Введение к работе
А ктуапыюстъ проблемы. Решение проблемы повышения продуктивности, устойчивости и рационального использования лесов на территории северной подзоны тайги Европейского Севера возможно лишь на основе глубоких научных знаний этих лесов и, прежде всего, особенностей их формирования, влияния на них ведущих экологических факторов. Таежные леса Европейского Севера являются чрезвычайно важным сырьевым районом России, а также выполняют исключительную средообразующую роль.Наиболее ценные хвойные леса довольно быстро истощаются и особенно сосновые насаждения. По расчетам спелые эксплуатационные леса Европейского Севера будут вырублены за 50 лет (Гусев, 1982). В этом регионе в составе лесов доля сосновых значительно меньше, чем еловых, но они с любых позиций являются наиболее ценными, продуктивность их, в одинаковых условиях местопроизрастания, выше, чем ельников (Цветков. 1990). а пирогенных в особенности (Санников, 1992). В тоже время площадь спелых сосняков в регионе за последние годы сократилась примерно на 20 % (Тюрин, 1983). На общем фоне прогрессирующей смены пород, сокращения площадей сосновых насаждений и с учетом того, что в перспективе сохранится преобладающая потребность в древесине хвойных пород и особенно сосны, исследование экологических факторов формирования и роста этих лесов является очень важной и актуальной проблемой.
Особое место при этом занимают сосновые северотаежные леса, которые наряду с вышеперечисленными ценными качествами выполняют и важнейшую средообразующую роль. Зональное деление лесов в настоящее время является общепризнанным фактом, который необходимо учитывать и, следовательно, для северотаежных лесов необходимо разработать свою систему лесохозяйственных мероприятий для повышения продуктивности, устойчивости и защитной роли этих насаждений. В связи с этим исследование экологических основ продукционного процесса в этих условиях является чрезвычайно важным.
Цель исследования. Основная цель исследования состояла в раскрытии экологических основ формирования наиболее важной части годичной продукции сосновых древостоев - прироста стволовой древесины. Зга цель достигалась решением следующих задач:
1. Изучением морфологических особенностей сосны
обыкновенной в условиях северной тайги и отдельных физиологических процессов прямо или косвенно влияющих на прирост.
-
Исследованием многолетней динамики годичного прироста сосны, закономерностей ее изменения во времени и в пространстве в разных типах леса, выявлением особенностей отложения древесины по высоте ствола.
-
Исследованием и анализом зависимостей прироста сосны от важнейших экологических факторов среды: метеорологических условий, солнечной активности, гидролесомелиорацни, низовых пожаров.
4. Разработкой методических основ моделирования роста,
которые можно было бы использовать для прогнозирования и оценки
дополнительного прироста, способов определения степени
синхронности его динамики.
Научная новизна. Впервые на основе значительного материала экологического и системного подхода исследованы факторы продуктивности сосновых древостоев северной подзоны тайги. Это позволило установить ряд неизвестных ранее биологических и экологических особенностей сосны в этих условиях.
Основные новые положения проведенного исследования следующие. На большом фактическом материале анализируется водный режим деревьев сосны (тралспирация, проведение воды по стволу, влажность хвои), рассматриваются параметры ассимиляционного аппарата в разных типах леса и показана его роль в формировании прироста древесины, а также зависимость его развития от густоты древостоя. Установлено наличие цикличности в многолетней динамике прироста, а также высокой степени сихронности его погодичных изменений в разных типах леса и в целом в пространстве северной подзоны тайги. Отмечено убывание последней по мере увеличения расстояния между пунктами исследования. Показаны особенности отложения древесины по высоте ствола, изменения ширины годичного кольца и площади сечения годичного слоя от основания к вершине. Выявлены зависимости прироста по диаметру и высоте от метеорологических факторов. Рассмотрено формирование прироста стволовой древесины на осушенных площадях в связи с возрастом деревьев на момент осушения, степенью осушения, определена продолжительность действия осушительных каналов и выявлен размер дополнительного прироста. Выполнена оценка роли низовых пожаров в северотаежных сосняках, влияния на отлад типа леса, полноты и возраста насаждения, а также изучен прирост после пожаров деревьев разного жизненного состояния. Разработаны методы моделирования роста сосны, которые используются для целей прогнозирования прироста, произведена сравнительная оценка их точности.
Кроме этого автор защищает частные значения математических уравнений отражающих закономерности физиологических процессов,
отдельных характеристик деревьев и показателей роста, которые служат информационным обеспечением и способствуют пониманию явлений и их интерпретации.
Исследования имеют существенное значение для познания биологической, экологической и средообразующей роли северотаежных сосняков.
Практическая значимость. Полученные результаты могут служить основой для разработки системы мероприятий по рациональному использованию северотаежных сосняков, повышению их продуктивности, устойчивости и экологической роли. Пролученные материалы могут быть использованы для биомониторинга и экологического прогнозирования роста, для определения величины годичного прироста стволовой древесины наличного древостоя, прогнозирования последствий пожаров, по рациональному использованию избыточно-увлажненных площадей и по оптимизации лесоосушения.
Представленные основные положения диссертации используются при чтении курсов экологии, ботаники и физиологии растений в Архангельском государственном техническом университете. Поморском международном педагогическом университете. Кроме этого они используются Архангельским управлением лесами, Институтом экологии Волжского бассейна РАН, по материалам даны рекомендации производству через ЦБНТИ-лесхоз.
Апробация и публикации. Основные теоретические положения и практические результаты исследования докладывались на различного ранга конференциях, совещаниях и симпозиумах: на II научно-технической конференции "Мелиорация сельскохозяйственных и лесных угодий Европейского Севера" (Петрозаводск, 1977), Всесоюзной конференции "Дендроклиматические исследования в СССР" (Архангельск, 1978), советско-финском симпозиуме "Осушение лесных земель" (Ленинград, 1978), VI Всесоюзном совещании "Астрофизические явления и радиоуглерод" (Тбилиси, 1976), VIII симпозиуме "Биологические проблемы Севера" (Аппатиты, 1979), Всесоюзном совещании "Формирование эталонных насаждений" (Каунас, 1979), VIII научной конференции молодых географов Сибири и Дальнего Востока "Географические исследования Восточных районов СССР" (Иркутск, 1981), IX симпозиуме "Биологические проблемы Севера" (Сыктывкар, 1981), Всесоюзной конференции "Проблемы повышения продуктивности лесов и перехода на непрерывное, рациональное лесопользование в свете решений XXVI съезда КПСС (Архангельск, 1983), научной конференции "Проблемы охраны природы в нечерноземной зоне в связи с интенсификацией сельскохозяйственного производства" (Брянск, 1983), международном рабочем совещании "Дендрохронологические методы в лесоведении и
экологическом прогнозировании" (Иркутск, 1983), научной технической конференции "Охрана окружающей среды и рациональное использование ресурсов" (Новополоцк, 1989), I Всесоюзном совещании "Экология лесов Севера" (Сыктывкар, 1989), Всесоюзном совещании "Проблемы лесоведения и лесной экологии" (Москва, 1990). Кроме этого результаты исследований докладывались на различных региональных совещаниях (6 докладов), ежегодно на научно-технических конференциях в Архангельском техническом университете, дана информация для производства через ЦБНТИ-лесхоз (Москва, 1979). Основные результаты исследования по теме диссертации опубликованы в 56 работах.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 351 страницах машинописного текста, в котором помещено 77 таблиц и 73 рисунок. Список литературы включает 456 названий, в том числе 59 на иностранных языках. Текстовая часть диссертации состоит из введения, 8 глав, заключения с выводами и рекомендациями и справками о внедрении результатов исследований.
Похожие диссертации на Экологические закономерности роста северотаежных сосняков, как теоретическая основа повышения их продуктивности и рационального использования
