Введение к работе
Актуальность темы. На рубеже ХХ-ХХІ вв. стало очевидным, что противоречия между ростом народонаселения и ограниченными возможностями естественных экосистем приобрели антагонистический характер, нарушая равновесие и стабильность исторически сложившихся социоприродных структур. Преодоление возникших противоречий могими учеными связывается с отказом от традиционных стереотипов поведения и сложившегося веками метода проб и ошибок во взаимоотношениях человека и природы, с выходом на уровень научно обоснованной стратегии управления системой «общество-биосфера», базирующейся на совокупности экологических знаний и математическом моделировании природных процессов. Выбор направления и темы исследований определяется необходимостью совершенствования существующих методов диагностики и прогнозирования устойчивости лесных экосистем, как важнейших компонентов биосферы Земли и стабилизаторов глобальных экологических процессов, а также уточнения ряда критериев и индикаторов устойчивого управления лесами Российской Федерации.
Цель исследований заключается в разработке критериев диагностики текущего состояния сосновых древостоев и поиске стратегии повышения их устойчивости к внешним воздействиям. Для ее реализации был поставлен следующий ряд задач:
-
на основе синтеза современных достижений в области лесоведения, лесозащиты, общей экологии и природопользования сформулировать общие принципы концепции устойчивости лесных экосистем, разработать теоретические подходы к ее оценке и путям повышения;
-
выявить закономерности процессов роста и естественного изреживания древостоев как эдификаторов состояния лесных экосистем и описать их биофизически обоснованными математическими уравнениями;
-
оценить устойчивость древостоев к наиболее распространенным в природе видам стрессов;
-
изучить структурную организацию комплексов насекомых-ксилобионтов, их оиоценотическое значение и механизм динамики численности популяций важнейших видов;
-
провести сравнительную оценку информативной значимости показателей, характеризующих состояние жизнеспособности древостоев и разработать соответствующие нормативы.
Научная новизна работы заключается в теоретическом обосновании методологии и методики диагностики устойчивости лесов к внешним воздействиям, проведении длительных комплексных стационарных наблюдений за динамикой процессов роста и естественного изреживания одновозрастных и одновидовых древостоев, уточнении и усовершенствовании описывающих их математических моделей и объяснении причин цикличности этих процессов, познании принципов действия механизмов саморегуляции устойчивости основных компонентов лесных экосистем на различных уровнях их организации (особь, популяция, биогеоценоз), выявлении закономерностей структурной организации комплексов насекомых-ксилобионтов и получении новых сведений по биологии и экологии важнейших видов. Подтверждением научной новизны некоторых положений работы является получение патента РФ №2154372 на изобретение «Способ оценки жизнеспособности сосновых древостоев».
Обоснованность и достоверность полученных результатов обеспечиваются их воспроизводимостью, применением современных методов исследований, многолетним периодом исследований (с 1975 по 1998 гг.), большим объемом собранного экспериментального материала, комплексным разносторонним подходом к решению поставленных задач и применением математических методов обработки исходных данных с использованием ПЭВМ пятого поколения.
Личный вклад автора заключается в постановке проблемы, разработке программы и методики исследований, изучении и анализе литературы, подборе объектов в натуре, сборе, обработке и анализе экспериментального материала, формулировании научных положений и выводов.
Предметы зашиты:
-
методология и методика диагностики устойчивости лесных экосистем к внешним воздействиям и мероприятия по ее повышению;
-
феноменологические математические модели роста и естественного изрежива-ния чистых одновозрастных древостоев сосны разной исходной густоты;
-
закономерности структурной организации комплексов насекомых-ксилобионтов сосновых лесов, их роль в поддержании и нарушении устойчивости лесных экосистем;
-
данные по биологии, экологии и биоценотическом значении доминирующих видов насекомых-ксилобионтов в сосняках Марийского Заволжья;
-
возможности использования параметров роста деревьев, структурной организации коитлексов насекомых-ксилобионтов и состояния популяций доминирующих видов для диагностики жизнеспособности древостоя;
Практическая значимость исследований состоит в разработке критериев и параметров состояния жизнеспособности древостоев, способов поддержания и повышения устойчивости лесных экосистем.
Апробация результатов работы. Основные положения работы, результаты и практические рекомендации доложены на региональных, Всероссийских, Всесоюзных и международных научных и научно-практических совещаниях и конференциях: «Горение и пожары в лесу» (Красноярск: ИЛиД, 1978), «Итоги н перспективы научных исследований в области лесного хозяйства» (Пушкино: ВНИИЛМ, 1979), «Надзор за вредителями и болезнями леса и совершенствование мер борьбы с ними» (Пушкино: ВНИИЛМ, 1981), «Пути внедрения достижений науки и техники в практику лесохо-зяйственного производства» (Казань, 1986), «Охрана лесных экосистем и рациональное использование лесных ресурсов» (Москва, МЛТИ, 1987, 1991), «Достижения науки и передового опыта защиты леса от вредителей и болезней» (Пушкино, ВНИИЛМ 1987), «Проблемы использования, воспроизводства и охраны лесных ресурсов* (Йошкар-Ола, 1989), «Защита питомников и молодняков от вредителей и болезней) (Челябинск, 1990), «Проблемы лесопользования в Западном регионе» (Гомель: Бел НИИЛХ, 1990), «Лесопользование в лесах различных категорий защитное» (Моек ва, 1991), «Научные основы ведення лесного хозяйства в дубравах» (Воронеж, 1991) «Проблемы леса и охраны природы в Республике Марий Эл» (Йошкар-Ола, 1992) «Восстановление, выращивание и комплексное использование сосновых лесов Рос сии» (Йошкар-Ола, 1995), «Биологическое разнообразие лесных экосистем» (Москва 1995), «Влияние атмосферного загрязнения и других антропогенных и природам?
факторов на дестабилизацию состояния лесов Центральной и Восточной Европы» (Москва: МГУЛ, 1996), «Интенсификация выращивания лесопосадочного материала» (Йошкар-Ола, 1996), «Современные проблемы древесиноведения» (Йошкар-Ола, 1996), «Циклы природы и общества» (Ставрополь, 1996, 1997, 1998), «Природопользование: состояние, проблемы и пути их решения» (Йошкар-Ола, 1997), «Финно-угорский мир: состояние природы и региональная стратегия защиты окружающей среды» (Сыктывкар, 1997), «Диалог наук на рубеже XX-XXI веков и проблемы современного общественного развития: вторые Вавиловркие чтения» (Йошкар-Ола, 1997), «Соединение интеллектуального и духовного в научном проектировании и учебно-воспитательной работе в ВУЗе» (Иваново, 1997), «Современные проблемы учета и рационального использования лесных ресурсов» (Йошкар-Ола, 1998), «Социокультурная динамика в период становления постиндустриального общества: закономерности, противоречия, приоритеты» (Кострома, 1998), «Современное гуманитарное знание и социальная практика в поисках новой парадигмы: опыт междисциплинарного диалога» (Йошкар-Ола, 1999), конференциях молодых ученых и аспирантов ВНИИЛМ (Пушкино, 1983, 1985), ежегодных конференциях сотрудников МарГТУ по итогам НИР (Йошкар-Ола, 1997, 1998), а также семинарах практиков лесного хозяйства.
Реализация работы. Результаты исследований по теме диссертации включены в Государственные доклады о состоянии окружающей среды Республики Марий Эл (Йошкар-Ола, 1997, 1998). Они послужили основой для составления «Временных рекомендаций по методам надзора, учета и прогноза массовых размножений стволовых вредителей ели и сосны» (М.: Гослесхоз СССР, 1982), «Рекомендаций по повышению пожароустойчивости молодгаков сосны» (Йошкар-Ола, 1989), «Рекомендаций по повышению пожароустойчивости насаждений» (Йошкар-Ола, 1999), которые прошли опытно-производственную проверку и внедрены в производство в ряде регионов европейской части России. Результаты внедрения в производство на предприятиях Комитета по лесному хозяйству Республики Марий Эл ряда частных вопросов проблемы отражены в 10 информационных листках, выпущенных Марийским ЦНТИ. Теоретические и методические результаты исследований используются в учебном процессе и научно-исследовательской работе сотрудников, аспирантов и студентов факультета лесного хозяйства и экологии МарГТУ.
Публикации. Основные положения диссертации представлены в 89 печатных работах (в т.ч. в двух монографиях и одном патенте на изобретение), .
Объем и структура диссертации. Работа изложена на 467 страницах и состоит из введения, 6 глав, заключения и списка литературы из 1173 наименований; включает 110 таблиц и 108 рисунков.
Благодарности. Большая помощь в сборе полевого материала по различным вопросам проблемы была оказана Ю.Н. Русовым (ныне покойным), К.К. Калининым, А.В. Ивановым, А.Ф. Агафоновым, Е.К. Кудрявцевым и А.В. Полевщнковым. Автор глубоко признателен А.Д. Маслову, являвшемуся в течение многих лет (1978-1993 гг.) официальным научным руководителем и определившему общее направление исследований на начальном этапе. Много ценных советов, способствовавших успешному решению поставленных задач, дали д-р с.-х. наук И.А. Алексеев и д-р техн. наук П.М. Мазуркин.
