Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса 8
1.1. Влияние почвенно-грунтовых условий на продуктивность насаждений 8
1.2. Изученность лесорастительных свойств почв Предкамья Республики Татарстан 16
1.3. Решение вопросов установления взаимосвязей продуктивности и особенностей роста древостоев с почвенно-грунтовыми условиями методами математического моделирования 22
2. Природные условия предкамья республики Татарстан 28
3. Программа, объекты, методика и объем исследований 47
3.1. Программа и объекты исследования 47
3.2. Методика и объем исследований 49
4. Характеристика объекта исследования 57
4.1. Лесоводственно-таксационная характеристика искусственных древостоев сосны и ели 57
4.2. Характеристика почв искусственных древостоев сосны объекта исследования 66
4.3. Характеристика почв искусственных древостоев ели объекта исследования 79
4.4. Особенности накопления зольных макроэлементов в древесине культур сосны и ели в разных типах лесорастительных условий 91
5. Особенности роста и продуктивность искусственных насаждений сосны и ели 98
5.1. Взаимосвязь показателей продуктивности искусственных насаждений сосны и ели с факторами почвенного плодородия 98
5.2. Особенности роста искусственных насаждений сосны и ели 102
Выводы 121
Рекомендации 123
Список использованной литературы 124
Приложения 145
- Изученность лесорастительных свойств почв Предкамья Республики Татарстан
- Решение вопросов установления взаимосвязей продуктивности и особенностей роста древостоев с почвенно-грунтовыми условиями методами математического моделирования
- Природные условия предкамья республики Татарстан
- Особенности накопления зольных макроэлементов в древесине культур сосны и ели в разных типах лесорастительных условий
Введение к работе
Актуальность темы. Лесные насаждения, как возобновляемый ресурс являются динамичной биогеоценотической системой, стабилизирующей среду обитания человека. Повышение продуктивности и биоразнообразия лесов способствует усилению его защитных и средообразующих функций. Современные взгляды на устойчивое, рациональное и неистощительное лесопользование, нашедшие отражение в Федеральной целевой программе «Леса России» (1997) и «Концепции устойчивого управления лесами Российской Федерации» (1998), подтверждают неизменную актуальность вопросов повышения продуктивности насаждений.
Плодородие почв, являясь основой производительности лесов, в лесоведении до сих пор не получило математически обоснованных моделей, на которые можно было бы опираться при проведении мероприятий по оптимизации продуктивности создаваемых лесных культур сосны и ели. Отсюда возникает острая необходимость комплексного исследования и моделирования роста и продуктивности искусственных древостоев в связи с почвенно-экологическими условиями. Решение этой задачи может обеспечить в лесном хозяйстве наиболее рациональный состав и форму насаждений в конкретных почвенно-экологических условиях при этом максимально увеличив их экологическое и сырьевое значение.
Цели и задачи исследований. Основная цель диссертационной работы заключается в установлении взаимосвязей искусственных древостоев сосны и ели с почвенно-экологическими факторами в условиях Предкамья Республики Татарстан и моделировании их роста и продуктивности.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
- в порядке рекогносцировочного обследования лесов Предкамья подобрать типичные для района исследования искусственные насаждения сосны и ели
в качестве объектов для изучения особенностей роста и продуктивности путем закладки пробных площадей (ПП);
- изучить на ПП л есоводственно-таксационные показатели и особенности
роста искусственных древостоев сосны и ели;
Ф - исследовать почвенно-экологические условия произрастания культур сосны
обыкновенной (Pinus sylvestris L.) и ели обыкновенной (Picea abies (Karst.))
*
в Предкамье Республики Татарстан;
выявить и смоделировать взаимосвязи продуктивности и роста культур сосны и ели с почвенно-экологическими факторами их произрастания;
установить особенности хода роста, исследуемых древостоев используя функции роста Митчерлиха..
Научная новизна работы. Впервые для условий Предкамья Республики
^ Татарстан на почвах ряда «бурых лесных» изучены л есоводственно-
таксационные показатели искусственных древостоев сосны и ели; исследованы и смоделированы взаимосвязи между показателями почвенного плодородия и продуктивностью древостоев; на основании анализа математических моделей выявлены особенности хода роста лесных культур в различных почвенно-экологических условиях; проведено сравнение результатов моделирования таксационных показателей по функциям роста Митчерлиха с данными таблиц хода роста для искусственных насаждений сосны и ели по типам лесорастительных условий.
Практическое значение заключается в выявлении основных почвенно-экологических факторов, играющих ведущую роль в формировании высокопродуктивных искусственных древостоев; создании моделей связи между продуктивностью культур сосны и ели с почвенно-экологическими факторами, что является необходимым условием эффективного использования потенциала естественного плодородия почв в целях выращивания высокопродуктивных и ус-уг тойчивых искусственных насаждений в конкретных лесорастительных условиях. Результаты разработок внедрены в производство и учебный процесс.
Положения выдвигаемые на защиту:
1. Оценка почвенно-экологических факторов произрастания высокопро
дуктивных искусственных насаждений сосны и ели.
2. Особенности роста и продуктивность искусственных древостоев сосны
aj и ели, в условиях Предкамья Республики Татарстан,
3. Математические модели взаимосвязи факторов почвенного плодородия
и роста древостоя.
Обоснованность выводов и достоверность. Сформулированные в диссертации научные положения, выводы и рекомендации обоснованы теоретическими решениями и экспериментальными: данными, полученными в работе. Они базируются на достаточном объеме экспериментального материала, обработанного при использовании современных методов математической статисти-
"f ки, с получением математических моделей, использование которых возможно в допустимых пределах критериев достоверности, адекватности и корректности уравнений.
Личное участие автора. Работа выполнена на кафедре экологии, почвоведения и природопользования МарГТУ. Автору принадлежит постановка проблемы, разработка программы и методики исследований, и ее выполнение. Исследования и сбор материала в лесу, лабораторный анализ образцов лесной подстилки и почв, получение в камеральных условиях лесоводственно-таксационной характеристики искусственных древостоев сосны и ели на ПП, систематизация, анализ, обработка, интерпретация результатов исследований, разработка рекомендаций выполнены непосредственно автором. Полевой материал собран автором в период с 1999 по 2002 гг.
Апробация. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава МарГТУ (2001,2002,2003).
$4 Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ.
Структура и объем. Диссертация изложена на 159 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, выводов и рекомендаций, списка использованной литературы и приложений, иллюстрирована 15 таблицами, 17 рисунками. Список литературы включает 230 наименований, в том числе 13 на иностранном языке.
За содействие при проведении исследований по теме диссертации автор выражает благодарность директорам и персоналу лесохозяйственных предприятий на территории которых проводились исследовательские работы.
В процессе выполнения работы автор получал консультации от докторов с.-х. наук, проф. Верхунова П.М., проф. Черных B.JL, проф. Денисова С.А., д.б.н., проф. Демакова Ю.П., д.т.н., проф. Мазуркина П.М., кандидатов биол. наук Захарова К.К., Шарафутдинова Р.Н., Туева А.С, Митяковой И.И., Нуреева Н.Б., к.х.н. Осиповой В.Ю. за что автор выражает им глубокую признательность. За помощь в проведении анализов почвенных образцов и ценные советы автор выражает благодарность инженеру кафедры Шумаевой Е.А.
Особую признательность и глубокую благодарность автор приносит своему учителю, наставнику и научному руководителю дх.- х.н., проф. А.Х. Газизуллину за руководство, ценные советы и повседневную помощь при выполнении работы.
Изученность лесорастительных свойств почв Предкамья Республики Татарстан
Задача создания высокопродуктивных насаждений желаемого состава должна быть увязана с изучением естественных условий произрастания леса и их влиянием на продуктивность и состав древостоев. Знание почвенного покрова и отношения к нему древесных пород является основой при разработке лесово-дственных и лесокультурных мероприятий на территории лесхозов. Исследованием почвенного покрова Республики Татарстан занимались многие ученые и почвоведы производственники.
Первыми исследователями почв Казанской губернии были СИ. Коржин-ский (1887, 1892), Р.В. Ризположенский (1887,1903), А.Я. Гордягин (1889, 1921, 1922). В последующие годы исследованием почв республики руководил академик И.В. Тюрин (1922, 1930 1933а, 19336). На уровне биогеоценоза вопрос о тесном взаимоотношении роста и продуктивности древесных пород с рядом показателей свойств почв в литературе в общем освещен достаточно подробно. Отмечается большая зависимость породного состава и продуктивности древо-стоев от гранулометрического состава почв (Морозов, 1949; Зайцев 1931, 1964; Ткаченко 1952; Зонн, 1954,1966,1983; Зонн и др., 1966); от строения почвенного профиля и содержания элементов питания (Зонн 1954; Ремезов 1953, 1965; Газизуллин, и др. 1988,1996); типа и запасов гумуса (Чертов, 1981). Для оценки плодородия лесных почв предлагается использовать (Мигунова, 1978) обеспеченность почвообразующих пород соединениями фосфора и калия, определяемыми по методу К.Е, Гинзбург.
Последние подробные исследования почвенно-груктовых условий лесов региона провел А.Х. Газизуллин (1993, 1995, 1997, 2000), который впервые выделил среди всего большого разнообразия их типов в условиях Предкамья коричнево-бурые, бурые лесные и другие типы, виды и разновидности почв ряда бурых лесных.
В условиях Среднего Поволжья решающее влияние на лесорастительные свойства почв оказывают: мощность и строение почвенного профиля, гранулометрический и минералогический состав; характер и мощность лесной подстилки и форма органического вещества; мощность и степень выраженности гумусового и подзолистого горизонтов; уровень грунтовых вод; наличие оглеения, его выраженность и глубина; содержание обменных оснований; обеспеченность основными элементами питания (Газизуллин и др., 1980; Шарафутдинов, 1998).
В процессе исследований почвенного покрова Среднего Поволжья было установлено, что в автоморфных условиях почвам, формирующимся под пологом широколиственных и смешанных хвойно-лиственных фитоценозов на пермских красноцветных отложениях, более всего характерны процессы буроземооб-разования. Это обусловлено богатством минералогического состава пермских отложений, особенно оксидами железа и карбонатами кальция, а также значительным биоклиматическим потенциалом природных ландшафтов. В результате обеспечивается высокая продуктивность лесных биогеоценозов и интенсивный биологический круговорот веществ, то есть создаются необходимые предпосылки для буроземообразования и формирования бурых лесных литогенных почв. Литогенность бурых лесных почв, сформировавшихся на красноцветных пермских отложениях, бесспорна, и она проявляется как под лесными формациями, так и под сельскохозяйственными угодьями. Тип бурых лесных почв объединяет большую группу почв, которые несмотря на сходство морфологических и химических свойств, имеют существенные различия, определяемые неоднородностью природных условий. Исходя из того, что к одному генетическому типу относятся почвы,-развивающиеся в однотипно сопряженных биологических, климатических и гидрологических условиях, на определенной группе почвообразующих пород, и, учитывая специфические особенности бурых лесных почв, сформировавшихся на пермских красноцветных отложениях, в биоклиматических условиях Среднего Поволжья, эти почвы были отнесены к коричнево-бурым лесным и выделены в качестве самостоятельного типа (Газизуллин и др., 1997).
При анализе экологических условий следует выделить несколько важных аспектов, определяющих специфику почвообразования и на двучленных наносах. При формировании почв под лесом на песках и супесях, подстилаемых породами более тяжело/о гранулометрического состава, в условиях хорошего дренажа создается относительно благоприятный водно-воздушный режим. Подстилающая порода служит водоупором, а верхняя рыхлая толща, обладая хорошей водопроницаемостью, впитывает в себя много влаги и препятствует чрезмерно му ее испарению, что имеет большое значение для водообеспечения растений и хода процессов почвообразования в районах с неустойчивым увлажнением.
А.Х. Газизуллин (1997) подчеркивает, что присутствие в корнеобитаемой толще богатых элементами зольной пищи подстилающих горных пород обеспечивает потребность в ней требовательных к минеральному питанию древесных и кустарниковых пород, которые, в значительном количестве извлекают из глубоких слоев биоф ильные элементы. Опад широколиственных пород и травяной растительности неморальной группы, богатый зольными элементами и особенно кальцием, имеет слабокислую или близкую к нейтральной реакцию, благоприятную для жизнедеятельности почвенной микрофлоры и фауны, особенно дождевых червей, способствующих быстрому разложению опада и ускорению круговорота зольных элементов и азота. Кроме того, отсутствие застойного увлажнения при хорошем дренаже препятствует процессам оподзоливания и оглеения и в то же время способствует внутрипочвенному оглиниванию и аккумуляции в почве продуктов почвообразования. Однако, при плохом дренаже, особенно в плоских понижениях и в более северных районах, на двучленных наносах нередко создаются условия для избыточного увлажнения, которое сопровождается усилением в почве восстановительных процессов и связанных с ними процессов оглеения и оподзоливания.
Решение вопросов установления взаимосвязей продуктивности и особенностей роста древостоев с почвенно-грунтовыми условиями методами математического моделирования
Целью исследований методами математического моделирования является определение поведения изучаемого объекта, явления, системы, то есть анализ хотя бы отдельных реальных процессов математическими методами. Атрибутом метода математического моделирования является построение конкретной, действующей математической модели, свойства и соотношения которой подобны свойствам и соотношениям изучаемой системы. Такая модель позволяет имитировать функционирование системы, ее естественный процесс - последовательную смену состояний системы во времени (Кравченко, 1972).
Таким образом, по Г.Л. Кравченко (1972), метод математического моделирования является важным средством исследования биологических явлений в лесу, в частности, роста и развития древесных пород.
Проблема изучения роста и развития древесных пород является одной из центральных в лесоводственных науках. По сути дела все лесоводственные и таксационные исследования сводятся в конце концов к ней, поскольку успешность решения задач рационального использования ресурсов леса, эффективность управления продуктивностью и устойчивостью лесных экосистем полностью зависит от степени ее изученности. Познание процесса роста деревьев, выделяющихся среди растений особым долголетием, интересно также и тем, что позволяет ретроспективно восстановить и проанализировать динамику взаимодействия сил в системе «организм - среда» на очень большом временном отрезке, изученную пока крайне слабо. Кривые динамики параметров таксационных показателей древостоев во времени и созданные на их основе математические модели — важнейшие лесоводственные нормативы, позволяющие оценивать текущее состояние насаждений и корректировать ход их развития в нужном для человека направлении (Алексеев, 1988),
По мнению Ю.П. Демакова (2000), математические модели позволяют не только описывать течение природных процессов, но и глубже их анализировать. Для познания процесса роста древостоев, представляющего собой одно из важнейших явлений динамики лесных экосистем, в полной мере приложимы законы кинематики, рассматривающие общие свойства и качества движений материальных объектов с геометрической точки зрения. Полное представление о течении процесса во времени, согласно положений этой науки, может быть получено лишь в результате анализа динамики трех параметров движения: пути, скорости и ускорения. Основным интегралом движения является путь, пройденный объектом за определенный отрезок времени. Скорость является первой производной функции пути, а ускорение — второй производной. Следовательно, выразив математическую динамику пути как функцию от времени, можно легко аналитическим путем найти функцию скорости и ускорения. Применительно к процессу роста древостоев динамика пути представляет собой процесс увеличения размеров деревьев; первая производная этой функции - динамика текущего годичного прироста.
На необходимость изучения закономерностей формирования и строения древостоев, позволяющих выявить пути повышения продуктивности и качества лесов указывают АЛ. Поляков и др. (1986). Строение древостоев, в то же время, является теоретической основой учета лесного и лесосечного фондов с помощью справочно-нормативных материалов. Математическое выражение закономерностей строения древостоев по основным таксационным показателям позволяет проследить количественную и качественную статику и динамику древостоев, и направить их рост и развитие с помощью отдельных хозяйственных мероприятий.
С привлечением ряда показателей почв и применением современных математических методов обработки материалов выявлены закономерности продуктивности древостоев (Зеликов, 1971; Вайчис и др., 1972, 1989; Лосицкий и др., 1980, Чертов, 1981 и др.). С применением методов математического моделирования установлена зависимость продуктивности сосновых насаждений на песчаных почвах от глубины залегания грунтовых вод и других показателей..
Модели продуктивности древостоев сосны и ели в зависимости от гранулометрического состава почв, рН, гумуса, содержания фосфора и калия рассчитали А.Р. Родин и др. (1974); от мощности подстилки и торфа, содержания физической глины, «индекса плодородия», то есть произведения общего азота на сумму обменных оснований рассчитаны модели продуктивности лесных земель О.Г. Чертов (1981).
Ход роста организмов довольно сложен и описать его с высокой точностью какой-либо одной достаточно простой математической функцией вряд ли возможно. Его не следует рассматривать ни как полностью детерминированный, ни как полностью стохастический процесс. К росту, скорее всего, следует подходить как к процессу виртуальных (возможных) перемещений системы, протекающих исходя из имеющихся связей, причинно-следственных отношений, определенных вариаций параметров среды и ряда биологических ограничений.
Большинство математических описаний изменения биомассы единичного растения и в сообществах (Кивисте, 1988) основано на ростовых функциях, поскольку нарастание массы одного индивидуума и целой группы представляет аналогичный процесс (период интенсивного увеличения прироста сменяется его снижением, постоянным снижением до нуля). Ростовые функции основываются на кривых роста.
Отмечается, что наиболее простой формой роста является «чистый» экспоненциальный рост всей массы растения с относительной скоростью к. Масса растительной особи в любой момент времени определяется по формуле: Wt=Woe , где к — постоянная относительная скорость роста, t — время, протекания с начала наблюдения, когда масса особи была Wo, е — основание натурального логарифма. Обычно растение и каждый его орган проходит через большой период роста, затем интенсивность роста снижается. Отмечается, что до сих пор не существует адекватных математических моделей, достаточно точно описывающих эти явления, однако в ряде случаев некоторые ростовые функции дают достаточно хорошее приближение. Это t(W)=ln(b)±kt, где +kt относится к неограниченному росту, - kt относится к кривым с ограниченным ростом; b и к — константы; t - время; W — масса растения (Демаков, 2000).
Природные условия предкамья республики Татарстан
При изучении природных ландшафтов, в том числе и лесных биогео ценозов, неотъемлемой частью является исследование природных условий конкретного района, выступающих в свою очередь в качестве экологических условий почвообразования. Познание последних необходимо также при физико-географической и естественноисторической характеристике исследуемых регионов. Известно, что к экологическим условиям почвообразования относятся; климат, рельеф местности, почвообразующие породы, гидрографические условия, живые организмы (зеленые растения, микроорганизмы и животные, населяющие почву), которые рассматриваются с эколого-эволюционных позиций. Наряду с данными природными факторами выделяется еще один важный фактор - производственная деятельность человека. Сочетание указанных факторов определяет интенсивность и направление почвообразовательных процессов. Наиболее полно взаимодействие экологических условий почвообразования отражается в формировании и развитии почв лесных биогеоценозов, характеризующихся естественным ходом почвообразовательных процессов и полноценным строением профиля.
Географическое положение. Республика Татарстан расположена в восточной части Восточно-Европейской равнины, по среднему течению р. Волги и нижнему течению р. Камы и входит в Среднее Поволжье (рис. 1). Координаты республики: 5358 - 5639 с.ш. и 4715 - 5418 в.д. протяженность республики с севера на юг 290 км с запада на восток - 460 км, ее общая площадь составляет 67,8 тыс. кв. км. На севере она граничит с республикой Марий Эл, Кировской областью и республикой Удмуртия, на востоке с рес Долины рек Волги и Камы делят территорию республики на крупные физико-географические части: Предволжье - к западу от Волги, Предкамье к востоку от Волги и к северу от Камы и Закамье к югу от Камы. В свою очередь Предкамье делится на Западное и Восточное граница между ними проходит по р. Вятке. Закамье также делится на Западное и Восточное, с границей по р. Шешме.
Южнее области Вятского Увала на территории Республики Татарстан расположено Предкамье. К Предкамью относится около одной трети (32,5%) территории республики, расположенной восточнее р. Волги и севернее р. Камы. Оно представляет собой пермское возвышенное плато основного водораздела Волги, Вятки и Камы с развитым эрозионным ландшафтом. Абсолютные высоты территории колеблются от 170 до 190 м, достигая местами более 200 м. Вследствие ассиметрии восточные склоны водораздела круто обрываются к р. Вятке, а западные постепенно опускаются к р. Волге. Эти склоны притоками Волги, Камы и Вятки расчленены на водоразделы второго порядка. Последние в свою очередь разрезаны многочисленными речками, балками и оврагами на водоразделы третьего порядка. Степень расчлененности нарастает к устью р. Вятки, где рельеф приобретает низкогорный характер. В западную часть Предкамья проникают отроги Вятского Увала, а восточнее Вятки — отроги Можгинской и Сарапульской возвышенностей.
Климат является важнейшим компонентом географической среды обеспечивающим поступление на поверхность суши световой и тепловой энергии солнца, а также влаги, без которых жизнь немыслима.
Протяженность территории республики Татарстан в широтном и долготном направлении сравнительно небольшая; поэтому радиационный режим здесь меняется по территории слабо. Число часов солнечного сияния около 2000. Наиболее солнечным является период с апреля по август. Территория республики характеризуется умеренно-континентальным климатом с теплым летом и холодной зимой. Средние годовые температуры, в зависимости от рельефа, высоты места и облачности, изменяются от 2 С до 3 С выше нуля. Самым теплым месяцем является июль (температура 18-20 С), самым холодным — январь (средняя месячная температура 13-14 С ниже нуля). С апреля по октябрь средние месячные температуры воздуха положительные, с ноября по март — отрицательные. Длительность периода с положительными среднесуточными температурами превышает полгода, когда влага в воздухе находится в жидкой фазе, доступной для усвоения в процессе вегетации. Однако период активной вегетации, с накоплением массы органического вещества, суживается в среднем до 140-170 дней.
Важнейшим почвенно-климатическим элементом является влажность. Главный источник почвенной влаги в условиях Татарстана - атмосферные осадки. Годовое количество осадков изменяется от 360-380 мм до 500-510 мм, в среднем за год их выпадают около 440 мм. На теплый период с апреля по октябрь, когда выпадает главным образом жидкие осадки, приходится около 300 мм; в холодный период (ноябрь - март) сумма осадков составляет приблизительно 130-140 мм.
Особенности накопления зольных макроэлементов в древесине культур сосны и ели в разных типах лесорастительных условий
Из литературных данных известно, что почва как основа экотопа в значительной мере определяет макро- и микроэлементный состав произрастающих на ней растений.
Присутствие минеральных (зольных) элементов в органах растений - это результат сложных биогеохимических и физиологических взаимодействий в системе почва — растение. В связи с этим зольность является важным биогеохимическим параметром, которая характеризует состояние растения в среде его обитания и указывает на долю участия зольных элементов в создании органического вещества. Зольный состав растений во многом зависит от индивидуальной избирательной способности их поглощать химические элементы. Поэтому деревья, произрастающие в разных условиях, включают неодинаковое количество зольных элементов. Так, например, известно, что наибольшую зольность (в среднем 5-10 %) у древесных: растений всегда имеют листья, а наименьшую (в среднем 0,2-0,5 %) — древесина (Ковалевский, 1969).
Наши исследования показали, что зольность древесины сосны колеблется от 0,2 до 0,41% от массы абсолютно сухого вещества древесины. При этом следует отметить, что зольность 34-летней древесины варьирует от 0,29 до 0,49% и составляет (в среднем 0,38%), а 51-летней древесины изменяется от 0,20 до 0,32% и составляет (в среднем 0,26%). Для древесины ели зольность несколько выше, чем для сосны и ее значения для древесины ели 24-летней составляет 0,5%, в то время как для 16-летней 0,74%, что (в среднем составляет 0,58%). Это можно объяснить увеличивающейся степенью участия подвижных элементов питания фосфора, калия, кальция в росте в период их интенсивного развития, которые играют важную роль в формировании и развитии живого организма.
В целом зольность древесины хвойных пород ели и сосны согласуется с данными других авторов (Манаков, 1961; Манаков и др., 1981).
Следует иметь в виду, что поглощение химических элементов не всегда и не обязательно сопровождается его накоплением в организме. Это зависит от физиологической роли самого элемента и особенностей геохимической среды: обитания растений. Многие макро- и микроэлементы, проникнув в ткань древесины, могут играть активную роль в метаболических процессах, но могут также сохраняться в виде неактивных соединений в клетках и на клеточных мембранах (Colleft, 1988; Shacklette и др., 1984). И. Тенбел и К.Вульф установили, что в древесине сосны (Pinus silvestris L.) концентрация некоторых элементов уменьшается от более старой части древесины к более молодой это кальций, магний, марганец, цинк, алюминий, свинец и кадмий; в то время как концентрация - калия, фосфора, серы, железа, меди и никеля увеличивается (Tenbel, 1988). Исходя из особенностей строения древесины и образования ежегодного прироста, можно предположить, что, произрастающая в одинаковых условиях, древесина деревьев одного вида имеет в среднем одинаковые показатели концентрации макроэлементов. Анализ полученных данных показал, что больше всего в древесине сосны и ели содержится кальция от 603,4-3907,8 мг/кг абсолютно сухого вещества (в среднем 2255,6 мг/кг или 0,23%); затем калия от 671,55-785,49 мг/кг абсолютно сухого вещества (в среднем 728,5 мг/кг или 0,073%) и меньше всего обнаружено фосфора от, 49,3-863,7 мг/кг абсолютно сухого вещества (в среднем 465,5 мг/кг или 0,047%). Поскольку деревья произрастают в примерно одинаковых условиях, то древесина в среднем имеет одинаковое содержание элементов питания. В целом, полученные результаты согласуются с данными таких исследователей, как Н.И. Казимиров и Р.М. Морозова (1973), Н.Д. Кожевникова и В.Н. Второва(1988). Таким образом, исследование содержания макроэлементов в древесине ели и сосны выявляет оптимальное количество важнейших элементов питания и высокую продуктивность, обеспечивающих нормальное развитие деревьев. Эти показатели представляют большой интерес, в частности при диагностике обеспеченности насаждений элементами питания. Известно, что древесная растительность активно участвует в процессах миграции и превращения различных химических соединений на поверхности Земли. По-видимому, действенность участия растительности в этом процессе зависит от количества поглощаемых элементов. Учитывая неодинаковое физиологическое значение элементов в организме можно предположить, что интенсивность их вовлечения в этот процесс не одинакова. Чтобы оценить интенсивность биологического поглощения микроэлемента, величину его содержания в растениях сравнивают с содержанием в почве, из которой этот элемент поступает. Также сравнивают кларки макроэлементов в фитомассе и земной коре. Этот параметр А.И. Перельман (1975) назвал коэффициентом биологического поглощения (КБП). Для определения степени биоаккумуляции фосфора, калия, кальция, древесиной хвойных деревьев сосны и ели нами были определены содержания подвижных форм этих элементов в корнеобитаемом слое почвы на 10 пробных площадях.
Похожие диссертации на Особенности роста и продуктивность древостоев искусственных насаждений сосны и ели в разных почвенно-экологических условиях Предкамья Республики Татарстан
