Содержание к диссертации
Введение
1. Эколого-лесоводственные аспекты формирования искусственных разновозрастных насаждений 6
2. Программа, методика и объекты исследования 20
2.1. Программа и методика исследований 20
2.2. Характеристика объекта исследований и объем экспериментального материала 24
3. Особенности условий среды 31
3.1. Климат 31
3.2. Геоморфология и рельеф 33
3.3. Гидрография и гидрология 35
3.4. Почвы 38
3.5. Растительность 42
4. Структурно-функциональный анализ искусственных хвойно-лиственных экосистем 44
4.1. Физико-химические свойства почвы 44
4.2. Динамика лесной подстилки 58
4.3. Состав и фитомасса напочвенного покрова 68
4.4. Фитомасса надземной части и корневых систем ели обыкновенной 82
4.5. Рост и формирование древостоя 87
5. Основные принципы формирования хвойно-лиственных разновозрастных насаждений 94
5.1 Эффективность лесоводственных мероприятий 94
5.2. Формирование разновозрастных насаждений 99
Выводы 109
Библиография 112
Приложения 125
- Эколого-лесоводственные аспекты формирования искусственных разновозрастных насаждений
- Характеристика объекта исследований и объем экспериментального материала
- Геоморфология и рельеф
- Динамика лесной подстилки
Введение к работе
Актуальность темы. В лесных массивах зеленых зон городов первостепенное значение придается рекреационным и природоохранным свойствам древостоев, которые при лесопользовании не должны снижаться. Однако, сама природа леса, его биологические закономерности роста таковы, что со временем древостой, достигая возраста спелости, переходят в перестойные, снижая при этом свои полезные функции. Поэтому для сохранения высокой степени средообразующей и стабилизирующей роли леса совершенно очевидна необходимость своевременной замены старовозрастных древостоев молодым поколением. В этом плане заслуживают внимание разновозрастные насаждения, позволяющие при ограниченности лесных ресурсов не допускать разрыва в пользовании лесом, как в пространстве, так и во времени. К сожалению, практика современного лесопользования, как рекреационного, так и промышленного, не имеет достаточного опыта формирования непрерывно продуцирующего леса, что и требует проведения исследований в этом направлении.
Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является анализ условий формирования искусственных насаждений и разработка концепции формирования хвойно-лиственных разновозрастных насаждений как модели искусственной экосистемы, обеспечивающей экологическую стабилизацию окружающей среды и постоянство рекреационного лесопользования в условиях пойменной части зеленой зоны.
В задачи исследований входило изучение следующих вопросов: - изучение условий формирования и анализ морфологических, химических и физико-химических свойств почвы на различных этапах развития разновозрастного насаждения; анализ морфологических признаков, фракционного состава, сезонной динамики и накопления фитомассы лесной подстилки в зависимости от возраста насаждения; определение флористического состава, сезонной динамики фитомассы, обилия и особенностей размещения живого напочвенного покрова; анализ возрастной динамики и закономерностей строения древостоев в процессе формирования разновозрастных насаждений; выявление лесоводственного ухода на показатели прироста насаждений; разработка теоретических основ и моделей формирования разновозрастных насаждений.
Научная новизна. Изучены двухприемные лиственно-хвойные лесные культуры в условиях поймы зеленой зоны, раскрыты их количественные и качественные характеристики и закономерности формирования лесной среды, дана оценка эффективности проведенных рубок ухода. Предложена схема поэтапного формирования искусственных непрерывно-продуцирующих хвойно-лиственных насаждений.
Защищаемые положения.
На защиту выносятся: этапы и основные принципы формирования разновозрастных искусственных насаждений; модель формирования непрерывно продуцирующего леса в условиях зеленой зоны г.Уфы; долгосрочная программа проведения рубок ухода в разновозрастных культурах.
Практическая значимость. Выводы и практические рекомендации, основанные на результатах исследований позволяют целенаправленно формировать устойчивые хвойно-лиственные разновозрастные насаждения рекреационного значения, содержат критерии выбора направления, проектирования и выполнения лесоводственных мероприятий на различных этапах роста и формирования разновозрастных культур. Рекомендации по формированию разновозрастных искусственных экосистем приняты Министерством лесного хозяйства и природных ресурсов Республики Башкортостан (протокол № 1 от 20 сентября 2002 г.).
Личный вклад автора заключается в непосредственном участии в составлении программы и методики исследований, в сборе экспериментального материала, его камеральной обработке, анализе данных, подборе математических моделей, обобщении и разработке на основе исследований рекомендаций производству.
Апробация работы и публикации.
Результаты исследований докладывались на научно-практических конференциях: Международных - «Актуальные проблемы лесного комплекса» (Брянск, 2000); «Перспективы развития производства продовольственных ресурсов и рынка продуктов питания» (Уфа, 2002); «Пути повышения эффективности АПК в условиях вступления Россия в ВТО» (Уфа, 2003); Всероссийских - «Современные проблемы учета и рационального использования лесных ресурсов» (Йошкар-Ола, 1998); «Современные проблемы создания молодых лесов в Среднем Поволжье» (Йошкар-Ола, 1999); на республиканских: «Леса Башкортостана: современное состояние и перспективы» (Уфа, 1997); «Проблемы АПК на Южном Урале и Поволжье» (Уфа, 1997, 1998); «Проблемы АПК и использование биологических ресурсов Западного региона РБ» (Уфаг 1999); «Принципы формирования высокопродуктивных лесов» (Уфа, 2000); на Научно-практических конференциях молодых ученых (Уфа, 1996, 1999).
По теме диссертации опубликовано восемнадцать печатных работ.
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы из 216 наименований (в т.ч. 4 иностранных) и 12 приложений. Текст составляет 144 страницу, иллюстрирован 24 таблицами и 14 рисунками.
Эколого-лесоводственные аспекты формирования искусственных разновозрастных насаждений
Возникшие в длительной эволюции физико-географического процесса естественные ландшафты постепенно все больше уступают место искусственным. Этой закономерности развития природы под антропогенным влиянием подвержены леса все в увеличивающейся степени. Восстановление леса лесными культурами с каждым годом расширяется как по абсолютной площади, так и в географическом отношении. Естественные леса сокращаются по занимаемой ими площади и уступают место новым по своей природе, составу, энергии роста и взаимоотношениям со средой обитания искусственным лесам. Созданные человеком новые леса развиваются не только под влиянием сил природы, но и под все более интенсивным воздействием человека и процессов его жизнедеятельности. Совокупное влияние природных условий, определяющих жизнь биоценоза и разумной, направленной на сохранение и увеличение богатств природы, и хозяйственной деятельности человека ведет к созданию новых, более сложных биоценозов. Человек в них будет управлять не только взаимодействием между древесными породами в подземной сфере, но и регулировать взаимовлияние в ризосфере, биоценозах микрофлоры, зооценозах и всех других элементах, определяющих понятие лес.
А.Б.Жуков (1962) подчеркивал, что естественные леса не являются наилучшей, наиболее устойчивой и продуктивной формой лесного хозяйства. В настоящий момент накоплен фактический материал, указывающий- на различия особенностей роста и продуктивности лесных культур в сравнении с естественными древостоями (Вельский, 1929; Яблоков, 1964; Юдинцева, 1972; Данилик, 1973; Дворецкий, Попова, 1973; Уткин, 1975; Габеев, 1982; Изюмский, 1987; Мелехов, 1987; Ситдиков, 1987; Вакулюк, 1988; Писаренко, 1989; Писаренко, Мерзленко, 1990).
Продуктивность искусственных древостоев исследована достаточно детально (Хусаинов, 1974; Свистун, 1969). При этом отмечается превосходство культур по запасу на 24 процента даже без внесения поправки на возраст. Однако по данным А.Ф.Хайретдинова (1987) наиболее старые культуры в Усень-Ивановском и Мелтебашевском лесничествах Белебеевского лесхоза по запасам стволовой древесины в 100-летнем возрасте (или близком к нему) уступают естественным соснякам, поэтому об абсолютном превосходстве культур во всех лесорастительных условиях говорить неправомерно.
При выращивании смешанных насаждений взаимовлияние древесных пород регулируется соответствующим подбором их по степени конкурентоспособности, а также применением различных схем смешения. При разработке схем смешения учитывают взаимовлияние древесных пород. В настоящее время лесоводственная наука имеет много данных о характере взаимодействия древесных пород (Котов, 1949; Лавриненко, 1960; Рахтеенко, 1963; Сукачев, 1964; Колесниченко, 1968; Логинов, 1973; Лосицкий, Чуенков, 1973; Мелехов, 1980). Сущность взаимодействия состоит в том, что древесные породы влияют друг на друга не непосредственно, а через изменение условий среды, т.е. в результате обмена веществ со средой (поглощение влаги и питательных веществ, света и тепла). Вследствии неодинаковой биологической силы роста древесные породы обладают различной конкурентоспособностью. На основе изучения производственного опыта выращивания леса и специально выполненных научно-исследовательских работ (Колесниченко, 1975; Манько, Ворошилов 1978; Тихонов, 1983; Николаенко, 1987; Изюмский, 1987; Фильрозе и др., 1990) рекомендуются с учетом конкретных условий местопроизрастания различные сочетания древесных и кустарниковых пород. Предварительные культуры дуба черешчатого шпиговкой желудей рекомендовали создавать в свежих украинских дубравах А.Б.Жуков (1949, 1958), А.Г.Солдатов (1976). Культуры дуба создаются в основном под пологом дубовых древостоев в условиях свежего сугрудка и груда лесостепной зоны (Логгинов, Ониськив, 1974). В.П. Тимофеев (1965) называет липу ценной сопутствующей породой и еще больше породой второго яруса под сосной, дубом, лиственницей и березой. По многолетним исследованиям В.С.Наконечного (1962), грабовый ярус в дубовых и ясеневых древостоях, произрастающих на серых лесных почвах Правобережной и Западной лесостепи, способствует повышению продуктивности насаждений в 1,1-1,2 раза. Сосну обыкновенную целесообразно использовать в лесных культурах под пологом леса на бедных и относительно бедных по плодородию почвах, где плохо растут другие более теневыносливые породы (Ониськив, 1979)
Устойчивость - это свойство фитоценоза сохранять видовой состав, продуктивность и репродуктивную способность, это реакция растительного сообщества на возможные нагрузки и зависит от природы физических и биотических условий (Хайретдинов, 1987). Имеются данные о том, что лиственные породы, введенные под полог хвойных древостоев, способствуют увеличению устойчивости этих насаждений (Алексеев, 1969; Изюмский, 1965). Если рассматривать устойчивость как свойство фитоценоза сохранять видовой состав, продуктивность и репродуктивную способность и закономерную тенденцию динамики численности в данных условиях среды к стабильности, то культуры проигрывают естественным насаждениям (Хайретдинов, 1990а). Однако, по мнению многих ученых-лесоводов (Ахромейко, 1965; Буш, Иевинь, 1975, 1984; Высоцкий, 1959; Колесниченко, 1975; Таран, Спиридонов, 1977; Ониськив, 1979; Курамшин, 1988; Бондарчук, 1990; и др.) при правильном регулировании состава, густоты и формы насаждений, площади питания деревьев в надземной и подземной среде можно добиться того, что лесные культуры будут более устойчивы против вредителей (насекомых и болезней), всевозможных нагрузок, чем естественные насаждения.
Промышленные газы отрицательно влияют на физиологическое состояние растений (Беляева, Нестерова, 1985). Для повышения газоустойчивости насаждений разработаны некоторые методы повышения ее: агротехнический, биологический, химический, физический, селекционно-генетический (Николаевский, 1985).
Древостой разной густоты и разного состава неодинаково реагируют на колебания условий внешней среды (Рубцов, 1967; Демаков и др., 1998). С ухудшением условий местопроизрастания ельники, по сравнению с сосняками, существенно ухудшают и структуру продуцируемой ими фитомассы (Зеликов, 1983; Ewald, 1957). Важнейшим из условий местопроизрастания являются почвенно-грунтовые условия. Многие годы большинство почвоведов и лесоводов решали вопросы взаимодействия и взаимовлияния леса и почвы, исходя из гипотезы об оподзаливающей роли леса, высказанной еще в 1887 г. С.И.Коржинским и развитой в работах К.Д.Глинки(1935).
Оценка роли древесных пород в формировании морфологии почв, их химических, физических, физико-химических свойств неоднозначна и зачастую противоположна. Однако, несмотря на самое разнообразное влияние древесных пород на почву, в первую очередь оно определяется интенсивностью и характером биологического круговорота, складывающегося под этой растительностью, и климатическими условиями региона.
Характеристика объекта исследований и объем экспериментального материала
Объектом исследования послужили лесные культуры ели обыкновенной в пойме рек Уфа и Белая на территории Уфимского лесничества Вельского лесхоза в кв. 63-64, расположенные в сходных эдафических условиях, на микроповышениях надпойменной террасы (рисунок 1). Уникальность объекта исследования заключается в том, что лесные культуры ели изначально высаживались под полог тополевых культур достигших 20-30-летнего возраста и по мере роста ели тополь постепенно вырубался. В настоящее время эти насаждения представлены чистыми культурами. Как ель обыкновенная, так и тополь бальзамический естественным образом на территории Вельского лесхоза не произрастают, и все существующие насаждения являются искусственными по происхождению (Проект..., 1995).
Площади, занимаемые тополем бальзамическим, составляют 81,5 га (26,2 тыс. м3), из них 96% площади насаждений относится к спелым и перестойным (78,4 га/25,5 тыс. м ). Плантации тополя бальзамического заложены в 1939 г. на непокрытой лесом площади (поляна). При посадке ели под пологом тополевых культур преследовались цели выращивания новогодних елок, а не формирования разновозрастных насаждений. Происходило это в связи с отсутствием свободных площадей, пригодных для выращивания ели, вымокающей в годы значительного подтопления в пойменных условиях, без вырубки тополя. Период роста разновозрастных тополево-еловых культур ограничивается 1957 - 1976 гг. В последующем по мере достижения тополем возраста спелости он вырубался рядами в течение в общей сложности 10 лет. Одновременно вырубались экземпляры ели, удовлетворяющие требованиям стандартов новогодних елок, при этом на корню оставались угнетенные особи. В настоящее время - это одноярусные хвойные насаждения, в возрасте 22, 31 и 41 год (пп.1-3).
Для сравнения процессов изменения эдафических условий, живого напочвенного покрова, накопления лесной подстилки и формирования корневой системы, а также хода роста разновозрастных и чистых культур в чистых 43 летних еловых культурах заложена пп.4 (таблица 1).
Пробная площадь 1. Культуры тополя были созданы в 1939 году ручной посадкой рядами неукорененных черенков тополя бальзамического, с размещением 3,0x1,0 м, количеством 3,3 тыс. шт./га. В 1976 году в междурядья тополя проведена четырехрядная посадка 3-х летних сеянцев ели обыкновенной (Picea excelsa L.) с размещением 1x0,5 м, количество посадочных мест 11000 шт./га. По данным инвентаризации 1977 года приживаемость культур ели составила 80,4%, состояние удовлетворительное.
В 1961 году тип леса характеризовался как таволгово-крапивный, почва темно-серая лесная суглинистая, влажная. Напочвенный покров был представлен злаками, Artemisia vulgaris, Glechoma hederacea, Leucanthemum vulgare. В 1972 году в напочвенном покрове преобладали злаки, Rubus caesius, Leucanthemum vulgare, Achillea millefolium. В 1981-1983 годах в насаждении проведен комплексный уход, заключавшийся в уборке тополя в порядке главного пользования - 142 м /га - и выборке новогодних елей в порядке рубок ухода. Помимо комплексного, иных уходов не проводилось.
К 1984 году тополь был полностью выведен из состава насаждения, сохранность ели к этому времени составила 60%. В настоящее время, исследуемые лесные культуры характеризуются I классом бонитета, имеют средние высоту 9,2 м и диаметр 8,9 см; полноту 0,74, запас 80 м /га. Динамика таксационных показателей тополя и ели показана в таблице 1. Живой напочвенный покров представлен 46 видами и имеет неравномерное распределение по площади. В составе преобладают Pimpinella saxifraga, Fragaria vesca, Poa nemoralis, Taraxacum officinale. Распределение лесной подстилки неравномерное, мощность 1-2 см, запас 2,47+1,51 т/га.
Пробная площадь 2. Культуры тополя были созданы в 1939 году ручной посадкой рядами неукорененных черенков тополя бальзамического с размещением 4,0x1,0 м, количеством посадочных мест 2,5 тыс. шт./га. В 1967 году в междурядья тополя проведена четырехрядная посадка ели обыкновенной (Picea excelsa L.) с размещением 1x0,5 м. В 1968 году приживаемость культур ели составила 76,2%, состояние охарактеризовано как удовлетворительное.
В 1972 году рост ели несколько замедлен, ввиду запоздания с осветлением. В напочвенном покрове преобладают злаки, Rubus caesius, Achillea millefolium. Почва темно-серая среднемощная на аллювиальном тяжелом суглинке. Помимо проведенного в 1976-1979 годах комплексного ухода, заключавшегося в уборке тополя - 145 м3/га - и выборке новогодних елей, в 1990 году проведено прореживание ели с интенсивностью 15% и выборкой 6 м /га.
Живой напочвенный покров слагается из 25 видов травянистых растений и равномерно распределен по площади, в составе преобладают Glechoma hederaceae, Veronica chamaedris, Plantago media, Poa nemoralis. Мощность лесной подстилки 3-5 см, распределение равномерное, запас составляет 7,82±3,48 т/га. Тип леса злаковый, почва темно-серая лесная суглинистая, влажная, напочвенный покров представлен злаками, Artemisia vulgaris, Glechoma hederacea, Leucanthemum vulgare.
Пробная площадь 3. В 1939 году ручной посадкой рядами неукорененных черенков тополя бальзамического (Populus balsamifera L.) созданы культуры с размещением 4x1 м, количеством посадочных мест 2,5 тыс. шт./га. В 1957 году под полог 18-летних тополевых культур посажена ель обыкновенная (Picea excelsa L.). Динамика таксационных показателей насаждения с 1939 по 1997 годы приведена в таблице 3.
В 1967-1972 годах в порядке комплексного ухода за елью рядами вырублен тополь - 140 м3/га. В 1984 году в составе культур вновь появились лиственные - порослевой тополь. Почва темносерая среднемощная на аллювиальном тяжелом суглинке. В 1996 году проведено прореживание ели, объем выборки - 17,5 м /га. По данным перечислительной таксации чистое еловое насаждение произрастает по I классу бонитета на темно-серой лесной почве, имеет средние высоту 15,6 м и диаметр 15,3 см; полнота 1,0; запас 247 м3/га.
Живой напочвенный покров слагается из 24 видов травянистых растений и равномерно распределен по площади, в составе преобладают Glechoma hederaceae, Veronica chamaedris, Plantago lanceolata, Prunella vulgaris. Мощность лесной подстилки 3,5-5 см, распределение равномерное, запас составляет 9,74± 4,19 т/га.
Пробная площадь 4. Посадка ели произведена 3-летними сеянцами ели обыкновенной вручную рядами, с размещением 2x1 м, количеством посадочных мест 5,0 тыс. шт./га. Пп.4 представлена чистыми одновозрастными культурами ели и выбрана для сравнительной характеристики.
Динамика таксационных характеристик насаждения с 1961 по 1996 годы дана в таблице 4. Тип леса злаковый, почва темно-серая лесная суглинистая, влажная. Живой напочвенный покров слагается из 8 видов травянистых растений и редкий, представлен злаками Artemisia vulgaris, Glechoma hederacea, Leucanthemum vulgare, в составе нет доминирующих видов.
Геоморфология и рельеф
В геолого-тектоническом отношении Уфимский район расположен на восточной окраине Русской платформы, где кристаллический фундамент перекрыт мощной (до 8 км) толщей осадочных пород палеозойского возраста.
В верхней части чехла развиты пермские, неогеновые и четвертичные осадки. Пермская система представлена кунгурским и уфимским ярусами. Кунгурский ярус сложен светло-серыми гипсами и ангидридами с прослоями загипсованных глин и доломитов, обнажается на крутых берегах рек Белой и Уфы. Мощность яруса около 340 м. На кунгурских поводах залегает уфимский ярус, который на склонах долин рек представлен толькочастым переслаиванием известняков, глинистых доломитов, мергелей, загипсованных аргиллитоподобных глин, алевролитов и песчаников обшей мощностью от 3-5 до 15-20 м. Неоген в долинах рек Белой и Уфы представлен кинельской свитой, сложенной плотными серыми глинами, а в основании - песками и галечниками обшей мощностью до 70-100 м; на Бельско-уфимском междуречье - нерас-членеными акчагыльским и апшеронским ярусами (красновато- и сероватокоричневые плотные глины). Четвертичные отложения в долинах рек представлены аллювиальными галечниками и песками мощностью 10-15 м, перекрытыми перигляциональ-глинистыми осадками (супеси, суглинки, глины мощностью от 1-3 до 15-20 м). На западе рассматриваемой территории аллювий залегает на плиоценовых отложениях и кунгурских гипсах, в восточной части - аллювий подстилается некарстующимися уфимскими породами верхней перми. Территория характеризуется карстовыми явлениями. Главным образом, карст связан с гипсами кунгурского яруса, в меньшей степени с известняками, доломитами и загипсованными песчаниками Соликамского горизонта. Кровля карстуюшихся кунгурских пород залегает на разной глубине (от 0-10 до 70-80 м). На склонах долины р.Уфы проявляется голый гипсовый карст, на верхних и средних частях склонов - покрытый (карстуюшиеся породы перекрыты неоген-четвертичными элювиально делювиальными и маломощными терригенными уфимскими отложениями), перекрытый - в долинах рек Белой и Уфы и закрытый практически на всем междуречье.
Левобережная часть по структурно-тектонической ситуации отличается от правобережной отсутствием активных сбросо-сдвигов массивов пород и наличием отдельных кольцевых местных поднятий и впадин на тектоническом блоке, представленных воронками, озерами, ложбинами и понижениями. Наиболее глубокие воронки приурочены к озеру Долгое, расположенного в крупном структурно-тектоническом узле. Эти зоны характеризуются периодическим раскрытием трещин в разрывных нарушениях, повышенными газовыми и тепловыми потоками, наличием проницаемых каналов в "водоупорах" периодическими перетоками пресных подземных вод в карстующиеся гипсы и разгрузкой напорных вод при стрессах в разломах.
Бельско-уфимская водораздельная равнина рассечена сетью оврагов эрозионно-карстового происхождения. Рельеф территории находится под сильным антропогенным воздействием: происходит засыпка оврагов, карстовых воронок, озер, возведение дамб, намыв участков и др. Техногенное воздействие вызывают усиление природных процессов: суффозионно-карстовых и эрозионных явлений, подъем уровня грунтовых вод и подтопление отдельных территорий.
Долина р.Уфы в пределах Уфимского района хорошо разработана, с широкой поймой и комплексом надпойменных террас. Рельеф поймы -логово-гривистый. В пойме имеются многочисленные старицы и карстовые воронки. Берег подвержен размыву и разрушению. Почти на всем склоне долины встречаются молодые и растущие овраги, о чем свидетельствуют каньонообразные поперечные профили.
Подземные воды грунтового типа приурочены к аллювиальным четвертичным отложениям долин рек Белой и Уфы, акчагыльско-апшеронским отложениям, безнапорные или слабонапорные водоносные горизонты развиты в уфимском и кунгурском ярусах. На Бельско-Уфимском междуречье четвертичные и неоген-четвертичные породы обводнены участками.
Питание всех водоносных горизонтов происходит путем инфильтрации атмосферных осадков. Доля техногенного источника в питании подземных вод достигает 30 % и более от природного. В четвертичных аллювиальных отложениях в долинах рек Белой и Уфы грунтовые воды приурочены к песчано-гравийно-галечниковым отложениям мощностью 20 - 30 м, имеют единый подземный поток, малые скорости движения и тесную гидравлическую связь с pp. Белой и Уфой. Глубина залегания подземных вод в межень 2,5 -8 м.
Химический состав и минерализация вод горизонта имеют тесную связь как с поверхностными водами, так и водоносными горизонтами, залегающими ниже (Уфимским, Кунгурским). Воды горизонта по химическому составу относятся к гидрокарбонатному классу, в верхней половине - к кальциевой и магниево-кальциевой, в нижней - к сульфатной кальциевой группам. На Бельско-Уфимском междуречье грунтовые воды в покровных четвертичных и неоген-четвертичных глинистых породах вскрываются на глубинах от 0,5 - 2 м до 5-7 м. У крутых склонов долин, где подстилающие уфимские и кунгурские ярусы сдренированы, глубина залегания временного горизонта грунтовых вод увеличивается до 10-15 м. Воды горизонта по химическому составу относятся преимущественно к гидрокарбонатным и сульфатно-гидро-карбонатным кальциевым, магниево-кальциевым (минерализация воды 0,66 - 1,3 г/л; в промышленной зоне - хлоридно-сульфатно-гидро-карбонатный, гидрокаронатно-хлоридный и хлоридный кальциевый, натриево-кальциевый, магниево-кальциевый состав (минерализация 0,4 - 2,2 г/л). Воды водоносного горизонта в акчагыльско-апшеронских отложениях - безнапорные или слабонапорные, в кинельской свите - напорные. Обводнены преимущественно песчано-гравийные прослои.
Состав воды - гирокарбонатно-сульфатный кальциевый, минерализация воды - 0,4 - 2,2 г/л. Водоносный горизонт в Уфимских отложениях имеет почти повсеместное распространение в пределах "Уфимского полуострова" и, из-за чередующихся в разрезе водопроницаемых (песчаники и известняки) и относительно водоупорных пород (глины), представляет собой систему водоносные горизонтов со сложной гидравликой. На склонах долин рек Белой и Уфы глубина залегания подземных вод составляет 2 - 10 м, в центральной части "полуострова"- до 70м.
Динамика лесной подстилки
Характерной чертой, присущей лесной почве, является наличие лесной подстилки. Лесная подстилка, представляющая собой среднее звено в биологическом круговороте веществ и являющаяся самостоятельным компонентом лесного биогеоценоза, формируя гумус, пополняя запасы элементов питания верхних горизонтов почв, оказывая большое влияние на процесс почвообразования, в частности на формирование определенных физических свойств почвы, лесная подстилка играет существенную роль в структуре и жизни биогеоценоза (Морозов, 1949; Зонн, 1962). Являясь неотъемлемым компонентом лесного биоценоза, она как испытывает, так и оказывает различное влияние на протекающие под пологом леса процессы жизнедеятельности.
Лесная подстилка по всем своим свойствам резко отличается от почвы. В ее составе преобладает органическое вещество, часть которого долгие годы сохраняет форму растительных остатков (листья, хвоя, ветви). В отличие от почвенных горизонтов она более динамична и, в случае исчезновения лесной подстилки, классификационное положение почвы зачастую не меняется, т.е. ее не рассматривают как генетический и диагностический почвенный горизонт (Карпачевский, 1981), в то же время некоторые исследователи рассматривают подстилку как самостоятельный компонент биогеоценоза (Шумаков, 1973). Лесная подстилка имеет ряд признаков, отличающих ее от травяного яруса. Для нее характерны сравнительно компактное сложение, слоеватость, определенная сплошность (образует четко выявляемый слой) (Карпачевский, 1968). Изучение характера накопления и распределения лесной подстилки в лесных культурах ели позволяет проследить поэтапное ее формирование и распределение ее по площади. Научный интерес состоит в том, что лесные культуры создавались на нелесных площадях, при отсутствии лесной подстилки. В исследованных древостоях лесная подстилка формировалась в несколько этапов: вначале образовалась лиственная подстилка под пологом тополевых культур, а после их вырубки сформировалась грубая лесная подстилка из опада ели. При изучении формирования лесной среды в искусственных биоценозах, создаваемых на нелесных землях, важным моментом является познание динамики формирования лесной подстилки и особенностей ее накопления. С этой целью изучены морфологические признаки, накопление фитомассы в зависимости от времени создания лесных культур, а также сезонная динамика и фракционных состав.
Рассматривая морфологическое строение лесной подстилки, объемный вес и накапливаемую массу (таблица 10) следует отметить, что подстилка характеризуется рыхлым строением, отсутствием четкой дифференциации на слои и значительными колебаниями мощности от 0,5 ±0,3 см до 4,5 + 1,0 см.
Изменение мощности лесной подстилки зависит от местоположения учетной площадки и ее расстояния от дерева. Характер изменения мощности лесной подстилки показан на рисунке 3. Учитывая, что точность определения мощности подстилки невысока, основным показателем измерений выбран запас подстилки.
Характеризуя характер накопления лесной подстилки в междурядьях, следует отметить, что в молодых культурах распределение лесной подстилки по площади отличается от других мозаичностью. Здесь же в 3,2-3,9 раза меньше показатели накапливаемой на 1 га массы лесной подстилки.
Следует отметить, что различий в накоплении лесной подстилки в чистых культурах (пп.4) и культурах ели с тополем не наблюдается, заметна разница в распределении лесной подстилки в зависимости от возраста лесных культур.
Подстилочный покров под пологом насаждений более старшего возраста - пп.2, пп.З и пп.4 характеризуется большей однородностью, так как формировался более продолжительное время, что соответственно привело к формированию сплошного покрова лесной подстилки мощностью 3-5 см.
На объектах также изучена равномерность пространственного размещения подстилочного покрова. На всех участках наиболее четко прослеживается приствольное увеличение запаса подстилки (рисунок 4).
Необратимое снижение запаса лесной подстилки по мере удаления от ствола на пп.1 объяснимо, учитывая несомкнутость полога древостоя в междурядьях и как следствие - практически отсутствие ее в широких междурядьях. Не принимая во внимание распределение лесной подстилки на пп.1, рассмотрим характер распределения лесной подстилки на пп.2, пп.З и пп.4 по мере удаления от ствола дерева.
