Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Биоэкологические условия роста и формирования защитных лесонасаждений в Алтайской Кулунде

ВАК РФ 06.03.04, Агролесомелиорация и защитное лесоразведение, озеленение населенных пунктов

Автореферат диссертации по теме "Биоэкологические условия роста и формирования защитных лесонасаждений в Алтайской Кулунде"

Р Г Б ОД

Всероссийский научно-исследовательский институт агролесомелиорации

На правах рукописи

ЗОЛОТАРЕВА ЕЛЕНА ВАСИЛЬЕВНА

БИОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РОСТА И ФОРМИРОВАНИЯ ЗАЩИТНЫХ ЛЕСОНАСАЖДЕНИЙ В АЛТАЙСКОЙ КУЛУНДЕ

Специальность 06.03.04 - агролесомелиорация и защитное

лесоразведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных науп

Волгоград - 1994

Работа выполнена во Всероссийским научно-исследовательском институте агролесомелиорации.

Научный руководитель - академик РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук Е.С, Павловский.

Официальные оппонента: доктор сельскохозяйственных наук Степанов A.M.; кандидат географических наук Варламов И.Б.

.Ведущая организация - Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы им. В.В. Докучаева

Защита состоится " HOXfflA' 1994 г. в "10 " часов на заседании специа 1изированного совета Д-020.П.01 во Всероссийском неу чно -ис с л одо ва те ль с к ом институте агролесомелиорации

Адрес: 400062, г. Волгоград, ул. Краснопресненская, 39, ВНИШИ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института агролесомелиорации

Автореферат разослан " О " O^CrulbflX- 1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета

Л. А. Петрова

ОБЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ _

Актуальность те^. Состояние защитных лесонасаждений в сухой степи Западной Сибири указывает на необходимость изменения существующего подхода к созданию линейнис полезащитных лесных полоо.

Устойчивость и долговечность защитных лесных насаждений в условиях Кулуцдинской степи зависят от влагообеопеченности древесных и кустарниковых пород. Условия водного питания деревьев и водный режим почвы находятся в прямой зависимости от микрорельефа территории.

Визуальное обследование полезащитных лесных полос в о-зе "Кулундинский" Алтайского края показывает, что созданные 25 лет назад и ранее защитные лесонасаждения к настоящему времени имеют различное состояние не только между собой, но и в пределах одной и той ко лесной полосы. На отдельных участках они распадаются, что отрицательно сказывается на протиьодефляпионных а других мелиоративных свойствах полезащитных насаждений. Лесные ' полосы сохраняются отдельными небольшими участками по пониженным местам микрорельефа. Создание защитных лесонасаждений в сухой степи должно осуществляться на основе'биогеоценояогического. подхода, с учетом микрорельефа и почвенно-гидрологических условий территории.

Цьль и задачи исследований. Основной целью исследований было выявление причины злачного роста и состояния насаждений в пределах одной лесной полосы о помощью биогеоценояогического подхода. Анализ этих причин позволил внести некоторые коррективы в применяющиеся сегодня рекомендации по размещению и выращиванию защитных лесонасаждений в Кулувдинской степи.

Научная новизна. Проведены комплексные исследования, позволяющие выявить оптимальные уоловия для создания долговечных защитных лесонасаждений в зоне сухой степи Западной Сибири, характеризующейся мозаичностью микрорельефа я засоленности почв. Показана тесная связь состояния защитных лесонасаждений от эда-фических условий и, в частности, от гигротопа. Дана экономическая оценка потерянной выгоды от лесных полос, созданных % неподходящих лесоргститальных условиях.

Опираясь на полученные материалы, можно предложить для уоловий сухой степи создание прерывистых защитных лесонасаждений, где поездка деревьев будет приурочена к пониженным место-

- г -

наложениям о более благоприятными лесораститеяьными условиями, обесдечиваппиш надежный рост и устойчивость лесных полос. На ровных местоположениях, промежутки мшщу такими участками могут заполняться засухоустойчивыми кустарниками.

Практическая зуач№|ость заключается в эколого-биогеоцено-логическом подходе к решению общей проблемы устойчивости и долговечности защитных лесонасаждений в условиях сухой степи, играющих важную почвозащитную, водоохранную и рекреационную роль.

Выявлены особенности водного режима под лесными полосами применительно к гидрологическим условиям выделенных экотодов и конструктивным особенносгям насаждений.

Конкретизированы биоэкояогические условия, в которых возможно создавать устойчивые и долговечные защитные лесонасаждения. Полученные выводы могут быть использованы для обоснования технологии и ассортимента при создании защитных лесонасаждений в сухой степи Западной Сибири.

ДубРШИИ, .И, штшоу, Основное содержание

работы отражено в 3 научных публикациях. Материалы диссертации доложены и обсуждены на заседаниях отдела экологии ВНИАШ и научных конференциях во ЕНИАЛШ (Волгоград, 1990), НИШ (Новочеркасск, 1990) и КазСХИ ( Алма-Ата, 1990) .

В полном объеме диссертация рассмотрена и одобрена на заседании отдела экологии ВНИА/ШЙ (1991 г.).

Структур^ и объем работы. Диссертационная работа изложена на 170 страницах машинописного текста, состоящего из введения, 8 глав, выводов и 5 приложений. В работе имеется 37 таблиц и 32 рисунка. Список литературы включает 159 библиографических наименований, в том числе 6 иностранных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Введение

Обосновывается актуальность теш и цель исследований.

*

1. Состояние вопроса и анатштический обзор литературы

В главе подробно проанализированы имеющиеся теоретически разработки по созданию защитных лесонасаждений в сухой степи (Высоцкий, 1Э04, 1907; Баялович, 1936; Леврвнко, 1940, 1950;

- is -

Ильинский, 1941; Сукачев, 1928, 1950; Зони, 1954; Бельгард, 1971 и др.) . На основа литературных источников показано многогранное значение полезащитных лесных полос. Отмечено, что искусственные насаждения имеют большое значение не только как защита прилегающих сельскохозяйственных угодий от неблагоприятных природных факторов, но и как так называемые экологические "ниши" расселения животных а птиц ( Нехаев, 1974; Лазарев, 1979а; Павловский, 1980 и др.) . Определены основные экологические факторы, влияющие на устойчивость защитных лесонасаждений в условиях сухой степи. Рассмотрены основные древесные породы, применяемые в Кулувдинской степи.

2. Природные условия района исследований

Территория района исследований расположена в зоне сухой степи Алтайского края и по геоботакическому районированию { Куминова, 1972 ) входит в состав Славгородского безлесно-степного округа. Грунтовые воды конформно залегает по отношению к поверхности земли. В пониженных местах они располагаются на глубине' 0,3 - 3,5 м, по повышениям до 10 м и глубже.

Зональные почвы каштановые, облегченного мехсостава. Содержание гумуса в верхнем горизонте не превышает 2,5 %. Характерной чертой почвенного покрова Кулувдинской степи является его козаичность. причем различия могут проявляться даке в пределах одного поля, что значительно осложняет рашонаяыгов использование земельного фонда.

Клпкат резко континентальный. Средняя температура самого холодного месяца {январь) достигает -19°С, а самого теплого (ишьJ - +20°С. Продолжительность теплого периода - 195-200 дней, максимально возможное испарение составляет 770-800 ш. Среднегодовое количество осадков составляет около 250 мм, из mix 70 % выпадает в тегиый период. Из 10 лет 5 бывают очень засушливыми. Зима довольно суровая, с устойчивым снежным по-кровог.;.

3. Программа и методика исследований

Полевые исследования проводились в 1988 - 1991 гг.

Программой работ предусматривались исследования в различных по внешним признакам экотопах агролесомелиоративных насаждений из основных распространенных в Кулундинской степи древесных пород: тополя бальзамического, березы порислоЙ и вяза обыкновенного. Изучались: влагосбеспеченность лесных полос,

водный режим и водопотребление тополя, березы и вяза: лесо-раотитальные свойства почвогрунтов, рост и состояние тополя, березы и вяза в насаждениях различных экотопов, напочвенный покров в насаждениях лесных полос.

Б результате рекогносцировочного обследования лесных полос с-за "Кулундинский" в Троицком отделении подобраны пять типичных лесных полос (четыре - Г5-летиего возраста и одна 50-летняя ) „ э которых по их длине хорошо.заметна раэиокаче-ственность насаждений. Методика выделения экотопов основывалась на нивелирной съемке трассы лесополосы.

В типичных местах каждой лесной полосы, отличающихся контрастностью состояния древостоев (по высоте, густоте, об-лиственности, конструкции и другим признакам) , заложены пробные площади по общепринятой в лесном хозяйстве методике. В пределах пробной площади лучшего состояния, кроме того, выделяли микропонижения и проводили еще один перечет расположенной в пределах каждого шкролршгаения группы деревьев (численностью обычно до 30 штук) , достаточно отличающихся по таксационным показателям (диаметр, высота) от средних показателей всей пробной площади. Таким образом, в исследуемых защитных лесонасаждениях били ввделены по два экотола: первый - занимающий микропонижения с близким■залеганием грунтовых вод и лучшими таксационными показателями древостоя, второй - занимающий ровные местоположения с недоступными для корней деревьев грунтовыми водами, характеризующийся расстроенными насаждениями с невысокими таксационными показателями.

Исследования биоэкологичоских условий роста защитных лесонасаждений велись в пределах выявленных экотопов.

Статистическую обработку количественных данных проводили на основе попгриого сравнения средних по критерию Стьвден-?а. Расчеты производили па микрокалькуляторе "Электроника :лк-б1\

4. Биоокологическая характеристика объектов

Исследования проводились в чистых насаждениях трехрядных полезащитных лесных полос из тополя бальзамического, бе-рези повислой и вяза обыкновенного 19Б5 г. посадки с шириной междурядий 3,0 м и расстоянием между посадочными мест или в ряду 1,0 а, с конструкцией различных участков от продуваемой До ажурной; в смотанном насаздешш- 10-радной лесополосы 50-летнаго возраста с главной породой тополе;.; бальзашчесюш,

соцугствуктсак - клоком ясенелиетным, яблоней сибирской,, ясенем зеленим и кустарником - акацией желтой; размещение посадочных мост первоначальное 1,0 х 1,0 м', 5 рядов глазной породи, конструкция плотная; в смешанной насачдетш государственной лесной полосы Славгород - Рубцовск. Главная порода - Оораза повислая, сопутствующая - яблоня сибирская, чередующаяся в ряду с кустарником - смородиной золотой. В опушвчнне ряда высажена облепиха крутеиоЕВДная. Полоса 20-рддная, с птртюй междурядий 3,0 м и расстоянием ме.чду растениями в роду 1,0 м-

Грунтовые води под насаждениями располагаются на различной глубине от 1,5 до 4,5 м*

Состояние однородных полезащитных лесонасаждений из бе-розы повислой и.тополя бальзамического характеризуется чередованием полного распада древостоя ( по ровным участкам о уровнем груитових вод шоке 2,5 - 3,0 м) с участкам хорошего роста ( по шкропонижениям с уровнем грунтовых вод до 2,0 м) , что подчеркивает значительную козаичность лесораститальннх условий в зоне сухой стели Западной Сибири.

3 насаждениях лучгаего состояняя заметны участки древостоя протяженностью 10 - 15 м, приуроченные к макеякаяыкэду пониканию рэльефа, характеризующиеся шшшалышыи размера® деревьев, 'г «сем самый отличающиеся от остальная деревьев нроб-ной пло"|ад'; ( табл. 1).

Таблица 1

Срэдтгеояьнак таксационная характеристика насаждений различных окотопов

Главная : порода : Год посадки : гйшро- ; : рельеф : Глубина грунтовых вод, м ; Средний ; ; днамотв,: : см " : Средняя высота!

тополь 1935 понижение 1,5 21,8 20,6

тт ровный НСРдд, % 3,5 12,9 1,92 10,1 0, ?2

тонсль 1938 понижение 2,3 34,? ¿0,1

II _ - " — ровный ИГ" - а 05' <" з;з 9,3 3,68 0,4$

бэрэза 1955 понижение 2,0 12,5 12,6

иовннй 3,0 5,5 1,47 5,3 0,33

берега I ЛД1 1565 понижение 2,0 19,7 12,8

1! иг осв'лцй * .-.'/■'о е* '■■"ОЬ1 " 4,5 6,4 1,21 о,4 0,41

При обработке данных метода«! вариационной статистики выявлено, что различие средних таксационных показателей эко-топов и остальной части пробы является достоверным.

Лесная полоса из вяза обыкновенного, занимая участок с менее благоприятными для роста древостоя почвенно-грунтовнш условиями (уровень грунтовых вод 4,5 и ) , имеет в целом хорошее состояние ( средний диаметр 7,1 см, средняя высота 6,0 м, здоровых деревьев 98,7 % ), что свидетельствует о высокой жизнеспособности и засухоустойчивости вяза обыкновенное

На участках лесных полос с близким залеганием грунтовых вод С 1,5 - 2,0 м ) наблвдается большая густота древостоя и высокий процент здоровых деревьев.

Наиболее мощная лесная подстилка формируется в вязовой лесной полосе на ровном местоположении - 14,8 т/га, наименьшая - на ровном участке тополевой полезащитной лесной полосы с зоной аэрации 3,5 м. Видовой состав травянистой растительности зависит от условий местопроизрастания. В понижениях с близкими грунтовыми водами ( 1,5 - 2,0 и} около 50 % растительности относится к лугово-лесным формам, а на ровных местс положениях и при более глубоких грунтовых водах ( 3,0 м и глубже ) все виды растений являются степными.

Наибольший процент гумуса содержится в верхнем горизонте почва 50-летней тополевой полезащитной лесополосы: в понижении - 3,7? на ровном участке - 3,07 %; наименьший ('1,89 на ровном участке тополевой полезащитной лесополосы 25-летне го возраста с глубиной грунтовых вод 3,5 м.

В неблагоприятных почвенных условиях ( содержание гумуса 2 ДО % ] на ровном местоположении с уровнем грунтовых вод 4,5 м вяз обыкновенный показал себя наименее требовательной к ПОЧВеКНО-ГруНТОЕНМ УСЛ0ВИЯ1,5 породой. И с этой точки зрени* он перспективен для лилейных посадок более, чем другие породы.

Наиболее высокой биологической активностью обладают по> вы экотопоа понижений тополевых лесных полос, наименьшей -почбы насаждений, занимающих ровные местоположения с глубоким залеганием грунтовых вод.

Таксационные показатели древостоя эавасят от почвэнно-грунтовых условий, Но, как почвенно-грунтовые условия влияю на рост и состояние насаждения, так и сто насаждение оказы вает влияние на среду, в которой произрастает.

Многорядные насаждения плотной конструкции, сфортаровав-шио под пологом древостоя лесную обстановку, по таксационным характеристикам превышают узкио полезгицитинэ лесные полосы при сходных почвепно-грунтовых условиях.

5. Динамика почвенной влаги в зоне аэрации под лесными

полосами

Существенного влияния микрорельефа на накопление снега внутри лесной полосы не наблюдается, но в наветренном и заветренном шейках по микропонляениям происходят накопление большего количества снега, чем на ровних участках изучаемых лесных полос С табл. 2) .

Таблица 2

Снегоотложенпе на участках изучаемых зкотопов (п числителе - высота снежного покрова, см; в знаменателе - запасы снеговой воды, ш)

мшрорельоф ; Наветренный ; !!1Я0Й$ : : Внутри ; лесной полосы Заветренный ошейф

Полезащитная лесополоса из тополя 1965 г. поездки

понижение ЗЯ 1 26 12 39 74 296

ровный 20 45 47 29 67

Полезащитная лесополоса из тополя 1938 г. посадки

понижение 47 тгг 106 "W 29 "Ж"

ровный 42 15Г 86 32 ""ТЯГ

Полезащитная лесополоса из березы 19G5 г. посадки

иошиение 22 45 129" - 40 Ш~

ровный 20 ~5Г 37 ТУГ 32 изг

Государственная лесополоса 19S5 г. посадки

понижение 31 "95" 39 27 "ЭГ i

ровный 20 -ж 25 "ЯГ 39

Полезащит 1ная лесополоса из вяза 3.9 С5 г. посадки

ровный Й9 yj" 97 "355 51 Ш"

На пониженных участках наибольший запас снега наблвда-егся у непродуваемой 50-летней тополевой лесной полосы ц наветренном шлейфе ( 4? см или 147 мм шаги ), а у ажурно-продуваемой 25-летней тополевой полезащитной лесополосы - в заветренном шлейфе ( 74 см или 296 мм влаги) .

Наименьшее количество задержанного насаждением снега отмечено в полезащитной лесополосе ажурно-продуваемой конструкции, наибольшее - в насаждениях непродаваемой конструкция.

При принятых в о-зе "Кудундинский" расстояниях между лесными полосами до 300 м и высоте насаждений от 5 до 20 м зоны аккумуляции снежных осадков занимают от 15 до 57 % поля у различных по состоянию и конструкции насаждений. Лесные полосы, находящиеся в хорошем состояния, достигая на отдельных участках высоты до 20 м, оказывают влияние на снегозадержание лишь на часть поля ( до 57 % ) .

В прямой зависимости от количества влаги, накопленной почвой под лесными полосами за осенне-зимний период, находится глубина ее промачивания. Она колеблется в пределах от 2,0 до 2,5 м. Большая глубина промачивания почвы создает благоприятные условия для роста древесных растений. Верхний 1,5-метровый <хлой почвы - это зона интенсивного водного питания. Влагу, расположенную в почве глубже 1,5 м, деревья используют в меньшей степени в связи с присутствием в почве уплотненного карбонатного горизонта, затрудняющего проникновение корней вглубь почвы, или при развитии поверхностной корневой системы, когда грунтовые воды залегают более глубоко.

Наибольший расход влаги наблвдается в первую половину вегетации. В начале ее под насаждениями еще имеются больше запасы влаги в почве, а уже к июлю под лесополосами с недоступными для корней деревьев грунтовыми водами продуктивная влага часто отсутствует, на пониженных участках о иорнедоступ-ныш грунтовыми водами насаждения растут в условиях бесперебойного снабжения их влагой. Водное питание деревьев в этом случае происходит не только за счет поверхностных слоев почвы. а из всей толщи почвенного профиля, захватывая при этом к более глубокие слои почвы; расход кошонсируется ¡юстулле-1г.!зм капиллярной влаги. (рлс. 1 ).

Б почве под ¡¿аяореднцг.и полезащитными лсонная полосами с педостуаншдя для корней деревьев грунтовыми водам* к осени ньЗявдцаегся значительно .«еньие запасов влаги, чек под массив-

А

Глубина,см г 100 200

Запас влаги, мм

Глубина,см 100

200 300

40

80 120 Запас влаги, мм

' /

V

Рис, 1. Июльские запасы общей и продуктивной влаги под

тополевой лесополосой 1965 г. посадки в различных условиях ¡микрорельефа: А - понижение с глубиной грунтовых вод 1,5 м; Б - ровный участок с глубиной грунтовых вод 3,5 м

ними насаждениями или на понижениях при грунтовых водах, рас-полагагаихся не ниже 1,5 - 2,0 м.

В условиях близкого залегания грунтовых вод наблвдаотся промывной тип водного реягшя почв под иасаэдениями. Сезонные колебания уровня грунтовая вод ярко выражены при их залегании в 1,5 - 2,0 м от дневной поверхности. На участках с зоной аэрация более 4,0 к происходят изменения в положении уровня грунтовых вод, но величина этих изменений незначительна.

6. Водный режим и водопотребление изучаемых древесных пород в различных экотопах

В условиях сухой степи Западной Сибири на участках ровного микрорельефа при недоступных для корней деревьев грунтовых водах и малом количестве (или отсутствии) запасов продуктивной влаги в кориеобитаемом слое наблюдается двухвершинная кривая интенсивности транспирации. При сопоставлении хода интенсивности транспирации с запасами продуктивной влаги в почве в малорядных, лесных полосах о различными условиями микрорельефа выявлено, что значительный спад интенсивности транспирации в середине дня наблюдается у тополя, растущего в полезащитной лесной полосе на ровном местоположении при залегании грунтовых вод глубже 3,0 м и при низком запасе продуктивной шаги в моменты наблюдения за интенсивностью транспирации (28 т в шале в верхнем 0-200-сантиметровом слое почвы) . В многорядной полезащитной лесополосе из тополя 1938 г. посадки в обоих зкотопах при уровне грунтовых вод 2,3 и 3,3 м и при запасах продуктивной влаги в 0-200- сантиметровом слое почвы в шале, соответственно,- 94 и 20 мм наблвдается незначительное снижение интенсивности транспирации в дневные часы.

. Ери сопоставлении интенсивности транспирации и запасов продуктивной влаги в почве в березовой лесополосе наблюдается аналогичная картина: при большом количестве под лесной поле сой продуктивной влаги максимум интенсивности транспирации приходится на середину дня. В случае же недостатка продуктивной влаги под насаждением ( 14 тл в июле под березовой полезащитной лесополосой на ровном местоположении ) в середине дня происходит снижение интенсивности транспирации с 510 кг/г-час в 13 часов до 230 в 16 часов, а к вечеру интенсивность траногшрацшг снова возрастает до 350 ыг/г-час.

Ровный ход транспирации с максимумом в середине дня наблюдается у тополя в полезащитной лесной полосе 1965 г. посадки в микропонккении при уровне грунтовых вод 1,5 м ( рис. 2 ^ к у березы в 20-рядной государственной лесополосе в микропо-нажаниа с уровнем грунтовых вод 2,0 и. Необходимо отметить, что в аналогичных почвенно-грунтових условиях бзреза, растущая в узкой полезащитной лесной полосе, в дневные часы аспы-тив&ет дефицит влаги, что вызывает снижение интенсивности трьиспярацйи в это врокя.

Рис. 2. Июльская интенсивность транспирации тополя в лесополосе 1965 г. посадки в различных условиях микрорельефа: А - микропонижение; Б - ровное местоположение

Как правило, в июле практически все защитные лесонасаждения ( если только грунтовые воды располагаются ниже 1,5 м) испытыетют дефицит почвенной влаги, что является одной из причин спада интенсивности транспирации в середине дня.

Наиболее интенсивно использует влагу тополь, растущий на пониженном участке с уровнем грунтовых вод 1,5 м. С увеличением зоны аэрации количество транспирируемоЗ влаги уменьшается. Интенсивность транспирации, кроме того, уменьшается с возрастом. Причиной снижения интенсивности транспирации является худшая влагообесаеченность насаждений старшего возраста за счет полного освоения площади питания корневыми системами и более длительного иссушения почзы.

В условия:: ровного рельефа с глубоким залеганием грунтовых вод наивысшей интенсивностью трансшрацгм отличается ачз обыкновенный. Он развивает мощную корневую систему, в несколько раз превосходящую размер кроны, что позволяет ему активно транспирировагь влагу, извлекая ее из глубоких слоев почвы.

Изменение расхода влаги определяется не только шггонсив-ность» транспирации деревьев, но и величиной ассимилягаонного аппарата, физиологическими особенностями самого растения. Что--бн умоньжггь расход влаги на тршспирацгю, в острозасумивые

годы деревья уже к шш сбрасывают часть листва. Особенно ярко выражено это в вязовых и березовых насаждениях.

7. Особенности роста и состояние тополя, березы и вяза в различных условиях микрорельефа

Определяющее влияние на рост деревьев в защитных лесонасаждениях оказывает микрорельеф и положение грунтовых вод, которое сказывается уже на втором году жизни полос ( табл, 3) . Это свидетельствует о быстром освоении корневыми системами верхнего 1,5-метрового слоя почвы и дополнительном использовании влаги пресных грунтовых вод.

Таблица 3

Ход роста тополя, березы и вяза в высоту ( м) в зависимости от микрорельефа

Во ' Тополь I Береза • I Вяз

раст| Долезащзтн. л/п| Полезанитн.л/пI Государств.л/п; ^/п

лет ¡понижен.; ровный : п о нюх ей: погныи: л онкхми! р овн ый I ровный

2 0,6 0,5 0,7 0,4 1,2 0,4 0,7

4 1,3 0,9 1.1 0,8 1,7 0,8 0,9

6 6,0 1,2 1.3 1,2 2,3 1,5 1,2

8 8,9 2,0 2,0 1,9 3,0 2,1 1,6

10 10,3 2,7 4,0 2,4 4,3 2,5 2,5

12 11,6 4,5 5,0 3,3 6,0 3,1 3,4

14 13,0 5,5 6,0 4,1 8,0 3,9 4,0

16 14,3 6,3 7,0 4,5 11,0 4,4 4,7

18 15,6 6.7 8,5 4.9 12,3 5,1 5,3

20 17,0 7,4 9,4 5,1 13,7 5,7 5,9

22 18,3 8,0 10,2 5,2 15,0 6,0 6,5

24 19,3 8,6 10,7 5,4 17,0 6,3 6,8

26 19,8 9,0 11,6 5,7 18,3 6,5 ?,3

К 10 годам тополь в микропонижениях при глубине залегания грунтовых вод 1,5 - 2,0 м достигает высоты 10,3 к, что иа 74 % выше, чем при мощности зоны аэрации 3,5 - 4,0 м. К 20 годам разница в высота составляет 57 %. Береза в полезащитных лесных полосах в возрасте 10 лет на пониженных участках достигает высоты 4,0 к 4,3 м при уровне грунтовых вод 2,0 - 2,5 дг, что соответственно на 40 и 42 $ выше, чем на

ровных участках с уровнем грунтовых вод 3,0 - 3,5 и 4,0 - 4,5 м. К 20 годам разница увеличивается до 46 и 58 %.

Foot dopesи в государственной лесной полосе с уровнем грунтовых вод 4,0 - 4,5 м не отличается от хода роста в полезащитной лесной полосе, несмотря на то, что грунтовые водц под ней располагаются ближе к поверхности на 1,0 - 1,5 м, т.е. на глубине 3,0 - 3,5 м.

Максимальный рост в высоту исследуемых древесных пород на любом фоне увлажнения наблюдается в первые годы после посадки.

Необходимо отметить, что период большого роста у деревьев в полезащитных лесных полосах, растущих на ровных участках с глубоким залеганием грунтовых вод, продолжительнее, чем на пониженных с близкорасположенными грунтовыми водами. Это объясняется тем, что в первом случае дереву приходится тратить больше времени на освоение достаточной площади питания, после чего начинается интенсивный рост в высоту.

Для тоголя в условиях ровного микрорельефа грунтовые воды, располагащиэся глубже 3,0 - 3,5 м, а для березы -глубже 2,5 м,являются недоступными для корней и практически не оказывает влияния на водный реким деревьев. Недостаток влаги деревья компенсируют за счет прилегающих сельскохозяйственных угодий, разрастаясь корнями в сторону поля на 10 ~ 17 м.

При различных урошях водного питания доревья в полезащитных лосннх полосах имеют различные массы ассимиляционного аппарата. Тополь в благоприятных почвепно-грунтовых условиях формирует ассимиляционный аппарат .массой 8,6 кг, береза -5,5 кг. Это в 1,5 - 2,5 раза больше, чем на участках с кор-неяедостушшми грунтовыми водами. Наибольшие различия в кассе листвы насаждений, отличающихся по микрорельефу и фоку увлажнения, характерны для березы. Наименьшую .vacсу листвы формирует еяз, но ого отличает наиболее высокая влажность листьев - 49,6 %, что свидетельствует о возможности вяза более экономно расходовать влагу в случае еа недостатка и приспосабливаться к услозиям роста.

Продолжитзлыюеть сохранения зеленой листвн на дереве зависит от условий его роста. В сухой стели Западней Сибири начало листопада определяется запасами шага з почве. По на-шм иййящвникм ежетно у березы на участках ровного кикро-

рельефа с недоступными для корней грунтовыми водами наблодает-ся частичное сбрасывание листвы. Наиболее ярко это проявляется в узких полезащитных лесных полосах. Таким образом де-рзвья, растущие в условиях дефицита влаги, регулируют количество расходуемой воды.

В условиях пониженного микрорельефа с корнедоступныш грунтовыми водами зеленая листва сохраняется до середины сентября.

8. Экономическая оценка вмененных издержек от лесных полос

Оценка защитных лесонасаждений как природных и прярод-но-антропогенных ресурсов предполагает определенный способ их использования, причем результаты этого использования зависят не только от технической вооруженности труда, но и от качества природных ресурсов, их потребительских свойств. Именно разнообразие природных ресурсов и ограниченность лучших из них создают объективную предпосылку их экономической оценки (Туркевич, 1980).

В условиях рыночной. экономики при рационально организовш ном хозяйстве любые затраты должны окупаться. Этого можно достичь путем сокращения непроизводительных затрат при создании защитных лосонасавденкй на лесонецригодных площадях, либо повышением продуктивности лесных полос. Рост древесных пород регулируется множоствоннщаг воздействиями внешней среды. В зависимости от микрорельефа и, как следствие, от глубины залегания уровня грунтовых вод, лесные полосы накапливает раз-дачный запас древесины (ы^/га) , что приводит к разнице в стоимостной оценке насаждений различного состояния.

Нами предложена оценка вмененных издержек ( потерянной выгоды ) от создания и содержания лесных полос в сухой степи Алтая. Расчет вмененных издержек произведен на примере двух разнокачественных участков 25-летней полезащитной лесополосы из тополя бальзамического: с древостоем хорошего состояния на ыикропонижении и с древостоем плохого состояния на ровном участке.

Расчет вмененных издержек произведен по формуле: у я Т.хор,- Тплох, + з ( где

(1 +-Е;£

У - потерянная выгода ( вмененные издержка) ог реализации древесины о расстроенного участка, руб./га;

Т - таксовая стоимость древесины сравниваемых участков, руб./га;

Е - ущерб от замораживания средств = 0,03;

1 - количество прошедших лет -23;

3 - затраты на создание 1 га лесополосы.

Потерянная выгода от выращивания лесной полосы в неблагоприятных лесорастительных условиях только по стоимости древесины составила 20162 руб./га в ценах, приведенных к моменту посадки лесополосы, т.е. к 1965 году.

вывода

1. Лимитирухщим фактором успешного роста и долговечности .полезащитных лесных полос на зональных каштановых почвах сухой степи'являвтся их недостаточная влагообеспаченность» Это приводит к тему, что к 25 годам защитные лесонасаждения на отдельных участках распадаются, что отрицательно сказывается на их защитных, в том число противоде^ляциояных, свойствах», Насаждения на трассах лесных полос сохраняются отдельными, небольшими участками, приуроченными к поняяениям рельефа.

2. Насаждения участков лесных полос на понижениях с близким залегание?.} грунтовых вод ( 1,5 - 2,0 м), имеют лучше таксационные показатели, здесь наблюдается большая густота древостоя и высокий процент здоровых деревьев. Многорядные насаждения плотной конструкции, сформировавшие под пологом древостоя лесную обстановку, по таксационным характери-стки,! превыкаот узкие полезащитные лесные полосы из чех же пород в сходных потаенно-грунтовых условиях.

3. В верхнем горизонте почвы экотопов на понижениях с корнедоступными догя деревьов грунтовыми водаш содержание гумуса выше, чем в экотолах, где грунтовые воды располагается на недоступной для деревьев глубине. В понижениях формируются лугово-каштгшовыв почвы, обладающие рядом прего-тществ перед зональными каотановыки: более высокое содержание гумуса

л атедаднтов минерального плталпя, отсутствие карбонатов, более тяжелый кйксосгав к благоприятный водный рожим. Почлы . микрононпжени2 тэт болзз высокую биологическую активность 1.о сравнению с вочваш ролшх дастопаяожеиий.

4. Из изучаемых древесных пород вяз обыкновенный отличается наименьшей требовательностью к плодородию и увлажнению почва. Насаждение из вяза способно сохранять хорошее со стояние и интенсивно транспирировать влагу при уровне грунтовых под 4,5 м, что указывает на высокую его приспосабливг емость к неблагоприятным условиям окружающей среды за счет нахоплоаля большого количества снеговой воды в лесной полос мощной корневой системы и небольшого ассимиляционного аппарата.

5* Влагу, накопленную в осенне-зимний период, защитные лесонасаждения используют в первой половине вегетации. Наи-больишй дефицит влаги к июлю испытывают узкие полезащитные лесные полосы с недоступными для корней грунтовыми водами, то же время б экотопах понижений с блиэкозалегающимк грунте ш вода?® (1,5 - 2,0 м.) лесиыс полосы растут в условия: бесиеробойного водного снабжения но только за счет периода-веского увлвхиояия поверхностных слоев почвы, по ж за счет сЗолоз разномерного увлажнения возго почвенного профиля, поскольку расход конденсируется поступлением 'капиллярной ша: Б почве иод «шорадяшк асаюзсзщтиаш лесными насаждения*-.« аедосхукшяя для корней грунтовыми водаш к осони кабдащае ¿патедыю мокьаояоооь влаги, чем на ттвхшжях, г. тан: тито, чаи под мцохюрядцшм насавденияш зецчтних лесных нги:ос.

6. При хсорнедоступных грунтовых водах ткФхнаэ шггенс но копазьзует влагу тополь. С увеличение:,: аони азранзи кол чостзо транопираруомой адагв уменьшается. У деровьев, раот щйх з условиях дефадгга вяаш, в середине дня ие&вдда<теся которое снижение йитеноиваостк тршопярадаи. Величина к на отупление максимумов и жшидмов оирздоллатся биологически особенностями древесной породы к услоишы местопроизраста иия. ДнвЕцав шниыуки совпадают, как правило, с минимума:«;! относительной влажности воздуха и наступают в 13 ила 16 чс сов,.

?» й&иболов производительными и жизнеспособных« в уся еяял сухой степи является насаждения ка погапсенних участка с глу&шоЯ грунтовых вод 1,5 - 2,0 м. В этом случае они ос рагуни? аашяшпов лесонасаждение» успесшо выполняющее свс зедатаие фузаздия, Для %-оьоха й Кулуддв грунтоше вода, за> ГЙЩН0 глубже 3,0 - 3,5 к, а для йерваи - глубже 2,5 - 3,(

недоступны для. корней деревьев и практически не указывает влияния на их водный режим. Гедостаток влаги деревья в значительной степени конденсирует за счет прилегающих сельскохозяйственных угодий, разрастаясь корнями в сторону поля на 10 - 17 м.

8. В условиях ровного макрорельефа с недоступным! для корней грунтовыми водами широкие защитные лесонасаждения со сложившейся лесной обстановкой являются более жизнеспособными, чем узкие полезащитные лесные полосы беэ кустарников, т.к. за счет плотной конструкции широкие полосы в осенне-зимний период обоспечивапт себя большими запасами влаги, внутри насаждения создается лесная обстановка, и оно представляет собой устойчивый биогеоценоз.

9. Целесообразно в условиях сухой степи Западной Сибири и в подобных регионах проектирование и создание прерывистых линейных защитных лесонасаждений, приурочивая посадку деревьев к пониженным местоположениям, где их надежный рост и устойчивостт обеспечены более благоприятными лесораститель-ными условиями. В этом случае промежутки между такими участками деревьев могут заполняться засухоустойчивыми кустарниками. В дальнейшем могут быть рассмотрены иные, чем сегодня, подходы к агролесомелиорации сухой степи о мозаичностью ...и-крорельефа и засоленности почвы, в направленном создании куртинных . ( мелкоколочных) защитных' насаждений, располагая их на площади сельскохозяйственных угодий в соответствующих природных окотопах.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНЫ В РАБОТАХ:

1. Золотарева Е.В. Разяеры крон березы повислой в различных типах защитных лесонасаждений // Экологические аспекты мелиорации Северного Кавказа:. Тез. докл. Региональной науч.-технич. коьф. - Новочеркасск, 1990. - С. 124.

2. Золотарева Е.В. Бисметрические:псказатели тополя бальзамического на участках полезвдитной лесополосы с различным залеганием уровня грунтовых вод // Тез .док... Республиканской кону, молодых ученых. - Алма-Ата, 19Э0. - С. 30 -31.

3. Золотарева Е.В. Определение биодоптоокой активности

почвы в различных окотопах // Зколого-биологическио илследа-ьашй в егрслосомолнорсцзд: Баи. ИГО АЛЫЙ. - Волгоград, 1991.~ Вг-тц. 3 .64). - С. гэ - 41.

ЛР 020763 24,03.93

ГЪдпкс&ш в печать 22.09.94.

Тирлж 100. Заказ "7. Пачят.лист I. 400062,

г.Волгоград, уя.Н^аснопресненсхая, 39.

Печатно-мксдительный участок ТЗШАйШ.