Введение к работе
Актуальность темы. Согласно Лесного кодекса Российской Федерации (2006) лесовосстановление осуществляется путем естественного, искусственного или комбинированного восстановления лесов.
В степном, лесодефицитном регионе европейской части страны, где природные леса имеются только по пониженным и хорошо обеспеченным влагой местоположениям, особую значимость приобретает проблема восстановления насаждений главной породы – дуба черешчатого.
Ценность степных дубрав связана со способностью их переносить засушливый климат и формировать устойчивые и продуктивные насаждения в различных лесорастительных условиях: в поймах рек с избыточным переувлажнением (во время паводка) и в сухих овражно-балочных системах; на богатых черноземах присетевых склонов и на бедных супесчаных почвах надпойменных террас.
Среди всех древесных пород по степени выполнения защитных функций дубравы не имеют себе равных. В степной зоне их противоэрозионная, водоохранная, водорегулирующая, почвозащитная и средообразующая роль еще весомее. При очень низкой лесистости района исследований (2…6%) дубравы являются сырьевой базой для получения деловой древесины и дров, служат ценным местным генофондом для заготовки семян древесно-кустарниковых пород, прекрасным природным эталоном в защитном лесоразведении, средой обитания диких животных и птиц.
Экстенсивное ведение хозяйства в общественных станичных лесах Области Войска Донского в прошлом сопровождалось нерегулируемой рубкой дубрав целыми массивами, что привело к формированию преимущественно порослевых низкоствольных древостоев многократной генерации. Естественные семенные дубняки отсутствуют, а доля порослевых насаждений I-III классов бонитета составляет лишь 25%.
Существующая практика лесного хозяйства показывает, что применяемый режим лесовосстановления ориентирован преимущественно на ведение порослевого хозяйства, в полной мере не учитывается трансформация экологических условий, что ведет к снижению продуктивности, полноты, запаса насаждений, смене дубрав второстепенными породами и сокращению их площади, ухудшению санитарного состояния и защитных свойств. Разработанные промышленные технологии восстановления дубрав по причине значительных материальных и денежных затрат, недостаточной обеспеченностью лесохозяйственных предприятий энергетическими и техническими средствами не востребованы. Требуется разработка менее затратных эколого- ресурсосберегающих технологий их восстановления.
Отсутствие региональной стратегии восстановления насаждений дуба определили актуальность исследований по научному обоснованию лесоводственных и лесокультурных мероприятий в них.
Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в разработке на ландшафтно-типологической основе эколого-ресурсосберегающих способов и технологий восстановления дубрав, учитывающих современное состояние, успешность естественного возобновления и целевое назначение насаждений.
Достижение поставленной цели решалось путем выполнения следующих задач:
- изучить ландшафтную структуру региона исследований;
– выявить приуроченность насаждений дуба к типам ландшафтов и разработать ландшафтно-типологическую классификацию дубрав степного Придонья;
– выявить различия в структуре, санитарном состоянии, защитных свойствах высоко- и низкоствольных древостоев дуба;
- исследовать закономерности естественного возобновления древесных пород на вырубках дуба, дать его оценку и прогноз;
– обосновать и разработать лесоводственно целесообразные и экономически эффективные методы и технологии восстановления дубрав.
Научная новизна. Разработаны региональные эколого-ресурсосберегающие методы и технологии восстановления байрачных, аренных и пойменных дубрав. В ландшафтном аспекте изучена морфометрия лесных урочищ и выделены типы лесных ландшафтов, дана оценка биоразнообразия древесной флоры, уточнены типологические признаки типов лесорастительных условий и групп типов леса и разработана их классификация. Установлены различия в структуре, санитарном состоянии, выполнении защитных функций высоко- и низкоствольных дубняков. Обоснован породный состав хозяйственно-целесообразных (эталонных) насаждений. Выявлены закономерности естественного возобновления дуба, разработаны шкалы оценки надежности и прогноза порослевого возобновления дуба на вырубках. Разработаны нормативы выбора оптимального метода восстановления дубрав. В целом системы предложенных мероприятий обеспечат сохранение, восстановление и повышение продуктивности и защитных функций деградирующих дубрав степного Придонья.
Практическая ценность и внедрение научных разработок. Исследования выполнены при разработке тематики ВНИИЛМ по заданиям 3.5.1 «Восстановление пойменных лесов бассейна Дона» (1991–1995); 2.1 «Разработать лесоводственные мероприятия и эколого-лесоводственные требования к лесопользованию и ведению хозяйства, обеспечивающих сохранение, восстановление и целевое преобразование лесных экосистем» (1996–2000); 3.1/1 «Разработка экологически безопасных и экономически эффективных региональных систем ведения хозяйства и технологий, обеспечивающих повышение продуктивности и устойчивости лесов» (2001–2004); М2–06 »Разработать и апробировать рекомендации по переформированию порослевых дубрав в семенные» (2005); 1.1/1 «Оценка эффективности лесоразведения и лесовосстановления в регионе, разработка научно-обоснованных предложений по совершенствованию мероприятий лесоразведения и лесовосстановления в целях улучшения состояния окружающей среды и увеличения депонирования углерода» (2006), 1.1/2 «Проверка эффективности лесоводственных мероприятий ухода за лесами, включая рубки ухода, и подготовка данных по обоснованию и уточнению региональной нормативной базы этих мероприятий района степей европейской части Российской Федерации» (2007).
Разработанные автором «Методические рекомендации по выделению производных типов леса в пойменных лесах бассейна Дона» (1997) одобрены научно-техническим советом Ростовского управления лесами, прошли апробацию при проведении лесоустройства в Ростовской области. Коллективный труд научных сотрудников ДОННИЛОС «Руководство по ведению хозяйства в пойменных лесах бассейна реки Дон» (1999) рекомендован к внедрению ученым советом ВНИИЛМ, используется при таксации леса, организации и проведении лесохозяйственных мероприятий в пойменных лесах.
Работа соискателя «Методические рекомендации по ведению лесохозяйственных мероприятий в байрачных лесах степного Придонья» рекомендована к внедрению техническим советом ФГУП «Воронежлеспроект» (№1 от 28.01.04), секцией «Лесоводство и лесовосстановление» НТС ГУПР по Ростовской области (№5 от 3.02.04), Главным управлением природных ресурсов и охраны окружающей среды МПР России по Волгоградской области (№2496 от 26.04.04), Департаментом государственного контроля и перспективного развития в сфере природопользования и охраны окружающей среды МПР России по Южному Федеральному округу (№01–13/311 от 2.04.04).
Рекомендации по восстановлению дубрав вошли составной частью в «Основные положения организации и ведения лесного хозяйства на территории Ростовской области» (2003). Разработанные автором классификация типов лесорастительных условий и групп типов леса, шкалы оценки успешности и прогноза естественного возобновления, стратегия восстановления дубрав внедрены в производство в степной части бассейна Дона, могут быть использованы в аналогичных насаждениях сопредельных территорий. Выявлены и переданы производству участки хозяйственно-целесообразных (эталонных) дубрав. Постоянные пробные площади включены в таксационные описания и региональный банк опытных объектов для организации постоянного мониторинга. Внедрение научных разработок осуществлено на площади 125 тыс. га.
Апробация результатов исследований. Результаты исследований докладывались на международных (Москва, 1996; Тольятти, 1998; Санк-Петербург, 2000; Брянск, 2004), всероссийских (Ставрополь, 1998; Краснодар, 1999,2001; Новочеркасск, 2000; Воронеж, 2004; Саратов, 2005;), научных конференциях, совещании-семинаре «Повышение устойчивости и продуктивности дубрав, опыт и перспективы выращивания насаждений лиственницы в Европейской части России (Чебоксары, 2005), научно-практическом семинаре «Проблемы деградации дубрав и современные системы лесного хозяйства в них» (Воронеж, 2007), ученом Совете ВНИИЛМ, заседаниях НТС в агентствах лесного хозяйства по Ростовской, Воронежской, Волгоградской областей.
Обоснованность и достоверность выводов и рекомендаций обеспечена многолетними комплексными экспериментальными исследованиями, проведенными современными методами полевых и лабораторных испытаний с применением компьютерных программ для математической обработки данных по биометрическим, физиологическим, метеорологическим и эдафическим показателям.
Личный вклад автора состоит в формулировке и решении проблемы восстановления дубрав степного Придонья.
Сбор полевого материала, проведение экспериментов по восстановлению дубрав выполнен под руководством автора и при его личном участии.
Основные положения, выносимые на защиту:
– классификация типов лесорастительных условий и групп типов леса естественных дубрав;
– результаты сравнительного анализа структуры, санитарного состояния и защитных свойств высоко- и низкоствольных дубрав;
– породный состав хозяйственно-целесообразных (эталонных) насаждений;
– математическая модель успешности и прогноз естественного возобновления дуба;
– нормативы выбора метода восстановления дубрав;
– эколого-ресурсосберегающие методы и технологии восстановления дубрав при рубках обновления, путем содействия естественному возобновлению, создания лесных культур и реконструкции насаждений.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 30 научных работ объемом 55 печ. л., в том числе три монографии, двое методических рекомендаций, одно руководство. В ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК, опубликовано 7 работ, где в полном объеме изложены теоретические и практические положения диссертации.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов и рекомендаций производству, списка литературы и приложений. Общий объем диссертации изложен на 374 с., из них 74 таблиц, 23 рисунка, список литературы из 565 наименований, в том числе на иностранных языках – 17. Приложение содержит 179 стр., в том числе 10 фотографий, 45 таблиц и 2 рисунков.
