Введение к работе
Актуальность проблемы. Повышение продуктивности лесов является одной из важных и трудных проблем современного лесоводства. Главная задача сводится к повышению продуктивности основного компонента леса — древостоя. Одно из направлений по повышению древесной продуктивности — ускорение роста лесов путем воздействия иа условия их произрастания, в том числе, посредством лесоосушитсльной мелиорации (Мелехов, 1989}. Теоретической базой для разработки приемов и способов управления растительным покровом является биогеоценологнчсскО'? учение. В.Н.Сукачев рассматривал изучение леса как биогеоценоза прежде всего как изучение главным образом взаимодействий, коакиий, между составляющими его компонентами и их элементами. При этом он подчеркивал, что среди взаимоотношений лесной растительности и эдасричесгагс фчкторов "особое значение, по важности для лесного хозяйства имеют гидрологические взаимодействия, которые, несмотря на многочисленные работы в этой области, еще далеко не выяснены" (Сукачев, 1972), В полной мере это относится к изучению взаимосвязей между лесной растительностью и характеристиками водного режима в условиях его искусственного регулирования. При этом методологическое значение имеет оценка вклада леесводственных и гидрологических факторов в изменение продуктивности насаждений на осу-денных лесных землях. Поэтому разработку лесоводственно-гид-эологических основ повышения продуктивности заболоченных іесов следует рассматривать как актуальную проблему гидрояе-: омел пор ации.
Необходимо отметить, что использование общих гидролесо-лелиоративных положений в данном случае ограничено ввиду :пецифических природных условий восточной части Европсй-:кого Севера (в границах Республики Коми), К ним можно от-іести особенности геологии и гидрогеологии транс формирую-цеє влияние на климат территории Уральской горной страны, ши-)Окое распространение двучленных почвообразующих пород, тредрасположенность почв в северных районах к развитию термо-сарстовых, термоэрозионных и солифлюкационных процессов и д.
Необходимо также учитывать особое значение лесного комп-іекса Республики Коми для экономики региона и Европейской [асти России и высокую заболоченность лесного фонда, составля-эщую около 40%. В условиях экстенсивного лесопользования в іаиболее доступных районах леса значительно истощены. Поэто-
„3-
му все большее значение приобратают мероприятия, направленные на перевод лесного хозяйства в регионе на принципы долгосрочного, непрерывного и неистощителъного лесопользования, в т.ч. меры по повышению продуктивности заболоченных и болотных лесов, занимающих в Республике Коми площадь около 11,7 млн.га.
Различные стороны комплекса региональных проблем, связанных с лесоосушением, неоднозначно оцениваются с хозяйст» венной и экологической точек зрения, по отдельным позициям эти оценки спорные, недостаточно их научное обоснование. Все это позволяет рассматривать разработку научных основ повышения продуктивности заболоченных лесов восточной части Европейского Севера как актуальную проблему, имеющую самостоятельное теоретическое и важное народно-хозяйственное значение.
Цель и задачи исследования. Цель исследования —разработка лесоводственно-гидрологических основ повышения продуктивности заболоченных лесов восточной части Европейского Севера, базирующихся на результатах региональных лесоводственных и гидрологшеских исследований, учете специфики природных условий территории и требований охраны окружающей среды. В со ответствии с поставленной целью в задачи исследования входило
проведение научного анализа опыта гидролесомелиорации;
изучение реакции древостоев на осушение в связи с лесорас тигельными условиями, типом леса, интенсивностью и длительностью влияния осушения;
изучение режима выпадения осадков и их интерцепции в осушенных насаждениях, динамики уровней почвенно-грунтовых вод и влажности почвы, гидротермического режима осушенных почв, зависимости стока от глубины залегания почвенно-грунто-вых вод и параметров осушительных систем;
— разработка рекомендаций по гидролесомелиоративному
районированию и обоснованию северной границы зоны целесооб
разного осушеніш, норм осушения, нормативов лесов одственнои
эффективности осушения и системы коэффициентов относитель
ной продуктивности, параметров осушительных систем, отвечаю
щих принципу максимальной продуктивности.
Научная новизна н практическая значимость работы. Развиты и усовершенствованы методики гидролесомелиоративного районирования, расчета норм осушения и параметров осушительных систем. Впервые для восточных районов Европейского Севера выполнен сопряженный анализ закономерностей и особенностей формирования режима почвенно-грунтовых вод, влажности пх№
_4-
вы и стока по каналам. Дано лесоводственно-гидрологичеекое обоснование рационального осушения избыточно увлажненных лесных земель. Предложена интерпретация комплексных факторов, определяющих изменение лесорастгаельных условий и производительности насаждений на осушенных лесных землях в связи с зональными и провинциальными различиями. Показано соотношение вклада лесоводственных и гидрологических факторов в изменчивость показателей продуктивности насаждений на осушенных лесных землях. Разработаны частные математические модели, отражающие особенности формирования водного режима почв и реакции древостоев на осушение на участках с двучленными почвообразующими породами при преобладающем атмосферном типе водного питания.
Практическая значимость заключается в научном анализе опыта лесоосушения в Республике Коми, Показано, что гидролесомелиорация здесь является главной предпосылкой вовлечения В хозяйственный оборот заболоченных и болотных; лесов, Разработана схема гидролесомелиоративного районирования территории, дано обоснование северной границы зоны целесообразного осушения лесных земель, указаны районы, где возможно проведение гидролесомелиоративных работ с учетом природоохранных требований. Рассчитаны величины текущего и дополнительного прироста в осушенных насаждениях основных типов'заболоченных лесов и коэффициенты относительной продуктивности в зоне целесообразного лесоосушения и сопредельных районах. Разработаны нормы осушения и параметры осушительных систем, отвечающие принципу максимальной продуктивности. Обоснована целесообразность выделения дополнительной градации по характеру подстилающего грунта — почв, формирующихся на двучленных отложениях.
Результаты исследований нашли практическое применение при разработке "Схемы гидролесомелноративных мероприятий на землях гослссфонда Вычегодского, Лузского бассейнов и Верхней Печоры Коми АССР", республиканской программы "Экология — 2005", конкретных проектов реконструкции осушительных систем, экспертной оценке проектов лесоосушения и районах республики. Материалы исследований использовались при оценке возможных изменений природных комплексов Севера Европейской территории страны'и их продуктивности, разработке рекомендаций по рациональному природопользованию в районах строительства промышленных объектов на территории Республики Коми.
—- 5 —
Личный вклад автора. Работа выполнена в Института биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН в процессе выполнения плановых заданий Отделом-) лесобиологических проблем Севера. Автор являлся ответственным исполнителем разделов, связанных с гидро лесомелиоративным и исследованиями, составлял программы, решал вопросы методического обеспечения, уточнял или разрабатывал методики исследований, утверждаемых в установленном порядке. Лично автором или при его непосредственном участии проводились сбор и обработка материалов, Анализ и интерпретация результатов исследований выполнены лично автором.
Государственная регистрация тем. Диссертационная тема выполнялась как раздел комплексных тем Отдела лесобиологических проблем Севера Института биологии Коми научного центра УрОРАН:
в 1982-1985 гг. — "Биогеоценотические аспекты роста и развития сосны и ели как научная основа воспроизводства лесных ресурсов на северо-востоке Европейской части СССР" (Гр 01.82. 00 91191);
в 1986-1990 гт. — "Экологические основы онтогенеза хвойно-лиственных фитоценозов в условиях средней подзоны тайги Коми АССР" (Гр 01.87. 0001932), раздел "Изучение болотообразо-вательШіі" процессов во взаимодействии с лесной растительностью и средой и разработка научных рекомендаций по повышению продуктивности заболоченных и болотных лесов".
Апробация и публикации. Результаты исследований докладывались лично или представлялись заочно на всесоюзных совещаниях и конференциях: Петрозаводск, 1985; Якутск, 1986; Сыктывкар, 1986, 1987; Москва, 1987; Свердловск, 1989; Сыктывкар, 1989; Минск, 1990; Красноярск, 1991; на региональных со-LO'.-йНкях: Архангельск, 1982, 1984, 1991; Красноярск, 1986; Сыкгьтвкар, 1988. Материалы исследований апробированы на совещаниях НТС по гидролесомелиорации: Вологда, 1985; Сыктывкар, 1988; Свердловск, 1989; Гомель, 1990; Горький, 1990; Кириши, 1992; заседании научного совета ВАСХНИЛ по проблемам таежного лесоводства — Сыктывкар; 1991.
Основные положения диссертации опубликованы в 48 работах объемом около 25 печатных листов, в том числе монография "Факторы продуктивности осушенных насаждений Европейского Северо-Востока", 7 ал, В научных работах, написанных в соавторстве, вклад автора в разработку гидролееомелиоративных положений определяющий.
На защиту выносятся: — лесоводственно-гидрологическое
обоснование путей повышения продуктивности заболоченных лесов, базирующееся на результатах исследования гидрологических взаимодействий, признании преобладающего вклада лесовод-ственных характеристик в изменчивость продуктивности мелиорированных насаждений в лесных массивах, учете физико-географических особенностей территории и требований охраны природы;
схема гидролесомелиоративного районирования, сетка линий относительной продуктивности мелиорированных насаждений и обоснование северной границы зоны целесообразного осушения в восточной части Европейского Севера;
совокупность региональных практических рекомендаций по выбору параметров осушительных систем, назначению норм осушения, оценке и прогнозу лесоводственной эффективности осушения хвойных древостоев.
Структура работы. Диссертация изложена на 391- стр. маши
нописного текста, состоит из введения, 7 глав, выводов, списка
литературы (350 источников на русском языке, 60 на иностран
ном). В приложении помещены характеристики опытных объек
тов, водного режима почв, зависимости между отдельными так
сационными показателями, расчетные данные о приросте древе
сины в насаждениях на осушенных лесных землях, характеристи
ка погодных условий в 1982-1986 гг. по данным метеостанций
г.Сыктывкара, документы, подтверждающие внедрение резуль
татов исследований. '
