Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Состояние лесных насаждений и особенности искусственного лесовосстановления в условиях длительного радиоактивного загрязнения на Урале

ВАК РФ 06.03.02, Лесоустройство и лесная таксация

Автореферат диссертации по теме "Состояние лесных насаждений и особенности искусственного лесовосстановления в условиях длительного радиоактивного загрязнения на Урале"

Состояние лесных насаиедений и особенности искусственного лесовосстановления в условиях длительного радиоактивного загрязнения на Урале

06.03.02 - Лесоведение, лесоводство, лесоустройство и лесная таксация

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

7 ДВГ 2014

Екатеринбург - 2014

005551550

Работа выполнена на кафедре лесоводства ФГБОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет».

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Залесов Сергей Вениаминович - доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет», кафедра лесоводства, заведующий Габдрахимов Камиль Махмутович - доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет», кафедра лесоводства и ландшафтного дизайна, профессор;

Галако Вадим Александрович, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, ФГБУ науки «Ботанический сад» Уральского отделения РАН, лаборатория экспериментальной экологии и акклиматизации растений, старший научный сотрудник. ФГБОУ ВПО «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия»

Защита диссертации состоится «_25_» _сентября_ 2014 г. в Ю00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.281.01 при ФГБОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет» по адресу: 620100, г. Екатеринбург, Сибирский тракт, 37, ауд. 401.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ФГБОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет» (wwvv.usfeu.ru)

Автореферат разослан «2(ь» О?- 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат с.-х. наук, доцент

А. Г. Магасумова

Общая характеристика работы

Актуальность исследований. Одним из наиболее опасных для человека и окружающей среды видов загрязнений является радиоактивное. О масштабах радиоактивного загрязнения можно судить исходя из того, что только в европейской части стран СНГ в результате аварий на предприятиях ядерного цикла и испытаний ядерного оружия площадь загрязнения достигает 140 тыс. км2 (Азаров, Однолько, 1996). Не является исключением в этом плане и Уральский регион. В результате непродуманного хранения радиоактивных отходов и аварий на предприятиях производственного объединения «Маяк» образовалась зона загрязнения, получившая название «Восточно-Уральский радиоактивный след» (ВУРС) площадью около 23 тыс. км2.

Важная роль в стабилизации, поглощении, перераспределении и самоочищении экосистем от радионуклидов, а также предотвращении расширения зоны загрязнения принадлежит лесам. Именно они, после Чернобыльской аварии, явились естественным барьером на пути радиоактивных осадков, задержали до 80% радионуклидов (Богинский и др., 1996).

Библиография работ по проблеме радиоактивного загрязнения очень обширна. Однако, абсолютное большинство работ касается последствий Чернобыльской аварии, а работ по изучению последствий аварий на предприятии «Маяк» относительно немного.

В научной литературе практически отсутствуют данные об эффективности искусственного лесовосстановления, видовом составе и надземной фитомассе живого напочвенного покрова и других нижних ярусов растительности при различной длительности и плотности загрязнения, а ведь именно они определяют возможность возникновения и распространения лесных пожаров и опасность переноса радионуклидов с продуктами горения. Последнее обстоятельство свидетельствует об актуальности и определяет направление наших исследований.

Степень разработанности темы исследований. Исследования последствий радиоактивного загрязнения территории Восточно-Уральского радиоактивного следа ведутся с момента аварии на ПО «Маяк». Автор попытался изучить состояние естественных и искусственных насаждений разного состава, произрастающих длительное время в различных зонах загрязнения и дал предложения по совершенствованию лесовосстановления в них.

Диссертация является законченным научным исследованием.

Цель и задачи. Целью исследований является разработка предложений по совершенствованию лесовосстановления и ведения лесного хозяйства в сосновых, березовых и березово-сосновых насаждениях различных зон радиоактивного загрязнения на основе изучения основных показателей слагающих их компонентов.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. На основе научной и ведомственной литературы изучить последствия загрязнения территории в результате деятельности ПО «Маяк».

2. Изучить состояние искусственных и естественных насаждений по зонам радиоактивного загрязнения.

3. Изучить влияние радиоактивного загрязнения на нижние ярусы растительности.

4. Разработать предложения по совершенствованию лесовосстановления и ведения лесного хозяйства в насаждениях различных зон радиоактивного загрязнения.

Научная новизна. Впервые выполнено комплексное исследование сосновых, березовых и смешанных насаждений, произрастающих 56 лет в разных зонах радиоактивного загрязнения ВУРС, установлены абсолютные и относительные показатели влияния степени (плотности) радиоактивного загрязнения на компоненты насаждений, в частности, на видовой состав и надземную фитомассу живого напочвенного покрова.

Теоретическая и практическая значимость работы заключается в расширении современных знаний о влиянии радиоактивного загрязнения на основные компоненты сосновых, березовых и смешанных березово-сосновых насаждений. Полученные данные о таксационных показателях древостоев, подроста, подлеска и живого напочвенного покрова, сосновых, березовых и березово - сосновых насаждений, произрастающих длительное время в различных зонах радиоактивного загрязнения, могут лечь в основу рекомендаций по совершенствованию лесовосстановления и ведения лесного хозяйства (лесопользования) в указанных насаждениях.

Результаты исследований используются в учебном процессе при подготовке бакалавров и магистров направления 250100 «Лесное дело», а заложенные постоянные пробные площади (ППП) переданы в формирующийся банк опытных объектов Главного управления лесами Челябинской области для продолжения мониторинга.

Методология и методы исследований. В основу исследований положен комплексный подход к их проведению на базе пробных площадей, заложенных в соответствии с требованиями ОСТ 56-60-83 и методических рекомендаций (Залесов и др., 2007).

При проведении исследований использованы апробированные, научно-обоснованные методы сбора, обработки и анализа экспериментальных данных.

Все работы по теме диссертации, от сбора и обработки экспериментальных материалов до анализа и интерпретации полученных результатов, осуществлены автором лично.

Положения, выносимые на защиту:

1. Уровень радиации до 1,0 Ки/км: не оказывает отрицательного влияния на таксационные показатели лесных насаждений.

2. При плотности загрязнения выше 1,0 Ки/км2 резко снижается приживаемость и сохранность искусственных сосновых древостоев.

3. С увеличением плотности загрязнения радионуклидами в надземной фитомассе живого напочвенного покрова возрастает доля злаковых и сорных видов, более толерантных к данному виду загрязнения.

4. Способ создания лесных культур крупномерным посадочным материалом без подготовки почвы.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность результатов исследований подтверждается длительностью эксперимента, большим по объему и разнообразию экспериментальным материалом, комплексным подходом к проведению исследований, применением научно-обоснованных апробированных методик, использованием современных методов обработки, анализа и оценки достоверности данных.

Основные результаты исследований доложены и получили положительную оценку на междунар. науч. - практ. конф. «Актуальные вопросы сохранения биоразнообразия и ведения лесного хозяйства» (Щучинск, 2012), X науч.-практ. конф. имени A.A. Дунина-Горкавича лесовода и краеведа Югры (Ханты-Мансийск, 2014), II науч.-практ. конф. для магистров, аспирантов и молодых ученых «Крона-2014» (Санкт-Петербург, 2014), X всерос. науч.-практ. конф. студентов и аспирантов «Научное творчество молодежи - лесному комплексу России» (Екатеринбург, 2014), Междунар. науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы использования биологических ресурсов в сельском хозяйстве в условиях глобализации» (Екатеринбург, 2014).

Основные положения диссертации изложены в 6 печатных работах, в том числе 4 статьи в журналах и изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 159 страницах машинописного текста, состоит из введения, 6 глав, общих выводов и 1 приложения. Библиографический список включает 193 наименования, в том числе 10 иностранных авторов. Текст проиллюстрирован 52 таблицами и 32 рисунками.

1. Состояние изучаемой проблемы

Радиоактивное загрязнение является одним из наиболее опасных для людей и окружающей среды видов загрязнений. Основной причиной радиоактивного загрязнения являются техногенные аварии. По данным ряда авторов (Азаров, Однолько, 1996) только в европейской части стран СНГ площадь загрязненных радионуклидами территорий достигает 140 тыс. км2.

Лесные насаждения играют важную роль в стабилизации, поглощении, перераспределении и самоочищении экосистем от радионуклидов. Так, после аварии на Чернобыльской атомной электростанции они задержали до 80% радионуклидов (Бочинский и др., 1996).

В научной литературе накоплен достаточно большой материал о неоднородности аккумуляции радионуклидов в лесной растительности, горизонтах почвенного профиля, других элементах лесных экосистем (Ьу^коу, АЬаШгоу, 1990; Тихомиров и др., 1994; Щеглов и др., 1998; Марадудин и др., 2001; Воронин, 2002; Ипатьев, 2002, 2003 а, б и др.). Особенно много работ посвящено миграции радионуклидов в почвенном профиле (Израэль и др., 1987; Караваева и др., 1993; Тихомиров и др., 1994; Булко, 1998, 2003; Воробьев и др., 2001; Ипатьев, 2002, 2003; Булко и др., 2003 и др.).

На основании выполненных исследований предлагаются рекомендации по ведению лесного хозяйства на территориях с разной плотностью загрязнения радионуклидами (Правила ..., 1992; Руководство, 1994, 1995, 1997; Мухамедшин и др., 1995 и др.).

В то же время многие вопросы влияния радиоактивного загрязнения на лесные насаждения остаются нерешенными. В частности, в научной литературе нет единого мнения о способах лесовосстановления на непокрытых лесом площадях в районах, подверженных радиоактивному загрязнению, а также влиянию плотности загрязнения на приживаемость, сохранность и рост лесных культур, а также искусственных насаждений.

Разработка предложений производству по совершенствованию ведения лесного хозяйства и лесопользования в условиях радиоактивного загрязнения возможна только при наличии объективных данных о характеристике основных компонентов насаждений. К сожалению, нами в научной литературе не обнаружено таких данных о чистых и смешанных насаждениях, произрастающих более полувека в условиях радиоактивного загрязнения различной плотности. Вышеуказанные обстоятельства определили направление наших исследований.

2. Природно-климатические условия района исследований

Основной объем экспериментальных исследований выполнен в МОГУ «Каслинское лесничество» Главного управления лесами Челябинской области. Согласно перечня лесорастительных зон и лесных районов РФ, район исследований относится к Южно-Уральскому лесорастительному району лесостепной зоны (Приказ ..., 2011).

Согласно схеме лесорастительного районирования (Колесников, 1961 а, б) западная часть лесничества относится к Уфалейско-Сысертскому округу горно-лесной лесорастительной области, а восточная - к Аргаяш-скому северо-лесостепному округу лесостепной лесорастительной области.

Климат района исследований континентальный. Однако, западная, горная часть района исследований, характеризуется большим количеством осадков, сглаженным температурным режимом воздуха, большей толщиной снежного покрова и относительной влажностью воздуха, по сравнению с восточной лесостепной частью.

Сложное геологическое строение местности обуславливает специфичность почвообразовательных процессов и формирование раличных типов почвенных разностей от грубых скелетных почв, приуроченных к вершинам хребтов и крутым склонам, до торфянисто-болотных глеевых почв, приуроченных к долинам рек и другим пониженным местам. В целом поч-

вы района исследований довольно плодородные. Около 66,8% территории лесного фонда относится к разнотравно-липняковой группе типов леса и 14,2% к ягодниковой.

Наличие низкополнотных насаждений и непокрытых лесом площадей свидетельствует о необходимости проведения работ по лесовосстанов-лению.

3. Программа, методика исследований и объем выполненных работ

В соответствии с целью и задачами исследований программа работ включала:

1. Изучение природных условий и лесного фонда района исследований.

2. Анализ научной и ведомственной литературы по вопросам влияния радиоактивного загрязнения на рост и устойчивость лесных насаждений, а также ведения лесного хозяйства на загрязненных территориях.

3. Изучение истории загрязнения района исследований радионуклидами.

4. Изучение опыта искусственного лесовосстановления на загрязненной и смежной с ней территориях.

5. Изучение приживаемости, сохранности и роста искусственных сосновых насаждений в различных зонах радиоактивного загрязнения.

6. Изучение влияния радиоактивного загрязнения на таксационные показатели древостоев естественных сосновых, березовых и сосново-березовых насаждений.

7. Изучение количественных показателей подроста и подлеска.

8. Изучение видового состава и надземной фитомассы живого напочвенного покрова (ЖНП) по зонам загрязнения.

9. Разработку предложений по совершенствованию лесовосстановле-ния и ведения лесного хозяйства на территориях, загрязненных радионуклидами.

В основу исследований положен метод пробных площадей (ПП) (Огиевский, Хиров, 1964; Молчанов, Смирнов, 1987; Сеннов, 1972; Ану-чин, 1982, 1984; Верхунов, 1985; Атрохин, 1985; ОСТ 56-60-83; Инструкция ..., 1995;Залесов идр.,2007).

ПП закладывались по зонам загрязнения. При этом насаждения с плотностью загрязнения до 0,14 К и/км2 относились к фоновым и использовались в качестве контроля. Насаждения с плотностью загрязнения 0,150,99 Ки/км2 относились к зоне слабого загрязнения - I, а при плотности загрязнения от 1,0 до 2,99 и 3 и более Ки/км2 - к зонам среднего (И) и сильного (III) загрязнения, соответственно (Приказ ..., 2007; Ужгин и др., 2012).

Определение типов леса и групп типов леса производилась с учетом методических рекомендаций В.Н. Сукачева, C.B. Зонна (1961), Б.П. Колесникова с соавторами (1973), Правил ... (1984). Подрост и подлесок изучались с учетом рекомендаций A.B. Побединского (1966), живой напочвенный покров - по методике C.B. Залесова и др. (2007), почвы - по методике E.H. Ивановой (1976).

Обработка экспериментальных данных реализована в соответствии с общепризнанными методиками, действующими ГОСТами, стандартами и инструкциями. Статистико-математическая обработка материалов проведена на ПЭВМ типа IBM PC с помощью прикладных программ.

В процессе исследований заложено 16 пробных площадей. На всех ПП определены таксационные показатели древостоев. Заложено 240 учетных площадок размером 2x2 м с последующим определением на них видового состава, жизнеспособности, густоты, высоты и встречаемости подроста и подлеска. Заложено 320 учетных площадок размером 0,5x0,5 м для

определения видового состава и надземной фитомассы ЖНП. Произведен отбор образцов всех видов ЖНП в пределах каждой ПП с последующим высушиванием до абсолютно сухого состояния и расчета надземной фитомассы ЖНП на единицу площади.

Проанализированы лесной фонд ЧОБУ «Каслинского лесничества», опыт искусственного лесовосстановления и история радиоактивного загрязнения в районе исследований.

4. Характеристика объектов исследований

Уральский регион является одним из наиболее экологически неблагополучных районов РФ по радиационной обстановке. Последнее объясняется многолетней деятельностью производственного объединения (ПО) «Маяк», где из-за непродуманных технологий хранения радиоактивных отходов и аварий неоднократно происходило загрязнение окружающей среды.

С 1949 по 1952 гг. средне- и низкоактивные радиоактивные отходы сливались в р. Теча (Атлас ..., 2013), а затем в озеро Карачай (Бобров, 1994). В 1950-60-х гг. имели место газоэрозольные выбросы радиоактивных веществ через высокие (до 150 м) трубы в атмосферу.

В 1957 г. из-за взрыва емкости нитратно-ацетатных солей произошло загрязнение окружающей территории на площади около 23 тыс. км2, получившей название «Восточно-Уральской радиоактивный след» (ВУРС).

В 1967 г. из-за аномальной жары обнажилось дно озера Карачай и ветром донные отложения, содержащие радиоактивные отходы, были рассеяны на площади 2,7 ты с. км2.

Последствия загрязнений неоднозначно отразились на древесной растительности ВУРС. В частности, после аварии 1957 г. сосновые насаждения погибли на площади около 20 тыс. км2.

Для предотвращения расширения зоны загрязнения и закрепления радионуклидов необходимо увеличение покрытой лесом площади. Исследования показали, что в условиях разнотравно-липняковой группы типов леса наиболее приемлемым способом лесовосстановления является создание лесных культур посадкой. При плотности загрязнения до 0,99 Ки/км2 лесные культуры сосны обыкновенной характеризуются хорошей приживаемостью и сохранностью. А при плотности загрязнения выше указанного значения сохранность лесных культур резко снижается (табл. 1), что требует неоднократных дополнений.

Таблица 1. - Сохранность опытно-производственных лесных культур сосны обыкновенной в Багарякском лесничестве Каслинского лесхоза

Зона загрязнения Приживаемость и сохранность лесных культур, %

Осенью в год посадки Через 2 года после посадки Через 5 лет после посадки

Контроль 98,0 79,0 74,1

I 88,3 84,6 84,6

11 94,3 60,9 44,4

III 76,7 70,0 54.9

Хорошие показатели сохранности в условиях зоны сильного загрязнения показали сеянцы ели сибирской, но данный факт требует дополнительной проверки.

На основании обобщения производственного опыта, в целях повышения эффективности лесовосстановления, минимизации опасности выноса радионуклидов за пределы загрязненной территории и времени пребывания рабочих на лесокультурной площади предложен способ создания лесных культур крупномерным посадочным материалом без подготовки почвы.

5. Искусственные сосновые насаждения в условиях радиоактивного

загрязнения

Плотность радиоактивного загрязнения оказывает существенное влияние на таксационные показатели искусственных сосновых насаждений (табл. 2).

Таблица 2. - Таксационная характеристика 15-летних лесных культур сосны обыкновенной по зонам радиоактивного загрязнения

а; Средние

Зона загрязнены -а ^ 111 о £ О СЗ Г) Состав высота, м диаметр, см Сумма площе сечений, м2/ Полнота "г и" га га ГО

1 Контроль 0-0,14 ЮС 7,2 7,7 19,8 0,83 82

едВ 8,6 6,0

ед Е 1,2 0,8

2 1 0,15-0,99 ЮС 6,5 7,2 20,3 0,91 75

3 II 1,0-2,99 ЮС 6,2 8,1 10,2 0,46 37

4 III 3,0 и более 8С 5,6 6,5 8,5 0,43 32

2Е 2,9 2,9

ед Б 3,9 3,3

Материалы табл. 2 свидетельствуют, что увеличение плотности загрязнения выше I Ки/км2 приводит к резкому снижению полноты и запаса искусственных сосновых насаждений. При этом для надземной фитомассы живого напочвенного покрова (ЖНП) характерна обратная закономерность (табл. 3).

В зонах среднего и сильного загрязнения надземная фитомасса ЖНП в абсолютно сухом состоянии составляет 726,6 и 320,3 кг/га, при доле злаков 35,8 и 23,9%, что резко увеличивает пожарную опасность по сравнению с искусственными насаждениями на контроле, где надземная фитомасса ЖНП составляет 141,3 кг/га при доле в ней злаков 16,9%. Последнее вызывает необходимость разработки системы мероприятий по противопо-

жарному устройству искусственных насаждений на территориях, загрязненных радионуклидами.

Таблица 3. - Количество видов и надземная фитомасса ЖНП в абсолютно сухом состоянии под пологом 15-летних искусственных сосновых

насаждений по зонам загрязнения

№ ППП Зона загрязнения Количество видов, шт. Надземная фитомасса, кг/га В т.ч. злаки

кг/га %

1 Контроль 15 141,3 23,9 16,9

2 I 6 40.0 16,7 41,8

3 11 12 726,6 260,1 35,8

4 III 14 320,3 76,7 23,9

6. Влияние радиоактивного загрязнения на естественные насаждения

Объектами исследований являлись естественные сосновые, березовые и березово-сосновые насаждения разнотравного типа леса, подвергнутые в 30-40-летнем возрасте радиоактивному загрязнению и произрастающие 56 лет в условиях данного загрязнения.

Таблица 4. - Таксационная характеристика насаждений ППП по дан-

ным учета 2013 г.

№ Средние

ПП п Зона загрязнения « о 2 5 ь 8 о д О ± ч ь 2. | высота, м диаметр, см ¡2 а. з Класс бонитета Полнота Запас, м3/га

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Сосновые насаждения

5 Кон- 9С 91 26 39 311 I 1,03 437

троль 1Б 91 22 24 111 422 ¿1 492

6 I 8С 2Б 86 86 26 22 39 21 280 174 454 I 0,98 404 62 471

7 11 ЮС 96 25 35 442 II 0,96 463

8 III ЮС 96 25 33 266 II 0,86 399

Березовые насаждения

9 Контроль 10Б 81 24 29 425 II 0,95 322

10 1 10Б 81 24 29 419 II 0.93 316

Окончание таблицы 4

1 2 | 3 4 5 6 7 8 | 9 10

11 II 10Б 81 24 28 415 II 0,86 289

12 III 10Б 86 24 29 397 II 0,94 319

Смешанные насаждения

13 Кон- 6С 90 27 32 310 1 0,98 275

троль 4Б 75 25 24 257 567 156 432

14 I 6С 90 27 33 297 I 1,09 312

4Б 75 25 24 269 566 183 495

15 II 6С 85 27 32 269 I 0,98 285

4Б 75 26 23 317 586 196 481

16 III 6С 85 26 30 250 I 0,90 230

4Б 75 26 22 328 578 167 397

Материалы табл. 4 свидетельствуют, что на плотность загрязнения радионуклидами насаждения разного состава реагируют специфично. Так, если у сосновых насаждений при плотности загрязнения более 1 Ки/км2 класс бонитета снижается с I до II; у березовых он во всех зонах загрязнения класс бонитета второй, то смешанные березово-сосновые насаждения произрастают по I классу бонитета. Последнее позволяет рекомендовать в условиях разнотравного типа леса на территории ВУРС в качестве главных пород сосну обыкновенную и березу повислую, формируя из них смешанные березово-сосновых насаждения.

Радиоактивное загрязнение оказывает влияние на все компоненты насаждений. Так, в сосновых насаждениях максимальное количество подроста зафиксировано в зоне среднего загрязнения, а в березово-сосновом -в зоне сильного загрязнения (табл. 5).

Размещение подроста под пологом сосняков и березняков носит, как правило, групповой характер. Под пологом березово-сосновых насаждений подрост расположен более равномерно. Однако в большинстве случаев для

Таблица 5. - Общее количество подроста в пересчете на крупный по

зонам загрязнения

№ ппп Зона загрязнения Количество подроста, шт./га В том числе Состав подроста

С Б Ос

Сосновые насаждения

5 Контроль 819 703 116 - 9С1Б

6 I 985 960 25 - ЮС

7 И 13835 13168 400 267 ЮСедБОс

8 | III 6326 5138 1063 155 8С2БедОс

Березовые насаждения

9 Контроль 728 344 100 284 5С40с1Б

10 I 929 741 63 125 8С1БЮс

11 II 258 258 - - ЮС

12 III 137 137 - - ЮС

Смешанные насаждения

13 Контроль 1 1713 1013 700 - 6С4Б

14 1 2063 1763 300 - 9С1Б

15 II 1675 900 725 - 5С5Б

16 III 3100 2200 900 - 7СЗБ

успешного последующего лесовосстановления необходимо проведение мер содействия или искусственное лесовосстановление.

Четкой зависимости между плотностью загрязнения и видовым составом, а также количеством подлеска не установлено.

Из всех исследуемых насаждений максимальным количеством видов и надземной фигомассой характеризуется ЖНП под пологом березовых насаждений вне зависимости от зоны загрязнения (табл. 6).

Таблица 6. - Количество видов и общая надземная фитомасса ЖНП в

абсолютно сухом состоянии по зонам загрязнения

№ ППП Зона загрязнения Плотность загрязнения, Ки/км" Количество видов ЖНП, шт. Надземная фитомасса, кг/га В т.ч. злаки

кг/га %

1 2 3 4 5 6 7

Сосновые насаждения

5 Контроль 0-0,14 15 179,1 44,8 25,0

6 I ,_ 0,15-0,99 13 124,6 46,5 37,3

7 II 1,0-2,99 24 219,6 22,1 10,1

8 III 3 и более 13 237,6 104,6 44,0

Окончание табл. 6

1 2 3 4 5 6 7

Березовые насаждения

9 Контроль 0-0,14 14 906,5 419,5 46,3

10 I 0,15-0,99 17 458,7 183,6 40,0

11 II 1,0-2,99 19 843,2 233,6 27,7

12 III 3 и более 20 506,3 103,9 20,5

Смешанные насаждения

13 Контроль 0-0,14 21 336,1 63,1 18,8

14 I 0.15-0,99 17 133,4 40,7 30,5

15 II 1,0-2.99 18 213,5 44,2 20,7

16 111 3 и более 18 185,2 73,0 39,4

Для сосновых и березово-сосновых насаждений характерно увеличение доли злаков в надземной фитомассе ЖНП по мере увеличения плотности радиоактивного загрязнения. Для березовых насаждений характерна обратная закономерность.

Общие выводы

1. Радиоактивное загрязнение является одним из наиболее опасных для людей и окружающей среды видов загрязнений. В стабилизации, поглощении, перераспределении, консервации радионуклидов и самоочищении от них экосистем важную роль играют лесные насаждения.

2. Территория района исследований относится к Южно-Уральскому лесорастительному району лесостепной зоны, характеризуется континентальным климатом, разнообразием форм рельефа и почвенных разностей.

3. Основными лесообразующими породами являются береза (38425 га) и сосна (36236 га), на долю насаждений которых приходится 48,9 и 46,1% площади, покрытой лесной растительностью, соответственно.

4. Около 66,8% площади лесного фонда относится к разнотравно-липняковой группе типов леса и 14,2% - к ягодниковой, что свидетельствует о высоком потенциальном плодородии почв и производительности насаждений.

5. Территория района исследований неоднократно подвергалась радиоактивному загрязнению из-за неправильного хранения радиоактивных отходов и аварий на ПО «Маяк». Основная радиологическая опасность связана с радионуклидами стронция-90 и цезия-137, причем доля первого из них является преобладающей.

6. Загрязнение территории радионуклидами до 0,99 Ки/км2 не оказывает отрицательного влияния на приживаемость, сохранность и рост лесных культур сосны обыкновенная. При увеличении плотности загрязнения применяемая технология создания лесных культур малоэффективна и ее рекомендуется заменить на создание лесных культур крупномерным посадочным материалом без подготовки почвы.

7. Повышение плотности загрязнения радионуклидами выше 1,0 Ки/км2 приводит к увеличению в искусственных сосновых насаждениях надземной фитомассы ЖНП и доли в ней злаков, что повышает пожарную опасность и вызывает необходимость совершенствования противопожарного устройства территории.

8. Наиболее устойчивыми к радиоактивному загрязнению в условиях разнотравного типа леса района исследований являются смешанные бере-зово-сосновые насаждений, которые в 85-летнем возрасте, даже при плотности загрязнения более 3 Ки/км2, характеризуются I классом бонитета и имеют запас стволовой древесины около 400 м3/га.

9. Березовые 81-86 - летние насаждения в условиях сосняка разнотравного характеризуются II классом бонитета во всех исследуемых зонах загрязнения. При увеличении плотности радиоактивного загрязнения сосновых насаждений выше 1 Ки/км2 их класс бонитета снижается с первого на второй.

10. В качестве главных пород при лесовыращивании в разнотравном типе леса на территории ВУРС рекомендуется использовать сосну обыкно-

венную и березу повислую, формируя из них смешанные березово-сосновые насаждения.

11. Сосна обыкновенная доминирует в подросте вне зависимости от состава древостоев и плотности загрязнения радионуклидами. Однако под пологом березняков и сосняков преобладает групповой подрост, что вызывает необходимость проведения мер содействия или искусственного лесо-восстановления в случае гибели или сплошной рубки древостоя.

12. Минимальным количеством подлеска характеризуются березовые насаждения. При этом четкой зависимости видового состава и густоты подлеска с плотностью загрязнения радионуклидами не установлено.

13. Минимальное, по сравнению с сосняками и березово-сосновыми насаждениями, количество подроста и подлеска под пологом березовых насаждений объясняется максимальной надземной фитомассой ЖНП в абсолютно сухом состоянии во всех зонах загрязнения. При этом доля злаков в надземной фитомассе ЖНП березняков с увеличением плотности радиоактивного загрязнения уменьшается, а для сосняков и березово-сосновых насаждений характерна обратная закономерность.

14. Поскольку в ЖНП всех исследованных насаждений и зон загрязнения доминируют виды, имеющие важное хозяйственное значение (лекарственные, пищевые, кормовые, нектароносные и др.) необходимо постоянно проводить разъяснительную работу среди населения по недопущению сбора и использования недревесной продукции леса, за исключением насаждений, где плотность загрязнения радионуклидами не превышает 0,14 Ки/км2.

Список работ, опубликованных автором по теме диссертации

В журналах, рекомендованных ВАК:

Ужгин Ю.В. Формирование искусственных насаждений в районе Восточно-Уральского радиоактивного следа / Ю.В. Ужгин. C.B. Залесов,

В.И. Крюк//Аграрный вестник Урала, № 10 (102), 2012. С. 44-46.

Залесов C.B. Искусственное лесовосстановление на территориях, загрязненных радионуклидами / C.B. Залесов, Ю.В. Ужгин. Е.С. Залесова // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 2: URL: www science - education.ru /116- 12329 (дата обращения 04.07.2014).

Ужгин Ю.В. Видовой состав и надземная фитомасса живого напочвенного покрова в 15-летних искусственных сосняках, подверженных радиоактивному загрязнению / Ю.В. Ужгин. C.B. Залесов, // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 3: URL: www science-education.ru/. 117-13752 (дата обращения 04.07.2014).

Залесов C.B. Рост искусственных сосновых насаждений в районе Восточно-Уральского радиоактивного следа / C.B. Залесов, Ю.В. Ужгин // Аграрный вестник Урала, № 7 (125), 2014. С. 37-39.

В прочих изданиях:

Ужгин Ю.В. Сохранность и рост лесных культур сосны обыкновенной в районе Восточно-Уральского радиоактивного следа / Ю.В. Ужгин. C.B. Залесов // Актуальные вопросы сохранения биоразнообразия и ведения лесного хозяйства. - Щучинск: КАТУ им. С. Сайфуллина, 2012. С. 4853.

Ужгин Ю.В. Влияние загрязнения радионуклидами на видовой состав и надземную фитомассу живого напочвенного покрова / Ю.В. Ужгин. C.B. Залесов // Научное творчество молодежи - лесному комплексу России: Мат. X Всерос. науч.-техн. конф. - Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2014. Ч. 2. С. 184-186.

Подписано в печать 23.07.14 Объем 1,0авт.л. Заказ № 203. Тираж 100. 620100 Екатеринбург, Сибирский тракт, 37. ФГБОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет». Отдел оперативной полиграфии.