Эколого-лесоводственная оценка состояния и возобновления дуба в насаждениях музея-заповедника Л. Н. Тостого "Ясная Поляна"

Касимов, Дмитрий Валентинович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Эколого-лесоводственная оценка состояния и возобновления дуба в насаждениях музея-заповедника Л. Н. Тостого "Ясная Поляна"
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Эколого-лесоводственная оценка состояния и возобновления дуба в насаждениях музея-заповедника Л. Н. Тостого "Ясная Поляна""

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЛЕСА

На правах рукописи

РГ5 ОД

КАСИМОВ Дмитрий Валентинов!«

~ 7 ЛГ-'-' «"""рт

ЭКОЛОГО-ЛЕСОВОДСТВЕННАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ И ВОЗОБНОВЛЕНИЯ ДУБА В НАСАЖДЕНИЯХ МУЗЕЯ-ЗАПОВЕДНИКА Л.Н. ТОЛСТОГО «ЯСНАЯ ПОЛЯНА»

Специальность 03.00.16 - Экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 2000

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте лесоводства и механизации лесного хозяйства (ВНИИЛМ)

Научный руководитель - академик РАЕН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор В.И. Обыдёнников

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор B.C. Николаевский кандидат биологических наук СЛ. Рыснн

Ведущая организация - Всероссийский научно-исследовательский

институт химизации лесного хозяйства

Защита состоится • на заседании специа-

лизированного совета Д.ОбЗ.З'Г.ОУпри Московском государственном университете леса в 10 ч. 30 мин., аудитория 313.

Отзывы на автореферат В ДВУХ ЭКЗЕМПЛЯРАХ С ЗАВЕРЕННЫМИ ПОДПИСЯМИ просим направлять по адресу: 141005, Московская область, г. Мытищи-5, Московский государственный университет леса, ученому секретарю.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского университета леса.

Автореферат разослан «л?/'»

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат биологических наук, доцент М.В. Щепащепко.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. За последние десятилетия отмечаются периоды длительной депрессии дубрав лесостепи (Попов, 1960; Лосицкий, 1963; Молчанов, 1975; Осипов, Селочник, Ильюшенко, 1989 и др.)- Причиной снижения биологической устойчивости дуба является негативное воздействие целого комплекса факторов, в том числе и техногенного, влияние которого на состояние дубрав рассмотрено недостаточно. Заповедные леса «Ясной Поляны» имеют большое мемориальное значение и выполняют почвозащитную, водоохранную и средообразующую роль. Сохранение дубрав - коренных формаций Тульских засек, оценка и прогноз их состояния в условиях промышленного загрязнения, разработка системы лесохо-зяйственных мероприятий, учитывающей специфику заповедного режима, являются актуальными задачами.

Исследования по диссертации частично проведены в рамках Федеральной программы «Оздоровление экологической обстановки и охрана здоровья населения Тульской области на 1993-1999 г.г.» по разделу «Оздоровление экологической обстановки в районе музея-усадьбы Л.Н. Толстого «Ясная Поляна», выполняемой ВНИИЛМ по договору со специальным экологическим фондом администрации Тульской области.

Цель и задачи исследований. Цель работы заключалась в изучении динамики состояния дубовых насаждений при многолетнем атмосферном загрязнении и определении мер по восстановлению дуба черешчатого в мемориальных насаждениях.

В связи с поставленной целью решались следующие задачи:

1. Изучение изменений лесоводсгвешго-таксационных показателей и состояния насаждений при техногенном воздействии;

2. Изучение возобновительных процессов в насаждениях с участием дуба и светового режима в разных фитоценотических условиях (в окнах, рединах, под пологом леса);

3. Исследование роста и формирования подпологовых культур дуба черешчатого.

Научная новизна. Показано влияние длительного атмосферного загрязнения на изменение структуры и состояния дубовых насаждений. Установлена количественная связь кратности превышений максимально-разовых ПДК-лес с долей живых деревьев (1-3 категории состояния). Рассмотрен синергетический подход к качественной оценке реакции лесных экосистем на уровень техногенных нагрузок. Предложена модель формирования подпологовых культур дуба черешчатого с созданием необходимого светового режима.

целях сохранения породного состава и структуры мемориальных насаждений научно обосновано применение подпологовых культур дуба черешча-того.

Результаты исследований использованы при разработке ВНИИЛМом второй редакции «Рекомендаций по ведению лесного хозяйства в насаждениях Государственного мемориального и природного заповедника музея-усадьбы JI.H. Толстого «Ясная Поляна» и охранной зоны», а также в практической деятельности работников музея-заповедника.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Зависимость жизненного состояния лесных насаждений от кратности превышений норм ПДК-лес.

2. Качественная оценка реакции лесных экосистем на уровень техногенных нагрузок с использованием синергетического подхода.

3. Оценка и прогноз роста подпологовых культур дуба черешчатого в разных условиях освещенности.

Личный вклад. Диссертантом обобщены результаты прежних исследований в музее-заповеднике, разработаны теоретические и методические положения решения поставленной проблемы, собран, обработан и проанализирован экспериментальный материал, сделаны выводы и даны практические рекомендации.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на международной научной конференции «Влияние атмосферного загрязнения и других антропогенных и природных факторов на дестабилизацию состояния лесов Центральной и Восточной Европы» (Москва, 1996 г.), научно-технических конференциях преподавателей и аспирантов МГУЛ (1998, 1999 г.г.),.), международной научной конференции «Лес, наука, молодежь» (Гомель, 5-7 октября, 1999 г.), Всероссийской научно-практической конференции «Защита лесов России и перспективы её развития» (Пушкино, 20-22 октября 1999 г.), третьей научно-методической конференции по проблеме «Мониторинг состояния зеленого фонда города: методы, средства, прогноз и принятие решений (МГУЛ, 16 ноября 1999 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 научных работ (две из них в соавторстве).

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, восьми глав, заключения, списка литературы из 156 наименований (в том числе 5 - на иностранных языках) и одного приложения. Текстовая часть диссертации изложена на 150 страницах, имеет 26 таблиц и 27 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ГЛАВА 1. МЕМОРИАЛЬНЫЕ ЛЕСА МУЗЕЯ-ЗАПОВЕДНИКА, ИХ ИСТОРИЯ И УНИКАЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ

Государственный природный и мемориальный заповедник музей-усадьба Л.Н. Толстого «Ясная Поляна» является достоянием русской и мировой культуры. Великий писатель не только эмоционально изображал пейзажи в своих художественных произведениях, но и был рачительным хозяином. К имеющимся лесам - естественным лесам Тульских засек - были добавлены посадки березы, дуба, ели, лиственницы, сосны веймутовой на склонах, вершинах оврагов, выгонах и сенокосах. Созданные насаждения отличались высокой продуктивностью и устойчивостью, являя собой пример образцового ведения хозяйства. К возрасту спелости (Попов, 1960) выращивались дубовые насаждения с запасом 487-570 м3 древесины и средним приростом 5.1-5.4 м3 / га.

ГЛАВА 2. ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ И ОБОСНОВАНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Негативное антропогенное воздействие в течение длительного времени, особенно после пуска Щекинского химкомбината «Азот» (1962-63 г.г.), вызвало озабоченность научной общественности и природоохранных органов. В 60-70-х годах по целому ряду направлений были начаты исследования, а в 80-90-х годах продолжены силами научных организаций: ВНИИЛМ, МЛТИ, ИПГ, ГТО им. А.И. Воейкова, лабораторией лесоведения АН СССР, НИИ садоводства Нечерноземной полосы, с.-х. академией им. К.А. Тимирязева, а также институтом «Союзгипролесхоз» и В/о «Леспроект».

Анализируя результаты проведенных научно-исследовательских работ, следует выделить следующие направления:

1. Физиологические, биохимические и анатомо-морфологпческие исследования по оценке воздействия промышленных выбросов па ос-повиые лесообразуюшпе древесные породы.

На основании этих работ Всесоюзным НИИ лесоводства и механизации лесного хозяйства (Л.К. Серебрякова, В.И. Суворов) при участии Московского лесотехнического института (B.C. Николаевский), Всесоюзного проектно-изыскательского института «Союзгипролесхоз», Института прикладной геофизики им. академика Е.К. Федорова были разработаны и утверждены (1984) «Временные нормативы предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, оказывающих вредное воздействие на лесные насаждения в районе музея-усадьбы «Ясная Поляна».

2. Фенологические наблюдения (Ю.К. Федорова) и биоиндикацвя загрязнения природной среды и состояния лесных насаждений (B.C. Николаевский).

3. Разработка мероприятий по оздоровлению лесных насаждений (применение удобрений, проведение рубок ухода, создание культур, лесозащитные мероприятия) (Л.К. Серебрякова, H.A. Воронков, А.Д. Маслов, В.Г. Стороженко).

4. Проведение мониторинга за состоянием мемориальных лесных насаждений и прогнозирование лесопатологической ситуации (А.Д. Маслов, В.Д. Касимов, В.Г. Стороженко).

В целом можно отметить, что проведенные исследования носили эколого-физиологическую направленность и в значительно меньшей степени проводились на экосистемном уровне.

Состояние лесных насаждений в музее-заповеднике следует рассматривать с учетом двух этапов:

• этап относительно безопасной экологической ситуации (до 19621963 г.г.) - исходного состояния лесных экосистем;

• этап интенсивного развития промышленности и загрязнения природной среды музея-заповедника (после 1962-63 г.г.).

ГЛАВА 3. ХАРАКТЕРИСТИКА ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ

Глава содержит краткую характеристику района исследований: геологическое строение, рельеф, климат, почвы, растительность.

Территория Тульской области относится к Евроазиатской степной области, провинции южной части Русской равнины, округу Тульско-Пензенской лесостепи (Курнаев, 1973).

Объекты исследований в музее-заповеднике - широколиственные леса с различной долей участия дуба в составе, относящиеся к южной части Тульских засек (Новосельцев, Бугаев, 1985). Тип условий местопроизрастания - Д2, почвы серые лесные с хорошим дренажем и аэрацией, климат района умеренно-континентальный. Изучаемые насаждения относятся к группам коренных типов леса (по В.В. Попову, 1960): дубняк ясенево-липовый снытевый и дубняк кленово-липовый снытевый.

В целом десорастительные условия являются благоприятными для произрастания древесных пород. Однако для дуба могут представлять опасность засухи, низкие зимние температуры, поздневесенние и ранне-осенние заморозки.

ГЛАВА 4. ПРОГРАММА, МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБЪЁМ РАБОТ

В программу работ входило решение следующих вопросов:

• анализ динамики лесного фонда заповедника на основе банка лесоустроительных данных (1960-1995 г.г.);

• изучение влияния техногенных нагрузок на состояние лесных экосистем;

• изучение хода естественного возобновления в дубовых насаждениях;

• исследование влияния условий освещенности на формирование подпологовых культур дуба черешчатого и их биометрические и биоморфологические характеристики;

• разработка модели роста подпологовых культур с учетом светового режима.

Изменение состояния лесного фонда за 5 ревизионных периодов изучалось на основе «Методических рекомендаций по анализу динамики лесного фонда» (ДАЛЬНИИЛХ, 1986). Проанализировано 1200 таксационных выделов.

Степень загрязнения атмосферного воздуха определялась за период 1965-1998 г.г. по данным 2-х опорных постов Гидрометеослужбы, расположенных на территории музея-заповедника, а также по данным маршрутных постов УГКС ЦЧО. Жизненное состояние древостоев оценивалось долей живых деревьев (1-3 категории состояния)(данные ВНИИЛМ и Института лесоведения РАН). Балльная оценка состояния насаждений является достаточно информативным методом, объективно отражающим ответную реакцию на уровень загрязнения (Воробейчик, Садыков, Фарафонтов, 1994; Бутусов, Степанов, 1999). По данным экспертов Проекта Европейского союза по защите лесов от атмосферного загрязнения (1998), обобщивших оценки 124 тыс. модельных деревьев, точность в определении состояния деревьев по степени дефолиации крон достигает ±10 % (до 80 % деревьев) и ±5 % (до 30 % деревьев). Точность визуальной оценки допускает сравнение насаждений по степени ослабления. В течение последних трех лет (1996-1999 г.г.) экспертная оценка состояния насаждений проходила с участием автора. Уровень техногенной нагрузки определялся также по загрязненности снегового покрова. Пункты отбора снега были приурочены к местонахождению постоянных пробных площадей. Определение концентраций загрязнителей проводилось по стандартным методикам.

Изучение естественного возобновления осуществлялось на основе общепринятых методических рекомендаций (Побединский, 1966) с учетом специфических признаков жизнеспособности самосева и подроста дуба (Пятницкий, 1933; Попов, 1960) на 4 стационарах (60 круговых комбинированных площадках 8=10 м2). Подрост оценивался по 3-балльной шкале (надежный, сомнительный, сухой) и по категориям высот.

Исследование роста подпологовых культур проводилось на 16 пробных площадях с детальным описанием 817 деревьев (8 тыс. морфометриче-ских показателей).

В основу исследований светового режима были положены разработки Ю.Л. Цельникер (1969) и В.А. Алексеева (1975). Замеры проводились в околополуденные часы в условиях ясного неба с помощью люксметра Ю-116 (фотоэлемент Ф 55 С) по ходовым линиям. Замеры делались над вершинами крон и на высоте 1/2 протяженности крон. С этой целью фотоэлемент прикреплялся к шестам разной длины и удлинялся соединительный провод между датчиком и прибором. Количество замеров освещенности составило более 1.5 тыс.

Интенсивность транспирации листьев древесных растений определялась по методу Л. А. Иванова, а удельная плотность и удельная поверхность листьев - по рекомендациям Ю.Л. Цельникер, B.C. Хазанова (1971), А.А. Ничипоровича (1982).

Для оценки результатов, полученных при исследованиях, использовались методы статистической обработки (Плохинский, 1967;3айцев, 1984).

ГЛАВА 5. ДИНАМИКА СОСТОЯНИЯ ОСНОВНЫХ ЛЕСООБРАЗУЮЩИХ ПОРОД МУЗЕЯ-ЗАПОВЕДНИКА

Общая площадь музея-заповедника 412 га, из них леса занимают около 230 га. Преобладающими породами заповедника являются дуб, липа, береза. Осина, ясень, клен, ольха черная, ива встречаются чаще всего в качестве примеси. Доля хвойных (культуры ели) не превышает 5 % от покрытой лесом площади. Большая часть насаждений растет по I и 1" классам бонитета. Преобладающая часть насаждений (67.5 %) естественного происхождения.

Для анализа основных изменений лесного фонда были использованы материалы лесоустройства 1960,1972, 1983, 1990 и 1995 г.г. Лесоустройство 1995 г. принято за базовое при определении поправочных коэффициентов.

Распределение площадей с различной долей участия основных лесо-образующих пород в составе свидетельствует о различных тенденциях в их возобновлении и отпаде. Установлено значительное сокращение (почти в 10 раз) площадей насаждений с доминированием дуба в период с 1960 по 1995 г.г. В то время как доля площадей березовых и липовых насаждений с доминированием этих пород в составе, хотя и несколько сократилась, но осталась достаточно высокой. Позиция липы еще более упрочилась, поскольку увеличилась площадь двухъярусных насаждений, в которых второй ярус практически образуется за счет этой теневыносливой породы.

Достаточно показательной является динамика изменения полнот. Высокополнотных (1.0-0.8) дубовых насаждений не осталось совсем, площадь среднеполнотных насаждений увеличилась в два раза, а иизкопол-нотных - в 6 раз. Средняя полнота дубовых насаждений равна 0.52.

Породно-возрастная структура оценивалась по группам возраста и её анализ выявил отсутствие молодняков 1 и 2 классов возраста у дуба и березы, в то время как липа представлена насаждениями всех групп возраста.

Для изучения состояния дуба проводился анализ мониторинговых наблюдений за период 1979-92 г.г. в двух насаждениях заповедника (55 и 200-250 лет) и двух контрольных насаждениях (50 и 150-170 лет), находящихся на удалении 20 км (Крюковское лесничество Крапивенского лесхоза). Сравнение данных показало, что состояние дубовых насаждений музея-заповедника хуже (по среднему баллу состояния, доле живых деревьев и доле деревьев без признаков ослабления).

Вторичным фактором снижения устойчивости являются грибные болезни и насекомые вредители, особенно в спелых и перестойных насаждениях.

ГЛАВА 6. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОГЕННЫХ НАГРУЗОК НА

ДЕСТАБИЛИЗАЦИЮ СОСТОЯНИЯ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ

В начале 70-х годов валовый объём промышленных выбросов Туль-ско-Щекинского региона, поступающих на территорию музея-заповедника, составил около 500 тыс. тонн /год (около 60 % аэропромвыбросов составлял сернистый газ), в 80-х годах - 250-300 тыс. тонн /год, к началу 90-х - 30 тыс. тонн /год (Ежегодник состояния, 1982-1992, 1993; Обзор состояния 1987). Загрязнение природной среды обусловлено влиянием промышленных предприятий (АО «Щехиназот», АОЗТ «Щекинский ДОК», Щекинское АООТ «Химволокно», предприятие «Тулачермет», Косогорский металлургический завод и др.), а также выбросами автотранспорта (автодорога Ту-ла-Щекино, Симферопольское шоссе).

В период 1965-69 г.г. максимально-разовые концентрации по БОг колебались в пределах 0.495-4.5 мг/м3 (число случаев превышений ПДК составило 8.6-39.9 % от общего числа наблюдений по данному веществу), по Ш3 - 0.407-1.03 мг/м3 (2.5-18.3 %), по М02 - 0.368-6.70 мг/м3 (19.0-58.5 %). В дальнейшем произошло некоторое снижение (1970-74 г.г.) величин максимально-разовых концентраций: БОг -0.180-0.570 мг/м3, N0? - 0.127-1.323 мг/м3, ЫН3- 0.360-0.500 мг/м3. К 1978-81 г.г. значительно увеличилось содержание аммиака; максимально-разовые концентрации составляли 0.532.63 мг/м3, среднесуточные 0.09-0.35 мг/м3.

За последнее время (1992-1997 г.г.) максимально-разовые концентрации составляют: по БОг 0.051-0.217 мг/м3, по Ш3 0.30-0.41 мг/м3, по К02 0.28-0.48 мг/м3.

Изучение поступления и накопления вредных примесей в снеговом покрове (Лесоводственный и лесопатологический мониторинг, 1997) за период 1992-1997 г.г. показало, что на преобладающей площади (45-64 %) наблюдаемых участков выше контроля были концентрации аммонийного и

нитратного азота, на всех участках - по растворимым фторидам, не было превышений по сульфат-иону. В дубовых насаждениях (участки Чепыж, Источек, Плоцкий верх, Дубовый клин и др.) рН снеговой воды колебалось в пределах 6.47- 6.75 (контроль-6.90), концентрации аммонийного азота -0.101-0.572 мг /л (контроль - 0.451 мг /л), нитратного азота - 0.315- 0.800 мг /л (контроль - 0.268 мг /л), сульфат-иона - 0.747- 1.459 мг /л (контроль-1.343 мг /л), тяжелых металлов: по цинку - 0.054-0.143 мг /л (кошроль-0.056 мг 1л), свинцу- 0.020- 0.036 мг /л (контроль 0.020 ), по растворимым фторидам - 0.062- 0.105 мг /д (контроль 0.043 мг /л). Величина коэффициента суммарного загрязнения была более высокой в южной, центральной и юго-восточной частях территории музея-заповедника (2^ = 3.04 - 4.53, в северной части Ъй = 1.40), расположенных по розе ветров со стороны Щекин-ского химического комбината «Азот».

Техногенное загрязнение почвы отражает суммарный многолетний эффект. По данным ВНИИЛМ (1997), концентрации подвижных форм тяжелых металлов (медь, кобальт, никель, цинк) в слое почвы 0-5 см были выше фона на участках дубовых насаждений по меди в 9.1-10 'раз, кобальту в 1.04-1.6 раза, никелю в 4.4- 6.3 раза, по содержанию цинка концентрации не превышали фон. Таким образом, наиболее интенсивно в верхнем горизонте почвы происходит накопление меди.

Изучение загрязнения верхнего слоя почвы (0-10 см) органическими соединениями (центр «Экопочва» и МГУ им. М.В. Ломоносова, 1997) показало, что содержание толуола характеризуется низким уровнем загрязнения территории музея-заповедника. Четкой приуроченности его к определенному элементу рельефа и типу землепользования не выявлено. Существует тенденция увеличения его концентрации по мере приближения к Щекин-скому промышленному комплексу. Содержание в почве бензапирена отмечается вблизи автодорог (1-5 ПДК). Наиболее высокий уровень загрязнения почв отмечается бензолом: высокий уровень - 10 ПДК преимущественно в северо-восточной части, средний уровень 3-10 ЦЦК - в центральной части. Источники загрязнения - Щекинский промкомплекс и автотранспорт.

Пространственное распределение загрязнителей показывает, что техногенное воздействие наиболее значимо на территории вдоль правого берега р. Воронки, в зоне угрожаемой степени ослабления лесов, куда относятся и мемориальные дубовые насаждения. Почвы музея-заповедника обладают достаточно высокой буферной емкостью и при накоплении загрязняющих веществ способны противостоять кислотным выпадениям (Лесоводственный и лесопатологический мониторинг, 1997).

Приоритетным в исследованиях было изучение влияния газообразных промышленных выбросов на древесную растительность. Изучалось влияние наиболее распространённых токсикантов: сернистого газа, аммиака и двуокиси азота. БСЬ занимает первое место по степени загрязнения атмосферы и влияния на биоту, вызывая даже при низких концентрациях

(0.1-0.5 мг/м3 и менее) невидимые повреждения (B.C. Николаевский, 1979, 1987).

Уровень загрязнения атмосферного воздуха определялся величиной иццекса нагрузки:

к .

Иы = 1/ к X(Ci / ПДК-лес а) 1=1

где Ин - индекс нагрузки, к - количество изучаемых загрязнителей, Q - максимально-разовая концентрация i -го вещества; ПДК-лес а - предельно-допустимая максимально-разовая концентрация по i -му веществу.

Анализируя перспективность оценок степени повреждения лесных насаждений азропромвыбросами, А.В. Салиев и С.Е. Ямбург (1994) отмечают, что такой метод, как кратность превышений норм ПДК пока не исследовался. При расчете величины относительного показателя учитывались максимально-разовые концентрации по NH3, S02 и N02 за вегетационный период (апрель-октябрь), т.к. именно в это время наблюдается наибольшее число случаев превышения ПДК-лес (67-72 % от общего числа наблюдений на постах).

Наряду с дубовыми насаждениями изучалось состояние насаждений березы, как одной из преобладающих пород заповедника, и ели - надежного биоиндикатора загрязнения среды. Для оценки достоверности техногенного влияния на санитарное состояние насаждений проводился двухфак-торный дисперсионный анализ (табл. 1).

Таблица 1

Влияние возраста и техногенной нагрузки на санитарное состояние насаждений

Дуб F факт. | F табл.

по фактору I (индекс нагрузки) 31.0 > 2.48

по фактору 2 (возраст) 1.10 < 246.0

за счет взаимодействия 1 и 2 факторов 2.77 > 2.48

Береза

по фактору 1 (индекс нагрузки) 5.89 > 2.22

по фактору 2 (возраст) 1.06 < 249.0

за счет взаимодействия 1 и 2 факторов 1.14 < 2.22

Ель

по фактору 1 (индекс нагрузки) 27.68 > 2.47

по фактору 2 (возраст) 57.36 > 4.22

за счет взаимодействия 1 и 2 факторов 21.93 > 2.47

Таким образом, техногенный фактор достоверно влияет на состояние насаждений всех пород. Существенность влияния возраста доказана лишь для ели, в остальных случаях он имеет тенденцию к проявлению за счет взаимодействия с техногенным фактором.

Качественный анализ экспериментальных данных по состоянию лесных экосистем можно проводить с использованием различных подходов. В экологическом нормировании считается наиболее целесообразным выбор логистического уравнения для анализа дозовых кривых (Воробейчик, Са-дыков, Фарафонгов, 1994) по следующим причинам:

а) большинство экспериментальных данных имеет вид Б-образной кривой;

б) логистическое уравнение устанавливает пределы устойчивости экосистем к внешним воздействиям, что дает возможность определять ОДЭН;

в) логистическая кривая имеет несколько критических точек, определяющих порог в дозовой зависимости.

Общий вид логистической кривой приведен на рис. 1.

Рис. 1. Кривая: а) логистического роста; б) логистического спада (Хв, Хс, Хн - критические точки)

Наряду с этим традиционным методом в нашей работе предложен метод обработки экспериментальных данных с использованием синергети-ческого подхода (Колмогоров, 1956; Пригожин, 1958; Синай, 1960; Хакен, 1970; Арнольд, 1990). Его приложение к конкретным проблемам рассмотрено в ряде работ (Короткина, Попова, 1999; Чудов, Чудова, 1999; Корот-кина, Кузнецова, 2000).

Согласно этому методу:

а) выделяем «условное» среднее (без статистической обработки) для наших данных (малая выборка);

б) в окрестности условного среднего вводим флуктуационный фон, который определяет параметр б = 5(х), где х - индекс нагрузки. Наличие

максимальной амплитуды во флуктуационном фоне есть один га признаков возникновения неустойчивого состояния в экосистеме;

в) для флуктуационного фона проводится качественная оценка. Новизна синергетического подхода схематично представлена на рис.

Объект наших исследований:

• дубовое насаждение 55 лет (участок «Источек»);

• дубово-ясенево-липовое насаждение 200 лет (участок «Чепыж»);

Рис.2. Качественное поведение экосистемы

На рис. 3 показана зависимость доли живых деревьев от величины индекса нагрузки (Ин) для дубового насаждения 55 лет. Состояние экосистемы аппроксимируется уравнением: У= 96.89 - 3.88Х + 0.01Х2. Закономерность изменения доля живых деревьев вдоль градиента нагрузки характеризуется коэффициентом корреляции г = - 0.94; тг = 0.243, Рвыч = 151.82, Ртабл." 4.41.

Качественное поведение экосистемы можно рассматривать как колебательный процесс. В виде гипотезы процесс её эволюции можно представить в следующем виде: а) в интервале 0-х* система находится в устойчивом состоянии; б) при х* (Ин = 7.7) система под действием уровня загрязнения путем флуктуационного выброса (неустойчивое состояние) переходит в новое устойчивое состояние. Это выражается уменьшением доли живых деревьев.

Доля живых деревьев» % 100.-—

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И 12 13 14 15

X* Индекс нагрузки

Рис.3. Зависимость «доза-эффект» для насаждения дуба 55 лет

Доля живых деревьев, %

Рис.4. Зависимость «доза-эффект» для насаждения дуба 200 лет

Кривая логистического спада имеет вид: У- 96,0 / (1+ ехр(-3.315 + 0.244Х)). Данное уравнение недостаточно хорошо описывает изучаемый процесс: а) не учитывает флуктуационный фон; б) его характерные точки, определяющие нагрузку X* = 13.6 не совпадают с экспериментальными данными, согласно которым X* = 10.4.

Аналогичный анализ экспериментальных данных проведен для дубового насаждения 200 лет. На рис. 4 показана та же зависимость жизненного состояния от уровня загрязнения. Теснота связи оценивается Г] = 0.97, ш „ = 0.04, Рвыч= 22.16, 3.07 (при доверительном уровне 95

%).Поведение экосистемы описывается уравнениями:

У] = 88.21 - 1.03Х ; 0< X <Х* (Х*= 10.4)

У г = 63.78 - 2.22Х; Х*<Х

В начальной стадии система развивается стабильно до состояния флуктуационного выброса, вызванного возрастанием индекса нагрузки. В окрестности X* (Ин = 10.4) происходит сброс флуктуационного фона и экосистема переходит из начального устойчивого состояния А в новое стабильное состояние В, реагируя резким уменьшением доли живых деревьев (на 36.6 %). Это характеризуется величиной скачка Н = У;(Х*) - У2(Х*). В качестве эмпирической гипотезы один из механизмов такого перехода можно принять в виде катастроф типа «складка» (Джефферс, 1981).

В данном случае аппроксимация данных кривой логистического спада также не дает приемлемых результатов (уравнение имеет вид: У = 97.0 / (1+ ехр( -2.172 - 0.576Х + 0.062Х"): а) нахождение критических точек кривой как точек перегиба путем анализа второй производной дает завышенный результат (Хс > X*); б) логистическое уравнение не описывает возможность возникновения нового устойчивого состояния В, т.к. У (доля живых деревьев) -»0 при х <ю. Это не соответствует эволюции экосистем.

Анализ с использованием синергетического подхода проведен также для насаждений березы и ели.

В предлагаемом подходе существует возможность составления краткосрочного и долгосрочного прогноза адаптации экосистем к изменению экологической обстановки в виде ряда сбросов в состоянии X*, X**, X*** и т.д.

Согласно проведенному исследованию можно сделать следующий вывод: молодые насаждения быстрее адаптируются к изменению экологических условий, реагируя плавным снижением доли живых деревьев. Насаждения высокого возраста дольше противостоят воздействию неблагоприятных факторов, но в определенный момент следует этап резких структурных изменений.

Основной вывод: чем дольше состояние экосистемы соответствует фоновому уровню, тем сильнее в дальнейшем происходят структурные изменения.

ГЛАВА 7. ХОД ЕСТЕСТВЕННОГО ВОЗОБНОВЛЕНИЯ В ДУБОВЫХ НАСАЖДЕНИЯХ

Известно, что гарантией сохранности лесных экосистем служит успешное возобновление главной лесообразующей породы. Многолетние наблюдения в дубравах северной лесостепи (Соболев, 1903; Штурм, 1927; Попов, 1949, 1960; Лосицкий, 1963 и др.) показали, что под пологом леса имеются благоприятные условия для прорастания семян и укоренения всходов широколиственных пород. Но одновременно идет процесс отмирания самосева и подроста.

Естественное возобновление изучалось на 4 участках в дубовых насаждениях с различной долей участия дуба в верхнем пологе (Чепыж, Дубовый клин, Источек, Арковский верх). Количество дубового самосева и подроста колебалось от 0 до 1.3 тыс. шт./га. Естественное возобновление на участке «Чепыж» представлено подростом (1300 ыгг./га, размещение неравномерное), приуроченным к окнам (10-15 % освещенности открытого места), на участке «Источек» - «торчками» (200 шт./га). Приоритет в возобновлении под пологом леса имеют спутники дуба - ясень (до 9.7 тыс. шт./ га), клен остролистный (до 10.2 тыс. шт./ га), липа (до 1.1 тыс. шт./ га). Пользуясь шкалой оценки естественного возобновления дуба (Основные положения по ведению хозяйства в дубравах, 1987) можно считать, что возобновление дуба практически отсутствует.

В составе подлеска средней густоты - лещина, рябина, черемуха, жимолость, липа. По мере выпадения дуба разрастается подлесок из лещины. Наибольшую конкуренцию естественному возобновлению оказывает травянистая растительность - многолетний пролесник, грушанка, зеленчук, сныть, звездчатка и др. Проективное покрытие трав на круговых учетных площадках - 40-100 %. Под травяным покровом освещенность составляет 3-4 % освещенности открытого места. В таких условиях всходы и самосев дуба гибнут от недостатка света. В создавшихся экологических условиях вопрос о формировании молодого поколения дуба следует решать путем создания подпологовых культур с обеспечением для них достаточных условий освещенности.

ГЛАВА 8. ЭКОЛОГО-ЛЕСОВОДСТВЕННЫЕ ОСОБЕННОСТИ СОЗДАНИЯ ПОДПОЛОГОВЫХ КУЛЬТУР ДУБА В ЗАПОВЕДНЫХ

ЛЕСАХ

Изучение опыта создания подпологовых культур дуба показывает, что их применяли в целях дополнительного пользования лесом (Арнольд, 1895; Попов, 1960), а также для повышения продуктивности низкополнот-ных насаждений (Ониськив, 1982). Собственно подпологовые культуры, создаваемые для замены в спелых и перестойных насаждениях деревьев с низким жизненным потенциалом на более молодое и жизнеспособное поко-

ление без рубки основного древостоя, проводились в менее значимых масштабах. Имеющиеся в настоящее время в музее-заповеднике подпологовые культуры дуба черешчатого носят экспериментальный характер и не имеют достаточного научного обоснования.

Закладка культур осуществлялась 4-5-летними (реже 8-10-летними) саженцами с размещением посадочных мест 2x2 м (густота посадки 2500 пгг./га).

Свет считается ведущим фактором, определяющим успешность роста и развития молодого поколения дуба и его спутников (Крыжановский, 1954; Попов, 1960; Лосицкий, 1963; Евстигнеев, 1994; Рыжков, 1994). Существенность влияния светового режима на рост подпологовых культур подтверждается результатами дисперсионного анализа (табл. 2).

Таблица 2

Влияние освещенности и почвенного фактора на величину среднего прироста дубков в высоту

выч._____' табл.

По фактору 1 (освещенность) 6.73 > 3.59

По фактору 2 (содержание гумуса, %) 5.66 > 3.98

За счет взаимодействия факторов 1.19 < 4.00

Сила влияния факторов (в долях от единицы): освещенность - 0.40, почвенный фактор (содержание гумуса, %) - 0.23, неучтенные факторы (остаточное варьирование) - 0.22.

Нами в 1998-99 г.г. проводилось изучение светового режима, биометрических показателей и сохранности дубков в окнах различного размера (табл. 3).

Таблица 3

Биометрические показатели роста и сохранность подпологовых культур дуба

Площадь окна, м2 Год созда ния л/к Сохран ность, % Освещен пость, % Биометрические показатели

До, СМ Ди, СМ Н, м Д кроны Протя жен ность кроны, м

230 1988 96.4 34.1 2.55+ 0.55 1.44+ 0.06 2.09± 0.06 0.91 ± 0.05 1.18+ 0.05

540 1979 -80 91.0 39.7 4.70+ 0.07 2.87± 0.05 3.86+ 0.04 2.32± 0.03 1.39+ 0.01

780 1979 93.9 58.6 10.8+ 0.44 7.50* 0.37 4.96+ 0.13 2.90± 0.08 3.9+0 .12

1300 1980 84.2 90.6 7.01± 0.09 4.82± 0.08 4.37+ 0.04 2.74± 0.06 3.13+ 0.04

Сравнение световых условий в окнах до и после облиствления деревьев верхнего полога (замеры проводились по одним и тем же ходовым линиям) показало, что с распусканием листьев происходит значительное снижение пропускания солнечной радиации в 2.5 - 3.4 раза при небольшой площади окна (100-300 м2). В более крупных окнах (свыше 500 м2) освещенность снижается лишь в 1.1 -1.7 раза.

Световые условия влияют также и на интенсивность физиологических процессов и развитие ассимиляционного аппарата (табл. 4).

Таблица 4

Интенсивность транспирации и морфологические особенности листьев у дубков, растущих в окнах и рединах

№ пробной площади Площадь окна, м2 Интенсивность транспирации, мг/дм2.ч Удельная поверхность листьев, см2.г-' Удельная плотность листьев, г.см"2

1 140 82 107.8 0.0096

2 540 92 97.6 0.0103

3 1300 138 92.7 0.0108

4* 2340 67 93.7 0.0108

Примечание: *- культуры дуба создавались нестандартными саженцами

При площади окна 540 м2 листья дуба уже обладают выраженными признаками световых: уменьшается удельная поверхность, увеличивается удельная плотность и интенсивность транспирации.

Измерения освещенности, массовый обмер деревьев на пробных площадях, данные анализа модельных деревьев позволяют смоделировать процесс роста подпологовых культур до 30-летнего возраста (окончания виргинильной стадии) (табл. 5).

Важнейшими показателями, определяющими условия освещенности, являются площадь окна и соотношение его диаметра с высотой окружающего древостоя. Приемлемой является площадь окна около 500 м2 (лучше 700-1000 м2). При этом дубки растут по Ш, реже IV классам бонитета при отношении Д окна / Н древостоя не ниже 0.8-1.0.

По данным В.В. Попова (1960), на сплошных вырубках, при своевременном применении рубок ухода, культуры дуба растут по I - II бонитету, достигая к возрасту 35 лет высоты 13-14 м. Таким образом, подполого-вые культуры, даже обладающие лучшим ростом, будут отставать в своем развитии на один класс бонитета.

В небольших по размеру окнах (100-300 м2) интенсивность роста дуба в высоту недостаточна и создание культур нецелесообразно, если в ближайшие 3-5 лет не планируется расширение окна.

Для оценки роста подпологовых культур на практике предлагается шкала оценки роста дубков, согласно которой выделяются 4 категории: 1-

Таблица 5

Модель роста подпологовых культур дуба черешчатого с учетом экологических условий и периода адаптации (приживания)

Площадь Освещенность Д окна Средний Возраст, лет Класс

окна, на высоте Н древостоя прирост, 10 15 20 1 25 _ 30 бонитета

м2 вершин крон, % см Высота, м

140 23.8 0.4 15 1.25 2.25 3.00 3.7 4.5 < IV

230 34.1 0.6 14 1.50 2.10 2.8 3.5 4.2 <1У

300 29.1 0.7 13 1.40 2.00 2.6 3.3 4.0 <1У

540 39.7 0.8 20 1.75 2.80 3.90 5.0 6.0 IV

780 58.6 1.0 29 2.75 4.20 5.87 7.3 8.7 III

1300* 90.6 1.4 27 2.70 4.10 5.5 6.8 8.2 III

2340 98.1 2.1 23 1.25 2.50 4.00 5.60 6.8 Ш-1У

Примечание: *- культуры созданы посадкой 4-5-летними саженцами; цифры, выделенные жирным, получены по данным анализа моделей; цифры, выделенные курсивом, получены расчетным путем,

нормального роста, 2- замедленного роста, 3- плохого роста (ненадежные), 4- сухие. Выбор критериев оценки является достаточно сложной задачей (центральный побег часто не выражен, наблюдается мно-говершинность, образование боковых побегов из спящих почек и др.). Кроме того, дуб обладает пластичной кроной, изменяющей свою форму в зависимости от условий освещенности, что подтверждается вычисленными частными и множественными коэффициентами корреляции. Поэтому использование предлагаемых критериев (отношение высоты к диаметру (Д[.з), диаметра кроны к её протяженности, характер роста центрального побега и др.) облегчит оценку перспективности подпологовых культур и количества растений - лидеров, что особенно важно для окон небольшого размера (до 500 м2) с недостаточным уровнем освещенности.

Лесохозяйственными мерами можно уменьшить нег ативное влияние некоторых факторов на формирование подпологовых культур.

Рекомендуется в качестве текущих лесоводственных уходов через 2-3 года удаление разрастающегося подлеска из лещины, черемухи, бузины, рябины и поросли лиственных пород (липа, береза) на всей площади окна, изреживание опушки вокруг окна на расстоянии 10-15 м, вертикальная обрезка ветвей у растущих по границе окна деревьев, расширение площади окна за счет удаления сопутствующих или второстепенных пород второго яруса. При этом изреживание опушки будет в известной мере предохранять от образования морозобойных мест и застоя токсикантов.

При посадке культур целесообразно использовать саженцы дуба 4-5 лет, которые по сравнению с сеянцами меньше заглушаются травянистой растительностью и порослью лиственных пород и лучше приживаются по сравнению с крупномером 8-10 лет.

Для условий музея-заповедника важным является использование различных по устойчивости форм дуба. По данным ВНИИЛМ (1985), в условиях промышленного загрязнения у позднораспускающейся формы насчитывалось 39 % здоровых дубков, у ранораспускающейся - только 7 %. Деревья первой формы имели более высокую категорию состояния и лучший рост по диметру. Поэтому при проведении лесовосстановительных работ предпочтение следует отдавать позднораспускающейся форме.

В подпологовых культурах целесообразно проведение защитных мер против мучнистой росы, которая ежегодно поражает 60 - 85 %, а иногда и 100 % высаженных растений. При этом теряется большая часть листового аппарата, происходит искривление побегов и замена лидирующего побега боковыми. Также можно отметить повреждение листьев дуба листовертками, пяденицами, тлями.

Для обеспечения доминирующего положения дуба в насаждениях необходимо планомерное создание «центров осветления», где будет достаточный уровень экологических условий. В настоящее время прогнозирование и проведение хозяйственных мероприятий осуществляется по степени

поврежденности деревьев патогенами и насекомыми, по мере появления сухостойных, буреломных и ветровальных деревьев.

Для более долгосрочного прогноза и планирования хозяйственной деятельности в условиях музея-заповедника «Ясная Поляна» целесообразна в последующем разработка прогностической модели с учетом динамики состояния лесов с нарушенной устойчивостью (Мозолевская, 1998).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований дана оценка состояния дубовых насаждений музея-заповедника в условиях длительного атмосферного загрязнения, вызванного развитием промышленного производства Туль-ско-Щекинского региона. Анализ динамики лесоводственно-таксационнных показателей выявил уменьшение ценотической роли дуба (резкое сокращение доли участия в составе, снижение полноты, отсутствие молодняков). Состояние дубовых насаждений музея-заповедника хуже в сравнении с контрольными насаждениями: по среднему баллу состояния, доле деревьев без признаков ослабления (1 категории) и живых деревьев (13 категории).

Объективным и достаточно информативным показателем реакции насаждений на уровень загрязнения является соотношение деревьев разных категорий (доля живых деревьев, доля сухостоя и др.), определяемых по визуальной шкале «Санитарных правил..». Оценка состояния мемориальных насаждений основана на связи ослабления живой части древостоя с кратностью превышения максимально-разовых ПДК-лес.

Качественная оценка реакции лесных экосистем дана с использованием двух принципов: распространенного в экологическом нормировании анализа кривой логистического спада и синергетического подхода. Показано, что логистическая кривая не всегда улавливает начало быстрых структурных изменений в экосистеме, а нахождение значений нагрузок путем анализа производных может давать завышенный результат. Синергетиче-ский подход позволяет рассматривать экосистемы как открытые, саморазвивающиеся, которые адаптируясь к изменению экологических условий, переходят из одного устойчивого состояния в другое. Поведение экосистемы в градиенте нагрузки можно рассматривать как колебательный процесс. Разброс значений изучаемого параметра (доли живых деревьев) характеризует флуктуационный фон. Возрастание его амплитуды - признак возникновения неустойчивого состояния экосистемы. Механизм адаптации у насаждений разного возраста будет неодинаковым. Молодые насаждения быстрее приспосабливаются к изменению уровня загрязнения, реагируя плавным снижением доли живых деревьев. Насаждения высокого возраста дольше противостоят воздействию неблагоприятных факторов, что при определенном уровне техногенного воздействия (величина индекса нагрузки составляет 10.4) приводит к резкому уменьшению доли живых деревьев.

Одним из вариантов такого перехода в теории катастроф является «складка» Джефферса. При определении предельных нагрузок и дальнейшей разработке экологических нормативов целесообразно использовать различные методики, дополняющие друг друга.

В связи со снижением биологической устойчивости дубовых насаждений необходимо восстановление их естественной структуры, которая обеспечивается видовым разнообразием древесных пород, разновозрастно-стью, мозаично-ярусным сложением полога леса, отбором устойчивых форм (поздно-распускающейся формы дуба черешчатого). Изучение лесо-возобновительных процессов в насаждениях показало практическое отсутствие самосева и подроста дуба, поэтому восстановление дуба черешчатого целесообразно проводить с помощью создания подпологовых культур в окнах, прогалинах, рединах с обеспечением для них достаточных условий освещенности.

В небольших окнах, близких по размеру к естественным (100-300 м2), условия освещенности для роста дуба неудовлетворительны, особенно при облиствлении деревьев верхнего полога, значительно снижающих пропускание солнечной радиации. Поэтому желательно иметь площадь окна, превышающую 500 м2, предпочтительной является площадь окон около 1000 м2 и более при отношении диаметра окна к средней высоте древостоя, равном 1.0 и более. Это подтверждается физиолого-биометрическими изменениями листового аппарата (увеличение интенсивности транспирации, удельной плотности листьев и др.).

Освещенность на уровне крон дубков к 15-20-летнему возрасту должна быть около 40 %, а к возрасту 40-50 лет - 50 -60 % и более от освещенности открытого места. Регулярный лесоводственный уход в целях соблюдения оптимального светового режима позволит выращивать дуб не ниже П-Ш классов бонитета и создавать ступенчатую, разновозрастную структуру насаждений с сохранением лесной специфической среды.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Лямеборшай С.Х., Касимов Д.В. Лесоводственно-экологическая оценка сохранения мемориальных лесов музея-усадьбы Л.Н. Толстого «Ясная Поляна» при промышленном загрязнении. // Влияние атмосферного загрязнения и других антропогенных и природных факторов на дестабилизацию состояния лесов Центральной и Восточной Европы. Тез. докл. Междунар.науч.конф. -М.: МГУЛ, 1996.- Т.1.- с.43-45.

2. Касимов Д.В. Подпологовые культуры дуба как метод сохранения мемориальных лесов музея-заповедника Л.Н. Толстого «Ясная Поляна». -М.: МГУЛ, Лесной вестник, 1999.- № 1(6).- с. 76-81.

3. Касимов Д.В., Касимов В.Д. Мемориальные леса музея-заповедника Л.Н. Толстого «Ясная Поляна» на рубеже XXI века. -М.: МГУЛ, Лесной вестник, 1999. - № 2 (6). - с. 127-133.

4. Касимов Д.В. Современное состояние мемориальных дубрав музея-заповедника JI.H. Толстого «Ясная Поляна» и повышение их устойчивости. // Вестник Центрально-Черноземного регионального отделения наук о лесе Академии естественных наук Воронежской государственной лесотехнической академии. - Воронеж: ВГЛТА, 1999, - вып. 2. - с. 187-188.

5.Касимов Д.В. Техногенные нагрузки и жизнеспособность лесных насаждений музея-усадьбы JI.H.Толстого «Ясная Поляна». // Лес, наука, молодежь. Тез. докл. Междунар.науч.конф.мол.учен. - Гомель: Институт леса НАНБ, 1999. -Т.1.- с. 11-13.

ВНИИЛМ ЛР№ 021297 от 18.06.98г.

Подписано в печать 19.01,2000г. Формат 60x90 Объем 1,5 п.л.__Тираж 80 экз.

Типография ВНВДЛМ

141200 г. Пушкино Московской обл., ул. Институтская, 15, т/факс. (8-254)2-46-71, 584-61-91

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Касимов, Дмитрий Валентинович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. МЕМОРИАЛЬНЫЕ ЛЕСА МУЗЕЯ-ЗАПОВЕДНИКА «ЯСНАЯ ПОЛЯНА», ИХ ИСТОРИЯ И УНИКАЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ

1.1. История лесов музея-заповедника «Ясная Поляна», основное направление его деятельности и статус

1.2. Экологическая обстановка в районе музея-заповедника

1.3. Уникальность мемориальных лесов (историко-познавательное, эстетическое и средообразующее значение)

ГЛАВА 2. ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ И ОБОСНОВАНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ т •

2.1. Обзор научно-исследовательских работ по оценке воздействия промышленных выбросов на древесную растительность музея-заповедника (1965-1999 г.г.)

2.2. Обоснование направления исследований

Выводы

ГЛАВА 3. ХАРАКТЕРИСТИКА ЕСТЕСТВЕННО

ИСТОРИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Лесорастительный район

3.2. Климат

3.3. Рельеф

3.4. Геологическое строение и почвы

3.5. Лесная растительность Тульских засек и музея- 59 заповедника

ГЛАВА 4. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

ГЛАВА 5. ДИНАМИКА СОСТОЯНИЯ ОСНОВНЫХ

ЛЕСООБРАЗУЮЩИХ ПОРОД МУЗЕЯ-ЗАПОВЕДНИКА

Выводы

ГЛАВА 6. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОГЕННЫХ НАГРУЗОК RA

ДЕСТАБИЛИЗАЦИЮ СОСТОЯНИЯ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ

Выводы

ГЛАВА 7. ХОД ЕСТЕСТВЕННОГО ВОЗОБНОВЛЕНИЯ В 114 ДУБОВЫХ НАСАЖДЕНИЯХ

Выводы

ГЛАВА 8. ЭКОЛОГО-ЛЕСОВОДСТВЕННЫЕ

ОСОБЕННОСТИ СОЗДАНИЯ ПОДПОЛОГОВЫХ КУЛЬТУР 119 ДУБА В ЗАПОВЕДНЫХ ЛЕСАХ

8 Л. Состояние вопроса

8.2. Влияние светового режима на рост и формирование под-пологовых культур дуба черешчатого

8.3. Модель формирования культур дуба под пологом леса 139 Выводы 147 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 148 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 151 ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Эколого-лесоводственная оценка состояния и возобновления дуба в насаждениях музея-заповедника Л. Н. Тостого "Ясная Поляна""

Актуальность темы. Состояние дубрав северной лесостепи, к которым относятся и Тульские засеки, стало объектом изучения в конце XIX века и продолжалось в XX веке (Ф.К. Арнольд, А.Н. Соболев, В.Н. Штурм, A.A. Хитрово, H.A. Михайлов, В.В. Попов, К.Б. Лосицкий, К.С. Семенов, H.H. Селочник и др.). Исследователи пришли к выводу, что на периодически повторяющееся усыхание дуба влияют различные стрессы природного (засухи, заморозки в начале и в конце вегетации, суровые зимы, дефолиация насекомыми - филлофага-ми, грибные, вирусные и бактериальные болезни) и антропогенного происхождения. I

На состоянии лесов существенным образом за последние 35-40 лет сказался техногенный пресс. По данным ГГО им. А.И. Воейкова (Качественная оценка., 1993), в Тульской области выбросы вредных веществ в атмосферу л превышают 25 т/ км , что в 12.5 раз выше, чем в среднем по России. По последним данным (Охрана окружающей среды., 1998), объем промышленных выsy бросов уменьшился и составил 8.6 т/ км . Развитие Тульско-Щекинского промышленного региона и, в первую очередь, пуск в 1963-1965 г.г. Щекинского химического комбината «Азот», привело к гибели большей части еловых посадок и деградации лиственных лесов в музее-заповеднике J1.H. Толстого «Ясная Поляна».

Особенно в заповеднике отмечается потеря позиции популяции дуба че-решчатого, проявляющаяся в снижении устойчивости лесных насаждений и изменении их структурно-функциональной организации. Это выражается в сокращении доли участия дуба в составе, уменьшении полноты и продуктивности насаждений, изменении фенологической ритмики, отсутствии молодняков естественного происхождения.

В связи с этим необходимо изучение состояния дубовых насаждений для оценки степени их нарушенности, связи техногенных нагрузок с санитарным состоянием насаждений, успешности лесовозобновительных процессов и мер по формированию молодого поколения дуба. Такой подход получил приоритетность в наших исследованиях, поскольку позволит в определенной степени решить задачу сохранения дубовых насаждений («Чепыж», «Старый заказ», «Арковский верх», «Дубы у купанья», «Плоцкий верх» и др.), имеющих большое мемориальное значение и выполняющих почвозащитную и водоохранную роль.

В связи с поставленной целью решались следующие задачи:

1. Изучение изменений лесоводственно-таксационных показателей и состояния насаждений при техногенном воздействии;

3. Исследование роста и формирования подпологовых культур дуба черешчатого.

Практическая значимость работы. Установленные связи позволяют оценить ответную реакцию лесных экосистем на уровень загрязнения. Предлагаемая качественная оценка состояния лесных экосистем позволит более обоснованно подходить к разработке экологических нормативов. В целях сохране- ^ ния породного состава и структуры мемориальных насаждений научно обосновано применение подпологовых культур дуба черешчатого.

Результаты исследований использованы при разработке ВНИИЛМом второй редакции «Рекомендаций по ведению лесного хозяйства в насаждениях Государственного мемориального и природного заповедника музея-усадьбы Л.Н. Толстого «Ясная Поляна» и охранной зоны», а также в практической деятельности работников музея-заповедника.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на международной научной конференции «Влияние атмосферного загрязнения и других антропогенных и природных факторов на дестабилизацию состояния лесов Центральной и Восточной Европы» (Москва, 1996 г.), научно-технических конференциях преподавателей и аспирантов МГУЛ (1998, 1999 г.г.), международной научной конференции «Лес, наука, молодежь» (Гомель, 5-7 октября, 1999 г.), Всероссийской научно-практической конференции «Защита лесов России и перспективы её развития» (Пушкино, 20-22 октября 1999 г.), третьей научно-методической конференции по проблеме «Мониторинг состояния зеленого фонда города: методы, средства, прогноз и принятие решений (МГУЛ, 16 ноября 1999 г.).

На защиту выносятся следующие положения: 1. Зависимость жизненного состояния лесных насаждений от кратности превышений норм ПДК-лес. 7

3. Оценка и прогноз роста подпологовых культур дуба черешчатого в разных условиях освещенности.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 научных работ (две из них в соавторстве).

Заключение Диссертация по теме "Экология", Касимов, Дмитрий Валентинович

Выводы

1. Агротехника создания подпологовых культур дуба и последующее влияние биотических и экологических факторов обусловили следующие показатели их роста и успешности развития:

• сохранность культур дуба колеблется от 71.4 до 100 %;

• средний балл состояния дубков в окнах ниже (2.4-3.0), чем в условиях редины (1.6-2.0).

2. На биометрические показатели ствола (До, Д¡ з, Н) и кроны (Д, протяженность), средний прирост по высоте оказывают влияние световой режим, который обусловлен размерами «окон» и прогалин, густотой подлеска и степенью развития травянистой растительности;

3. В небольших окнах, близких по размеру к естественным (100-300 м2) условия освещенности (21.8-29.1 % от полной освещенности) для роста дуба неудовлетворительны, особенно при полном облиствлении деревьев верхнего полога, значительно снижающих пропускание солнечной радиации;

4. Лучшие и приемлемые условия освещенности складываются в «окнах» площадью около 500 м2 и более при отношении диаметра «окна» к средней высоте древостоя, равном 0.8 и более (освещенность около 40 % от полной);

5. Оптимальной является площадь «окна» около 1000 м2 и более при отношении диаметра «окна» к средней высоте древостоя, равном 1.0 и более (освещенность около 60 % от полной);

6. Для обеспечения доминирующего положения дуба в насаждениях необходимо планомерное создание «центров осветления» с учетом динамики состояния лесов с нарушенной устойчивостью.

148

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Интенсификация промышленного производства Тульско-Щекинского региона привела к загрязнению природной среды музея-заповедника.

Эколого-физиологические исследования 1965-1987 г.г. показали, что под влиянием техногенного загрязнения у древесных растений произошло: нарушение процессов метаболизма, водного режима, газообмена тканей, снижение морозоустойчивости, изменение фенологической ритмики и активности ферментов, морфологических параметров хвои, листьев и побегов, анатомических показателей древесины и ассимиляционного аппарата. Все эти изменения обусловили снижение жизнестойкости древесных пород.

Существенные изменения в породно-возрастной структуре лесных насаждений произошли за ревизионные периоды 1972 и 1983 г.г. (X кс > X табл :

1.77>1.36 при доверительном уровне 95 % ). Они были связаны с ухудшением санитарного состояния насаждений (дуб, береза, ель), повышенным отпадом деревьев, интенсивным изреживанием верхнего полога, уменьшением полноты и снижением площади молодняков.

Среди лесообразующих пород в наибольшей степени падает ценотиче-ская роль дуба черешчатого. Состояние дубовых насаждений заповедника хуже по сравнению с контрольными насаждениями Крапивенского лесхоза (по среднему баллу состояния, доле живых и деревьев без признаков ослабления).

Объективным и достаточно информативным показателем реакции насаждений на уровень загрязнения является соотношение деревьев разных категорий (доля живых деревьев, доля сухостоя и др.), определяемых по визуальной шкале «Санитарных правил.». Оценка состояния мемориальных насаждений основана на связи ослабления живой части древостоя с кратностью превышения максимально-разовых ПДК-лес.

Качественная оценка реакции лесных экосистем дана с использованием двух принципов: распространенного в экологическом нормировании анализа кривой логистического спада и синергетического подхода. Показано, что логистическая кривая не всегда улавливает начало быстрых структурных изменений в экосистеме, а нахождение значений нагрузок путем анализа производных может давать завышенный результат. Синергетический подход позволяет рассматривать экосистемы как открытые, саморазвивающиеся, которые адаптируясь к изменению экологических условий, переходят из одного устойчивого состояния в другое. Поведение экосистемы в градиенте нагрузки можно рассматривать как колебательный процесс. Разброс значений изучаемого параметра (доли живых деревьев) характеризует флуктуационный фон. Возрастание его амплитуды -признак возникновения неустойчивого состояния экосистемы. Механизм адаптации у насаждений разного возраста будет неодинаковым. Молодые насаждения быстрее приспосабливаются к изменению уровня загрязнения, реагируя плавным снижением доли живых деревьев. Насаждения высокого возраста дольше противостоят воздействию неблагоприятных факторов, что при определенном уровне техногенного воздействия приводит к резкому уменьшению доли живых деревьев. Одним из вариантов такого перехода в теории катастроф является «складка» Джефферса. При определении предельных нагрузок и дальнейшей разработке экологических нормативов целесообразно использовать различные методики, дополняющие друг друга.

В связи со снижением биологической устойчивости дубовых насаждений необходимо восстановление их естественной структуры, которая обеспечивается видовым разнообразием древесных пород, разновозрастностью, мозаично-ярусным сложением полога леса, отбором устойчивых форм , (поздно-распускающейся формы дуба черешчатого). Изучение лесовозобновительных процессов в насаждениях показало практическое отсутствие самосева и подроста дуба, поэтому восстановление дуба черешчатого целесообразно проводить с помощью создания подпологовых культур в окнах, прогалинах, рединах с обеспечением для них достаточных условий освещенности.

150

В небольших окнах, близких по размеру к естественным (100-300 м ), условия освещенности для роста дуба неудовлетворительны, особенно при обли-ствлении деревьев верхнего полога, значительно снижающих пропускание солнечной радиации. Поэтому желательно иметь площадь окна, превышающую 500

9 2 м , предпочтительной является площадь окон около 1000 м и более при отношении диаметра окна к средней высоте древостоя, равном 1.0 и более. Это подтверждается физиолого-биометрическими изменениями листового аппарата (увеличение интенсивности транспирации, удельной плотности листьев и др.).

Освещенность на уровне крон дубков к 15-20-летнему возрасту должна быть около 40 %, а к возрасту 40-50 лет -50 -60 % и более от освещенности открытого места. Регулярный лесоводственный уход в целях соблюдения оптимального светового режима позволит выращивать дуб не ниже П-Ш классов бонитета и создавать ступенчатую, разновозрастную структуру насаждений с сохранением лесной специфической среды.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Касимов, Дмитрий Валентинович, Москва

1. Агальцова A.B. Сохранение мемориальных лесопарков. -М.: Лесн. пром-сть, 1980. -252 с.

2. Агроклиматический справочник по Тульской области. -Л.: Гидрометеоиздат, 1958. -125 с.

3. Алексеев В.А. О пропускании солнечной радиации пологом древостоев. / В кн.: Световой режим, фотосинтез и продуктивность леса. -М.: Наука, 1967.-е. 15-35.

4. Алексеев В.А. Световой режим леса. -Л.: Наука, Ленингр. отд., 1975.-226 с.

5. Алентьев П.Н. Проблемы восстановления и выращивания дубрав. Майкоп: Адыг. отд. Краснод. кн. изд-ва, 1990.-256 с.

6. Арнольд Ф.К. История лесоводства в России, Франции и Германии. Издание А.Ф. Маркса. С.-П., 1895.-403 с.

7. Арнольд В.И., Козлов В.В., Нейштадт А.И. Математические аспекты классической и небесной механики. Совр. проб. мат. Фундаментальные направления. Т.З. М.: ВИНИТИ АН СССР. Итоги науки и техники, 1985. с. 5 - 304.

8. П.БондаренкоВ.Д. О естественном возобновлении дуба. // Лесн. хоз-во. -1987. -№ 4.-е. 71-73.

9. Букин Н.И., Пэрн Г.В. Сохранить леса музея-заповедника Ясная Поляна // Лесн. хоз-во. -1976.-№ 4.- с. 67-70.

10. Воробейчик Е.Л., Садыков О.Ф., Фарафонтов М.Г. Экологическое нормирование техногенных загрязнений наземных экосистем (локальный уровень). Екатеринбург: УИФ «Наука», 1994. 280 с.

11. Восточноевропейские широколиственные леса. / Р.В. Попадюк, A.A. Чистякова, С.И. Чумаченко и др. Под ред. О.В. Смирновой. -М.: Наука, 1994. -364 с.

12. Временные нормативы предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, оказывающих вредное воздействие на лесные насаждения в районе музея-усадьбы «Ясная Поляна». -М.: 1984. -12 с.

13. Выгодская H.H. Радиационный режим 30-летнего дубняка в суточной и сезонной динамике. / В кн.: Световой режим, фотосинтез и продуктивность леса. -М: Наука. -1967. с. 77-93.

14. Гаевский Н.П. Культуры дуба в Тульских засеках. Автореф. . дисс. канд. с.-х. наук. -Л.: ЛТА им. Кирова, 1984. -20 с.

15. Геометрический специальный план лесных дач при сельце «Ясная Поляна», 1889.

16. Голубев A.B. Механизм положительной обратной связи Ъ экологии. . ^ Экологияf мониторинг ц рац. природопользобаш, Науч. тр. МГУЯ,

17. В hi ¡7.2SS, -ш . С. 2S-&.

18. Григорьев А.Ю. О выборе показателей для мониторинга фоновых лесных почв. Мониторинг лесных экосистем. Тез.докл.науч.конф.- Каунас-Академия, 1986. с. 149.

19. Гудериан Р. Загрязнение воздушной среды. -М.: Мир, 1979. -200 с.

20. Дерюжкин Р.И., Енькова Е.И., Сухов И.В. Совершенствовать способы восстановления дубрав. // Лесн. хоз-во. 1980. № 2. - с. 23-25.

21. Джефферс Дж. Введение в системный анализ: применение в экологии: Пер. с англ./ Перевод Д.О. Логофета; Под ред. и с предисл. Ю.М. Свирежева.- М.: Мир, 1981.-256 е., ил.

22. Дубравы лесостепи в биогеоценологическом освещении. -М.: Наука, 1975. -371 с.

23. Дылис Н.В. Основы биогеоценологии. -М.: Изд-во Моск. ун-та, 1978.152 с.

24. Евстигнеев О.И. Восточноевропейские широколиственные леса // О.И. Евстигнеев. Дифференциация деревьев широколиственных лесов по отношению к свету. -М.: Наука, 1994. Гл.З. - с. 104-113.

25. Евстигнеев О.И. Особенности развития широколиственных деревьев под пологом леса при различной освещенности. // Бот. журн., 1988,- Т.73. № 12. - с. 1730-1736.

26. Евстигнеев О.И. Отношение лиственных деревьев к свету и водообеспечен-ности в связи со структурой леса. // Лесоведение. 1996. - № 6. - с. 26-35.

27. Ежегодник состояния загрязнения атмосферы на территории деятельности УГМС ЦЧО за 1993 г. Курск, 1993. -155 с.

28. Ежегодник состояния загрязнения воздуха и выбросов вредных веществ в атмосферу городов и промышленных центров Советского Союза (Российской Федерации) 1981-1991 г.г. -Л.: РТП ГГО, 1982-1992.

29. Енькова Е.И. Теллермановский лес и его восстановление. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1976. -216 с.

30. Енькова Е.И. Улучшение ведения лесного хозяйства в дубравах ЦентральноЧерноземной зоны. / В кн.: Дубравы и повышение их продуктивности. -М.: Колос,1981.-с. 95-110.

31. Енькова Е.И. Улучшение дубрав Европейской части РСФСР лесокультурны-ми методами. // Состояние и пути улучшения дубрав РСФСР. Воронеж: Изд-воВГУ, 1975. с. 85-105.

32. Калиниченко Н.П., Писаренко А.И., Смирнов Н.А. Лесовосстановление на вырубках. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: «Экология», 1991.384 с.

33. Климатологический справочник СССР. Вып. 8. -Л.: Гидрометеоиздат, 1949. -557 с.

34. Кожевников П.П. Дубовые леса лесостепи Европейской части СССР (Краткое руководство к определению типов дубовых лесов для лесоустроите-лей и лесохозяйственников). Пушкино, тр. ВНИИЛХ, 1939. - 36 с.

35. Колмогоров А.Н. Общая теория динамических систем и классическая механика. В кн.: Международный математический конгресс в Амстердаме. М.: Физматгиз, 1961. с. 185 - 208.

36. Короткина М.Р., Попова М.В. Применение теории катастроф для обработки экспериментальных данных. // Сборник научных статей докторантов и аспирантов Московского государственного университета леса. -1999. с. 39-43.

37. Краткая справка о результатах работ по комплексному обследованию загрязнения природной среды в районе музея-усадьбы «Ясная Поляна», выполненное в 1987 г. сотрудниками ИПГ, ГГО, НПО «Тайфун» и УГКС ЦЧО. Вх. № 100 / ДСП от 07.04.1988. 8 с.

38. Крыжановский К.В. Влияние светового режима на рост дуба в лесу и в гнездовых культурах. Автореф. дисс. канд. с.-х. наук. Воронеж, 1954. 18 с.

39. Курнаев С.Ф. Лесорастительное районирование СССР. -М: Наука, 1973. -204 с.

40. Курнаев С.Ф. Тульские засеки, их природа, научное и хозяйственное значение. // Природа, 1980. № 3. - с. 87-99.

41. Лам Суан Шан. Лесовозобновительные процессы дуба под пологом насаждений Крапивенского лесхоза Тульской области. Автореф. . дис. канд. с.-х. наук.-Л, 1972. -14 с.

42. Летние практические занятия по физиологии (полевая практика). / В.В.Аникеев, М.С. Миллер, Г.А. Обухова, Ф.Д. Сказкин. -М.: Учпедгиз, 1960. 237 с.

43. Лосидкий К.Б. Дуб. -М.: Лесн. пром-сть, 1981. -101 с.

44. Лосицкий К.Б. Лесовосстановительный процесс в дубравах Европейской части СССР. Автореф. . дисс. докт. с.-х. наук. -М., 1960. 46 с.

45. Лосицкий К.Б. Восстановление дубрав. -М.: Сельхозиздат, 1963. 360 с.

46. Мартынюк A.A., Воронин Ю.Б. и др. Опыт нормирования техногенного воздействия на леса. // Лесохозяйственная информация, 1998. № 5-6. - с. 50-65.

47. Методические рекомендации по анализу динамики лесного фонда. / Дальни-илх; сост. A.C. Шейнгауз. -Хабаровск, 1986. 41 с.

48. Методические рекомендации по оценке успешности лесовозобновления при лесоустройстве. -М.: ВНИИЛМ, 1986. 18 с.

49. Методические указания по расчету экологического ущерба от антропогенного воздействия на лесные насаждения музея-усадьбы Л.Н. Толстого «Ясная Поляна». / Сост. С.Х. Лямеборшай. Пушкино, 1997. - 41 с.

50. Методические рекомендации по созданию и выращиванию лесных культур в зоне действия промышленных выбросов. / Сост. В.И. Суворов, Л.К. Серебрякова. -М.: ВНИИЛМ, 1979. 16 с.

51. Мозолевская Е.Г. Методы оценки и прогноза динамики состояния насаждений. // Лесн. хоз-во. -1998. № 3. - с. 43-45.

52. Мозолевская Е.Г. Оценка состояния и устойчивости насаждений. / В кн.: Технология защиты леса. -М.: Экология, 1991. с. 234-237.

53. Молчанов A.A., Губарева В.А. Формирование и рост дуба на вырубках в лесостепи. -М.: Наука, 1965. 254 с.

54. Морозов Г.Ф. Очерки по лесокультурному делу. -М.-Л.: Гослесбумиздат, 1950.-234 с.

55. НикитинаН.А., Никитин В.П. Ясная Поляна. Путеводитель по заповеднику. -2-е изд. -Тула: Приок. кн. изд-во, 1989. 158 с.

56. Николаевский B.C. Биологические основы газоустойчивости растений. -Новосибирск: Наука, 1979. 280 с.

57. Николаевский B.C. Лес и промышленные выбросы. // Лесн. хоз-во. -1987,- № 3. с. 63-65.

58. Николаевский B.C. Экологическая оценка загрязнения среды и состояние наземных экосистем методами фитоиндикации. Монография, - МГУ Л, 1998. -191 с.

59. Ничипорович A.A. Физиология фотосинтеза и продуктивность растений. // Физиология фотосинтеза. М.: Наука, 1982,- с. 7-13.

60. Новосельцев В.Д., Бугаев В.А. Дубравы. -М.: Агропромиздат, 1985. 214 с.

61. Обзор состояния загрязнения атмосферного воздуха на территории УГКС ЦЧО за 1986 год. Курск, 1987. 170 с.

62. Основные положения по ведению хозяйства в дубравах. -М.: ЦБНТИ лесхоза, 1987.-44 с.

63. Охрана окружающей среды в России: Статистический сборник/ Госкомстат России. -М., 1998. -202 с.

64. Петров В.В. Некоторые особенности лесовозобновительного процесса под пологом дубравы в Борисоглебском лесном массиве. Автореф. . дисс. канд. биол. наук. -ML, 1954. 14 с.

65. Писаренко А.И., Редько Г.И., Мерзленко М.Д. Искусственные леса. -М.: ВНИИЦлесресурс, 1992. Т. 1. - 308 с.

66. Писаренко А.И., Мерзленко М.Д. Создание искусственных лесов. -М.: Агро-промиздат, 1990. 270 с.

67. Плохинский H.A. Алгоритмы биометрии. -М.: Изд-во Моск. ун-та, 1967. 80 с.

68. Побединский A.B. Изучение лесовосстановительных процессов. -М.: Наука, 1966. 61 с.

69. Попов В.В. Научные основы выращивания широколиственных насаждений в северной лесостепи. -М.: Изд-во АН СССР, 1960. 316 с.

70. Попов В.В. Формирование высокопродуктивных насаждений в лесостепи. -M.-JL: Гослесбумиздат, 1958. 82 с.

71. Попов В.В. Формирование широколиственных насаждений и рубки ухода. Труды госзаповедника «Тульские засеки», вып. IV. Тула: Обл. книжн. изд-во, 1949. - 282 с.

72. ЮО.Почвенный очерк музея-усадьбы Л.Н. Толстого «Ясная Поляна». Центральная лесная почвенно-химическая производственная лаборатория Министерства лесн. хоз-ва РСФСР. Пушкино, 1968. 249 с.

73. Практикум по физиологии растений./ Под ред. H.H. Третьякова. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1982. - 271 с.

74. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. -М,, 1984. 15 с.

75. ЮЗ.Пригожин И.Р., Николис Г. Самоорганизация в неравновесных системах. От диссипативных структур к упорядоченности через флуктуации. М.: Мир, 1979.-600 с.

76. Проект организации и развития лесного и паркового хозяйства музея-усадьбы JI.H. Толстого «Ясная Поляна» Министерства культуры РСФСР, в/о «Леспроект», 1972.

77. Родин А.Р. Перспективы искусственного лесовыращивания. // Лесн. хоз-во. 1987. -№9. - с. 30-34.

78. Рубцов Н.И. Выращивание лесных культур под пологом насаждений. -М.: Лесн. пром-сть, 1967. 13 с.

79. ИЗ.Руднев Д.Ф., Рыбачек П.А., Васечко Г.И. Перспективы повышения устойчивости и производительности дубрав Украины лесохозяйственными способами. // Состояние и пути улучшения дубрав РСФСР. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1975.-с. 55-63.

80. Руководство по ведению лесного хозяйства в насаждениях Государственного мемориального и природного заповедника музея-усадьбы Л.Н. Толстого «Ясная Поляна» и охранной зоны. / В.Д. Касимов, A.A. Мартынюк, В.И. Суворов и др. Пушкино, ВНИИЛМ, 1991. - 45 с.

81. Рыжков О.В. Экологические факторы, ограничивающие естественное возобновление дуба в Центрально-Черноземном заповеднике. // Экология. -1994.-№5-6.-с. 22-27.

82. Санитарные правила в лесах Российский Федерации. М.: Экология, 1992. -16 с.

83. Санитарные правила в лесах СССР. -М.: Лесн. пром-сть, 1970. -16 с.

84. Селочник H.H. Лесопатологическое состояние дубрав лесостепи. // Лесоведение. 1999. - № 1 - с. 60-67.

85. Семенов К.С. История лесов Ясной Поляны за 100 лет и задача сохранения и восстановления их. Автореф. . дисс. канд. с.-х. наук. -М.: Ин-т леса АН СССР, 1954. 15 с.

86. Ш.Сердюкова A.B., Ромашкевич Е.В. Использование показателей состояния лесных почв для мониторинга лесных экосистем. Тез.докл.науч.конф. (Каунас, 5-6.06.1986). Каунас -Академия, 1986. - с. 165-166.

87. Синай Я.Г., Бунимович JI.A. Стохастичность аттрактора Лоренца. В сб. «Нелинейные волны». М.: Наука, 1979. с. 23 - 30.

88. Смит Уильям X. Лес и атмосфера. Взаимодействие между лесными экосистемами и примесями атмосферного воздуха. -М.: «Прогресс», 1985. 430 с.

89. Справка о результатах обследования загрязненности почвенного покрова территории музея-усадьбы JI.H. Толстого «Ясная Поляна». Учеб.-науч. почв,-экол. центр «Экопочва» Госкомэкологии России, МГУ им. М.В. Ломоносова, 1997. 12 с.

90. Справочник по климату СССР. Вып. 8, ч. III. Ветер. -Л.: Гидрометеоиздат, 1966. 162 с.

91. Справочник по климату СССР. Вып. 8, ч. V. Облачность и атмосферные явления. -Л.: Гидрометеоиздат, 1968. 212 с.

92. Тимирязев К.А. Избранные сочинения.: В 2-х т. Т.1. -М.: Сельхозиздат, 1957. -723 с.

93. Ткаченко М.Е. Общее лесоводство. М.-Л.: Гослесбумиздат, 1952. -600 с.

94. Толстой И.В. Свет Ясной Поляны. / Предисл. С. Бондарчука. -М.: Мол. Гвардия, 1986. 287 с.

95. Тооминг Х.Г., Гуляев Б.И. Методика измерения фотосинтетически активной радиации. -М.: Наука, 1967. -143 с.

96. Тюльпанов Н.М. Реконструкция леса при организации лесопарков (Рубки). М-Л.: Гослесбумиздат, 1957. -18 с.

97. Тюрин И.В. Опыт классификации лесных площадей водоохранной зоны по их водоохранной роли. Исследования по лесному хозяйству, 1949. - Вып. 26. - с. 5-56.

98. ХакенГ.Я. Синергетика. М.: Мир, 1988. 405 с.

99. Цельникер Ю.Л., Князева И.Ф., Акулова Е.А. Видимая и инфракрасная радиация под пологом хвойных и лиственных древостоев. / В кн.: Световой режим, фотосинтез и продуктивность леса. -М.: Наука, 1967. с. 48-62.

100. Цельникер Ю.Л. Радиационный режим под пологом леса. -М.: Наука, 1969. -100 с.

101. Цельникер Ю.Л., Хазанов B.C. Оптические свойства световых и теневых листьев и их компонентов.// Лесоведение, 1971. №2. - с.7 -14.

102. Чистякова A.A., Евстигнеев О.И. Восточноевропейские широколиственные леса. // A.A. Чистякова, О.И. Евстигнеев. Популяционное поведение лиственных деревьев. -М.: Наука, 1994. Гл. 3. -с. 113-132.

103. Чудов C.B. Генетические и экологические факторы устойчивости вида. // Сборник научных статей докторантов и аспирантов Московского государственного университета леса, 1999. с.39-43.

104. Чудов C.B. Структурно-генетическая концепция установления вида. // Сборник научных статей докторантов и аспирантов Московского государственного университета леса, 1999. с.52-57.

105. Чудов C.B., Чудова Н.В. Колебания численности популяции и хаос в динамических системах.// Сборник научных статей докторантов и аспирантов Московского государственного университета леса, 1999. с. 58-63.

106. Шольц фон Ашерслебен Н. Естественное и искусственное возобновление дубрав лесостепной полосы. Доклад 11 съезду лесовладельцев и лесных хозяев в Туле. С.-П., 1909.-31 с.

107. Штурм В.Н. Тульские засеки. С.-П. Типография С.-П. градоначальства, 1909. 76 с.

108. Шульгин И.А. Морфофизиологические приспособления растений к свету (оптические свойства листьев). -М.: Изд-во Моск. ун-та, 1963. 73 с.

109. Юркевич И.Д. Естественное и искусственное возобновление дуба в БССР, -Минск: Гос. изд. БССР, 1954. 35 с.

110. Яницкая Т.О., Браславская Т.Ю. Современное состояние растительности Тульских засек. // Лесоведение. 1996.- №. 6. - с. 16-25.

111. Forest Condition in Europe. Results of the 1997 crown condition survey 1998 Technical Report. Prepared by: Federal Research Center for Forestry and Forest products (BFH). UN / ESE, Geneva and Brussels, 1998. 118 p.

112. Milthorpe F.L., 1956. The growth of leaves. London, Butterworth. 223 p.

113. Reifsnider, William E. and Lull, Howard W. 1965. Radiation energy in relations to forests. U.S.Dept.Agr. Tech.Bull. 1344. 111 p.

114. Toumey, James W. and Korstian, Clarens F. 1947. Foundations of silviculture upon an ecological basis. New York and London: Wiley & Sons. -468 p.

115. Treshow M. 1970. Environment and plant response. New York, McGraw Hill. -422 p.167

Информация о работе

Касимов, Дмитрий Валентинович
кандидата биологических наук
Москва, 2000
ВАК 03.00.16

Диссертация

Эколого-лесоводственная оценка состояния и возобновления дуба в насаждениях музея-заповедника Л. Н. Тостого "Ясная Поляна" - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы