Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние проблемы исследования
2. Природные условия объектов исследования
3. Программа, методика и объем выполненных работ
4. Лесоводственная характеристика дубовых насаждений
5. Лесорастительные свойства почв дубрав
5.1. Серые, темно-серые, серо-коричневые лесные почвы
5.2. Черноземы оподзоленные
5.3. Аллювиальные пойменные почвы
6. Взаимовлияние продуктивности древостоев и почв района исследований
6.1. В искусственных древостоях
6.2. В порослевых древостоях
6.3. Анализ хода роста деревьев
6.4. Моделирование хода роста древостоев дуба черешчатого
6.5. Лесные культуры дуба черешчатого
Основные выводы
Рекомендации и предложения производству Библиографический список
- Современное состояние проблемы исследования
- Природные условия объектов исследования
- Лесоводственная характеристика дубовых насаждений
- Черноземы оподзоленные
Введение к работе
Актуальность темы. Среди лесных богатств Башкортостана важное место занимают твердолиственные дубовые леса, дающие ценную древесину для удовлетворения потребностей народного хозяйства. Территория Республики Башкортостан расположена на стыке Европы и Азии. Лесистость составляет 38,5%. Леса обладают огромным биоразнообразием. Лиственные насаждения занимают 74% площади лесов. Среди них преобладают дубово-липово-березовые насаждения, а остальные 26% - хвойные древостой.
Дубравы являются ценными растительными формациями, успешно выполняющие водоохранные, почвообразующие и другие природоохранные функции. Они являются ландшафтообразующими элементами, прекрасно сочетают в себе источники побочного пользования. Распространение любой древесной породы тесно связано с определенными условиями внешней среды, которые отвечают биоэкологическим условиям. Дуб черешчатый относится к растениям микотрофного типа питания: у него на корнях имеется микориза (грибокорень). При помощи, которой усиливается питание дуба минеральными веществами из почвы и азотом из органического вещества почвы; в свою очередь растение, на корнях которого имеется микориза, снабжает его углеродами (Сукачев, 1972; Лосицкий, 1949, 1981; Харитонович, 1949, 1968; Лосицкий, Цымик, 1972; Писаренко, 1989, 1991; Калиниченко, 2000).
Почва и произрастающие лесонасаждения на ней являются одними из важнейших компонентов биосферы, находящиеся в настоящее время под воздействием антропогенных факторов (Кулагин, 1980; Писаренко, 1989; Баталов и др., 1989; Чурагулов, 1999). Вследствие чего происходит деградация лесной экосистемы.
В Башкортостане проходит восточная граница ареала дуба черешчатого, поэтому климатические условия слишком суровы. Это
приводит к повреждению дубовых насаждений морозом. Наблюдающиеся в республике засухи также губительны для дубрав.
Для Башкортостана — региона с высокоразвитой нефтедобывающей и нефтехимической промышленностью, предприятиями энергетического комплекса и другими, выбрасывающими в атмосферу огромное количество газообразных веществ и, кроме того, расположенного по соседству с такими же развитыми промышленностью областями (Пермская, Челябинская, Оренбургская и Республика Татарстан), загрязнение экосистемы, выпадение подкисленных осадков, стало уже обычным явлением.
Само по себе это для лесов явление нежелательное. Главное же в том, что происходит закисление уже достаточно кислых лесных почв в силу их генезиса, нарушается баланс элементов минерального питания. Вследствие этого леса ослабевают и не могут противостоять внешним отрицательным воздействиям, создаются неблагоприятные условия для естественного возобновления древесных пород (Чурагулов, 1999).
Установлено, например, на площади 600 га, сплошного обследования
лесов, произрастающих на оподзоленном черноземе различной
разновидности Аургазинского лесхоза, 94,6% площади занимают
сильнокислые - рН 4,00 - 4,46 почвы; - 55,2% - среднекислы - рН 4,47-4,90; -
43,2%, нейтральные - рН 5,10 - 6,97 - 1,60%. На сильнокислых и
среднекислых черноземах оподзоленных тяжелосуглинистого
гранулометрического состава наблюдалось сплошное усыхание дуба низкоствольного. Известно, что под воздействием негативных факторов: климатических, биологических, антропогенных происходит закономерное сокращение площадей дубрав, как в Республике Башкортостан, так и граничащих с ней регионов.
Следует отметить, что в условиях республики наблюдается повреждение дубрав вредителями леса, заражение болезнями. В связи с этим специалистами ФГУ «Центра защиты леса» проводится обзор и детальное
обследование за санитарным состоянием лесов, в том числе дубрав. Например, в Предуралье в 2004 г, ослабление дубовых насаждений отмечено на площади 1450 га, ниже по сравнению с предыдущим годом (2250 га), а на территории Южного Урала наоборот, наблюдается увеличение площади повреждения от 20 до 1170 га соответственно в 2003 и 2004 гг. Ежегодно ими выпускается обзор за состоянием лесов. Однако выявлению причин деградации лесов от неблагоприятных почвенных условий, вызванной антропогенными факторами, техногенным загрязнением окружающей среды, ими в работах не уделяется должного внимания.
Филиалом ФГУ «Центрлессем» Башкирской зональной лесосеменной станцией установлен контроль за фитозараженностью и энтомоповрежденностью лесосеменного фонда. Им отмечено, что в 2004 году 3456 кг или 27% желудей дуба заражены наиболее часто встречаемым грибком альтернарией. Процент зараженности колеблется от 5 до 12%.
По имеющимся сведениям за последние тридцать лет, общая площадь дубрав в лесхозах республики сократилось, если, например, в 1966 г. дубовые насаждения занимали 606,3 тыс. га, то к 1993 г. - 321,9 тыс. га. Тенденция уменьшения дубовых лесов к настоящему времени сохраняется (Копылов, Латыпов, 2006; Чурагулова и др., 2006).
Состояние, в котором сейчас находятся дубравы республики, требует новых интегрированных подходов к вопросам ведения хозяйства и лесовосстановления. Отсутствие в республике нормативных документов новых научно обоснованных рекомендаций по ведению хозяйства в дубовых насаждениях привело также к резкому снижению их площадей.
Следует отметить, что последние десятилетия исследованиям дубрав предавали второстепенное значение, причем работы проводились без учета лесорастительных свойств почв. Не проводились работы по выделению плюсовых насаждений и селекционной их оценки, по выращиванию сеянцев и саженцев в питомниках для создания лесосеменной плантации. Оценка
существующих искусственно созданных насаждений даст возможность отвода постоянных лесосеменных участков.
Недостаточная изученность, как лесорастительных свойств почв лесонасаждений, так и вопросов взаимодействия леса и почвы, является причиной резких колебаний в производительности естественных и искусственных лесов, а порою их гибели.
Поэтому изучение лесоводственно - таксационных показателей дубовых насаждений, произрастающих на почвах различных типов, подтипов и разновидностей, динамичность свойств, в сравнении с их аналогами под агроценозами, необходимы для разработки рекомендаций по воспроизводству лесов.
В этих условиях углубленные исследования, направленные на выявление особенности роста и производительность дубовых насаждений, произрастающих на различных почвах водораздела и речных пойм Башкирского Предуралья, разработке научно-обоснованных регламентов неистощительного ведения лесного хозяйства, а также воспроизводства высокопроизводительных насаждений и сохранение их генетического фонда являются актуальными. Кроме того, мало изучены морфологические особенности, гранулометрический и структурно-агрегатный состав, физико-химические свойства и микроэлементный потенциал почв дубовых насаждений.
Объекты и методы. В настоящей работе изучено состояние дуба черешчатого, произрастающих на серых, темно-серых лесных почвах, черноземах оподзоленных, аллювиальных пойменных лесолуговых и черноземовидных почвах Башкирского Предуралья. Исследования проводились на наиболее типичных лесных участках методом закладки временных пробных площадей (ПП) и почвенных разрезов (Р.), руководствуясь существующими в почвоведении (ГОСТ 5180-84) и лесоведении классическими методами (ОСТ 56-69-83).
Исследованные объекты расположены в дубовых насаждениях
центральной части Республики Башкортостан и находятся в пределах
Аургазинского, Кармаскалинского, Уфимского, Чишминского
административных районов. В лесонасаждениях перечисленных районов работа проведена в восьми лесхозах: ГУ Аургазинский, Кармаскалинский, Спецлесопаркхоз, Уфимский, Вельский, Чишминский, ФГУ Уфимский лесхоз-техникум. Заложено 18 пробных площадей 25 почвенных разрезов. Проведено 1200 физико-химических анализов почв и лесной подстилки.
Работа выполнена в Башкирской научно-исследовательской лесной опытной станции Всероссийского научно-исследовательского института лесоводства и механизации лесного хозяйства (БашНИЛОС ВНИИЛМ).
Цель работы. Изучить особенности роста и производительность дубовых насаждений, произрастающих на различных почвах водораздела и речных пойм Башкирского Предуралья, выявить связи между производительностью дубрав с лесорастительными свойствами почв, разработать научно-обоснованные регламенты ведения лесного хозяйства, а также воспроизводства высокопроизводительных насаждений и сохранение их генетического фонда.
Задачи исследования. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: 1) изучить дубовые насаждения и их производительность в динамике на различных почвах; 2) изучить генетические, морфологические признаки, структурно-агрегатный состав, водно-физические, химические свойства, микроэлементный потенциал почв и лесной подстилки; 3) выявить взаимосвязь лесорастительных свойств почв и производительность дубрав; 4) разработать модели хода роста дуба черешчатого на различных почвах; 5) разработать научные основы воспроизводства высокопроизводительных дубрав.
Научная новизна. Впервые с единых методологических и методических позиций всесторонне в динамике изучены дубовые насаждения
равнинных широколиственных лесов Башкирского Предуралья. Дана подробная наиболее полная эколого-генетическая характеристика встречающихся типов почв дубовых насаждений. Установлена зависимость производительности дубрав от лесорастительных свойств почв, динамичность процессов. Разработаны научно-обоснованные рекомендации по повышению продуктивности и устойчивости к экстремальным условиям дубовых насаждений, сохранению их генетического фонда, включая известкованием распространенных сильно-среднекислых почв.
Теоретическая значимость. Материалы и выводы работы будут способствовать решению важных теоретических основ программирования высокопроизводительных дубовых насаждений и сохранения генетического фонда, а также внесут вклад в развитии лесного почвоведения, связанных с эволюцией почв и условиями их формирования.
Практическая ценность и реализация результатов исследований. Материалы исследований могут быть полезны при ведении лесного хозяйства на региональной почвенно-типологической основе. Использованы при отборе и селекционной оценки плюсовых насаждение дуба черешчатого, при проведении работ по созданию лесосеменной базы, по технологии закладки лесных культур и выращивании сеянцев дуба в питомниках.
Полученные данные могут применяться в создании нормативных документов, регламентирующих проведение лесохозяйственных и лесовосстановительных мероприятий для улучшения состояния дубрав равнинных широколиственных лесов Башкирского Предуралья. Они могут быть использованы при экономической оценке лесных угодий и ведения лесного кадастра. Наличие подробной агрохимической характеристики позволяет рационально применять различные мелиоранты (известь, доломиты, различные туфы) и минеральные удобрения.
Полученные данные могут быть использованы также для организации особо охраняемых лесных участков в лесхозах, а также использовать в
учебном процессе при чтении лекций по лесоведению и лесному почвоведению.
Обоснованность выводов и предложений. Использование обширных данных производственного опыта и результатов экспериментов, современных методов статического анализа, системный подход в исследованиях и интерпретации собранного материала определяет обоснованность выводов и предложений. Достоверность результатов исследований обеспечиваются применением современных методов исследований, достаточным объемом экспериментального материала, использованием математической статистики с оценкой точности и достоверности полученных данных.
Личное участие автора. Все работы по теме диссертации: разработка программно-методических положений, исследования почв и дубрав в лесу, камеральная обработка материалов, включая почвенные анализы, систематизация и обобщение результатов, корреляционо-регрессионный анализ, выводы проведены автором лично или при непосредственном его участии.
Положения, выдвигаемые для защиты:
1. Особенности состава, структуры и возобновление дуба черешчатого
в равнинных широколиственных лесах Башкирского Предуралья имеет ряд
сходств с дубравами аналогичных районов Европейской части России, но
отличается произрастанием на территории, где проходит восточная граница
его ареала, где климатические условия слишком суровы.
2. Под воздействием негативных факторов: климатических,
биологических, антропогенных происходит закономерное сокращение
площадей дубрав, произрастающих на преобладающих серых, темно-серых
лесных почвах, черноземов оподзоленных, аллювиальных лесолуговых
лугово-черноземовидных почвах. Наблюдающееся выпадение подкисленных
осадков в республике губительно для дубрав.
3. Динамика высокоствольных и порослевых дубрав естественного и искусственного происхождения зависит от мощности почвенного профиля, его гранулометрического и микроэлементного потенциала.
Публикации и апробация работы. По теме диссертации опубликовано 6 работ, в том числе одна в ведущих рецензируемых научных журналах, определенных ВАК. Результаты исследований обсуждались на II Международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию кафедры почвоведения Иркутского Государственного университета «Почва как связывающая звено функционирования природных и антропогенных экосистем» (Иркутск, 2006); на Всероссийской научно-практической конференции в рамках 1 Международной специальной выставки «АгроКомплекс-2006» (Уфа, 2006); на Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 100 - летию В.Н. Смирнова (Йошкар-Ола, 2006); на Международной научно-практической конференции «Ноосферные изменения в почвенном покрове» (Владивосток, 2007).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, библиографического списка, включающего 188 источников, приложений. Работа изложена на 131 страницах и проиллюстрирована 12 рисунками, 36 таблицами.
Современное состояние проблемы исследования
На протяжении исторического развития общества и до настоящего времени роль и значение любых лесов неоценимо велика. Пожалуй, ни одна из произрастающих в России древесных пород не пользовалась таким вниманием ученых, как дуб (Конашова, 2004). Дуб черешчатый {Quercus гоЪиг или О. pedunculata Fhrh) относится к семейству Fagaceae А. Вг. (CupulipheraeL.C. Rich), подсемейству Quercoideae Oerst, роду Quercus L., подроду Quercus (Lepidobalanus / Endl. / Oerst.), секции Quercus и серии Quercus Schwars, 1964).
Дуб черешчатый — дерево первой величины, достигающее в условиях Республики Башкортостан 25-30 м, а толщина ствола 1,0 м и более. Порослевой дуб к 80-100 годам достигает 20-25 м высоты и 30-40 см в диаметре. Дуб весьма долговечное дерево, доживает до 500-600 лет.
В лесных сомкнутых древостоях деревья дуба черешчатого имеют прямой, малосбежистый, хорошо очищенный от сучьев ствол с высоко поднятой, обычно не очень густой, компактной яйцевидной или овальной кроной. В относительно свободном состоянии крона дуба черешчатого густая и поднята невысоко. К старости у отдельно стоящих экземпляров дуба крона мощная, широко расходящаяся.
Кора ствола дуба в молодости серая, гладкая, блестящая, так называемая «зеркальная», к старости становится темно-серой, толстой, трещиноватой, с толстым пробковым слоем, на побегах — серая, бурая или красно-бурая, с многочисленными чечевичками.
Листья твердые, почти кожистые, листовые пластинки продолговато обратнояйцевидные, перисто-лопастные с 4-7 лопастями, короткочерешчатые, с сердцевидным основанием, длиной 7-15 см, реже 20-30 см (порослевых), шириной 4-7 см. Сверху листья темно-зеленые, блестящие, голые, снизу светло-зеленые, голые и усеянные негустыми, очень короткими волосками. Листья снабжены крупными скелетными жилками и густой сетью мелких жилок. Расположение листьев очередное вдоль побега на верхушке — пучками. Почки яйцевидно-конусовидные, округлые, светло-бурые, слегка 5-гранные, черепитчато покрыты большим числом чешуи. Средняя длина почек верхушечных конечных — 5-7 мм, боковых почек — 3,2-3,5; 2,8 мм. Расположены почки вдоль побега поочередно, а на верхушке — пучками по 3-5 (Булыгин, 1991).
Дуб черешчатый — однодомное ветроопыляемое растение. Цветки раздельнополые: мужские — в свисающих сережках, женские — сидячие или на цветоножках, по одному или несколько штук расположены в пазухах верхних листьев. Цветет дуб одновременно с распусканием листьев. Плоды —желуди, окруженные в нижней части сильно разросшейся плюской, созревают к осени в год цветения. Зрелые желуди, длиной 20-40 мм, шириной 10-25 мм с шипиком на вершине, по 1 - 3 на плодиносе (черешке), длиной от 2-8 см опадают на землю, отделяясь от плюски через ПО - 114 дней после цветения. Плюска тонкостенная, блюдцевидная или полушаровидная, часто со сросшимися в кольца чешуями. Масса 1000 штук желудей - от 2000 до 11000 г. Плодоносить дуб начинает с 20-50 лет: массовое плодоношение происходит позднее (с 60 лет) и продолжается до 300 лет и более. Дуб плодоносит довольно часто. Обильные урожаи повторяются через 4-7 лет, средние через 3—4 года (Булыгин, 1991; Яковлев, 1999).
Корневая система дуба черешчатого на хорошо дренированных и плодородных почвах мощная и глубоко уходящая в почву (до 10-12 м) с сильно развитым стержневым корнем. Дуб обладает пластичной корневой системой. На дерново-подзолистых почвах хвойно-широколиственных лесов корни его располагаются преимущественно в верхних горизонтах почвы до 1,5-2,0 м, имея ярусное строение, что позволяет ему использовать питательные вещества всех горизонтов почвы (Яковлев, 1999). Благодаря глубине и мощности корневой системы дуб вовлекает в биологический круговорот большое количество зольных элементов. Однако наибольшая масса физиологически активных корней в культурах в зависимости от обработки почвы размещается в верхнем горизонте почвы (30-50 см). Дуб является породой микотрофного типа питания: на его корнях имеется эктотрофная микориза. Это усиливает питание дуба минеральными веществами из почвы и азотом (Яковлев, 1999).
Корневая система у сеянцев дуба легко восстанавливается после ее частичного механического удаления. При пересадках обрубленные корпи дуба образуют пучки новых корешков, способствующих его приживанию. Применяя при этом стимуляторы роста (гетероауксин) и питательные субстраты, можно на 5-10 дней ускорить восстановление корневых систем (Яковлев, 1999).
Дуб растет медленно до 5-10 лет, а затем годичный прирост его усиливается и достигает 0,3-1,0 м в высоту. Период медленного роста определяется географической средой, условиями местопроизрастания и микросредой. А в искусственных насаждениях при определенной агротехнике и применении стимуляторов роста создаются такие благоприятные условия для роста дубков, которые ускоряют прирост и нередко дают два прироста в год, и медленно растущая порода становится быстро растущей. Рост дуба в высоту продолжается до 120-200 лет, а прирост по диметру — в течение всей жизни (Булыгин, 1991; Яковлев, 1999; Захаров, 2005).
Дуб достаточно требователен к факторам жизни, то есть к условиям внешней среды, теплу, пище, влаге, составу воздуха. Относительно света, дуб, по шкале Турского, занимает среднее место (шестое из 17). Русские лесоводы придерживаются поговорки: «Дуб любит расти в шубе, но с открытой головой». Верхушечное затенение замедляет рост дуба. Одновременно он нуждается в боковом затенении или в подгоне из сопутствующих более теневыносливых пород и кустарников (липы, вяза, клена, лещины и др.), не переносит сомкнутости верхнего полога крон деревьев выше 0,5-0,6 или снижения притока света менее 30-35% от полного освещения на открытом месте. Дуб черешчатый, как и все дубы, порода теплолюбивая: сильно страдает от продолжительных сильных зимних морозов, приводящих к усыханию дубрав на значительных площадях. Дуб чувствителен к поздним весенним и ранним осенним заморозкам и часто побивается даже в южной части своего ареала. Кратковременное действие низких температур в зимний период не приводят к усыханию, но ослабляют рост дуба и его позиции во взаимоотношениях с другими, более стойкими по отношению к низким температурам воздуха, породами (Булыгин, 1991; Яковлев, 1999).
Дуб образует как чистые, так и смешанные насаждения. К.Б. Лосицкий (1949, 1981), говоря о дубовых лесах Башкортостана, подчеркивает, что чистые насаждения для него не характерны. Природа его такова, что ему свойственны смешанные и сложные насаждения с той или иной примесью липы, клена, ильма и вяза. Наиболее простые по своей структуре насаждения дуба являются результатом либо крайне экстремальных условий среды, либо хозяйственной деятельности человека и, в первую очередь, пастьбы скота. Большая лесообразующая роль дуба обусловлена разнообразием климатических и почвенных условий той территории, на которой он произрастает, и его биологическими свойствами, каждое из которых имеет широкий диапазон. В северной и северо-восточной частях ареала дуб растет вместе с елью, пихтой, липой, кленом остролистным, ильмовыми, осиной, березой, лещиной, бересклетом и другими породами; в поймах рек — вместе с обыкновенным вязом, ивой, ольхой, осиной и другими породами.
Природные условия объектов исследования
При изучении лесов и почвенного покрова исследуемой территории республики уделялось большое внимание агропочвенному районированию. Естественно-историческое районирование горных и предгорных районов выполнено Г.З. Хамидуллиным (1955). Лесохозяйственное и лесотаксационное районирование предложено А.Е. Рябчинским (1961). Агрохимические районы Башкирии и применение удобрений приведены в работе Ю.А. Усманова, М.М. Туровцева (1964). Физико-географическое районирование территории Башкортостана проводили И.П. Кадильников и Е.И. Кадильникова (1966). Различные варианты агропочвенного районирования разработаны С.Н. Тайчиновым и Д.В. Богомоловым (1973).
В основу почвенно-экологического районирования, разработанного А.Х. Мукатановым (2002), Ф.Х. Хазиевым и др. (1997), положены принципы почвенно-агрохимического районирования Российской Федерации с дополнительной систематизацией почвенного покрова по его структуре, оценки антропогенного воздействия и взаимосвязи почв с ландшафтами (рис. 2.1).
Геологическое строение, рельеф и гидрология достаточно полно охарактеризованы в работах Д.В. Богомолова (1954), М.М. Туровцева и др. (1957), В.Л. Яхимович (1958), Г.В. Вахрушева (1959, 1960), А.П. Рождественского (1971), и др., согласно которым ниже приводится подробное их описание. В геоструктурном отношении территория республики резко разделяется на две части: восточную, расположенную в зоне геосинклинали, и западную, охватывающую периферию прилегающей к ней Русской платформы. Наличие Уральской складчатости обусловливает сложное геологическое строение и особенности рельефа рассматриваемой территории. Характер геологического строения региона определяет основные черты его рельефа. Восточная его часть в основном представлена Южно-Уральской горной системой, западная — восточной окраиной Русской равнины. В Западной части Башкортостана А.П. Рождественским (1971) выделены следующие крупные морфоструктуры: Стерлибашевско-Белебеевская возвышенность, возвышенность Общий Сырт, Уфимское плоскогорье (плато), Камско-Бельское понижение, Юрюзано-Айское понижение и Присакмарское понижение.
Таким образом, в геоморфологическом отношении исследованная территория Республики Башкортостан чрезвычайно разнообразна.
Абсолютные отметки колеблются от 56 м (урез воды р. Белой у впадения в Каму) до 1639 м (г. Яман-Тау) над уровнем моря. При такой разнице высот вполне естественно наличие разнообразных форм рельефа - от равнин Башкирского Предуралья до горных хребтов Южного Урала. Рельеф Предуралья в общем виде представлен сложной системой главных и второстепенных междуречий. В профиле каждого междуречья ясно различаются водоразделы, склоны, их шлейфы и долины рек. Как правило, южные и западные склоны короткие и крутые, северные и восточные — длинные и пологие. Экспозиция и крутизна склонов определяют расположение почв по элементам рельефа.
Влияние рельефа и геологического строения территории на почвообразование многообразно. В рельефе преобладают денудационные поверхности, возникшие за счет сноса, вызванного активными поднятиями земной коры и особенностями процессов выветривания в условиях умеренного, местами засушливого, континентального климата. Поэтому на больших площадях близко к поверхности залегают древние плотные породы, что препятствует развитию полнопрофильных почв.
Рельеф волнисто-увалистый, изрезанный многочисленными оврагами и речными долинами; увалистость и расчлененность возрастают от 0,5 до 2 км на км . Глубина местных базисов эрозии варьирует от 25 до 150 м. Рельеф поймы р. Демы логово-гривистый сглаженный. Сформированы здесь центральная, прирусловая и притеррасные части поймы с характерными для каждого участка аллювиальными отложениями, произрастанием влаголюбивых древесных и кустарниковых пород с пышной травянистой лесной и луговой растительностью.
Наиболее благоприятные условия для формирования почв складываются на аккумулятивных равнинах и в нижних частях пологих и слабо покатых склонов, на широких плоских поверхностях с глинисто-песчаными, иногда карбонатными породами. К таким площадям относятся Камско-Бельское понижение, речные террасы всех долин и во многих случаях нижние части северных и восточных склонов увалов в пределах указанных выше возвышенностей.
Расчлененность рельефа характеризуется следующими показателями: длина овражно-балочной сети менее 1 км/км", но на повышенных участках возрастает до 1,5-2 км/км . Следовательно, среднее расстояние между оврагами и балками обычно составляет более 1 км, а на пониженных участках - до 300-500 м. Глубина расчленения менее 100 м, уклоны большей частью менее 2, достигают на повышенных участках 7 .
Д.В. Богомолов (1954) отмечал, что в районе распространения отложений Уфимского яруса рельеф имеет равнинный характер. При наличии отложений Кунгурского яруса рельеф приобретает увалистый характер. Увалы имеют мягкие, довольно расплывчатые очертания, но с ясно выраженной асимметрией склонов: южные склоны менее сглажены, часто обрываются уступами к долинам рек; северные же склоны длинные, выровненные, полого соединяются с террасами. Климатические условия обусловливаются расположением территории в умеренных широтах, в глубине материка (Справочник ..., 1965, 1968). На территории республики И.П. Кадильников, С.Н. Тайчинов (1973) выделяют три климатические провинции — Западную равнинную, Уральскую горную и Зауральскую, отличающиеся климатическими условиями. Климат описываемой территории континентальный. Среднегодовая температура воздуха составляет +2,2С, среднемесячная температура в январе равна - 14,6 С, июля - +17,7 С. Малый вегетативный период со средней температурой более 10С составляет 134 дня, а большой вегетативный период со средней температурой более 5С - 164 дня. Ранние весенние заморозки наблюдаются 14 апреля, поздние — 3 июня; ранние осенние заморозки отмечены 10 сентября, поздние -3 июня. Средняя продолжительность безморозного периода составляет 137 дней с абсолютным максимумом в июле +39С, минимумом - -44С в декабре. Сумма положительных температур колеблется в пределах 1800 -2400С.
Лесоводственная характеристика дубовых насаждений
Среди лесных богатств Башкортостана важное место занимают твердолиственные леса, дающие ценную древесину для удовлетворения потребностей народного хозяйства. Среди твердолиственных пород наиболее ценной из них является дуб черешчатый. Его древесина пользуется неограниченным спросом у населения. Дубовые насаждениями выполняют почвозащитные, водоохранные и мелиоративные функции. Распространение любой древесной породы, как и любого вида растительности, вообще, тесно связано с определенными условиями внешней среды, которые отвечают биоэкологическим условиям. Современный ареал дуба определяется сложившимися к настоящему времени условиями рельефа, климата, почвы, растительности и антропогенным воздействием.
Дуб (Qurcus L.) относится к семейству буковых. В лесах Башкортостана растет дуб черешчатый (Qurcus robur L.) — однодомное в наших условиях дерево с опадающими к зиме листьями. Плоды-желуди, односемянные, окруженные, а в нижней части, сильно разросшейся плюской; созревают к осени в год цветения и опадают на землю, отделяясь от плюски (Харитонович, 1968; Лесная энциклопедия, 1986).
Дуб относится к древесным породам - долгожителям. Он доживает до 500-600 лет, а в отдельных случаях до 1000 лет. Дерево первой величины, достигающее в лучших условиях высоты 40-50 м и 1-1,5 м толщины. К плодородию почвы дуб предъявляет высокие требования, но может расти и на почвах, различающихся по физическому, химическому составу, по увлажнению и т.д. Это свидетельствует о способности дуба удовлетворительно использовать необходимые питательные вещества в формах, трудно доступных для других древесных пород, что связано с особенностями строения его корневой системы. Корневая система дуба — мощная, хорошо развитым пластичным стержневым корнем, от которого отходят боковые корешки и большое количество мелких корней. Не редко стержневой корень доходит до глубины 10 м, что позволяет ему получать влагу из глубоко расположенных грунтовых вод. Однако наибольшая масса физиологически активных корней размещается в верхнем горизонте почвы (40 - 50 см).
В республике Башкортостан по данным учета лесного фонда площадь дубовых лесов составляет 276,9 тыс. га, из них высокоствольные занимают — 12,7 тыс. га с общим запасом 1,54 млн. м3, низкоствольные - 264,2 тыс. га, с общим запасом 31,9 млн. м и находятся они в Предуралье и на западных склонах Урала, поднимаясь до абсолютных отметок в 600 м, а на самой южной его оконечности - до 800 м. Средний класс бонитета высокоствольного дуба составляет 111,3, а низкоствольного - III, 7. Средняя полнота дубрав составляет 0,64 (Конашова, 2004).
Для дуба в Башкортостане, где проходит восточная граница его ареала, климатические условия слишком суровы. Это приводит к повреждению дубовых насаждений морозом. Наблюдающиеся в республике засухи также губительны для дубрав. В то же время часть деревьев в насаждениях и даже целые насаждения совершенно не пострадали от морозов и засухи. При этом работы по созданию лесосеменной базы, технологии закладки лесных культур и выращивания сеянцев дуба в питомниках разработаны слабо.
Дуб, как и все виды растительности, предъявляет определенные требования к условиям внешней среды - свету, теплу, элементам минерального питания, составу воздуха. Эти условия могут быть оптимальными, когда данный вид имеет все необходимое для жизни, т.е. для роста, развития и размножения. При отсутствии, каких-либо из перечисленных условий, происходит замедление жизненных процессов, или же гибель. В большинстве шкал оценки светолюбия древесных пород дуб занимает среднее место между светолюбивыми и теневыносливыми породами, но ближе к светолюбивым. Дуб относится к сравнительно теплолюбивым породам. Он чувствителен к заморозкам, особенно к поздним весенним, от которых страдает даже в южных районах своего ареала.
К плодородию почвы дуб предъявляет довольно высокие требования, но может расти на разнообразных физического и химического составов, различающихся довольно по увлажнению и степени оподзоливания. Это свидетельствует о способности дуба удовлетворительно использовать необходимые питательные вещества в формах, труднодоступных для других древесных пород, что связано с особенностями строения корневой системы.
Проф. М.К. Ткаченко (1939) писал, что дуб растет в довольно разнообразных почвенных условиях: на сухих каменистых склонах гор, на солонцеватых почвах, черноземах, скрытно-подзолистых почвах, на иловато-перегнойных почвах пойм, на редзинах, залегающих по меловым склонам, на песках и т. д.. Дуб не мирится только с кислыми, грубогумусными почвами, злостными солонцами и солончаками.
Однако, как отмечают другие исследователи, успешный рост дуба наблюдается только на свежих или влажных, глубоких, достаточно богатых почвах: на лесных суглинках, деградированных черноземах, аллювиальных почвах пойм и долин. Дуб относится к растениям микотрофного типа питания: у него на корнях имеется микориза (грибокорень). При помощи, которой усиливается питание дуба минеральными веществами из почвы и азотом их органического вещества почвы, в свою очередь, растение, на корнях которого имеется микориза, снабжает его углеродами (Лосицкий, Цымик, 1972; Лосицкий, 1981).
В тоже время, работы по созданию постоянной лесосеменной базы на селекционно-генетической основе, технология закладки лесных культур и выращивания сеянцев дуба в питомниках разработаны слабо.
Последние десятилетия исследованиям дубрав предавали второстепенное значение без учета лесорастительных свойств почв. Не проводятся работы по селекционной оценки насаждений, по усовершенствованию технологии выращивания сеянцев и саженцев в питомниках с оптимальными биометрическими показателями.
В настоящее время наблюдается деградации лесонасаждений и лесных почв республики (Чурагулов, 1999). Поэтому всесторонняя характеристика насаждений, оценка лесорастительных свойств почв в целях выявления и выделения устойчивых форм дуба черешчатого для создания постоянных лесосеменных участков и лесосеменных плантаций для сбора желудей, для создания лесных культур на селекционно-генетической основе в условиях Башкирского Предуралья, является весьма актуальной и продиктовано потребностью производства.
Установлено, что под воздействием негативных факторов: климатических, биологических, антропогенных происходит закономерное сокращение площадей дубрав. По имеющимся сведениям за последние тридцать лет, общая площадь дубрав в лесхозах Агентства лесного хозяйства по РБ сократилось, например, если в 1966 г. дубовые насаждения занимали 606,3 тыс. га, то к 1993 г. - 321,9 тыс. га. Тенденция уменьшения дубовых лесов к настоящему времени сохраняется (Копылов, Латыпов, 2006).
Дубовые насаждения и почвенный покров изучались в 7-ми лесхозах в районе широколиственных лесов Левобережной лесостепи: Уфимский, Аургазинский, Уфимский лесхоз-техникум, Вельский, Спецлесопаркхоз, Кармаскалинский, Чишминский. Эти лесхозы занимают общую площадь 133010 га, в том числе дуб высокоствольный 547 га, дуб низкоствольный -16831 га. Произрастают дубравы большими массивами и колками. Выделяются как чистые, так и смешанные дубовые насаждения.
Черноземы оподзоленные
Черноземы оподзоленные наряду с темно-серыми лесными почвами подробно изучены в дубовых насаждениях, произрастающих в Аургазинском, Кармаскалинском, Уфимском лесхоз-техникуме. Для более подробной характеристики морфологических особенностей оподзоленных черноземов приведем описание разреза 15, заложенного в квартале №128 Аургазинского лесхоза Толбазинского лесничества, в 180 м на юг от северной границы квартала №128 и в 1 км на северо-восток от квартального столба 128/127. Рельеф - слабо-волнистая водораздельная равнина с незначительным уклоном 1-2 гр. южной экспозиции. Угодие - естественные насаждения дуба низкоствольного. Характеризуются они средним составом 9Дн1Б ед. Ос, полнота 0,6 производительностью III бонитета, возрастом 50 лет, средней высотой 15,5 м, диаметром 20 см. Насаждение относится к ослабленной категории. А0 Лесная подстилка из полуразложившихся листьев и растительных 0-2 см остатков; Ai Темно-серый, тяжелосуглинистый, зерна прочные, слегка 2-35 см уплотнен, свежий, много корней древесной и травянистой растительности, переход заметный; В, Бурый с желтовато-охристым оттенком, глинистый, 45-90 см среднеореховатый, слабая присыпка Si02, сильно уплотнен, среднеувлажнен, редкие корни растений, переход заметный; ВіСк Желто-бурый, глинистый, крупноореховато-призматический, 90-125 сильно уплотнен, средне увлажненный, единичные корни см древесной растительности, встречаются карбонатные белоглазки, слабо вскипает от действия 10% соляной кислоты, переход постепенный; Ск Желто бурый с белесоватостью от карбонатов в виде прожилок, 125-170 примазок и мелкого известкового щебня, глинистый, комковатый см до бесструктурного, менее уплотнен, слабо увлажнен, бурно вскипает от 10% соляной кислоты. Профиль изрыт земляной фауной, имеются кротовины. Генетический профиль оподзоленных черноземов представлен следующими горизонтами: А0(2)+А,(35)+А2В(10)+В,(34)+В2(35)+ВС(30). Верхняя граница почвообразующей породы отмечена со 125 см.
Мощность гумусового горизонта колеблется в незначительных пределах от 43 до 46 см в среднем 45 см, что необходимо учитывать при проведении агротехнических мероприятий. Почвообразующая порода появляется в среднем с глубины 120 см. Рассмотренные морфологические особенности и гранулометрический состав оподзоленных черноземов находятся в тесной связи с их химическими свойствами (табл. 5.14). Реакция почвенной среды в горизонте А] колеблется от сильнокислой до среднекислой (рН солевой равен 4,26-4,90). В горизонте А2В она еще кислее (рН солевой - 3,90-4,14), а в ниже лежащих слоях наблюдается тенденция к подщелачиванию рН слоя В1Ск на глубине 100-110 равна 7,05 (ПП,Р.15). Гидролититческая кислотность в слое А](2-35 см) варьирует в пределах 9,64-14,5 мг—экв. на 100 г почвы, вниз по профилю резко уменьшается. Степень насыщенности основаниями в гумусовом горизонте А] колеблется в довольно широких пределах (75,5-94,9%). Самые высокие величины на 1111, Р. 16, и самые низкие - на ПП, Р. 17 - 75,5. Агрохимические показатели оподзоленных черноземов приведены в табл. 5.15. Из данных, приведенных в табл. 5.15, видно, что черноземы оподзоленные тучные характеризуются значительным содержанием гумуса. В верхнем 2-35 см слое гумусового горизонта содержание его колеблется в пределах 8,6-15,5%. Наблюдается резкое падение содержание гумуса вниз по профилю на глубине 60-70 см составляет 2,53-3,3%. Содержание подвижных форм фосфора в горизонте А] (2-3,5см) по (Чирикову) колеблется в пределах 1,2-1,6 мг/ 100 г почвы. Степень обеспеченности очень низкая. Наблюдается незначительное увеличение его вниз по профилю. Обеспеченность подвижными формами калия в слое А] (2-35 см) средняя, составляет 7,8-10,2 мг на 100 г почвы. Наблюдается также увеличение его содержания вниз по профилю. Таким образом, черноземы оподзоленные тучные среднемощные тяжелосуглинистого гранулометрического состава обладая высоким содержанием гумуса, относительно высокой степенью насыщенности основаниями, характеризуются так же низким содержанием подвижных форм фосфора, низким, средним содержанием калия, сильно кислой реакцией почвенного раствора.
Аллювиальные почвы под лесами занимают незначительную площадь. В отличие от почв междуречий они развиваются под влиянием не только зональных факторов почвообразования, но и деятельности рек (под воздействием аллювиальных процессов). Сочетание зональных условий с пойменными и аллювиально-аккумулятивными определяет большое разнообразие и сложность генезиса пойменных почв. В зависимости от продолжительности затопления, степени развития лугового процесса и степени проявления зональных признаков почвообразования формируются разные подтипы аллювиальных почв. Учение о почвообразовании в поймах рек было впервые разработано В.Р. Вильямсом (1948). Дальнейшее изучение почвенного покрова в поймах связано с работами В.И. Шрага (1954), Д.Г. Виленского (1955), С.С. Соболева (1966) и других. Подробное описание аллювиальных луговых почв Башкирии изложено в монографии М.М. Туровцева, М.М. Мери нова (1957), а также в работах Р.Ш. Кашапова, Б.М. Миркина (1968); взаимосвязи с лесной растительностью У.И. Янбухтин, Л.Ш. Янбухтина, З.С. Чурагулова (1974), Ф.Х. Хазиева и др. (1995). В обследованных участках Демского, Затонского лесничеств Уфимского лесхоза выделены аллювиальные, аллювиальные пойменные ореховато-зернистые, аллювиальные луговые черноземовидные оподзоленные почвы.
