Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса (обзор литературы по теме диссертации) 6
1.1. Значение горных лесов 6
1.2. Леса Северной Осетии 7
1.3. Анализ хозяйственной деятельности 10
1.4. Клен Траутветтера. Изученность кленовых лесов 11
2. Программа и методика исследований 25
2.1. Объекты исследования 25
2.2. Методика исследований 25
3. Особенности структуры высокогорных кленовников и роль различных факторов в их формировании 29
3.1. Роль рельефа и климата в формировании кленовников 29
3.1.1. Влияние рельефа на структуру кленовников 29
3.1.2. Влияние климата на формирование кленовников 34
3.1.3. Влияние погодных условий на радиальный прирост ствола 42
3.2. Структура высокогорных кленовников 45
3.2.1 Особенности строения кленовых древостоев 48
3.3. Структура ЖНП под пологом кленовников 61
3.4. Значение почвенных условий для формирования кленовых фитоценозов 64
3.4.1. Морфологическая характеристика почв 64
3.4.2. Агрохимическая характеристика почв кленовников 69
3.4.3. Биологическая активность почв 74
3.4.4. Общая характеристика почв кленовников 75
4. Естественное возобновление клена траутветтера 78
4.1. Плодоношение клена Траутветтера, морфометрические показатели семян 78
4.2. Характеристики подроста клена, его структура и состояние 85
4.3. Вегетативное возобновление клена Траутветтера 96
4.4. Рекомендации по содействию естественному возобновлению
клена 98
5. Средообразующие значение и ресурсы кленовников... 100
5.1. Средообразующая роль высокогорных кленовников 100
5.2. Плотность древесины клена Траутветтера 101
5.3. Сокопродуктивность клена высокогорного 105
Заключение 111
Список использованной литературы 113
- Леса Северной Осетии
- Влияние рельефа на структуру кленовников
- Значение почвенных условий для формирования кленовых фитоценозов
- Характеристики подроста клена, его структура и состояние
Введение к работе
Актуальность работы. В условиях интенсивной антропогенной трансформации лесов все более острой становится проблема сохранения биологического разнообразия, устойчивости лесных экосистем и почвенного плодородия. Горные леса - особый тип растительных формаций, неразумное ведение хозяйства в которых приводит к быстрому их разрушению.
Цель и задачи исследований. Целью настоящего исследования является выявление особенностей структуры кленовников, произрастающих в верхнем поясе распространения лесов и изучение перспектив воспроизводства кленовых лесов, для сохранения биологического разнообразия и почвенного плодородия, повышения устойчивости высокогорных экосистем. Достижение поставленной цели исследования возможно при решении следующих основных задач.
1. Изучить особенности структуры кленовников в разных условиях рельефа, на разной высоте над уровнем моря, на разных почвах.
2. Исследовать возобновительный потенциал высокогорных кленовников.
3. Оценить ресурсы кленовых лесов и их средообразующую роль.
Решение поставленных задач создает основу для ведения хозяйства на принципах рационального пользования лесом, с учетом особых условий и особенностей горных лесов.
Научная новизна. На примере отдельного региона проведено комплексное изучение особенностей структуры горных кленовников, с учетом влияния комплекса различных факторов. На массовом материале, полученном на пробных площадях, а также при маршрутном обследовании, определены основные таксационные характеристики чистых и смешанных кленовников. Оценены запасы подстилки и живого напочвенного покрова.
Дана оценка перспектив использования ресурсов высокогорных кленовников, разработаны рекомендации. Определена урожайность семян и их биометрические характеристики, впервые установлен индекс листовой поверхности для данной породы, масса листьев и их размеры. Впервые для условий высокогорья определена сокопродуктивность клена. Выявлены особенности и основные причины неудовлетворительного самовозобновления клена Траутветтера. Определена плотность древесины.
Апробация работы. Результаты исследований представлялись на межвузовских, региональных и международных конференциях, семинарах и совещаниях: Пенза, 2001; Санкт - Петербург 2004.
Кроме этого о результатах исследований сообщалось на ежегодных научных конференциях преподавателей ЛТА и других вузов: Владикавказ, 2005; Владикавказ, 2001. Основные положения и результаты исследования получили положительную оценку.
Личный вклад. Автором были выполнены полевые работы в труднодоступных высокогорных условиях, проведена обработка, анализ и систематизация полученных материалов.
Предмет защиты. На основе исследований в диссертации рассмотрены, сформулированы и обоснованы следующие научные положения и рекомендации.
1. Закономерности строения высокогорных кленовников в зависимости от различных факторов.
2. Проблемы воспроизводства горных кленовников.
3. Перспективы использования высокогорных кленовников.
Леса Северной Осетии
Леса Северной Осетии-Алании (РСО-А) имеют важные почвозащитно-водоохранные, курортно-оздоровительные, рекреационные и средообразующие функции. Они - источник древесины таких ценных пород, как дуб, бук восточный, клен, ясень, ильм и др. Кроме того, в них произрастает много плодовых, орехоплодных, технических и лекарственных растений, медоносов. Буковые и дубовые леса являются местом обитания многих промысловых животных, а чистые лесные реки - местом размножения ценных видов рыб. Древесно-кустарниковая растительность верхней границы лесов служит в зимний период незаменимым кормом для тура кавказского и серны. Как свидетельствуют документальные данные и сведения старожилов, леса республики за последнее столетие претерпели значительные количественные и качественные изменения. В результате интенсивной хозяйственной деятельности (рубка, сенокошение, пастьба скота, сбор дикоплодовых, охота и т.д.) уменьшились их площади, ухудшился состав, понизилась производительность и, как следствие, значительно ослабли их защитные и средообразующие функции. Наиболее интенсивной рубке подвергались дуб, сосна и дикоплодовые. Такая же участь постигла буковые леса Кабардино-Сунженского хребта и в области Черных гор. В настоящее время лесная площадь РСО-А составляет 248,4 тыс. га, в том числе покрытая лесом - 186,6 тыс. га (75%). Общая площадь лесов распределена по фондодержателям следующим образом: Агентство лесного хозяйства - 188,6, Северо-Осетинский государственный заповедник - 29,0, сельхозпредприятия - 8,8, прочие фондодержатели - 22,0 тыс. га. Запас древесины в лесах гослесфонда составляет около 30 млн. м , в том числе спелой и перестойной - 6 млн. м3. На долю молодняков и средневозрастных насаждений приходится по площади 59%, по запасу -немногим более 54%. Главная лесообразующая порода — бук восточный, занимает около 75 тыс. га, граб - 19, береза - 13, дуб - 8, сосна - 7, ольха - 6, липа - 6, ясень - 4, ильмовые - 0,8, плодовые - 1 тыс. га. Всего же в лесах республики произрастает свыше 130 видов древесно-кустарниковых пород.
В связи с тем, что рубке подвергались в основном спелые или перестойные деревья, значительно снизился не только запас древесины, но и средний возраст насаждений. На многих участках произошла нежелательная смена бука грабом, ивой, осиной, ольхой и т. д. Если в девственных букняках средний запас древесины на 1 га составлял 500-600 м , то в настоящее время — 150-180 м . При этом произошло ухудшение генофонда и товарных качеств растущего леса, так как вырубались в первую очередь лучшие деревья. Все леса республики отнесены к I группе. Постановлением Совета Министров Северной Осетии № 130 от 09.12.1993 г. они также распределены по категориям защитности.
Покрытые лесом земли составляют 96,5% от общей площади гослесфонда, в том числе лесные культуры - 1,9%.Не покрытые лесом земли в основном представлены рединами и прогалинами. Большая часть их (70%) расположена в высокогорьях (биологические редины). Нелесные земли составляют 9,3% от общей площади земель и в основном представлены оврагами, скалами, каменистыми россыпями, угодьями и садами.
Горные леса занимают в основном Лесистый хребет и северные склоны Пастбищного, произрастая на высоте 600-1800 м над у.м. Почвенно-климатические условия даже в пределах одного вертикального пояса весьма разнообразны. Крутизна и экспозиция склонов постоянно меняются, часто высокие хребты сменяются глубокими влажными оврагами, прорезающими лесные массивы в различных направлениях. Температура воздуха на каждые 100 м поднятия в горы понижается в среднем на 0,5-0,6, а количество осадков, наоборот, увеличивается на 35-45 мм. Это накладывает свой отпечаток на видовой состав растительности и ее производительность. Девственных буковых древостоев в горных лесах осталось менее 10% от их общей площади.
В составе горных лесов, кроме бука, встречаются граб, липа, ясень, клены, берест, черешня, груша, яблоня, ива. На пониженных и увлажненных местах - ольха, осина и ива. Очень редко можно встретить ель и пихту, а также такие реликты, как хмелеграб и тис. Дуб, как правило, встречается на южных склонах, причем местами образует древостой со своим господством. Из кустарников в данной зоне преобладают: лещина, бересклет, крушина, бузина, свидина, бирючина, жимолость, рододендрон желтый (азалия); из плодовых, кроме яблони и груши, алыча, мушмула, калина, кизил, барбарис, шиповник, смородина, черника кавказская, малина, ежевика и др. Главное назначение горных лесов - водоохранно-почвозащитное и средообразующее. Значительно также их санитарно-курортное и рекреационное значение. Они могут давать и большое количество орехов (бук, лещина), дикоплодовой продукции, меда, кленового и березового сока, продуктов охотничьего промысла и рыболовства. Нижняя полоса этих лесов местами весьма благоприятна для разведения орехоплодных и плодовых садов.
Высокогорные леса расположены преимущественно на склонах Бокового и Скалистого хребтов и их депрессиях. По лесорастительным условиям они резко отличаются от всех остальных. Почвы чаще мелкие, каменистые. Лесная растительность здесь поднимается до 2500-2600 м, а кустарники - до 2800. Видовой состав древесно-кустарниковых пород и здесь достаточно богат, хотя преобладают сосна и береза. В составе пород, особенно на нижних частях склонов с более развитыми почвами, можно встретить липу, граб, рябину, черемуху, ольху, клен, ясень, дуб, а местами даже бук. Из кустарников преобладают лещина, можжевельник, смородина, жимолость, рододендрон, малина, из кустарничков - черника, брусника.
Влияние рельефа на структуру кленовников
Поверхность РСО-А весьма неоднородна. Северная и средняя части являют собой Терско-Кумскую и Северо-Осетинскую наклонную равнины, а южная — горный район с системой разновысотных хребтов и котловин Большого Кавказа. Равнины отделены друг от друга невысокими Терским и Кабардино-Сунженским хребтами, между которыми находятся Акбашская и Алханчуртская долины, практически полностью расположенные в соседних с Аланией Кабардино-Балкарской и Ингушской Республиках (рис. 3.1).
Южнее Северо-Осетинской наклонной равнины протянулись пять разновысотных хребтов с пологими северными склонами и крутыми, а нередко и обрывистыми, южными. Такие хребты называются куэстами. Самый северный из них носит название Лесистый. Сложен он песчаниками, глинами, конгломератами палеогенового и неогенового возраста. Высоты хребта увеличиваются с запада на восток с 1000 до 1265 м. В значительной степени он покрыт лесами, преимущественно буковыми, сформировавшимися на горнолесных бурых и перегнойно-карбонатных почвах.
Орографическая схема территории Северной Осетии Скалистый - наиболее высокий из передовых хребтов и представляет собой четко выраженную в рельефе куэстовую гряду. Находится он южнее (в 5-10 км) Пастбищного. Северный склон Скалистого хребта более пологий; гребень и верхняя обрывистая часть южного склона образованы мощными доломитизированными известняками верхней юры. Нижние, более пологие части южного склона, сложены глинистыми сланцами, песчаниками и сланцевыми глинами средней юры. Наибольших высот Скалистый хребет достигает между реками Хазнидон и Урух, где расположена г. Уазахох. Высота хребта здесь над дном реки Урух достигает 2000 м. Притоки Терека (Урух, Ардон, Фиагдон, Гизельдон, Геналдон), прорезая Скалистый хребет, текут в глубоких каньонообразных ущельях, расчленяя его на ряд известняковых массивов или плато, полого наклоненных к северу и северо-востоку. Местами рельеф Скалистого хребта сглаженный, платообразный, однако высшие точки его носят высокогорный характер. Хребет сложен известняками, поэтому широко распространены карстовые формы рельефа: карры, воронки, пещеры, провалы. Современных ледников на Скалистом хребте нет, но еще 100-200 лет назад они были. Об этом свидетельствуют моренные нагромождения и пустые кары, особенно хорошо выраженные в районах вершин Уазахох и Кионхох.
Северный склон Скалистого хребта преимущественно покрыт лесной растительностью из бука, граба, клена, березы и других пород. На высотах более 1800 м расположены альпийские и субальпийские луга. На южном склоне леса практически повсеместно отсутствуют. За исключением соснового редколесья растительность здесь представлена в основном альпийскими и субальпийскими лугами.
К югу от Скалистого хребта расположены Боковой и Главный (Водораздельный) хребты. Боковой хребет представлен на территории республики двумя массивами: хребтами Суганский и Саудор, разделенными р. Урух. Наиболее высокими вершинами Бокового хребта являются Суган (4486 м), Цухгарты (4299 м). Хребет сложен кристаллическими породами, метаморфическими сланцами, кварцитами и юрскими глинистыми сланцами и песчаниками.
В 5-20 км к югу от Бокового расположен Главный хребет. На западе он начинается вершиной Гезе (4009 м), оканчивается на востоке г. Казбек (5033 м), и прорезан реками Ардон и Терек. Хребет сложен кристаллическими породами нижнего палеозоя: гнейсами, кристаллическими сланцами и гранитами, а в районе г. Казбек отмечаются молодые изверженные породы: андезиты, дациты, базальты, излившиеся из кратера Казбека.
Как от Главного хребта, так и от Бокового на север и юг отходят довольно высокие отроги, постепенно понижающиеся к Скалистому хребту. Наиболее значительными из них являются Цейский и Чехациртит, имеющие высоты около 4000 м (г. Цейхох - 4139 м, г. Архон - 4158 м).
Рельеф Главного и Бокового хребтов высокогорный, с широким распространением ледниковых форм: карров, цирков, отрогов, карлингов, висячих долин, с наличием карровых и подпрудных моренных озер. Наиболее характерными формами альпийского рельефа являются цирки и карры. Большинство последних занято ледниками. На хребтах повсеместно развито современное оледенение, причем на Главном хребте, на участке от г. Гезе до г. Чанчахи, ледники протянулись практически непрерывно.
Существенного влияния на климат горной зоны (высота до 2000 м) ледники не оказывают - из-за сравнительно небольшой площади современного оледенения. В высокогорной же зоне (свыше 2000 м над у.м.), напротив, ледники значительно влияют на климатические условия, причем как на местную циркуляцию атмосферы, радиационный режим, так и на температуру воздуха.
Растительность в районе Главного и Бокового хребтов представлена преимущественно альпийскими и субальпийскими лугами и в меньшей мере лесами: сосновыми, березовыми. Клен высокогорный границы леса достигает редко. На границе субальпийской и лесной зон широко распространены заросли стелющихся кустарниковых сланцев, представленных рододендроном кавказским, можжевельником казацким и ивой козьей. Для высотных поясов, расположенных выше 2000 м над у.м. характерно распространение субальпийского редколесья и криволесья, представленных в основном березой. Криволесье связано с большой толщиной снежного покрова, а также широким распространением на склонах Главного и Бокового хребтов снежных лавин.
Между всеми основными хребтами располагаются внутригорные депрессии: Меловая - между Скалистым и Пастбищным хребтами, Северная юрская - между Боковым и Скалистым хребтами, Центральная и Южная юрская - между Главным и Боковым хребтами. Все депрессии выражены в рельефе довольно четко, в виде глубоких продольных долин и обширных котловин, разделенных перемычками.
Перевалы на перемычках расположены в большинстве случаев на высотах около 2000 м над у.м. Находящийся к северу от котловин Северной юрской депрессии Скалистый хребет в значительной степени защищает их от проникновения влажных воздушных масс. Поэтому котловины Северной юрской депрессии являются наиболее засушливыми. В них выпадает в 2-3 раза меньше осадков, чем на северных склонах Скалистого хребта.
Большая часть депрессий (кроме Меловой) сложена глинистыми сланцами и песчано-сланцевыми толщами юрского возраста и аллювиальными отложениями. В котловинах депрессий, особенно в Северной юрской, преобладает нагорно-ксерофитная растительность. Кроме того, для них характерны горные степи с ксерофитными злаками и ксерофитным разнотравьем. Из кустарников чаще встречаются можжевельник, заросли которого условно можно назвать аридным редколесьем.
Значение почвенных условий для формирования кленовых фитоценозов
Окрестности с. Кобань. Высота над у.м. 1150 м. Северный склон (до 15). Смешанный древостой с преобладанием клена. ПП-1 50 м вниз от верха склона. Почвенный разрез 1: Ао - 0-1 см, полуразложившийся слой растительных остатков, рыхлый, много кленовых листьев, ф А - 1-20 см, гумусовый, буровато-темносерый, рыхлый, прекрасной зернистой структуры, суглинистый, много мелких корней деревьев, переход постепенный. АВ - 20-36 см, переходный, несколько светлее предыдущего, Ф плотноватый, мелкокомковатой структуры, корни деревьев и трав (мелкие и крупные), сочится вода (3 недели дождей), встречаются округлые (вследствие растворяющего действия атмосферных осадков, по В.М.Фридланду) обломки известняка, переход заметный. В - 36-54 см, иллювиальный, серовато-бурый, ореховато-комковатой структуры, пестрый - с затеками гумуса, следами сгнивших корней, валуны -редко, корни - редко, плотный, тяжелый суглинок, переход постепенный. ВС - 54-68 см, переходный, бурый (светлее предыдущего), структура w ореховато-плитчатая, плотный, глинистый, следы сгнивших корней, в нижней части местами дресва известняка, мелкие корни - редко, переход резкий. С - более 68 см, материнская порода, плотный слой валунов, валунчиков и дресвы известняка, отдельные мелкие корни идут между валунами вглубь (рис. 3.9). Следов оподзоливания и оглеения - нет. Почва: горно-лесная бурая остаточно-карбонатная суглинистая на элювии известняка. Там же. Вблизи нижней границы кленовника, около 80 м от верха склона. Почвенный разрез 2: А0 - 0-1 см, подстилка - полуразложившийся слой растительных остатков, рыхлый. АоП - 1-6 см, перегнойный горизонт, цвет почти черный, сильно разложившийся, без примеси минеральных частиц. А - 6-24 см, гумусовый, бурый, зернистой структуры, рыхлый, корни деревьев и трав, суглинистый, валуны отсутствуют, следы сгнивших корней, переход постепенный. АВ - 24-50 см, переходный, темнее предыдущего, плотноватый (книзу плотнее), комковато-глыбистой структуры, корни, тяжелосуглинистый, переход в слой известняковых валунов. С 50 см, материнская порода - плотный слой обломков известняка разной величины. Почва: горно-лесная бурая, перегнойная, остаточно-карбонатная суглинистая на элювии известняка
Большая часть всего склона занята подобными почвами. Местами валуны известняка выходят на поверхность. Гора Фетхуз. Высота над у.м. 1550 м. Северный склон (до 15). Смешанный древостой с преобладанием клена ПП-3. Рис. 3.9. Общий вид почвенного разреза с известняковым валуном (Кобань) Почвенный разрез 3: Ао - 0-2 см, подстилка слаборазложившаяся, рыхлая, переход заметный. А - 2-15 см, гумусовый, коричневато-бурый, рыхлый, мелкозернистой структуры, суглинистый, много мелких корней деревьев, переход постепенный. АВ - 15-36 см, переходный, несколько светлее предыдущего, плотноватый, мелкокомковатой структуры, корни деревьев и трав, пустоты от сгнивших корней, встречаются валуны известняка, переход заметный. В - 36-55 см, иллювиальный, серовато-бурый, валуны - редко, корни -редко, плотный, тяжелый суглинок, ореховато-комковатои структуры, переход постепенный. С - более 55 см, материнская порода, плотный слой валунов известняка, отдельные мелкие корни идут между валунами вглубь. Следов оподзоливания и оглеения - нет. Почва: горно-лесная бурая остаточно-карбонатная суглинистая на элювии известняка (рис. 3.10). Цейский участок Северо-Осетинского государственного заповедника. Левый берег реки Цейдон. Пологий восточный склон (2-5). Поверхность изборождена сухими руслами временных водотоков шириной 1.5-2 м, глубиной до 1 м. Вся площадь сильно завалунена. Преобладают валуны диаметром до 0,5 м, но есть и более крупные. Валуны покрыты мхами и лишайниками. Почвы примитивные, мощностью до 15-20 см, щебнистые. Высота над у.м. 1900 м. Смешанный древостой с преобладанием клена. ПП-4. Почвенный разрез 4: Ао - 0-2 см, полуразложившийся опад листвы клена, рыхлый, переход постепенный. А - 2-7 см, гумусовый горизонт, рыхлый, слабооструктуренный, супесчано-суглинистый, коричневато-бурый, переплетен остатками корней трав и деревьев, переход постепенный. Рис. 3.10. Формирование кленовников на выветривающемся известняке ВС - 7-20 см, переходный, бурый, вверху грязно-бурый, корни, рыхлый, зернистый по структуре, суглинистый, включения дресвы и мелких обломков горных пород.
С — более 20 см, элюво-делювий горных пород, разных по составу. Сплошной слой щебня и валунов, между отдельностями горной породы часто залегает мелкозем, пронизанный корнями деревьев. Почва: горная лесо-луговая перегнойная маломощная суглинистая на элюво-делювии горных пород. Почвенный разрез 61 (Фридланд, 1986). Кавказский государственный заповедник, хребет Пастбище Абаго. Северный склон (18). Высота над у.м. 1760 м. Редкостойные клены Траутветтера с высокотравьем. А - 0-13 см, коричневато-черный суглинок, непрочной зернистой структуры, свежий, рыхлый, хрящеватый, отдельные корни травянистых, переход постепенный. А - 13-43 см, подобен предыдущему, но более светлой (коричневато-бурой) окраски, среди корней преобладают древесные, хрящеватый, переход заметный. АС - 43-80 см, серо-бурый, зернисто-комковатый, суглинок, сырой, несколько плотнее предыдущих горизонтов, хрящеватый, переход постепенный. С - 80-110 см, несколько более светлый, супесчаный, бесструктурный, сырой, хрящеватый (обломки песчаника). Почва: горная лесо-луговая супесчано-суглинистая хрящеватая на элювии песчаника.
Как следует из морфологического описания почв, клен Траутветтера в двух случаях из трех произрастает на горно-лесной бурой остаточно-карбонатной почве, сформировавшейся на элювии известняков. На 1111-4 (Цей) кленовник обнаружен на горной лесо-луговой маломощной почве, залегающей на элюво-делювии горных пород.
Актуальная кислотность горизонта А колеблется в пределах 4,1-5,1. По направлению к материнской породе кислотность быстро уменьшается вплоть до нейтральной реакции почвенного раствора. Среднекислая реакция верхнего горизонта может быть обусловлена высоким содержанием органического вещества, при своем разложении образующего повышенные количества углекислого газа, подкисляющего почву. Так, при концентрации СОг в 5-10 % величина рН снижается до 4 (Д.С.Орлов, 1985). Гидролитическая кислотность, подобно актуальной, также быстро снижается от гумусового горизонта вниз по профилю, тогда как сумма обменных оснований в том же направлении возрастает. Большое количество поглощенных оснований, в первую очередь кальция (Фридланд, 1986), обеспечивает в пределах всего профиля остаточно-карбонатных почв высокую насыщенность их основаниями (91-99 %).
Характеристики подроста клена, его структура и состояние
Естественное возобновление клена семенами под пологом материнского древостоя сильно затруднено. В результате наших исследований было выявлено несколько причин недостаточной численности подроста в кленовниках и даже его полного отсутствия под пологом редкостойных, парковых древостоев. Вторая причина отсутствия подроста под пологом материнских древостоев - мощный травяной покров (рис. 4.7 и 4.8). Даже при появлении всходов (см. данные табл. 4.4) они не могут конкурировать с сомкнутым многоярусным травостоем, запасы которого достигают 6,7 т/га, а высота верхнего яруса составляет 2,5-3,0 м. Третья причина состоит в том, что в древостое с сомкнутым пологом доля ежегодно цветущих и плодоносящих деревьев составляет 2-3% (см. данные сплошного перечета, раздел 3.1). Средний балл плодоношения по В.Г.Капперу (1926) за три года наблюдений составляет 1,3. Рис. 4.6. Плотный покров из опада клена Рис. 4.7. Многоярусность ЖНП под пологом кленовников в конце вегетационного периода, Кобань (1100 м над у.м.) Рис. 4.8. Сплошной ковер травянистой растительности в начале вегетации, Карцинский хребет (1600 м над у.м.) Четвертой причиной неудовлетворительного естественного возобновления клена высокогорного является низкая освещенность под пологом древостоев на всех обследованных участках. Это связано с высокой сомкнутостью крон, а также с хорошо развитым многоярусным травостоем. Освещенность на поверхности почвы не превышает 100 лк, т.е. составляет 0,2-0,3 % от полной, на открытом месте (табл. 4.8).
Для условий Северной Осетии реально использование первого и третьего мероприятий из названных четырех. Причем и минерализация почвы и изреживание древостоя целесообразно проводить одновременно в тех урочищах, где возникает острая необходимость в проведении мер содействия естественному лесовозобновлению. Причем рекомендуется в первую очередь уменьшать количество стволов в многоствольных гнездах, где наиболее велик отпад.
Об эффективности минерализации почвы говорит тот факт, что на эродированных участках практически всегда имеется подрост древесных пород. Другое подтверждение эффективности этой меры содействия - наличие подроста клена и других пород вдоль троп и по местам кормежки диких животных.
Леса, будучи одним из основных компонентов биосферы, не только являются главным продуцентом органического вещества, но и выполняют огромную средообразующую роль, поддерживают экологическое равновесие в природе. Леса - мощные регуляторы водного баланса и климата, производитель кислорода и важное средство нейтрализации вредных промышленных выбросов в атмосферу, предотвращения эрозии почв и повышения их плодородия. Лесные и зеленые насаждения задерживают пыль, уменьшают шум в населенных пунктах и пригородных зонах. Особенно большое значение имеют горные леса как массивные конденсаторы влаги, выполняющие исключительно важные водоохранно-почвозащитные функции, регулирующие дебит рек, а также запасы подземных пресных вод и ценнейших минеральных источников. Огромно влияние горных лесов и на прилегающие территории.
Горные леса, в том числе и Кавказа, играют существенную роль в развитии социально-экономической жизни страны. Они являются гигантским источником обогащения окружающей среды полезными компонентами. Крупномасштабность влияния горных лесов на окружающую среду, их экологическая роль проявляются в формировании горной гидрографической сети и всей климатической обстановки.
Значение парковых кленовников, как и всех других типов растительных формаций верхней границы леса, заключается в их горнозащитной роли. Являясь высокогорным форпостом на пути к букнякам, парковые кленарники в силу своего особого топографического положения выступают мощным влагонакопителем и регулятором увлажнения нижележащих частей склонов. Лесоводственные мероприятия в типе должны сводиться к охране и защите существующих древостоев, содействовать естественному возобновлению.
Методика. Образцы древесины отбирались в соответствии с указаниями О.И.Полубояринова (1976). Ствол спиленного дерева был разделен на 10 секций, равных по длине. В начале каждой секции был взят диск толщиной 2,5-3 см, из которого выкалывались сегменты. Дополнительно был взят диск на высоте 1,3 м - стандартной для всякого рода исследований в лесу.
Образцы древесины были отобраны из трех модельных деревьев на каждой из двух ПП: в Кобани и Цеє. Большее количество моделей отобрать не представилось возможным. Образцы древесины далее были использованы для измерения ширины годичных колец, для определения влияния климатических факторов на радиальный прирост (на высоте груди), а также для определения базисной плотности по методу измерения выталкивающей силы образцов, погруженных в воду (Полубояринов, 1976). После определения плотности и объема каждой части ствола средняя плотность ствола определена как средневзвешенная по объему ствола.
Результаты. Средняя плотность древесины клена на ПП 1 (Кобань) составила 525 кг/м , на ПП 2 (Цей) - 485 кг/м , т.е. на ПП 1 плотность в среднем выше на 40 кг/м , или на 8 %. О.И.Полубояринов (1976) указывает, что в ранних зарубежных публикациях считалось, что лучшие условия местопроизрастания дают более плотную и лучшего качества древесину. В ряде проведенных в последние годы исследований было установлено, что условия местопроизрастания тесно не коррелируют с плотностью древесины. Вместе с тем были получены доказательства того, что если сравниваются деревья, произрастающие в резко различающихся экологических условиях, то обнаруживаются значительные различия в плотности древесины, причем более низкие значения плотности связаны (у хвойных) с местными условиями, которые ограничивают развитие поздней древесины. Среди этих условий наиболее важными являются водный режим почв, высота места над уровнем моря и недостаток питательных веществ в почве.
В связи с вышеизложенным не исключено, что менее плотная древесина клена Траутветтера на Цейском участке по сравнению с Кобанским обусловлена именно высотой местопроизрастания над уровнем моря (более короткий период вегетации и его более суровый температурный режим), а также худшими почвенными условиями. Следует учесть также несколько более молодой средний возраст спиленных моделей в Цеє по сравнению с Кобанью (соответственно и лет). У кольцесосудистых пород (дуба, ясеня) плотность древесины с возрастом уменьшается, у березы - возрастает (Полубояринов, 1976).
Изменение плотности в продольном направлении ствола представлено на рис. 5.1. Плотность древесины клена высокогорного закономерно уменьшается от основания ствола к вершине, подобно лиственнице или березе (Полубояринов, 1976). Причем и величина плотности в абсолютных единицах на относительных высотах очень близка к этим породам (рис. 24 и 25 в монографии О.И.Полубояринова).
