Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Формирование лесных экосистем на облесенных крутосклонах Белебеевской возвышенности

ВАК РФ 06.03.02, Лесоустройство и лесная таксация

Автореферат диссертации по теме "Формирование лесных экосистем на облесенных крутосклонах Белебеевской возвышенности"

На правах рукописи

005012317

Исангулов Фаиль Саибович

ФОРМИРОВАНИЕ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ НА ОБЛЕСЕННЫХ КРУТОСКЛОНАХ БЕЛЕБЕЕВСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ

06.03.02- Лесоведение, лесоводство, лесоустройство и лесная таксация

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Уфа-2012

1 2 Ш

005012317

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Габдрахимов Камиль Махмутович; Официальные оппоненты: Нагимов Зуфар Ягфарович, доктор

сельскохозяйственных наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет», заведующий кафедрой лесной таксации и лесоустройства; Щербаков Максим Борисович, кандидат сельскохозяйственных наук, начальник отдела лесного хозяйства, благоустройства и лесопарковых работ МУП «Горзеленхоз» г. Уфа РБ. Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное

учреждение науки Институт биологии Уфимского научного центра РАН

Защита состоится 30 марта 2012 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.281.01 при Уральском государственном лесотехническом университете по адресу: 620100, г. Екатеринбург, Сибирский тракт, 37, УГЛТУ, УЖ - 1, ауд. 401.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет».

Автореферат разослан 24 февраля 2012 г.

Ученый секретарь /^^у/

диссертационного совета уфе*?/^ Бачурина Анна Владимировна

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Защитные лесные насаждения играют важную роль в стабилизации экологических систем. Они вносят изменения в экологическое и биологическое равновесие территории путем создания своеобразного микроклимата на почвах, предотвращают деградацию земель и повышают продуктивность сельскохозяйственных угодий. Хозяйственная деятельность человека по мере своего развития привела к усилению антропогенного воздействия на природную среду, в том числе на лесные экосистемы.

Искусственное лесоразведение является одним из эффективных путей создания защитных лесных насаждений и основным элементом в комплексе мероприятий по борьбе с эрозией почв на склонах, и вовлечения этих земель в хозяйственный оборот.

Созданные в 70-90-х годах прошлого столетия защитные насаждения в больших объемах на склонах Белебеевской возвышенности нуждаются в исследовании и современной оценки. Слабо изучены особенности их формирования, состояние и продуктивность в зависимости от условий местопроизрастания.

Для усиления выполнения средообразующих и стабилизирующих функции защитных насаждений на склонах необходимо повышение их устойчивости и долговечности, что является актуальным в современной концепции устойчивого природопользования. Основное направление для достижения постоянства лесопользования и повышения устойчивости антропогенных лесов - это формирование второго поколения искусственных лесных экосистем естественным путем.

Цель и задачи исследований. Цель диссертационной работы -комплексное изучение особенностей формирования лесных экосистем на облесенных крутосклонах Белебеевской возвышенности и повышение устойчивости искусственных лесных экосистем с обоснованием предложений производству по переводу искусственных насаждений на естественный путь развития лесохозяйственными мероприятиями.

В соответствии с целью исследований были поставлены следующие задачи:

• изучение и анализ современного состояния существующих защитных насаждений на склонах Белебеевской возвышенности;

• лесоводственно-таксационная характеристика защитных лесных насаждений и оценка продуктивности древостоев;

• изучение почвенно-экологических условий произрастания защитных насаждений на облесенных крутосклонах;

• оценка плодоношения и естественного возобновления, искусственных насаждений сосны на склонах;

• изучение влияния лесохозяйственных мероприятий на устойчивость защитных насаждений;

• изучение факторов определяющих пожароустойчивость защитных насаждений на облесенных крутосклонах;

• разработка практических рекомендаций по формированию устойчивых лесных экосистем на облесенных крутосклонах Белебеевской возвышенности.

Научная новизна. Впервые подробно изучены состояние искусственных защитных насаждений сосны с характеристикой естественного возобновления на склонах Белебеевской возвышенности. Установлена возможность увеличения площади защитных насаждений на склонах, за счет зарастания прилегающих неиспользуемых земель древесной растительностью. Определена роль лесных подстилок в формировании лесных экосистем. Дана лесоводственно-таксационная характеристика искусственных сосняков в зависимости от почвенно-экологических условий произрастания. Определены факторы, способствующие повышению пожароустойчивости защитных насаждений на склонах. Даны рекомендации по формированию лесных экосистем на облесенных крутосклонах Белебеевской возвышенности.

Практическая значимость работы. Результаты исследований условий местопроизрастания и продуктивности защитных насаждений являются основой для создания искусственных лесных экосистем, проектировании и проведении лесохозяйственных мероприятий на облесенных крутосклонах. На основе проведенных исследований даны рекомендации повышения устойчивости существующих защитных насаждений и создания новых устойчивых лесных экосистем на крутосклонах.

Личный вклад. Все виды работ по теме диссертации от сбора экспериментального материала до анализа и обработки полученных результатов осуществлены автором или при его непосредственном участии.

Автор принимал непосредственное участие в создании защитных насаждений на склонах и проведении лесохозяйственных работ на облесенных крутосклонах на территории Туймазинского и Ермекеевского районов.

Обоснованность и достоверность результатов обеспечивается анализом достаточного по объему экспериментального материала, собранного с использованием обоснованных методик, применением современных математических методов, компьютерной техники и прикладных программ.

Защищаемые положения. В работе исследованы и обоснованы следующие положения, представленные к защите:

- особенности формирования искусственных лесных экосистем на облесенных крутосклонах;

- формирование искусственных лесных экосистем разного состава и строения в зависимости от почвенно-экологических условий;

- лйсохозяйственные мероприятия, повышающие устойчивость искусственных лесных экосистем на крутосклонах;

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований доложены на международных (Уфа, 2009,2010, 2011; Ульяновск, 2011), всероссийских (Архангельск, 2010; Уфа, 2010) научно-практических конференциях.

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 7 печатных работах, в том числе три - в изданиях, определенных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, общих выводов, списка литературы из 244 наименований (в т.ч. 12 зарубежных авторов), одного приложение. Основной текст изложен на 152 страницах, иллюстрирован 20 рисунками и сопровожден 22 таблицами.

1.ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ

Объекты исследований относятся к Белебеевской возвышенности, расположенной на востоке Русской равнины на юго-западной части Республики Башкортостан. Белебеевская возвышенность впервые выделена Д.В. Богомоловым (1954) в составе Левобережья западного Предуралья. Граничив она рекой Ик, озером Аслы-Куль и верхним течением реки Ашкадар - левым притоком реки Белой. На юге-востоке возвышенность постепенно переходит в отрога Общего Сырта. Ее протяженность с севера-запада на юго-восток более 360 км, ширина от 30 до 90 км, площадь более 13 тысяч км2. Белебеевская возвышенность входит в лесостепную лесорастительную зону Европейской части Российской Федерации.

Климат возвышенности неустойчивый, резко континентальный, с отчетливо выраженными свойствами всех времен года: зимы, весны, лета и осени, характеризуется частыми колебаниями температур и количеством выпадающих осадков.

Особенностями рельефа Белебеевской возвышенности является пла-тообразные междуречья и их четко выраженная ступенчатость, каньоноо-бразный характер долин и больших рек. Абсолютные отметки водоразделов составляют 400-450 м. Протяженность речных долин, оврагов и балок составляет до 3 км на 1 кв. км поверхности.

На формирование почвенного покрова оказало влияние сильная расчлененность территории. По агропочвенному районированию Республики Башкортостан, произведенному С.Н. Тайчиновым (1963), территория отнесена к Предуральской провинции, агропочвенному району - Белебеевская возвышенность. На территории Белебеевской возвышенности по данным А.Ф. Хайретдинова (1987) наибольшее распространение имеют почвы чернозем-

ного типа. Меньшую площадь занимают серые лесные и почвы пойменного ряда.

Белебеевская возвышенность расположена на территории 8 административных образований Республики Башкортостан. Современная лесистость территории составляет 23,3 %. В лесном фонде преобладают насаждения липы, березы и осины, которые занимают 67,7 % покрытых лесной растительностью земель. Твердолиственные породы представлены в основном дубом низкоствольным, высокоствольный занимает всего 147 га. Хвойные породы занимают 19,7 % и в основном представлены насаждениями искусственного происхождения. Другие породы клен, вязь, ольха серая, ольха черная и тополь занимают вместе 4,4 %.

2. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Создание защитных лесных насаждений, это один из основных элементов в комплексе мероприятий по борьбе с эрозией почв на склонах, и вовлечения этих земель в хозяйственный оборот (Бахтизин, 1982; Никитин, 1976; Новосельцева, 1983; Парамонов, 2007; Писаренко, 1977; Рекомендации ..., 1978; Редько, 2008, 1980; Родин, 1987; Смирнов, 1974; Стафийчук, 1975; Сунгуров, 1996;Ткаченко, 1951).

Исследования многих авторов (Докучаев, 1949, 1953; Беляев, 1991; Га-рифуллин 1979; Зонн, 1954,1964;Карпачевский, 1972,1993,1981;Колоскова, 1968; Нестерев 1954; Панников, 1977; Ткаченко 1939) показали, что устойчивость и продуктивность насаждений находятся в прямой зависимости от условий местопроизрастания, которые являются экологической основой формирования лесных насаждений. Наиболее полно характеризуют условия местопроизрастания качество почвы и ее свойства. Лесорастительные свойства почвы в большей мере определяются скоростью круговорота веществ в системе почва-растение. В этом круговороте важная роль принадлежит лесной подстилке (Богатырев, 1996; Винокуров, 1964; Высоцкий, 1983; Габдра-химов, 2000, 2004, 2006; Гурмазова, 1966; Зонн, 1964; Карпачевский, 1981; Козлов, 1996; Морозов, 1949; Постолаке, 1976; Ремезов, 1965; Родин, 1965; Сапожников, 1987; Соколов, 1971; Сукачев, 1964; Chertov, 2001; Clements, 1916; Komarov, 2003; Wallman, 2003).

Многие аеторы считают, что формирование устойчивых насаждений соответствующего породного состава и структуры достигается своевременным и качественным проведением рубок ухода за лесом (Габдрахимов, 2001; Гагрохин, 1989; Данилов, 1971; Озолин, 1974; Ткаченко, 1951;Успенский, 1974; Ханбеков, 1978).

Изучению эффективных методов облесения склонов и продуктивности

защитных насаждений на склонах посвящены значительно меньше ыэли-чество работ (Агапонов, 2005; Афанасьев, 1967; Велигоша, 1974; Горешао, 1998; Замятш1,1967; Косоуров, 1974,1996; Тимченко, 1967; Ханбеков, 1967; 1972; Landscapes..., 1993).

Обзор литературных источников показал, что больше внимания уделено изучению вопросов устойчивости и продуктивности в лесных массивах. Аналогичных работ относительно защшных насаждений искусственного происхождения на крутосклонах очень мало. В отношении облесенных кру-тосклонов Белебеевской возвышенности слабо изученными вопросами остаются: особенности формирования защитных насаждений; влияние условий местопроизрастания на продуктивность и устойчивость защитных лесных насаждений.

З.ПРОГРАММА, МЕТОДИКА ИССЛЕДО В4НИЙ И ОБЪЕМ ВЫПОЛНЕННЫХ РАБОТ

В соответствии с целыо исследований решались следующие программные вопросы:

1.КЬмплексное изучение формирования искусственных лесных экосистем на крутосклонах по основным компонентам насаждений и условиям местопроизрастания древостоев (с учетом экспозиции и крутшиы склона по типам почв).

2.Аналнз количественных и качественных показателей успешности естественного возобновления под пологом искусственных насаждений сосны на облесенных крутосклонах и на землях, примыкающих к стене леса.

3.Изучение влияния лесохозяйственных мероприятий и неблагоприятных природных факторов на устойчивость искусственных лесных экосистем на облесенных крутосклонах.

4. Разработка рекомендаций по формированию и повышению устойчивости лесных экосистем на облесенных крутосклонах.

Объектами исследований являются искусственные лесные экосистемы на облесенных крутосклонах Белебееевской возвышенности.

В основу исследований положен метод пробных площадей (ПП), которые закладывались с учетом теоретических положений лесной таксации и требований ОСТ 56-69-83 «Пробные площади лесоустроительные. Метод закладки».

С целью изучения почвенно-грунговых условий произрастания защитных лесных насаждений на пробных площадях заложены почвенные разрезы. Физико-химические свойства почв по генетическим горизонтам изучены

в лабораторных условиях. Определение основных характеристик лесных подстилок проведены в 10-кратной повторности по общепринятой методике с использованием рамки размером 20x20 см (Растворова, 1983).

Для определения посевных качеств семян сосны произведен сбор шишек сосны с деревьев, произрастающих на различных частях склонов.

Учет естественного возобновления проведен на учетных площадках размером по 25 м2 расположенных по диагоналям в количестве 12 шт. на ПП с распределением подроста по породам, возрасту и жизненному состоянию.

Для определения пожароустойчивости искусственных насаждений измерена высота нагара на стволах деревьев с одновременной оценкой их жизненного состояния по методике В.А. Алексеева (1989).

На эродированных склонах с момента подготовки почвы террасированием и создания лесных культур начинаются процессы улучшения экологических условий. В рассматриваемом аспекте наиболее информативным средством документирования изменений во времени и пространстве достаточно крупных наземных объектов, в частности, древесной и кустарниковой растительности является метод ландшафтных фотографий, полученных с одних и тех же точек в разное время (Шиятов, 2009). Задачей настоящих исследований являлось нахождение исторических фотоснимков, на которых так или иначе, были изображены склоны во время террасирования, в момент смыкания крон и где просматривается резко меняющиеся условия местопроизрастания на склоне. Старые фотоизображения из архива Туймазинского лесничества и из личного архива автора. Для осуществления повторного фотографирования находилось точное место, с которого производилось фотографирование. После чего производилась повторная съемка. Обязательными условиями для данных работ являлись: ясная погода и соответствие времени года старого и повторного фотографирования.

4. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ НАСАЖДЕНИЙ ИСКУССТВЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ НА ОБЛЕСЕННЫХ КРУТОСКЛОНАХ

Защитные насаждения на крутосклонах в основном создавались чистыми культурами. Главной породой на обследованных участках является сосна обыкновенная. Из 35 заложенных пробных площадей 19 ПП составом ЮС, на 7-ми ПП произрастает сосна обыкновенная в смешении с лиственницей и березой, на 4-х ПП сосна в смешении с лиственницей, на 3-х ПП сосна в смешении с березой. На 2-х ПП чистая лиственница и береза. Смешение пород в основном по рядам чистыми породами, на 3-х ПП смешение в рядах.

Максимальной высоты достигли чистые древостой сосны (17 м) и березы (16 м), а насаждения лиственницы имеют высоту всего -10м. Наилучшие показатели по среднему приросту по запасу в насаждениях с составом ЮС - 5,95, ЮЛ - 5,94 и 10Б - 5,81 м3/га в год.

В смешанных насаждениях более высокие показатели роста по высоте составом 5С4Б1Л (15,0 м) и 5С5Б (14,0 м). Наибольший средний прирост по запасу среди смешанных насаждений составом 6С4Л - 5,91 м3/га в год и 5СЗЛ2Б - 5,0 м3/га в год.

На нижней части склона культуры сосны имеют наибольшие средние таксационные показатели (табл. 1). На нижних террасах средний диаметр насаждений сосны на 14% выше по сравнению со средней и верхней частями склонов. Средняя высота насаждений в зависимости от расположения на склоне изменчива, на средней части склона отставание по высоте на 21 % и на верхней части на 32%. Наибольший показатель по среднему приросту культур сосны на нижней части склона и наименьший на верхней части склона.

Таблица 1. Средние таксационные показатели насаждений сосны искусственного происхождения, произрастающих на различных элементах склона, (А-32 года)

Элементы склона Дер, см 2 <£ о Я О, М, м3/га Ъ, м3/га в год Количество посадочных мест, тыс.шт на 1 га Количество деревьев на 1 га, шт

ПП-1 Восточный склон 16,6 14,6 0,60 112 3,50 4,1 776

ПП-2 Верхняя часть южного склона 13,2 8,7 0,65 80 2,50 3,2 1197

ПП-3 Средняя часть южного склона 13,2 10,1 0,79 106 3,31 4,1 1517

ПП-4 Нижняя часть южного склона 15,2 12,7 0,72 131 4,10 6,2 1194

График зависимости высот деревьев в древостое от их диаметров на высоте 1,3 м на склонах имеет криволинейный характер

(рис. 1). При одинаковом диаметре высота деревьев снижается с повышением расположения дерева на склоне.

Рис. 1. Кривая высот деревьев в сосновых древостоях на разныхчастях склона

Уравнения зависимости высоты от среднего диаметра имеют вид: На нижней части склона

У= - 0,0352 х1 + 1,4751 х - 0,1872 при Ю= 0,904 На средней части склона

У= - 0,0285 х2 + 1,6447 х+ 1,5174 при Я2= 0,865 На верхней части склона

У= - 0,0289 х 2 + 1,1516 х + 1,4307 при Я2= 0,920 где У - средняя высота, м; х- средний диаметр, см; Я2-коэффициент детерминации-

Ступени толщины, см

Рис. 2. Распределение деревьев сосны по ступеням то лиц сны на нижней части склона в возрасте 45 лет

Распределение деревьев сосны по естественным ступеням толщины в возрасте 45 лет имеет ярко выраженный двухвершинный характер. В результате проведения рубок ухода, с вырубкой отставших в росте и средних деревьев уменьшилось количество деревьев в нижи их и средних ступенях толщины (рис. 2). В древостоях сосны в возрасте 35 лет распределение деревьев характеризируется незначительным отклонением от кривой нормального распределения A.B. Тюрина (1949), которые вызваны смешением пород (состав 9С1Б) (рис. 3).

Ступени толщины, см

Рис. 3. Распределение деревьев сосны по ступеням толщины на верхней части склона в возрасте 35 лет

|пна чичяри части снижа Ина средней части склона Пнр верхнем части схпона [

4«

О

¿4 Ä 21 Л 3U 31 S2 :2

возраст насаждении, лет

Рис. 4. Динамика среднего прироста по запасу сосновых древостоев на ПГ1 в зависимости от положения на склоне

Средний прирост по запасу находится в пределах 2,13-6,38 м3/га в год. На нижних частях склона в наиболее благоприятных условиях изменчивость среднего прироста наименьшая и находится в пределах 3,6-4,91 м3/га в год, а на средних частях склона колеблется в пределах 4,64-6,38 м3/га в год. На верхних частях склона, где условия местопроизрастания изменчивы, под влиянием множества факторов внешней среды средний прирост находится в широком диапазоне 2,13-5,95 м3/га в год (рис.4).

5.УСЛОВИЯ МЕСТОПРОИЗРАСТАНИЯ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ИСКУССТВЕННЫХ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ

В результате проведенных исследований нами выявлено, что в условиях Белебееевской возвышенности защитные насаждения искусственного происхождения произрастают на черноземах типичных карбонатных и остаточно -карбонатных, на черноземах выщелоченных, на серых лесных и дерново-карбонатных почвах.

Особенностью изученных крутосклоновых участков является близкое залегание и обнажение карбонатных материнских пород, мергелей и известняков, тяжелый гранулометрический состав, смытость почвенного профиля, низкое содержание гумуса, нейтральная, слабо - или среднещелочная реакция почвенной среды. По мере увеличения степени их смытости, содержание гумуса в гумусовом горизонте уменьшается.

Наиболее гумусированными, среди изученных почв, являются черноземы выщелоченные среднемощные среднесуглинистые. Содержание гумуса в верхнем горизонте составляет 11,0%, однако вниз по профилю это величина снижается до 4,12%. По содержанию гумуса почвы можно распределить в следующей последовательности: черноземы выщелоченные, черноземы остаточно-карбонатные, черноземы типичные карбонатные, темно-серые лесные, серые лесные, светло-серые лесные и дерново-карбонатные почвы. Наиболее низкий показатель содержания гумуса в дерново-карбонатных почвах-2,82%.

Связующим звеном между растениями и почвой является особый биогенный горизонт - лесная подстилка, которая способствует увеличению гумуса в почвах, повышает оструктуренность и водопроницаемость.

Мощности лесных подстилок в чистых древостоях сосны, лиственницы и березы достоверно отличаются (табл. 2). Мощность подстилки в сосновых древостоях вдвое выше, а плотность напротив, примерно во столько раз меньше аналогичных показателей лиственницы. Под пологом древостоев сосны и березы показатели мощности и запаса подстилки отличаются на 40% и 42% соответственно, а плотности подстилки одинаковые, что указывает на

некоторые общие закономерности в формировании подстилок в насаждениях обеих пород.

Наиболее высокий прирост по запасу (5,95 м3/га год) и высоте (54 см/ год) наблюдается в древостоях сосны произрастающих на светло-серых лесных почвах на зачищенном от ветра юго-западном склоне (табл. 3).

Таблица 2. Статистические показатели физических свойств подстилок в искусственных насаждениях различного состава

Показатели Статистические показатели

X тх б V, % Р, % 1х

ЮС

Мощность, см 4,45 0,41 1,3 29,2 9,2 10,9

Плотность, г/см3 0,066 0,073 0,023 35,4 и,з 8,9

Запас, кг/м2 2,95 0,3 0,96 32,5 10,2 11,38

10Б с густым подлеском

Мощность, см 2,65 0,33 1,06 39,81 12,5 8,0

Плотность, г/см3 0,065 0,006 0,022 33,3 10,5 9,6

Запас, кг/м2 1,72 0,26 0,82 47,4 15,1 6,5

ЮЛ с редким подлеском

Мощность, см 2,35 0,22 0,71 30,2 9,4 10,7

Плотность, г/см3 0,11 0,011 0,036 31,6 9,7 10,3

Запас, кг/м2 2,61 0,3 0,95 36,3 11,5 8,7

5С4Л1Б

Мощность, см 3,35 0,39 1,25 37,3 11,6 8,6

Плотность, г/см3 0,099 0,014 0,045 48,3 15,0 6,6

Запас, кг/м2 3,33 0,39 1,23 36,9 11,7 8,5

5С4Б1Л

Мощность, см 3,25 0,36 1,14 34,9 10,8 9,2

Плотность, г/см3 0,062 0,006 0,022 33,3 10,5 9,6

Запас, кг/м2 2,03 0,22 0,68 33,4 10,8 9,2

Щелочная среда почвенного раствора оказывает отрицательное влияние на продуктивность насаждений. От величины реакции почвенной среды (рН водного раствора) в значительной мере зависит количество доступных пита-

тельных веществ. В почвах с высоким содержанием гумуса при среднеще-лочной реакции почвенного раствора (7,6-8,1) средний прирост насаждений имеет относительно низкие показатели. Средний прирост насаждений имеет более высокие показатели на почвах с реакцией почвенной среды ближе к нейтральным (6,15-6,89), даже при более низком содержании гумуса. Для повышения плодородия почвы важное значение имеет снижение реакции почвенной среды, для восстановления баланса доступных элементов питания для древостоев. Потенциальное плодородие черноземов и темно-серых лесных почв не всегда используется полностью из-за неблагоприятных других экологических факторов.

Таблица 3. Почвы и продуктивность насаждений сосны

Типы и подтипы почв рН, водный Средний прирост древостоев Возраст, лет Запас, м3/га

по высоте, м по диаметру, см по запасу, м3/гз год

Чернозем выщелоченный 8,1 0,38 0,42 3,56 45 160

Чернозем типичный остаточно-карбонатный 6,7 0,46 0,52 3,50 32 112

Чернозем типично карбонатный 7,7 0,42 0,56 4,10 30 123

Темно-серые лесные 6,9 0,47 0,58 5,69 32 182

Серые лесные 6,2 0,40 0,47 3,72 29 108

Светло-серые лесные 6,8 0,52 0,54 5,96 24 143

Дерново- карбонатные типичные 7,7 0,34 0,35 3,03 35 106

б.УСТОЙЧИВОСТЬ ЗАЩИТНЫХ НАСАЖДЕНИЙ НА ОБЛЕСЕННЫХ КРУТОСКЛОНАХ

Устойчивость ввда в любых лесораститсльных условиях определяет его устойчивость к самовозобновлению. Первое, от чего зависит возобновление -это наличие качествешюго семенного материала. Результаты нашнх иссле-довагап! показывают, что искусственные древостой и второе поколите сосны естественного происхождения плодоносят в возрасте 10-12 лет и семена имеют высокую всхожесть (97%). Наиболее шикая всхожесть (54%) в искусственных насаждениях прогорастающнх на ветроударной части выпуклого склона на известковых горных породах, из-за низкого выхода здоровых семян (60% пустое вес 1000 шт. семян составляет 3,58 г).

Прорастанию семян и появлению всходов под пологом насаждений препятствует мощная лесная подстилка н недостаток солнечного света. Мощность лесной подстилки на участках с налшшем подроста в среднем на 39 % меньше по сравнению с площадками без подроста (табл.4).

Таблица 4. Влияние мощности лесной подстилки на наличие подроста

№ПП Наличие подроста на учетной площадке Статистические показатели мощности лесной подстилки

X, см ±б, см ±т, см Р, % достоверность различия по Стъкзденту

ПП-1 Без подроста 3,9 0,81 0,26 21 7 Тфакт=4,5>3

С подростом 2.4 0,66 0,21 28 9

ПП-7 Без подроста 3,35 0,82 0,26 24 8 Тфакт=3,4>3

С подростом 2,2 0,67 0,21 31 10

ПП-ЗЗ Без подроста 2,7 0,71 0,22 26 8 Тфакт=3,9>3

С подростом 1,5 0,71 0,22 47 15

Расчет статистических характеристик показал, что на всех изученных пробных площадях имеется достоверное различие мощности подстилки на площадках с подростом и без него. Благоприятные условия для появления всходов и накоплению подроста появляются на участках, где рубки ухода проводились линейным способом. При механизированной заготовке происходит частичная минерализация поверхности почвы со сдиранием подстилки, и увеличивается освещенность под пологом древостоя в результате из-реживания.

Высота подроста колеблется от 0,2 до 1,0 м, в возрасте 3-7 лет. Наибольшее количество самосева в возрасте 3-4 года, часть которых с возрастом под действием различных неблагоприятных факторов отпадают, что характерно для первых этапов возобновительного процесса. Пределы колебаний численности подроста на отдельных площадках составляют от 0 до 159 экземпляров, а изменчивость достигает более 100%, что свидетельствует о наличии крайне неоднородных условий для накопления подроста. Коэффициент вариации (101-150%) свидетельствует о групповом размещении самосева и подроста в местах с благоприятными условиями для появления всходов. Такие группы подроста размещены на узких полосах (технологические коридоры с частичной минерализацией почв) и в небольших просветах под пологом. Для естественного возобновления под пологом древостоя в основном характерно наличие мелкого подроста (81 - 100%) с групповым размещением на узких полосах. Отсутствие крупного подроста свидетельствует о коротком периоде естественного возобновления. За 8 лет с начала появления самосева, подроста накопилась в перерасчете на крупный 2,9 - 6,5 тыс. шт. на 1 га, что свидетельствует о положительной динамике естественного возобновления на участках с проведением лесохозяйственных работ.

Таблица 5. Динамика естественного заращивания земель, прилегающих к облесенным крутосклонам Белебеевской возвышенности

Количество подроста, тыс. шт. / га Удаленность от стены леса, м Распределение подроста по возрасту, в %

9 лет 7 лет 5 лет 3 года

8,0-10,0 30 10 30 40 20

5,0-6,0 30-70 - 25 45 30

1,5-2,0 70-130 - - 60 40

0,5-1,0 130-210 - - 80 20

Материалы исследования хода заращивания заброшенной пашни примыкающей к стене защитных насаждений на крутосклоне показывают, что процесс естественного заращивания наиболее успешно происходит в первые годы на полосе шириной 30 м у стены леса, где плотность обсеменения наибольшая (табл. 5). Чем дальше от опушки, тем меньше количество подроста, и в его составе начинает преобладать подрост, появившийся в более поздние семенные годы. Накопление его обеспечивается отсутствием дернины, благодаря сельскохозяйственной освоенности земель в прошлом,

Часто повторяющиеся низовые пожары, даже слабой интенсивности ведут к ухудшению лесорастительных условий, снижению продуктивности лесов что, в конечном счете, ведет к гибели защитных лесных насаждений. Нагар, образующийся на стволах деревьев под действием огня - важный диагностический признак низового пожара, который дает возможность определить направление распространения различных тактических частей кромки, а также оценить его силу.

Изучение зависимости высоты нагара на стволах и среднего диаметра деревьев от расположения деревьев на склоне по данным исследований, позволили выявит особенности распространения и интенсивности лесного пожара (рис. 5). Интенсивность огня усилилось с момента возгорания с опушки леса до высоты 5м. Интенсивному нарастанию высоты огня на нижней части склона способствовали порубочные остатки, сложенные в кучи, при очистке мест рубок. Огонь полностью уничтожил на нижней части склона лесную подстилку до минерализованной части почвы. На участках, где под пологом произрастают густые заросли кустарника интенсивность огня снизился, высота нагара на этих участках в среднем 4м. При переходе на крутую часть склона высота пламени, после прохождения естественной преграды в виде полосы кустарника, несмотря на воздействие воздушных масс, двигающихся с подножия к вершине, резко уменьшился, о чем свидетельствует резкое уменьшение высоты нагара. На уменьшение высоты нагара повлияло и уменьшение среднего диаметра деревьев на верхних террасах. Лесная подстилка на крутой части склона повреждена частично. Примесь лиственных пород к сосне и лиственный подлесок повышает пожароустойчивость хвойных насаждений, во-первых, благодаря повышению влажности в лесной подстилке, во-вторых, большей устойчивостью лиственных пород и кустарников к возгоранию. Разрастание травяно-кустарничкового яруса оказывает увлажняющее действие на микроклимат в приземном слое, сдерживая высыхание проводников горения до критического уровня.

-рельеф местности -»-средний диаметр даре&аа в рядах сраднда высота нагара на стволах в рядах |

: s

! "

§ Î 40

п

1 с

« Б эо

9 3 ■X в s

5

jL

1 Э 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 4 7

номерация террас от подножмя к в«ршм<е склона

Рис. 5. Интенсивность огня низового лесного пожара, в зависимости от расположения деревьев на склоне

На следующий год при обследовании послепожарного жизненного состояния лесных культур на нижней части склона, оказалось, 65% деревьев сосны усохшие, 31% на стадии отмирания и 4% сильно ослабленных, независимо от высоты нагара на стволе и от диметра ствола. Выше по склону интенсивный отпад произошел на низших ступенях толщины деревьев. Самый наибольший отпад у деревьев на ступени толщины 8 см - 91% деревьев и на ступени 10 см - 75%. На ступенях толщины 14-24 см количество жизнеспособных деревьев составляет от 60 до 90% от их количества. Наиболее устойчивыми оказались деревья березы, высаженные чистыми рядами на террасах, у которых отпад даже на низших ступенях в небольшом количестве.

ЗАКЛЮЧЕНИЯ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

Защитные насаждения на облесенных крутосклонах позволяют не только продуктивно использовать эродированные земли, но и оказывают положительное влияние на микроклимат прилегающих территорий. Часть зеленых зон населенных пунктов сформированы защитными пасаждешыми на облесенных крутосклонах, которые выполняют эстетические и рекреационные функции наряду с защитными.

Рельеф местности, как распределтель тепла и света, определяет тер-

морежим склонов, который тесно связан со скоростью выветривания, эрозионными процессами, растительностью, является важным экологическим фактором. В пределах склона на нижних и средних участках за счет лучших лесорастительных условий сохранность и продуктивность насаждений выше.

Неблагоприятные лесорастительные свойства смытых почв, расположенных на крутых выпуклых частях склона - это слабощелочная или щелочная реакция водного раствора, низкая обеспеченность подвижными формами фосфора и калия, и низкий показатель содержания гумуса. Щелочность почвы ограничивает подвижность элементов питания, обеспеченность которыми в смытых почвах низкая или очень низкая, в этом выражаются неблагоприятные условия местопроизрастания на крутых склонах, под влиянием которых уменьшается общая продуктивность и устойчивость насаждений на облесенных крутосклонах.

Образование лесных подстилок, оказывает влияние на процессы почвообразования, формируя гумус, пополняют запасы элементов питания верхних горизонтов почв. Мощности лесной подстилки находится в пределах 2,35 см под пологом лиственничных и до 4,45 см сосновых насаждений, что определяет устойчивость экосистем, в которых оптимальный баланс между интенсивностью поступления и разложения растительных остаткоз.

Показателем успешного развития сосны является формирование генеративных органов и развитие нормальных семян. В благоприятных условиях древостой формируют крупные шишки, в аридных условиях образовываются сравнительно мелкие шишки с небольшим количеством семян. Посевные качества семян культур сосны на облесенных крутосклонах обеспечивают по явление всходов под пологом насаждений и на прилегающих территориях. В жестких условиях местопроизрастания склонов сосна в период плодоношения вступает в более раннем возрасте.

Важное значение в формировании лесных экосистем на облесенных крутосклонах имеет способность их возобновляться естественным путем. Как показали наши исследования, мощность лесной подстилки и высокая полнота насаждений, препятствуют появлению подроста. Лесохозяйствен-ные мероприятия, направленные на создание благоприятных условий для появления самосева (рубки ухода, меры содействия естественному возобновлению) обеспечивают появление жизнеспособного подроста. При снижении полноты до 0,7 и благодаря ступенчатому расположению террас под пологом создается необходимая освещенность для появления подроста. Площади защитных насаждений можно увеличит за счет сохранения заросших древесной растительностью неудобных земель.

Наряду с увеличением положительного влияния защитных насаждений

на экосистему склонов, есть существенные недостатки, решение которых можно осуществить повышением устойчивости экосистем на облесенных крутосклонах. Созданные защитные лесные насаждения на крутосклонах в большей степени являются монокультурами, чаще представлены сосной обыкновенной. Наряду с засухоустойчивостью и успешным ростом, чистые сосновые насаждения являются, с экологической точки зрения, слабоустой-чиывыми.

Изучение условий формирования искусственных лесных экосистем на крутосклонах позволяет сделать следующие рекомендации производству:

1. На нижних и средних частях склона на более благоприятных условиях местопроизрастания необходимо создавать смешанные хвойно-лиственные насаждения. На наиболее крутых частях склона в аридных условиях лучше проектировать сосновые насаждения с подлеском. В целях повышения устойчивости необходимо производить посадку с чередованием чистых рядов сосны и березы через 3-5 рядов, на наиболее суровых условиях посадку одного ряда кустарника через 5-7 рядов сосны. В опушечные ряды желательно высаживать кустарники, которые в дальнейшем являются живой изгородью. Создание лесных культур необходимо проектировать по нижнему уровню рекомендуемых густот, не допуская изначального перегущения.

2. Облесение крутых склонов южных экспозиций необходимо проектировать в последнюю очередь, когда вокруг уже сомкнутся созданные лесные культуры и изменится микроклимат крутых склонов.

3. Рубки ухода в молодняках необходимо проводить методом равномерной выборки по площади на нижних и средних частях склонов в возрасте осветлений и прочисток, а на крутых частях склона один раз в возрасте прочисток. В средневозрастных насаждениях необходимо проведение рубок ухода по линейно-выборочной технологии для создания благоприятных условий для появления подроста.

4. Для повышения пожароустойчивости защитных насаждений, необходимо предусмотреть в стадии проектирования создание смешанных насаждений с примесью лиственных пород и введение кустарников под полог или их посадку рядами. В существующих монокультурах сосны необходимо провести противопожарные мероприятия, направленные на ограничение распространения лесных пожаров.

5. Для расширения существующих площадей защитных насаждений на склонах и неудобных землях путем естественного заращивания необходимо определить границы, на которых возможно сохранение естественного молодняка, без ущерба сельскохозяйственным производителям, в случае отсутствия возобновления проводить мероприятия по содействию естественному возобновлению.

РАБОТЫ ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Исангулов Ф.С. Естественное возобновление сосны в условиях Бе-лебеевской возвышенности / Ф.С. Исангулов, K.M. Габдрахимов, И.Г. Са-бирзянов // Аграрная Россия, научно-производственный журнал. Материалы международной научно-практической конференции: «Актуальные проблемы дендроэкологии и адаптации растений», посвященной 80-летию со дня рождения профессора Юрия Захаровича Кулагина. Специальный выпуск. Москва: Издательство «ФОЛИУМ». 2009.- С. 28-29.

2. Исангулов Ф.С. Формирование устойчивых насаждений на облесенных крутосклонах Белебеевской возвышенности / Ф.С. Исангулов, K.M. Габдрахимов // Лесное хозяйство, 2011. № 2,- С. 38-39.

3. Исангулов Ф.С. Состояние охраны лесов от пожаров облесенных крутосклонов Белебеевской возвышенности / Ф.С. Исангулов, K.M. Габдрахимов // Проблемы лесоведения и лесоводства. Материалы Всероссийской конференции. Четвертые Мелеховские научные чтения, посвященные 105-летию со дня рождения И.С. Мелехова (Архангельск, 10-12 ноября 2010г.). Архангельск, 2010.- С. 167-169.

'4. Исангулов Ф.С. Формирование лесных экосистем на облесенных крутосклонах / Ф.С. Исангулов, K.M. Габдрахимов // Состояние, проблемы и перспективы развития АПК. Материалы международной научно,- практической конференции, посвященной 80-летию ФГОУ ВПО Башкирской ГАУ (30 сентября - 1 октября 2010г.). Часть 2. Уфа, 2010.- С. 166-169.

5. Исангулов Ф.С. Влияние мощности лесных подстилок на формирование устойчивых лесных экосистем Белебеевской возвышенности / Ф.С. Исангулов, K.M. Габдрахимов // Особенности развития агропромышленного комплекса на современном этапе. Материалы Всероссийкой научно-практической конференции в рамках XXI Международной специализированной выставки «АгроКомплекс-2011». Часть 1. - Уфа: БГАУ, 2011.-С. 225-228.

6. Исангулов Ф.С. Возобновление сосны под пологом защитных насаждений на облесенных крутосклонах Белебеевской возвышенности / Ф.С. Исангулов, K.M. Габдрахимов // Актуальные проблемы мониторинга экосистем антропогенно нарушенных территорий. Сборник материалов научно-практической конференции с международным участием г. Ульяновск, (20-23 октября 2011г.). Ульяновск: «Ульяновский Государственный университет», 2011,- С. 170-173.

7. Исангулов Ф.С. Сосна обыкновенная на облесенных крутосклонах Белебеевской возвышенности / Ф.С. Исангулов, K.M. Габдрахимов // Известия Оренбургского государственного аграрного университета, 2012. № 1 (33). -С. 12-14.

Отзывы на автореферат просим направлять в трех экземплярах с заверенными печатью подписями по адресу: 620100, г. Екатеринбург, Сибирский тракт, 37, УГЛТУ, ученому секретарю диссертационного совета Бачуриной A.B. Факс: (343) 254-62-25; e-mail: dissovet.usfeu@mail.ru.

Подписано в печать 16.02.2012. Физ. печ. Л. 1,3 Заказ № 683. Тираж 100. ГУП РБ РИК Туймазинский вестник", г. Туймазы, ул. Мичурина, 206, РБ

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Исангулов, Фаиль Саибович, Уфа

61 12-6/422

ФГБОУ ВПО БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ

Формирование лесных экосистем на облесенных крутосклонах Белебеевской возвышенности

06.03.02. - Лесоведение, лесоводство, лесоустройство и

лесная таксация

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

Исангулов Фаиль Саибович

К.М. Габдрахимов

Уфа-2012

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ....................................................................................3

1 .ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ 7

1.1. Географическое положение района исследований..............................7

1.2. Климат.....................................................................................8

1.3. Рельеф и почвы........................................................................Ю

1.4. Характеристика лесного фонда.....................................................14

2. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. . .23

3. ПРОГРАММА, МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБЪЕМ ВЫПОЛНЕННЫХ РАБОТ.............................................................40

3.1. Программа исследований.........................................................-40

3.2. Методики исследований.............................................................40

3.3. Объем выполненных работ..........................................................45

4. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ НАСАЖДЕНИЙ ИСКУССТВЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНЯ НА ОБЛЕСЕННЫХ КРУТОСКЛОНАХ.......................................................................48

5. УСЛОВИЯ МЕСТОПРОИЗРАСТАНИЯ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ИСКУССТВЕННЫХ ЭКОСИСТЕМ...............................................72

5.1. Почвенно-экологические условия на склонах.................................72

5.2. Почвенное плодородие и продуктивность лесных культур.................83

6. УСТОЙЧИВОСТЬ ЗАЩИТНЫХ НАСАЖДЕНИЙ НА ОБЛЕСЕННЫХ КРУТОСКЛОНАХ...............................................96

6.1. Естественное возобновление на облесенных крутосклонах................96

6.2. Повышение устойчивости защитных лесных насаждений................109

6.3. Пожарная опасность насаждений и повышение устойчивости лесных

культур на склонах к возгораниям....................................................118

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ К ПРОИЗВОДСТВУ........................127

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ............................131

ПРИЛОЖЕНИЯ..........................................................................153

2

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Защитные лесные насаждения играют важную роль в стабилизации экологических систем. Они вносят изменения в экологическое и биологическое равновесие территории путем создания своеобразного микроклимата на почвах, предотвращают деградацию земель и повышают продуктивность сельскохозяйственных угодий. Хозяйственная деятельность человека по мере своего развития привела к усилению антропогенного воздействия на природную среду, в том числе на лесные экосистемы.

Искусственное лесоразведение является одним из эффективных путей создания защитных лесных насаждений и основным элементом в комплексе мероприятий по борьбе с эрозией почв на склонах, и вовлечения этих земель в хозяйственный оборот.

Созданные в 70-90-х годах прошлого столетия защитные насаждения в больших объемах на склонах Белебеевской возвышенности нуждаются в исследовании и современной оценки. Слабо изучены особенности их формирования, состояние и продуктивность в зависимости от условий местопроизрастания.

Для успешного выполнения средообразующей и стабилизирующей функции искусственных защитных насаждений на склонах необходимо повышение их устойчивости и долговечности, что является актуальным в современной концепции устойчивого природопользования. Устойчивость во многом зависит от степени естественности развития леса Основное направление для достижения постоянства лесопользования и повышения устойчивости антропогенных лесов - это формирование второго поколения искусственных лесных экосистем естественным путем.

Цель и задачи исследований. Цель диссертационной работы -комплексное изучение особенностей формирования лесных экосистем на облесенных крутосклонах Белебеевской возвышенности и повышение устойчивости искусственных лесных экосистем с обоснованием

з

предложений производству по переводу искусственных насаждений на естественный путь развития лесохозяйственными мероприятиями.

В соответствии с целью исследований были поставлены следующие задачи:

- изучение и анализ современного состояния существующих защитных насаждений на склонах Белебеевской возвышенности;

- лесоводственно-таксационная характеристика защитных лесных насаждений и оценка продуктивности древостоев;

- изучение почвенно-экологических условий произрастания защитных насаждений на облесенных крутосклонах;

- оценка плодоношения и естественного возобновления культур сосны на склонах;

- изучение влияния лесохозяйственных мероприятий на устойчивость защитных насаждений;

- изучение факторов определяющих пожароустойчивость защитных насаждений на облесенных крутосклонах;

- разработка практических рекомендаций по формированию устойчивых лесных экосистем на облесенных крутосклонах Белебеевской возвышенности.

Научная новизна работы. Впервые подробно изучены состояние искусственных защитных насаждений сосны с характеристикой естественного возобновления на склонах Белебеевской возвышенности. Установлена возможность увеличения площади защитных насаждений на склонах, за счет зарастания прилегающих неиспользуемых земель древесной растительностью. Определена роль лесных подстилок в формировании лесных экосистем. Дана лесоводственно-таксационная характеристика искусственных сосняков в зависимости от почвенно-экологических условий произрастания. Определены факторы, способствующие повышению пожароустойчивости защитных насаждений на склонах. Даны рекомендации

по формированию лесных экосистем на облесенных крутосклонах Белебеевской возвышенности.

Основные положения, выносимые на защиту:

- особенности формирования искусственных лесных экосистем на облесенных крутосклонах;

- формирование искусственных лесных экосистем разного состава и строения в зависимости от почвенно-экологических условий;

- лесохозяйственные мероприятия, повышающие устойчивость искусственных лесных экосистем на крутосклонах;

Практическая значимость работы. Результаты исследований условий местопроизрастания и продуктивности защитных насаждений являются основой для создания искусственных лесных экосистем, проектировании и проведении лесохозяйственных мероприятий на облесенных крутосклонах. На основе проведенных исследований даны рекомендации повышения устойчивости существующих защитных насаждений и создания устойчивых искусственных экосистем.

Личное участие автора. Сбор всего экспериментального материала в полевых условиях, морфологическое описание почв и определение физико-химических свойств, определение характеристик лесных подстилок, переработка шишек сосны и определение посевных качеств семян, нахождение мест прежней фотосъемки выполнены лично автором или при его непосредственном участии. Автором проведена математико-статистическая обработка материалов, разработаны соответствующие таблицы и графики, самостоятельно поставлены цель и задачи исследований, определены основные положения программы и методики работ, собран, обработан и проанализирован экспериментальный материал, сформулированы выводы и предложения.

Автор принимал непосредственное участие в проектировании и создании защитных насаждений на склонах и проведении лесохозяйственных

работ на облесенных крутосклонах на территории Туймазинского и Ермекееевского районов.

Обоснованность и достоверность результатов исследований подтверждается значительным по объёму и разнообразию полученных научных материалов, применением научно-обоснованных методик, использованием современных методов обработки, анализа и оценки достоверности данных и соответствующего программного обеспечения.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований доложены на международных (Уфа, 2009, 2010; Ульяновск, 2011) и Всероссийских (Архангельск, 2010; Уфа, 2010) научно-практических конференциях.

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 7 печатных работах, в том числе в журналах рекомендуемых ВАК - три.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений производству, списка литературы и приложений. Работа изложена на 152 страницах машинописного текста, содержит 22 таблиц и 20 рисунков. Список использованной литературы включает 244 наименований авторов, в том числе 12 иностранных.

1. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Географическое положение района исследований

Республика Башкортостан расположена в южной части Уральских гор. Большая протяженность территории, местоположение в средней части материка, наличие Уральских гор и большое разнообразие других форм рельефа создают неоднородность природных и, в первую очередь, почвенно-грунтовых и климатических условий. В связи с этим на территории Башкортостана выделяются три резко отличающиеся

естественноисторические провинции: Предуралье (лесостепь и степь), Горная часть Южного Урала и Зауралье (Тайчинов, 1960, 1963). В каждой провинции, в свою очередь, прослеживаются природные зоны: лесная, лесостепная и степная. Соответственно территория РБ по лесорастительному районированию разделена на отдельные части, однородные по географическому положению, рельефу, геологическому строению, климату, гидрологии, почвенному и растительному покрову и другим факторам, влияющим на развитие лесного хозяйства (Рябчинский, 1961, 1969).

Башкирское Предуралье представляет собой предгорную равнину, где выделяются глубоко расчлененные резкоувалистые районы: отроги Общего Сырта в степной, Уфимское плато, Увалистое Прибелье и Белебеевская возвышенность в лесостепных зонах.

Объекты наших исследований относятся к Белебеевской возвышенности, расположенной на востоке Русской равнины на юго-западной части Республики Башкортостан. Белебеевская возвышенность впервые выделена Д.В. Богомоловым (1954) в составе Левобережья западного Предуралья. Граничит она рекой Ик, озером Аслы-Куль и верхним течением реки Ашкадар - левым притоком реки Белой. На юге-востоке возвышенность постепенно переходит в отроги Общего Сырта. Ее протяженность с севера-запада на юго-восток более 360 км, ширина от 30 до

90 км, площадь более 13 тысяч км2. По лесному районированию Белебеевская возвышенность отнесена к лесостепной лесорастительной зоне и лесостепному району Европейской части Российской Федерации.

1.2. Климат

Климат возвышенности неустойчивый, резко континентальный, с отчетливо выраженными свойствами всех времен года: зимы, весны, лета и осени, характеризуется частыми колебаниями температур и количеством выпадающих осадков.

Климатическая характеристика не совсем однородна, хотя и имеет общие черты, отличаясь большим количеством тепла и меньшим количеством осадков по сравнению с горными районами. Характерны резкие колебания температуры воздуха в течение суток, холодные зимы с частыми снежными метелями и жаркое лето, а также большая изменчивость и непостоянство погоды в отдельные годы из-за резких отклонений от средних норм всех метеорологических элементов. Весна и осень сопровождаются частыми понижениями температуры с поздними весенними и ранними осенними заморозками.

Характерной особенностью климата является разнообразие мезо- и микроклиматических условий в связи с различиями рельефа.

Климатические условия характеризуются следующими показателями: средняя годовая температура 2,4°С, она колеблется от 1,8° до 2,8°С в зависимости от высоты над уровнем моря. Среднее из абсолютных минимумов температуры - 40,7°С, среднее из абсолютных максимумов + 36,ГС. Сумма температур за период выше +5°С равна 2220°С, с колебаниями от 1950°С до 2500°С, за период выше +10°С - 1960°С, с колебаниями от 1680°С до 2250°С и за период выше +15°С - 1320°С (колебания 950-1700°С).

Количество дней с температурой выше 0°С -195, выше +5°С около 160 и выше +10°С - около 125. Так же как и температура, продолжительность периодов с различными температурами сильно колеблется в зависимости от высоты местности.

Средняя продолжительность безморозного периода 120 дней; в равнинных и более защищенных местах она увеличивается до 128 дней, а в горной части падает до 114 дней. Безморозный период в районе исследований заметно укорачивается из-за характерных поздних весенних и ранних осенних заморозков. Отрицательное влияние заморозков наблюдается довольно часто. Главным образом страдают всходы и побеги текущего года древесных растений.

Среднее годовое количество осадков составляет 488 мм и колеблется от 435 до 603 мм. Одной из положительных сторон климата данного обширного района является то, что максимальное количество выпадающих осадков приходится на теплое время года - с апреля по октябрь, т.е. в период наиболее интенсивного роста древесной растительности выпадает в среднем около 65-70% годовой суммы осадков. Летние осадки часто имеют ливневый характер и потому используются не полностью, что способствует возникновению почвенной эрозии. Несмотря на то, что наибольшее количество осадков приходится на летние месяцы, довольно часто в это время года случаются засушливые периоды. Засушливые годы повторяются через 2-3 года, иногда подряд.

Число дней с относительной влажностью менее 30 % составляет 26, из которых 10 дней приходится на май и 6 дней на июнь. Понижение относительной влажности в сочетании с повышенной температурой в мае -июне резко влияет на снижение приживаемости лесных культур. Среднее годовое испарение изменяется от 300 до 350 мм, а средний годовой сток - от 50 мм на равнинных, до 300 мм в горных частях.

Устойчивый снежный покров устанавливается в середине ноября и удерживается в среднем 140-150 дней в году. Осадков в зимние месяцы выпадает немного (за ноябрь-март - в среднем 105 мм), поэтому глубина снежного покрова небольшая, что в сочетании с морозами предопределяет глубокое промерзание почвогрунтов. Средняя глубина снежного покрова достигает в феврале уровня 33 см, с колебаниями в отдельные годы от 19 до

9

57 см. Особенно большая высота снега наблюдается на лесных опушках, достигая здесь 1,5-2,5 м, тогда как на открытых пространствах, особенно на продуваемых крутосклонах, почва иногда большую часть зимы обнажена или покрыта снегом всего на несколько сантиметров.

Глубина промерзания почвы колеблется в пределах от 40 до 90 сантиметров, что обусловлено местностью и положением территории. Время схода снежного покрова приходится на середину и третью декаду апреля.

Преобладают южные, юга - западные и западные ветры со скоростью 3,4 м/сек. Особенно отрицательными являются сильные юга - восточные и южные ветры-суховеи, влекущие за собой ветровую эрозию почвы и пылевые бури. Возникновение в летнее время продолжительных южных ветров - одна из причин создания условий засухи, а юго-восточных -суховеи. В зимнее время наиболее сильные ветры южных и западных направлений наблюдаются в январе и феврале. В это время происходит сдувание снега с повышенных мест рельефа в низины и на склоны различных экспозиций. Суммарная солнечная радиация 101,1 ккал/см (Проект организации ... 1994).

1.3 Рельеф и почвы

Происхождение рельефа Белебеевской возвышенности чисто эрозионное. Оно непосредственно связано с размывающим действием вод атмосферных осадков с момента обособления возвышенности в конце третичного времени. Расчленение возвышенности чрезвычайно своеобразно. Наиболее резко оно выражено по периферии и несколько меньше в центральной части, где она до сих пор еще имеет платообразный характер.

Равнинное плато изрезано оврагами, происхождение которых двояко: или как результат размывания почвы с поверхности, или как завершение карстовых явлений, когда отдельные провалы - воронки соединились в цепочки и дали начало руслу оврага.

Особенностями рельефа Белебеевской возвышенности является платообразные междуречья и их четко выраженная ступенчатость,

каньонообразный характер долин и больших рек. Абсолютные отметки водоразделов составляют 400-450 м. Протяженность речных долин, оврагов и балок составляет до 3 км на 1 кв. км поверхности. Глубина расчленения достигает в среднем 100-150 м.

Древняя доисторическая равнина - дно моря, в настоящее время расчленена развившейся сетью водных потоков, которые прокладывали себе путь в зависимости от геологического строения и петрографического состава горных пород. Первоначальное появление плоскостей, а впоследствии, линейной эрозии, легче всего происходило на мягких и легкоразмываемых породах, а более твердые известняки и песчаники составили основу водоразделов и были причиной извилистости русла водного потока.

Белебеевская возвышенность служит водоразделом притоков рек Белой и Камы. По гидрологическому районированию территория возвышенности отн