Содержание к диссертации
Введение
Глава I. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА О ПРИМЕНЕНИИ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ В ЛЕСНОМ ХОЗЯЙСТВЕ 7
Глава II. ОБЪЕКТЫ, ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ 23
2.1. Программно-методические вопросы исследования 23
2.2. Методика исследований 30
2.3. Характеристика объектов исследований и объем экспериментального материала 36
Глава III. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ПРИРОСТА НАСАЖДЕНИЙ, ФОРМИРУЮЩИХСЯ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ 45
Глава ІV.ОСОБЕННОСТИ ВОЗДЕЙСТВИЯ РАЗЖЧНЫХ ДОЗ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ДИНАМИКУ И ХАРАКТЕР РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ПРИРОСТА 56
4.1. Анализ влияния различных доз удобрений на показатели текущего прироста по запасу . 56
4.2. Изучение характера распределения показателей дополнительного прироста 71
Глава V. ДИНАМИКА ОСНОВНЫХ ТАКСАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАСАЖДЕНИЙ, ФОРМИРУЮЩИХСЯ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ КОМПЛЕКСА ЛЕСОХОЗЯИСТВЕННЫХ МЕРОПРИЯТИИ 86
5.1. Анализ закономерностей в развитии насаждений различных групп возраста, формирующихся под воздействием удобрений и рубок ухода 86
5.2. Обоснование возраста количественной спелости при воздействии удобрений 100
Глава VІ.ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО СОЗДАНИЮ НАСАЖДЕНИЙ УСКОРЕННОГО ВЫРАЩИВАНИЯ 106
ЗАКЛЮЧЕНИЕ . 117
ЛИТЕРАТУРА 126
Приложение 142
- АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА О ПРИМЕНЕНИИ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ В ЛЕСНОМ ХОЗЯЙСТВЕ
- Программно-методические вопросы исследования
- АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ПРИРОСТА НАСАЖДЕНИЙ, ФОРМИРУЮЩИХСЯ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ
- Анализ влияния различных доз удобрений на показатели текущего прироста по запасу .
- Анализ закономерностей в развитии насаждений различных групп возраста, формирующихся под воздействием удобрений и рубок ухода
Введение к работе
Актуальность темы
В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981-85 гг. и на период до 1990 года" , утвержденных ХХУІ съездом КПСС, сформулированы следующие положения в области ведения лесного хозяйстваі'приступить к реализации целевой комплексной программы по созданию в Европейско-Уральской зоне СССР постоянной лесосырьевой базы для целлюлозно-бумажной промышлен- ности за счет выращивания леса на специальных плантациях".
Для покрытия дефицита в балансовой древесине, по данным Союзгипролесхоза к 2000 году необходимо произвести создание плантационных культур на площади 31-56 тыс.га. Выполнение данных работ требует значительных государственных средств и затрат труда. Ввиду сложившихся естественно-исторических условий, а также влияния атропогенных факторов, в лесах Европейско-Уральской зоны значительные площади заняты березовыми и другими лиственными насаждениями, под пологом которых сформировался достаточно благонадежный еловый подрост. Такие насаждения оцениваются как перспективные для выращивания балансовой древесины путем проведения рубок ухода или постепенных рубок с одновременным внесением минеральных удобрений. Вовлечение этих насаждений в общую программу, наряду с традиционным способом создания лесных куль ту ptпозволит наиболее рационально и эффективно использовать лесные ресурсы.
Цель работы и задачи исследования. Целью работы являлось изучение текущего прироста елового подроста (еловых молодняков) различного возраста, формирующихся под воздействием минеральных удобрений и рубок ухода, а также выявление индивидуального дей- 1 Материалы ХХУІ съезда КПСС. М., Политиздат, 1981, с.223. _ Z). _ ствия удобрений для черничниковой группы типов леса. В поставленную задачу входило исследование динамики основных таксационных показателей в связи с проводимыми мероприятиями.
В программу исследований включены следующие вопросы: произвести сравнения некоторых методов определения дополнительного прироста по запасу, внести необходимые дополнения в методику расчетов; определить эффект воздействия различных доз минеральных удобрений на подрост различных групп возраста, выявить наиболее оптимальные дозы; установить характер распределения показателей прироста и дополнительного прироста в насаждении с целью обоснования приемлемости существующих методов; определить связь основных таксационных показателей различных возрастных групп подроста с показателями дополнительного прироста для целей прогнозирования; построить модель динамики основных таксационных показателей насаждения формирующегося из елового подроста под воздействием комплекса мероприятий; произвести расчет влияния удобрений и рубок ухода на возраст количественной и технической спелостей леса; обосновать экономическую эффективность лесовыращивания в условиях применения рубок ухода и минеральных удобрений в березовых насаждениях с еловым подростом.
Личный вклад автора заключается в разработке методических положений по всем программньш вопросам, сборе экспериментального материала, обработке и анализе полученных данных; опытно-производственной проверке и внедрению практических рекомендаций. _ 5 -
Научная новизна. Для центральных областей СССР по чернич-никовой группе типов леса предложена модель динамики основных таксационных показателей насаждений, формирующихся из елового подроста под воздействием системы рубок ухода и минеральных удобрений. Изучено влияние комплексного ухода на наступление возраста количественной и технической спелостей. Обоснован наиболее целесообразный возраст рубки для хозяйственной секции ускоренного выращивания. Рассмотрены и дополнены некоторые методы по определению дополнительного прироста по запасу, выявлены закономерности в характере распределения в насаждении величины текущего и дополнительного прироста.
Практическая ценность работы. Предложены таблицы основных таксационных показателей насаждений, формирующихся под воздействием минеральных удобрений и рубок ухода, которые могут служить в качестве нормативов при создании хозяйственной секции ускоренного выращивания в черничниковой группе типов леса.
Дано экономическое обоснование различных систем лесовыра-щивания.
Апробация. Основные положения диссертационной работы обсуждались на конференциях молодых ученых ВНЙИЛМ (1981 - 1983 гг.), на научно-методическом совещании лабораторий лесоустройства и таксации леса (1983 г.), заседании методической секции Ученого совета ВНИИЛМ (1983 г. ) и заседании кафедры лесоустройства Брянского технологического института (1984 г.).
Опытно-производственная проверка проведена в Пречистинском лесокомбинате Ярославской области.
Публикации. - Основные положения работы изложены в пяти научных статьях, опубликованных в открытой печати.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения. Список использованной литературы включает 156 наименований. В диссертации 15'2 страниіїшекста, в том числе 25 таблиц и 12 рисунков. - 7 ~
Анализ современного состояния вопроса о применении минеральных удобрений в лесном хозяйстве
Повышение продуктивности лесов за счет внесения удобрений является одним из наиболее эффективных способов, который используют организации лесного хозяйства многих стран. Если в 1970 г. удобрения в лесах мира вносились на лесной площади 2 млн.га, в 1975 на 7,5-8 млн.га, то в 1980 году удобренные площади составили 15-16 млн.га ( B.Hubert , 1981). Первые опыты по воздействию удобрений на лесные насаждения проведены в Японии в конце 19 века, однако к массовому применению удобрений в лесном хозяйстве приступили лишь в начале 50-х годов. До этого подобные работы носили преимущественно опытный характер. Ведущими странами в этой области являются, в первую очередь, скандинавские: Швеция, Финляндия, Норвегия, а также Польша, ГДР, ФРГ, Нидерланды. Значительные лесные площади удобряются в США, Канаде и Японии. В Финляндии и Швеции ежегодно удобрения вносятся соответственно на площадях 300 и 130 тыс.га ( н.нишаг , 1981). В нашей стране удобрением лесов больше всего занимаются в Прибалтийских республиках. В РСФСР ежегодно удобряется около 30 тыс.га леса. В связи с проведением в жизнь основных направлений экономического и социального развития на 1980-1990 гг. планируется в СССР площадь удобренных насаждений расширить до 7500 тыс.га (У.Валк, Л.Райд,1981). Многочисленные исследования, проведенные в отношении влияния удобрений на продуктивность насаждений, свидетельствуют о несомненной лесоводственно-экономической эффективности данного мероприятия.
Роль комплексного ухода широко освещается такими авторами как B.C.Победов,1977; А.П.Сляднев,1971,1979; С.М.Синькевич,1981; М.А.Клинов,1981; В.Ф.Цветков, В.И.Цветкова,1981; В.Д.Коржицкий, 1980; П.Тялли, Х.Сеэмен, Я.Пикк,1979; А.П.Звирбуль,1982.
Большинство исследователей отмечают положительное воздействие комплексного ухода, однако встречаются и противоположные мнения. Y.Lee ,1974, изучая действие азотного удобрения и прореживания на рост пихты бальзамической, отмечает, что дополнительный прирост от удобрений наблюдался в течении 2-х первых лет, а в дальнейшем удобренные насаждения росли хуже контрольных. С.П.К6шельков,А.Ф.Ильюшенко, А.Ф.Иваницкая,1980, проводя опыты в 30-летнем березняке с еловым подростом удобренным аммиачной селитрой, на бывших сельско-хозяйственных угодьях, утверждают, что несмотря на повышение содержания азота в почве и хвое, рост ели в высоту под пологом березняка не изменился. Очень слабое положительное действие удобрений (150 кг/га азота по действующему началу) сказалось на вырубке.
Программно-методические вопросы исследования
За основу исследований принято изучение текущего прироста елового подроста (молодняка), сформированного под пологом березовых насаждений после проведения рубок ухода и внесения минеральных удобрений. Программой предусмотрен отбор, естественного ряда указанных насаждений на примере черничниковой группы типов леса наиболее распространенных и отзывчивых на азотные удобрения в зоне исследований.
В комплекс поставленных задач входили следующие вопросы:
1. Анализ и сравнение некоторых методов определения дополнительного прироста по запасу ( % ).
2. Выявление связи дополнительного радиального текущего прироста по ступеням толщины с текущим приростом по высоте.
3. Определение эффекта воздействия различных доз минеральных удобрений.
4. Изучение характера распределения величины дополнительного прироста в насаждении.
5. Установление связи основных таксационных показателей различных возрастных групп подроста с показателями дополнительного прироста,
6. Построение модели динамики основных таксационных показателей насаждений, формирующихся под воздействием комплекса лесо-хозяйственных мероприятий.
7. Определение влияния удобрений на возраст количественной и технической спелостей.
8. Экономическое обоснование комплексного ухода.
По данным всеобщих таблиц хода роста А.В.Тюрина, а также таблиц, характеризующих ход роста еловых насаждений (нормальных и модальных) в европейской части СССР в высших классах бонитета (1-І-а), величина запаса у 50-60-летних насаждений может достигать не менее 200 м3/га при среднем диаметре 20 см. Приведенные показатели являются приемлемыми для производства целевых сортиментов (балансов) для ЦБК, что позволяет ориентировать возраст технической спелости в этих придержках.
Возможность увеличить продуктивность елового подроста, произрастающего в худших условиях и в условиях значительного угнетения, до этих значений вполне обоснована.
При дополнительном приросте 1,5-2 м3/га в год увеличение бонитета насаждений составит 1,5-П класса (со П-го до 1,1-а) (начало комплексного ухода с 21 года). Однако, данный усредненный дополнительный прирост не является предельным в условиях европейской части СССР; некоторыми исследователями выявлены значения в еловых молодняках до 2 м3/га и более, что указывает на реальность поставленной задачи.
Определение перспективных березовых и березово-еловых насаждений с еловым подростом - основная задача исследований. Указанные мероприятия следует назначать при наличии определенного количества жизнеспособного подроста на I га, начиная с которого их проведение было бы оправданным.
Анализ методов определения дополнительного прироста насаждений, формирующихся под воздействием минеральных удобрений
Расчет дополнительного прироста от удобрений для исследователей, всегда представлял определенную трудность, которая заключалась, прежде всего, в подборе наиболее однородных участков.
F.Franz (1964) отмечает: "Для того, чтобы провести сравнение прироста деревьев, мы всегда пытаемся найти такой опытный участок, (или несколько участков), где бы к началу исследуемого периода прироста, во всех его частях отмечалась наивысшая степень согласованности между лесоводственными параметрами.
Многочисленные методы, предложенные в настоящее время, далеко не исчерпывают всех возможных вариантов построения опыта или характера опытных насаждений.
В связи с все более широким внедрением статистических исследований в практику лесного хозяйства, в ряде стран разработаны и созданы программы ЭВМ по определению дополнительного прироста, учитывающие наиболее типичные варианты закладки опытов.
В нашей стране проблемой влияния удобрений на лесные насаждения начади широко заниматься лишь в середине 60-х годов. В соответствии с программой исследований и построением опытов, наиболее приемлемыми в расчетах оказались: методы, основанные на прогнозировании прироста и методы, учитывающие характер таксационных показателей за период оценки по схеме опыт - контроль.
Из нескольких методов по определению дополнительного прироста по запасу zM , которыми пользуются исследователи в нашей стране, наиболее статистически обоснованы и приемлемы в практических целях:
Методика ВНИШШ, разработанная для спелых и приспевающих ельников, использовалась и анализировалась в настоящих исследованиях применительно к мелоднякам. При этом по вариантам опыта а) рубки ухода + удобрения, б) рубки ухода, в) контроль, для доз азотных удобрений 120, 240, 360 кг/га по действующему началу, получено регрессионное уравнение связи дополнительного прироста по высоте zh с дополнительным радиальным приростом z и диаметром насаждений d , коэффициент корреляции составил (г = 0,74)
zg ш 0,0307 - 0,0199 (сН - do) + 1,350 z, ... (l) (I) где: d-j,d0 . соответственно средние диаметры опыта и контроля. Оценка zh проводилась на основе построения рядов распределения по ступеням разности средних диаметров, показателей zr и z , в участках на которых различия между показателями прироста по высоте и радиального прироста к началу опыта были i несущественны. При этом учитывалось варьирование данных показателей в насаждении.
Анализ влияния различных доз удобрений на показатели текущего прироста по запасу
Эффект воздействия, прежде всего, обусловлен почвенно-типологическими условиями, видом удобрений, отзывчивостью насаждений. Как критерий оценки принят дополнительный прирост по запасу % для определенной дозы удобрений в данной группе типов леса.
Исследования проводились в еловых молодняках, где вносились азотные удобрения в дозах 120, 240, 360 кг/га чистого азота. Нас прежде всего, интересовали следующие вопросы:
1. При какой дозе наблюдается максимальный дополнительный прирост по запасу?
2. Динамика zM по годам в зависимости от доз удобрений и возраста насаждений.
3. Каково распределение показателей дополнительного прироста по ступеням толщины?
4. Как влияют различные дозы удобрений на варьирование таксационных показателей?
5. Характер варьирования Zr внутри ступеней толщины и обоснование объема и типа выборки.
Применительно к определенным лесораетительным районам и почвенно-типологическим условиям существуют различные классификации, показывающие наиболее оптимальные дозы и виды удобрений. Например, в ГДР долгое время в этих целях использовалась шкала отзывчивости различных почв, построенная Н.Fiedler(1969). Сейчас новые предложения в этой области сделаны H.Krauss(I98I). Для условий центральной европейской части СССР существуют различные рекомендации по применению минеральных удобрений. Наиболее известно предложниє В.С.Шумаиова (1977), классифицирующего отзывчивость насаждений по типам леса и указывающего на оптимальную дозу азотных удобрений в пределах 120-160 кг/га азота по действующему началу.
Значительная работа в обосновании оптимальных доз минеральных удобрений проведена для условий Белоруссии В.С.Победовым (1972,1974,1977), в Карелии - Н.И.Казимировым (1974,1976,1980). Как отмечают данные авторы максимальный дополнительный прирост наблюдается при дозах в пределах 200 кг/га н . Причем ряд исследователей (Р.Я.Сацениекс,( 1975] , В.Я.Капост, 1975) указывают на то, что основная часть внесенных в почву азотных удобрений под еловыми насаждениями, уже в первом году включается в биологический круговорот. Однако, В.С.Победов (1977), Н.И.Казимиров (1974), K.Kreutzer (1981) считают, что действие удобрений проявляется лишь на 2-3 год после внесения, в первый год может иногда проявляться и обратная реакция вызывающая временное падение прироста, связанная с "шоком" получаемым деревьями при резком изменении режима питания. Максимальный дополнительный прирост наблюдается, как правило, на 3-4-й год после внесения, прекращение положительного воздействия происходит к 5-8 году.
Анализ закономерностей в развитии насаждений различных групп возраста, формирующихся под воздействием удобрений и рубок ухода
При проектировании и выращивании насаждений для нужд ЦБК из елового подроста посредством проведения комплекса лесохозяй-ственных мероприятий необходимо иметь соответствующие нормативы (таблицы динамики основных таксапионных показателей),позволяю -щие оценивать ход роста целевой породы. Для решения различных хозяйственных задач, связанных с применением удобрений в лесу, важно знать, как с увеличением возраста изменяются таксапионные показатели насаждений, произрастающих в различных условиях.Установление хода роста насаждения в каждом конкретном случае - важная производственная задача, поскольку позволяет планировать соответствующие лесохозяйственные мероприятия и дать их экономи -ческую оценку.
Современный уровень лесной науки позволил создать и научно- обосновать построение таблиц хода роста как для отдель -ных регионов (местных), так и для территории с различными ле -сорастительными.условиями (всеобщих). Таблицы хода роста соз -даны как для нормально-полных насаждений,не затронутых лесохо-зяйственной деятельностью, так и для модельных насаждений -подверженных антропогенному воздействию.
Существуют многочисленные методы составления таблиц хода роста. Объединяющим началом всех методов является выявление естественных рядов развития, у которых тенденция роста во времени более молодых насаждений адекватно повторяет развитие насаждений старших возрастных групп. Как правило, для этого используется способ указательных насаждений. Подбирается эталон -ный древостой в определенном возрасте и производится полный анализ хода роста нескольких деревьев, определяемых по верхней вы -соте (В.В.Загреев,1975). На основе этого в натуре отыскиваются насаждения разных возрастов, наиболее близкие по таксационным показателям к росту указательного насаждения в данном возрасте. Косвенным признаком подбора естественных рядов развития является тип леса и тип условий местопроизрастания.
