Содержание к диссертации
Введение
1 Экологические аспекты взаимотношении сосны и ели при формировании лесов 8
2 Природные условия района исследований 29
2.1 Географическое положение 29
2.2 Климат 29
2.3 Рельеф и гидрография 31
2.4 Почвы 32
2.5 Лесной фонд 34
3 Программа, методика исследований и объем выполненных работ 43
3.1 Программа работ 43
3.2 Методика исследований 44
3.3 Объем выполненных работ 49
4 Характеристика опытных объектов 50
4.1 Общая характеристика пробных площадей 50
4.2 Почвы пробных площадей 61
5 Практика размещения древесных пород по лесо-растительным условиям при создании лесных культур в удмуртской республике 73
6 Производительность древостоев сосны и ели в зависимости от почвенно-гидрологических условий 84
6.1 Лесорастительные свойства дерново-подзолистых лесных почв 84
6.2. Влияние почвенно-гидрологических условий на производи тельность сосновых древостоев 113
6.3 Влияние почвенно-гидрологических условий на производительность еловых древостоев 126
Сравнительная оценка производительности древостоев сосны и ели в зависимости от почвенно-гидрологических условий 138
Общие выводы и предложения производству 158
Библиографический список 163
Приложение
- Экологические аспекты взаимотношении сосны и ели при формировании лесов
- Рельеф и гидрография
- Практика размещения древесных пород по лесо-растительным условиям при создании лесных культур в удмуртской республике
- Влияние почвенно-гидрологических условий на производи тельность сосновых древостоев
Введение к работе
Актуальность темы. На рубеже XX-XXI вв. в условиях усиления антропогенного пресса на лесные экосистемы перед лесным хозяйством страны с особой остротой встали проблемы многоцелевого неистощительно-го лесопользования, сохранения и усиления экологических функций леса, улучшения породного состава и качества их, повышения устойчивости и продуктивности. Проблема повышения продуктивности существующих лесных насаждений - широкая комплексная проблема. Для ее решения должна быть разработана и планомерно осуществлена система мероприятий, которая направлена на более эффективное использование почвенного плодородия и рациональное использование земельных ресурсов.
Задача установления количественных связей параметров лесных насаждений и почвенно-гидрологических признаков и свойств является сложной, трудоемкой, но необходимой и перспективной. Это позволит прогнозировать состав и продуктивность формирующихся на разных почвах лесных насаждений. Такие исследования помогут разработать рекомендации по выбору главных, наиболее продуктивных древесных пород, научно обоснованный комплекс лесоводственных мероприятий, дифференцированных соответственно лесорастительным условиям региона и направленных на повышение продуктивности и устойчивости лесных экосистем. Недостаточная изученность комплексного влияния почвенно-гидрологических факторов на продуктивность лесных насаждений Удмуртской Республики предопределила постановку данных исследований.
Цель и задачи исследований. Целью работы является изучение сравнительной производительности сосновых и еловых насаждений в различных лесорастительных условиях и обоснование рекомендаций по выбору перспективных древесных пород на принципах биоэкоса. Для достижения поставленной цели исследования выполнены по следующему кругу задач:
оценка лесорастительных свойств почв; анализ закономерностей формирования и роста древостоев сосны и ели в связи с почвенным плодородием; изучение количественных связей таксационных показателей древостоев и почвенно-гидрологических факторов; разработка рекомендаций производству по повышению эффективности лесообразовательного процесса.
Научная новизна. Дан детальный анализ некоторых количественных и качественных характеристик сосновых и еловых насаждений в зависимости от почвенно-гидрологических условий их произрастания. Впервые по изучаемому району установлены зависимости между таксационными показателями древостоев сосны и ели и широким кругом признаков и свойств почв, дана лесорастительная оценка почв в условиях произрастания. С целью выявления более информативных признаков и свойств почв проведен корреляционный анализ с использованием коэффициентов парной корреляции. Отдельно для сосняков и ельников приведены параметры регрессионных уравнений, описывающих связь между таксационными параметрами древостоев и признаками и свойствами почв. Являет собой новизну и изучение хода роста сосновых и еловых древостоев на почвах с различным гранулометрическим составом и глубиной залегания покровного суглинка.
Практическая ценность работы. Изучение состояния и производительности сосновых и еловых древостоев в различных почвенно-гидрологических условиях позволило выявить разновидности дерново-подзолистых почв, наиболее полно отвечающих биологическим и экологическим требованиям сосны и ели. Результаты работы могут быть использованы при составлении проекта организации и развития лесного хозяйства Удмуртской Республики, в частности, при проектировании лесных культур, что позволит повысить эффективность использования естественного плодородия лесных почв, воспроизводства, повышения производительности и устойчивости сосновых и еловых древостоев в лесах Удмуртской Республики.
Предметом защиты являются;
-лесорастительная оценка свойств дерново-подзолистых почв;
-влияние почвенно-гидрологических условий на таксационные показатели древостоев сосны и ели;
-выявление закономерностей роста древостоев сосны и ели на дерново-подзолистых почвах;
-обоснование выбора перспективных древесных пород для лесохо-зяйственной практики на принципах биоэкоса.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на международной межвузовской конференции «Экология - 2000. Эстафета поколений» (Москва, 2000), региональной научно-практической конференции «Аграрная наука - состояние и проблемы» (Ижевск, 2002), на межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Перспективы развития регионов России в XXI веке» (Ижевск, 2002), всероссийской научно-практической конференции 26 - 28 февраля «Научное обеспечение АПК. Итоги и перспективы» (Ижевск, 2003) и внут-ривузовских научных конференциях Ижевской государственной сельскохозяйственной академии (1998, 1999, 2000). Материалы диссертации используются в учебном процессе при проведении занятий по дисциплинам «Лесоведение», «Лесоводство» и «Программные леса».
Обоснованность и достоверность результатов исследований подтверждается достаточным объемом экспериментального материала, применением научно-обоснованных методик, использованием современных методов обработки, анализа и оценки достоверности материала.
Публикации. Материалы научных исследований изложены в 9 печатных работах.
Личный вклад автора состоит в постановке проблемы, разработке программы и методики исследований, закладке пробных площадей, в получении конкретных экспериментальных материалов и их статистической обработке, формулировании выводов.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, общих выводов и предложений производству, библиографического списка из 217 наименований, в том числе 17 на иностранном языке. Основной материал изложен на 162 страницах, иллюстрирован 13 рисунками, содержит 49 таблиц и 2 приложения.
Экологические аспекты взаимотношении сосны и ели при формировании лесов
Лес по своей природе весьма динамичен. Процессы возобновления и формирования лесных насаждений отражают эту динамичность, показывают изменения леса не только в пространстве, но и во времени. Наиболее отчетливо изменения во времени проявляются в смене состава древостоев, в явлении, получившем название смены пород.
Вопрос о смене пород возник сразу после зарождения научного лесоводства. В 1786 г. Паллас описал смену сосны березой на больших вырубках. В 1843 г. лесовод А. Длатовский (Денисов, 1999) писал о смене пород: «Так называемое перерождение лесов, т.е. самородная смена одной породы другою происходит преимущественно от изменения почвы или вследствие дурного хозяйства». А.И. Воейков рассматривал смену пород в лесу, как своего рода плодосмен, наблюдаемый в природе (Быков, 1957).
Смены древесных пород описывались также в трудах известных русских лесоводов XIX столетия - Н.К. Генко, М.К. Турского, Д.М. Кравчинско-го, Н.С. Шафранова. Данным явлением в конце XIX начале XX веков заинтересовались и ботаники, изучавшие природу взаимоотношений отдельных древесных пород (Коржинский, Танфильев, Гордягин, Сукачев и др.). Выдающаяся роль в научной разработке смены пород принадлежит Г.Ф. Морозову, который научно обобщил эти вопросы и разработал учение о смене пород. Именно в этом учении он показал динамичность биологических процессов, совершающихся в лесу. Он писал: «Все в природе течет и изменяется, рука времени касается всего, что есть в природе живого и неживого. И лес, как ни устойчив в отдельных своих формах, в проявлениях тоже подвержен тому же закону времени, тоже течет... Лес не есть что-либо однородное не только в пространстве, но и во времени» (Морозов, 1970). В работе Г.Ф. Морозова (1970) были показаны механизмы разнообразных смен пород, в том числе сосны елью и ели сосной. Анализ динамики состава насаждений, проведенный им, лежит в основе современных взглядов на сук-цессионные процессы в лесах.
Вопросы смены пород нашли отражение и при разработке учения о растительных сукцессиях в США в 20-30-х гг. XX века (Clements F., 1916). Затем эта концепция постепенно начала проникать в некоторые американские учебники лесоводства и экологии (Baker F., 1934; Spurr S. and Barnes В., 1973; 1980). Существенный вклад в изучение сукцессионных процессов внесли ученые Финляндии (Aaltonen V., 1950) и Швеции (Siren G., 1955).
В послеморозовский период учение о смене пород и близкие к нему вопросы разрабатывались С.Я. Соколовым (1931), В.Н. Сукачевым (1934, 1964), К.П. Соловьевым (1937), И.С. Мелеховым (1944, 1954), П.С. Погреб-няком (1954), Е.М. Лавренко (1959), К.Б. Лосицким (1962), В.Д. Александровой (1964), Д.Д. Лавриненко (1965), В.Я. Колдановым (1966), Б,П. Колесниковым (1967), Ф.Н. Харитоновичем (1968), Л.А. Кайрюкштисом (1969, 1975), В.Н. Валяевым (1971,1974), В.П. Тимофеевым (1972), А.А.Корчагиным (1976), С.А. Дыренковым (1984), Н.А. Луганским, СВ. Залесовым (1995), С.А. Денисовым (1999) и др. Изучению смены пород в европейской тайге посвятили свои работы М.Е. Ткаченко (1955), В.Я. Колданов (1966), И.С. Мелехов (1980), С.А. Дыренков (1984). Смена пород - один из наиболее важных элементов смены лесных фитоценозов и биогеоценозов. Сущность смены пород заключается в том, что на каком-либо участке территории, занятом 80 - 400 лет древостоем с преобладанием одной из древесных пород, меняется преобладающая порода. По В.Н. Сукачеву (1972) смены растительных сообществ делятся на филогенетические, сингенетические и экогенетические. Наиболее широко распространены и проявляются оперативно в таежных лесах экогенетические смены: экзо- и эндогенетические, при которых одни породы сменяют другие в силу изменившихся условий среды. Именно эти смены имеют для лесоводства наибольшее значение.
Изменения в составе лесов во времени можно рассматривать в двух аспектах: общие (вековые) смены, измеряемые геологическими масштабами и смены, происходящие в современную эпоху. Структура зональности наших лесов, характерная для современной Европейской России, сформировалась около 12 тыс. лет назад в начале голоцена (Виноградов, Мартынов, Тепляков, 1996). Развитие палеоботаники и радиоуглеродного метода определения возраста геологических слоев, позволило определить временные интервалы наиболее существенных изменений растительности.
После отступления ледника около 10-12 тыс. лет назад на северо-западе нашей страны и на Скандинавском полуострове появились березовые леса. Затем они были оттеснены сосновыми лесами, получившими преобладание в течение нескольких тысячелетий. Ель появилась позднее, 6-7 тыс. лет назад. Вначале она медленно завоевывала свои позиции, но затем территория еловых лесов сильно расширилась. На европейском северо-востоке позднее ели появились лиственница, пихта, кедр сибирский.
На территории Удмуртской Республики ранний голоцен характеризовался широким распространением сосновых, еловых и березовых лесов. Во второй половине периода в связи с потеплением климата по хорошо дренированным и среднеувлажненным местообитаниям получает распространение теплолюбивая флора. Сосна сохраняет свои ценотические позиции на легких почвах, а темнохвойная тайга из ели и пихты оттесняется на плакоры с малоплодородной почвой и в низины (Туганаев, 1997).
Изменения климата в дальнейшем, связанные с похолоданием, способствовали постепенному вытеснению ельниками и елово-пихтовыми лесами широколиственных лесов. Участки прежней растительности сохранились лишь в прикамских и южных районах республики и по долинам Вятки, Камы и крупных их притоков. В «малый ледниковый период» (XYI -начало XIX вв. н. э.) установились границы между подзонами тайги, которые сохранили устойчивость к настоящему времени. Смены пород, происходящие в современную эпоху, сравнительно кратковременные и происходят в массовом масштабе во многих районах лесной зоны. Основные закономерности смен пород кроются в факторах ле-сообразования. В качестве основных факторов лесообразования, влияющих на возникновение лесов и их развитие, Г.Ф. Морозов (1949) выделил еледующие:
Рельеф и гидрография
Современный рельеф Удмуртской Республики формировался в течение длительной геологической истории. Формирование рельефа связано в основном с тектоническими денудационными процессами. Значительное влияние на формирование рельефа, особенно в северных районах, оказали солифлюк-ция и эрозионные процессы. В настоящее время территория района исследований представляет собой невысокую увалистую равнину, постепенно понижающуюся с севера на юг и с запада на восток. Самые высокие места (более 300 м над уровнем моря) находятся на северо-востоке республики и занимают сравнительно небольшие площади. Они приурочены к водоразделам рек. Абсолютная высота 331 м над уровнем моря находится на севере Кезского района около истока реки Камы. Наибольшая площадь республики имеет высоты с абсолютными отметками от 100 до 200 м. Самые низкие места, около 75 м над уровнем моря, находятся в долине реки Камы. Для большей части территории перепады высот невелики и только на юго-востоке - в месте контакта Сарапульской возвышенности с поймой реки Кама - составляют 100 - 150 м.
Наиболее распространенными эрозионными формами рельефа являются овраги, балки и речные долины. Овраги и балки занимают около 200 тыс. га и встречаются повсюду. Долины рек являются хорошо разработанными и характеризуются асимметрией берегов. Склоны и долины преимущественно заняты лесами, плоские вершины холмов, склоны с небольшой крутизной и широкие долины освоены под пахотные угодья.
Вдоль ряда рек юго-западного направления в центральной и южной частях республики развиты древние материковые дюны. Эти мощные песчаные валы приурочены к древним террасам с песчаными аллювиальными отложениями. К числу геологических достопримечательностей относятся пуги. Это останцовые дресвяные холмы, состоящие из грубых песков, гравия, галечника. Они вытянуты, как правило, в юго-западном направлении, не обязательно самые высокие. Форма бывает коническая, гривовидная, караваеобразная.
Таким образом, рельеф исследуемого региона разнообразен. Характеризуется большой расчлененностью и асимметрией склонов речных долин. Последнее препятствий для хозяйственной деятельности не создает.
Территория Удмуртской Республики обладает густой гидрографической сетью, средняя густота речной сети 0,30 км/км2 (Рысин, 1995). Все реки относятся к восточно-европейскому типу, имеют смешанное питание от атмосферных осадков и подземных вод. Они широко разливаются весной (со второй половины апреля, в мае). С наступлением лета реки сильно мелеют, а ручьи пересыхают. Наиболее крупной рекой является Кама. Озер на территории республики мало. Наиболее крупными являются искусственные водо-емы: Боткинский пруд (площадь зеркала воды 17 км ), Ижевский (16 км ), Камбарский (3,2 км ). В западных и северных районах республики значительные площади занимают болота - низинные и верховые.
Почвенные условия района исследований разнообразные, что связано с особенностями климата, рельефа и различием почвообразующих пород. Коренными породами, на которых залегают современные четвертичные отложения, являются пермские. Почвы Удмуртской Республики образовались на карбонатных и выщелоченных породах. Карбонатные породы, представленные красно-бурыми глинами и суглинками, известняками, мергелями и песчаниками, наиболее широко распространены в южной, юго-восточной и восточной частях республики. На севере и западе они встречаются отдельными пятнами. Выщелоченные почвообразующие породы покрывают до 80% территории республики. Среди них наиболее распространены безвалунные глины, суглинки и пески (Широбоков, 1969; Пермяков, 1972; Кузнецов, 1994, Холзаков, 2002).
В прошлом вся территория республики была покрыта хвойными лесами, и почвообразование шло, в основном, по типу подзолистого процесса. Доминирующим в естественных условиях он остается и в настоящее время, но значительная примесь лиственных пород в составе древостоев и сформированный травяной ярус способствуют развитию дернового процесса. Преобладающий тип почв в исследуемом регионе - дерново-подзолистый. Наиболее распространены дерново-подзолистые почвы суглинистого гранулометрического состава (50% от общей площади республики). Дерново-подзолистые почвы супесчаного и песчаного гранулометрического состава занимают 20%, серые лесные оподзоленные почвы - 14%, а дерново-карбонатные - 9%.
В зависимости от характера подстилающей породы оподзоленность почв проявляется в разной степени. На карбонатных породах процесс подзолообразования проявляется слабо, и образовавшиеся на этих породах почвы содержат значительное количество перегноя. На бескарбонатных породах образуются почвы с ярко выраженными признаками оподзоливания и низким содержанием гумуса. Слабоподзолистые почвы располагаются преимущественно на вершинах водоразделов и пологих склонах, где менее интенсивно происходит процесс выщелачивания. Значительную часть территории Удмуртской Республики (около 75%) занимают средне- и сильноподзолистые почвы. Они располагаются в основном на водораздельных плато, на очень пологих склонах и на древних террасах речных долин. Дерново-подзолистые почвы характеризуются повышенной кислотностью, что подавляет деятельность микроорганизмов и приводит к недостатку в почве питательных веществ, особенно фосфора.
В местах с сильно изрезанным рельефом на поверхность выходят карбонатные породы. Здесь под пологом леса образовались дерново-карбонатные почвы, которые чаще всего встречаются в юго-восточных, восточных и местами в северо-восточных районах республики. Эти почвы обладают хорошо выраженной мелкозернистой структурой, хорошими физическими свойствами и являются лучшими почвами в республике.
Практика размещения древесных пород по лесо-растительным условиям при создании лесных культур в удмуртской республике
Искусственное разведение древесных пород на территории России относится к концу XYII - началу XYIII вв. и связано с созданием рощ и парков около усадеб и монастырей. Начало выращивания насаждений с целью получения древесины из хозяйственно-ценных пород относится к 1696 - 1707 гг., когда по указанию Петра I близ Таганрога посевом желудей были заложены дубовые рощи (Лесное хозяйство..., 1966). К началу XIX в. относятся первые опыты по защитному лесоразведению, однако более или менее регулярные лесокультурные работы стали проводиться с 1840 - 1845 гг. в южных малолесных районах. Некоторое оживление лесокультурного дела наблюдалось с начала XX в., но общая площадь лесных культур, созданных до 1917 г. в России, не превышала 900 тыс. га. Более быстрый рост объемов лесных культур наблюдается после 1945 г. (Поляков и др., 1986).
Лесоводство и лесоэксплуатация в России были тесно связаны с развитием горнозаводской промышленности. В Удмуртской Республике промышленное использование древесины началось с началом строительства первых металлургических заводов. В результате быстрого истощения лесных ресурсов возникла необходимость ограничения пользования лесом, а также их восстановления. Лесо-культурное дело в Удмуртской Республике имеет более чем 165-летнюю историю, начало которой положено в горнозаводских лесах. В 1832 г. в лесной даче Боткинского завода произведены первые посевы дуба и сосны, а с 1832 по 1839 гг. лес был посеян на площади 290 га. Культуры эти связаны с именем Главного лесничего Уральских горных заводов И.И. Шульца — основоположника лесокультурного дела на Урале. Это первый в мировой практике пример массового целенаправленного искусственного восстановления леса.
Работы по созданию культур в лесной даче Боткинского завода выполнялись под руководством главного лесничего Боткинского и Гороблагодатского заводов Н.Г. Мальгина. По его данным в 1832 г. посеяно 500 кв. саженей дуба, а в 1838 г. — 10 десятин. В 1833 - 1837 гг. и 1839 г. был проведен посев семян сосны и ели (Чернов, 2001). В работе Н.Г Мальгина «Некоторые сведения о ведении правильного лесного хозяйства в дачах Боткинских и Го-роблагодатских заводов», опубликованной в 1841 г. были даны рекомендации по восстановлению леса в Предуралье.
Более определенные сведения имеются о лесных культурах, созданных во второй половине XIX столетия и сосредоточенных в основном в южных лесхозах Удмуртской Республики. Некоторые из них сохранились до настоящего времени. В Керкмасском лесничестве Сарапульского лесхоза сохранились культуры сосны, созданные в 1857 г. на площади 11 га. Сейчас в этих культурах запас древесины превышает 500 м3 на 1 га (естественные насаждения значительно уступают искусственным по этому показателю). В Ва-ралинском (ныне Новогорском) лесничестве сохранились культуры сосны, созданные до 1890 г. В настоящее время они оцениваются как высокопроизводительные (I класс бонитета, с запасом древесины 400 м3/га) насаждения. Лесные культуры 1901 - 1902 гт. имеются в Сарапульском лесхозе.
В Центральном государственном историческом архиве (ЦГИА ф.387, оп. 28, д. 1053) сохранились сведения о лесокультурных работах в Сарапульском уезде за 1912 - 1916 гг. За 5 лет было создано 1098,2 десятин лесных культур. Была дана оценка качества создаваемых культур. По успешности культуры подразделяли на 4 группы: плохие, посредственные, удовлетворительные и хорошие (табл. 16). Следует отметить, что критерии оценки качества лесных культур в дореволюционные годы были более строгими, чем в настоящее время. В центральных и северных районах республики культуры дореволюционного периода встречаются редко. Первые лесные культуры в этих лесах были посажены в 1910 - 1912 гг., почти через 80 лет после первых «промышленных лесных культур». Экспедиция 1932 г., возглавляемая М.Е. Ткаченко, отметила плохое состояние культур в приписных лесах Ижевского завода, т.к. создавались они по примитивной технологии. За период с 1918 по 1941 гг. в России лесные культуры были созданы на площади 2,59 тыс. га. В годы войны было посажено и посеяно еще 165 тыс. га лесных культур. В Удмуртской Республике за период 1918 - 1947 гг. лесные культуры были созданы на площади 12 тыс. га. Искусственное лесо-восстановление и меры содействия естественному возобновлению отставали от темпов вырубки леса. В 1947 г. непокрытые лесом земли составили 166,6 тыс. га. Интересы воспроизводства лесных ресурсов потребовали резкого расширения искусственного лесовозобновления. Наибольшее развитие лесовос-становление получило в период с 1958 по 1967 гг., когда лесные культуры были созданы на площади 139,1 тыс. га, или почти на 14 тыс. га ежегодно. Максимальный объем посадки леса был произведен в 1962 г. - 20,8 тыс. га. В дальнейшем он стабилизировался на уровне 10 тыс. га в год. В настоящее время лесные культуры в республике занимают 398,3 тыс. га, или 26,7% всей площади покрытых лесом земель (табл. 17). Значительное уменьшение площади не покрытых лесом земель, хотя частично и объясняется снижением размеров рубок, свидетельствует о высоком уровне организации лесовосста-новления в республике (табл. 18). К настоящему времени в лесном фонде Удмуртской Республики резко сократилась площадь малоценных лиственных молодняков, с 99,6 тыс. га в 1961 г. до 14,7 тыс. га в 1997 г. При этом в два раза увеличилась доля площадей молодняков ценных пород (рис. 1). Соотношение площадей молодняков разных пород в Удмуртской Республике за тридцатилетний период В республике при создании культур первоначально отдавалось предпочтение сосне, а в последнее время ели. Созданию чистых культур сосны способствовала, наряду с высокой хозяйственной ценностью, неприхотливость сосны к почвенным условиям и простота выращивания посадочного материала. Практиковалось создание культур сосны с примесью акации желтой (их смешивали рядами). Однако опыты эти не были удачными ввиду обнаружившейся позднее биологической несовместимости этих пород. Увлечение культурами сосны имело и другие негативные последствия. Сосна, в условиях произрастания не свойственных этой породе, не выдерживала конкуренции других пород. Возросшее поголовье лося, для которого сосна - источник корма, создало критическое положение для сохранности культур этой породы. В результате, сосновые культуры гибли и замещались естественными лиственными молодняками. С 1954 г. начато освоение технологии создания еловых, лиственничных и кедровых лесных культур. Первые лесные культуры ели, основной лесообразующей породы в Удмуртской Республике, относятся к началу 50-х гг. XX века. К 1952 г. их было создано около 100 га, по учету 1960 г. — 600 га. И только в 60-х гг. посадки еловых культур стали носить массовый характер. За 1961 - 1970 гг. доля лесных культур ели составила 26,8% от общего объема искусственного лесовосстановления. Последнее существенно повлияло на сохранность лесных культур.
Влияние почвенно-гидрологических условий на производи тельность сосновых древостоев
Плодородие почв определяется всей совокупностью признаков и свойств, присущих каждой почвенной разности: гранулометрическим составом, мощностью корнеобитаемого слоя, запасами элементов питания, характером водного режима и т.п. Однако в большинстве случаев лимитирующим фактором является одно или несколько признаков и свойств, которые в максимальной степени влияют на производительность древостоев. Влияние почвенно-гидрологических условий на производительность сосновых древостоев, как отмечалось в предыдущих главах, изучалось на примере почвенно-экологического профиля. Для выявления лимитирующих факторов на изучаемом объекте был произведен корреляционно-регрессионный анализ между отдельными признаками и свойствами почв и производительностью сосновых древостоев. В таблице 30 приведены результаты проведенного анализа.
Анализ данных таблицы свидетельствует о том, что сосна в меньшей степени реагирует на содержание физической глины в верхнем перегнойно-аккумулятивном горизонте. Содержание илистой фракции в верхних горизонтах почв, как подтверждают полученные результаты, так же слабо связано с производительностью сосновых древостоев. Однако данные пробных площадей свидетельствуют о том, что благоприятные условия для роста сосновых древостоев складываются на супесчаных почвах при содержании глинистых частиц в перегнойно-аккумулятивном горизонте в пределах 10,1 -20,0% (рис. 5).
Значительная часть почв района исследований сформировалась на двучленных наносах, поэтому наиболее значимым показателем является содержание физической глины в залегающих под верхними отложениями почво-образующих породах (рис. 6). Приведенные коэффициенты корреляции свидетельствуют о значительной связи между изучаемыми параметрами. Графический анализ связи содержания физической глины в почвообразующей породе с высотой древостоев позволяет заключить о значимости этого показателя и о линейном характере выявленной зависимости:
Связь между изучаемыми признаками можно выразить также уравнениями параболы второй и третьей степеней, что обусловлено слабой изогнутостью линий. Связи вполне достоверны, вычисленные значения критерия Фишера (F), выше табличных критических на уровне значимости а = 0,01. Однако для практических целей целесообразнее использовать первый вид связи. Положительно на высоте сосновых древостоев сказывается также утяжеление гранулометрического состава в толще иллювиального горизонта, особенно на песчаных почвах (г = 0,695). Более существенным оно оказывается, как и ожидалось, при подстилании суглинистыми (супесчано-суглинистыми) прослойками на различной глубине.
Дифференциация верхней части профиля почв по содержанию глинистых частиц (х4) также коррелирует с высотой древостоя (г = 0,648). Показатель х4 отражает, скорее всего, значение водного режима корнеобитаемой толщи тем, что усиление текстурной неоднородности, способствуя в какой-то мере сохранению влаги, положительно влияет на производительность сосновых древостоев.
Анализ полученных данных показывает, что наилучшие условия роста сосновых древостоев складываются на супесчаных почвах при подстилании суглинком (супесчано-суглинистьтми прослойками) в пределах 0,5-1,0 м. На таких почвах они дают максимальную производительность. На песчаных почвах развитых на древнеаллювиальных отложениях производительность сосновых древостоев снижается.
Связь между таксационными показателями древостоев и признаками и свойствами почв, связанных с биологической составляющей лесных насаждений (SB) определялась по верхним, наиболее насыщенным корнями горизонтам почв (А0, А], А ). Результаты корреляционного анализа показали, что изменение средних высот, запаса древостоя в большей степени обусловлено мощностью перегнойно-аккумулятивного горизонта (г = 0,371; г = 0,588 соответственно), отношением Aj/Ao (г = 0,431; г = 0,634 соответственно). Умеренная корреляционная связь (г = 0,311...0,422) в сосновых древостоях выявлена с содержанием в почве обменных оснований и калия в верхних горизонтах, что объясняется усиленной миграцией элементов питания вниз по профилю в почвах легкого гранулометрического состава. С содержанием в почвах легкоподвижного фосфора достоверной связи не обнаружено. Это связано с тем, что для дерново-подзолистых почв характерно ярко выраженное перемещение фосфора как биофильного элемента, из элювиальных горизонтов в иллювиальные. Результаты исследований Е.С. Мигуновой (1993) свидетельствуют об очень малой доступности для древесных растений в иллювиальных горизонтах фосфора, даже при наличии ортзандовых прослоек. Поэтому содержание доступного фосфора в изучаемых почвах не является фактором, ограничивающим рост древостоев.
