с явными признаками гнили, но другие исследователи отмечали, что скрытая гниль превышала явную в 2.7 раз в возрасте 285 лет (Конев, 1982) или соотношение явной и скрытой - 1.26 (Жуков, 1978).
Особенности распространения и морфологическое разнообразие плодовых тел
Рассмотрим меры и мероприятия, которые целесообразно провести в лесах I группы для уменьшения отрицательного влияния на сосняки стволовой гнили, вызванной сосновой губкой.
В комплексе мер по уменьшению причиняемого вреда стволовой гнилью особое внимание должно Сыть обращено на профилактические мероприятия, так как гораздо легче уберечь растение от заболевания,чем стремиться вылечить уже заболевшие.
Теоретические основы профилактики ядровой гнили сосны были изложены А.Т.Вакиным(1966). Он отмечал, что из-за особенностей процесса очищения стволов от сучьев у сосны (небольшой угол ветвления, интенсивность очищения и хрупость) сучья обламываются не у основания и "пеньки" долго торчат, что через некоторое время приводит к поражению части их де-реворазрушаюшими грибами.
Для ускорения отпада мертвых сучьев можно рекомендовать механическое их удаление путем обрезки так, чтобы не оставалось торчащих пеньков. П.П.Изюмский, П.И.Клюшник (1953) утверждали» что обрезка живых и мертвых сучьев не приводит к заражению стволов грибами, вызывающими гниль. Данный вид работ можно рекомендовать проводить в зеленых зонах и особо ценных сосновых насаждениях.
При реконструкции насаждении в качестве меры профилактики возможна посадка и дальнейшие выращивание сосны без сучьев (Кроткевич, 1939).
Мероприятия по профилактике возникновения стволовой гнили у сосен необходимо начинать "проводить до начала процесса активного ядрообразования.
Во взрослых древостоях основное внимание должно быть направленно на профилактику повышения распространенности болезни; снижение уже имеющийся зараженности; рациональную эксплуатацию древостоев в целях продления срока их нормальной жизнедеятельности.
Среди основных мер борьбы со стволовой гнилью во взрослых древостоях многие исследователи (Казанская,1928; Ванин, 1931,1955; Любарский,1963; Черемисинов и др.,1970; Шевченко, 1978 и другие) называют вырубку деревьев с плодовыми телами, табачными сучьями при проведении санитарных рубок. Необходимо начинать их при первых появлениях деревьев с признаками заболеваний.
В случаях слабого распространения стволовой гнили вырубка деревьев должна осуществляться в один прием. Если же пораженнесть значительна, то выборочная санитарная рубка должна осуществляться в несколько приемов. Выборочные санитарные рубки в зеленых зонах должны сопровождаться реконструкцией насаждений. Для особо ценных объектов необходимо разрабатывать свой проект оздоровления насаждений, опираясь на рекомендации специалистов лесного хозяйства.
В процессе проведения выборочных санитарных рубок во избежание механических повреждений стволов, облома живых ветвей у оставшихся деревьев из-за возможного инфицирования спорами грибов необходима осторожная направленная валка деревьев, причем наиболее целесообразно проводить ее в осенне-зимний период.
В зеленых и лесопарковых зонах для уменьшения инфекционного фона целесообразно производить сбор плодовых тел сосновой губки. Осуществлять его лучше до периода массового разлета спор гриба (Черемисинов и др.,1970). При этом места прикрепления плодовых тел необходимо смазывать креозотовым мае - 110 -лом, маслянной краской или другими антисептиками. Для уменьшения пораженности древостоев гнилями возможно внесение удобрений (Hart, 1949 по Васильеву, 1970).
Из лечебных мер борьбы со стволовой гнилью некоторые исследователи (Корецкии, 1983; Mocanu, 1976 и другие) предлагают химический. Он предусматривает введение в ствол сосен в качестве инъекции жидкого фунгицида. Это мероприятие приводит к отмиранию плодового тела и повышает естественную устойчивость древесины к гниению.
Большое значение Б профилактике распространения гнили имеет устранение или снижение отрицательного влияния на сосновые насаждения антропогенных факторов.
Так, в сосняках, подверженных рекреационному воздействию, во избежания ухудшения лесопатологического состояния, необходимо проведение ряда мероприятий, в число которых можно включить прокладку дорог и тропинок, обустройство мест кратковременных стоянок и биваков, регулирование численности отдыхающих, организацию наглядной агитации, проведение бесед силами работников лесной охраны и ряд других.
Это в значительной степени позволит снизить неоправданное расстройство лесных экосистем и ухудшение физиологического состояния древостоев вследствии вытаптывания напочвенного покрова,уплотнения почвы, обнажения корневых систем деревьев, а также уменьшить вероятность возникновения лесных пожаров, механических поранений стволов, а в итоге оградить древостой от массового поражения стволовой гнилью.
. Зависимость распространения гнили от таксационных показателей и относительно плодовых тел
На рис. 7 представлены графики отражающие зависимость распространенности гнили от возраста. Если сравнивать количество деревьев с плодовыми телами в районе наших исследований с имеющимися литературными данными, то район наших исследований можно отнести к группе регионов, включающие Карелию (Усков, 1956), Казахстан (Канда-линская, 1928). В других регионах (Амурская область (Пашков, 1967), Беловежская Пуща (Захаров, 1948; Федоров, 1963; Романовский и др., 1971) количество деревьев с плодовыми телами превышает их число в соответствующих классах возраста в первой группе регионов в несколько раз.
В своей работе мы определяли поражаемость сосняков пестрой ядровой гнилью по явным признакам - плодовым телам и табачным сучьям, нередко последние встречались на деревьях с базидиокарпами (рис.8). Взятие кернов не дало положительных результатов (только 2 керна из более 900 были с признаками гнили).
Вопрос о соотношении явной и скрытой гнили - спорный. По одним данным в возрсте 170 лет скрытой гнили нет (Захаров, 1948), т.е. все деревья были с явными признаками гнили, но другие исследователи отмечали, что скрытая гниль превышала явную в 2.7 раз в возрасте 285 лет (Конев, 1982) или соотношение явной и скрытой - 1.26 (Жуков, 1978). ьстречаемость деревьев с плодовыми телами сосновой гусаки в зависимости от возраста насаждений -сухие условия произрастания; — -сырфе условия произрастания; - нормально увлажненные условия произра&тания
К сожалению, надежного способа определения скрытой гнили не существует. Разработка способа диагностики скрытой гнили - важная задача современной лесозащиты.
Влияние полноты на пораженность древостоев - сложное. В целом, для сухих условий произрастания установлена обратная достоверная зависимость ( г - - 0.725 ± 0.132). В это же время коэффициент корреляции для V класса возраста -- 0.925 ± 0.002, для VIII - - 0.625 ± 0.273, а для IX -0.489 ±0.381, т.е. с возрастом влияние полноты на пораженность уменьшается. Для сосняков нормальных условий произрастания влияние полноты сильное (ті2 = 0.974 или 97.4 X ) и, в высшей степени, достоверно (Р - 0.999) для VI класса возраста, но уже для VIII класса возраста - малое (ті2 = 0.281 ) и не достоверно, т.е. математически не доказано. Таким образом, с увеличением возраста насаждений влияние полноты на пораженность сосняков - уменьшается.
Состав сосновых древостоев в возрасте 101 - 120 и 141 - 160 лет не оказывает существенного влияния на распространение сосновой губки (ТІ2 - 0.135 и ті2 » 0.155), соответственно, и математически не доказано.
Имеются данные, которые указывают-на большую зараженность чистых сосновых древостоев, но они не подтверждаются конкретными цифровыми данными. Так, по мнению Г.Н.Дорогина (1912), В.К.Захарова (1948), в смешанных древостоях ель и береза препятствуют распространению спор, но в то же время в них больше влажность из-за большей сомкнутости и полноты. Так В.Н.Братусь (1958) установил, что больше пораженность сосновой губкой в насаждениях с большей влажностью воздуха.
На основе корреляционного анализа (табл.15) нами была -установлена достоверная связь распространенности гнили со средним диаметром древостоя для всех условий произрастания. Зависимость встречаемости гнили от среднего диаметра древостоя может быть выражена в виде уравнений регрессии : для сухих условии произрастания у - - О.171 - 0.246 X + 0.014 X2 (S = 1.134, Г = 0.910) для нормально увлажненных у - - 0.006 - 0.282 X + 0.015 X2 (S = 2.311, г = 0.787) для сырым у = - 0.774 + 0.004 X + 0.012 X2 (S - 1.913, г - 0.839) и представлена ниже в виде графиков (рис. 9).
Поражение сосен ядровой коррозионной гнилью в древосто-ях связано с диаметром деревьев. В результате анализа наших данных установленно, что средний диаметр всего древостоя является в то же самое время и средним диаметром пораженной части деревьев. Различия между средними значениями данных величин не доказано ( tpac4. tTa6ji.0.05 ) (табл.16).
Условия Средний диаметр, см Т-критерий Стыодента прои грает а. ния всего древостоя пораженной части расчетное значение табл. значение при уровне значимости 0.05 сырыенормально увлажненныесухие 20.88±4.9529Л0±1.0928.11±3.79 23.69+3.57 Данный вывод подтверждается и данными табл. 17 ( исключение - сырые условия произрастания), где представленно распределение деревьев по естественным ступеням толщины внутри всего древостоя и пораженной сосновой губкой его части. На рис.10 показана встречаемость деревьев сосны по ступеням толщины для древостоя и его пораженной части.
Расчетное значение критерия Колмогорова-Смирнова меньше критического и соответствует первому уровню доверительной ве-.роятности (Р « 0.95) для сухих и нормально увлажненных условий произрастания, т.е заражение происходит пропорционально доле участия отдельных ступеней в составе древостоя. Однако, внутри древостоя деревья с плодовыми телами чаще встречаются в высших ступенях толщины. Подобную тенденцию отмечали A.M. Жуков (1978), С.П.Арефьев (1990), А.ИЛатаринцев(1994). Это возможно, происходит ив-за того, что у Солее толстомерных деревьев очищение ствола от сучьев происходит хуже (Левин,1966).
Возраст насаждений оказывает определяющую роль в поражении насаждений сосновой губкой, условия произрастания и состав насаждений не оказывают существенного влияния на распространение гнили, влияние полноты уменьшается с возрастом, а средний диаметр древостоя является в то же время и средним диаметром пораженной его части.
