Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Эколого-лесоводственные основы формирования высокопродуктивных липняков Предуралья

ВАК РФ 06.03.03, Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними

Автореферат диссертации по теме "Эколого-лесоводственные основы формирования высокопродуктивных липняков Предуралья"

РГ6 од

- 8 ОКТ 1996

На правах рукописи

ФАТТАХОВА Рида Разябовна

ЭКОЛОГО-Л ЕСОВОДСТВЕННЫЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ липняков ПРЕДУРАЛЬЯ

Специальность 06.03.03 — Лесоведение и лесоводство; лесные пожары, и борьба с ними

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

УФА 1996

Работа выполнена на кафедре лесоводства Башкирского государственного аграрного университета

Научные рукводители - доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, заслуженный лесовод РБ, академик Академии аграрного образования А.Ф.Хайретдинов; - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент С.И.Конашова

Официальные оппоненты - доктор сельскохозяйственных наук,

старший научный сотрудник А.С.Аткин; - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент В.А.Шаргунова

Ведущая организация - Министерство лесного хозяйства

республики Башкортостан

Защита состоится "3" октября 1996 г. в 1015 часов на заседании диссертационного совета при Уральской государственной лесотехнической академии, 620032, г.Екатеринбург, Сибирский тракт, 37 (НУК-2, ауд.320).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральской лесотехнической академии.

Автореферат разослан " августа 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, ___у

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент С.В.Залесов

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность теш. Современное природопользование и соответственно лесопользование подразумевает эффективное вовлечение природных условий и ресурсов в процесс общественного производства, в охрану, преобразование и восстановление их на более высокой ступени. В условиях Предуралья особого внимания заслуживают липовые насаждения,_занимающие в этом регионе доминирующее положение, являющиеся не только мощным средообразующим фактором, источником древесного сырья, но и кормовой базой пчеловодства. Судя по многолетним данным учета лесного фонда при общем увеличении площадей, занятых липой мелколистной, наблюдается'значительное сокращение молодаяков липы, как первого, так и второго классов возраста: с 1963 года площадь их уменьшилась на 18$. Башкортостан в настоящий момент обладает большим потенциалом спелых и перестойных липняков, нувдагацихся в рубке - 322,2 тыс.га (31,6$ от общей площади липняков). Поэтому совершенно очевидна необходимость своевременной замены старовозрастных древостоев молодым поколением древесных эди-фикаторов. В этом плане заслуживают внимание разновозрастные насаждения, позволяющие при ограниченности лесных ресурсов не допускать разрыва в пользовании лесом как в пространстве, так и во времени. Только в системе сбалансированного непрерывнопродущгрую-щего леса комплекс лесохозяйственных мероприятий направлен на расширенное воспроизводство леса интенсивным путем по всему возрастному ряду и в силу этого влечет за собой повышение древесной продуктивности.

Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы являлась разработка принципиальных положений формирования высокопродуктивных разновозрастных липняков на основе систематизированного и разностороннего изучения биологической продуктивности, естественного возобновления, закономерностей роста липы мелколистной на примере равнинных широколиственных лесов Предуральско-го лесохозяйственного района республики Башкортостан.

В задачи исследований входило изучение следующих вопросов:.

1. Изучение состояния возобновления липы в связи с особенностями структуры древостоев и ведущих факторов абиотической и биотической среды.

2. Оценка продукционных показателей липняков в зависимости от их видового и возрастного состава.

3. Определение роли почвенного фактора в повышении продуктивности, устойчивости лесов.

4. Разработка практических рекомендаций, направленных на повышение производительности и устойчивости липняков.

Научная новизна проведенных исследований. Получены новые данные по возобновлению липы мелколистной под материнским пологом древостоев и на вырубках, в том числе в связи с влиянием почвенных условий среды; выявлены некоторые особенности возрастного и видового состава липняков; установлена зависимость их. продуктивности от возрастной структуры, видового состава и типовой принадлежности почв; на примере липняков Предуралья предложена модель непрерывно-продуцирующего леса.

Практическая значимость. Разработанные на основе предлагаемой модели рекомендации по созданию разновозрастных липняков используются предприятиями региона для реконструкции существующих и создания новых высокопродуктивных насаждений лесопаркового пояса г.Уфы и Предуралья.

Рекомендации по "Экологической стабильности и постоянству лесопользования в искусственных экосистемах" одобрены научно-техническим Советом MX РБ (протокол № 2 от 28 апреля 1995 года) й внедрены в производство.

Апробация работы ж публикации. Основные положения и результаты исследований докладывались на 102 научной конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов „ЕГАУ /Уфа;, 1993/, научно-практической конференции молодых ученых и специалистов "Резервы увеличения производства и повышения качества сельскохозяйственной продукции" /Оренбург, 1994/, Межвузовском семинаре "Лееоводственно-акономические проблемы расширения воспроизводства лесных ресурсов" /Москва, 1994/, Второй научно-практической конференции "Проблем экологического мониторинга" /Уфа, 1995/, Всероссийской конференции "Комплексная продуктивность лесов и организация .'."многоцелевого (ыногопродуктов©-го) лесопользования" /Воронеж, 1996/.

По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, ори находятся в печати.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из зваде-ния, шести глав, заключения и практических предложений, списка литературы, вклшащего 248 наименований, в том числе 5 на иностранных языках. Изложена на "ISO страницах машинописного текста,

содержит 27 таблиц, 17 рисунков и 6 таблиц приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

I. СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПОПУЛЯЦИЙ ЛИПЫ МЕЛКОЛИСТНОЙ (крайний обзор предшествующих исследований)

Характер исследований,.посвященных лше достаточно различен. Биология лшы была предметом исследований многих специалистов /Черкашина, Серебрякова, 1955; Чичин, 1956; Тимофеев, 1966; Данилов, 1967; Кодыбина, 1970; Носова, 1970; Мурахтанов, 1972; 1981; Баранецкий, 1973; 1989; Соколов, 1975; 1983; Кем, 1979; Васильев, Антонова, 1979; Югай, 1980; Макарова, 1982; Карманова; 1983; Му-пшнская, 1983; Тиходеева, 198^ изучены особенности водного режима и минерального питания липы /Рахтеенко, 1963; Бурков, 1966/, строения ее корневой сиотемы /Ву,1961/. Наиболее детально онтогенез лшы рассматривается в работах А. А. Чистяковой /1978, 1979, 1988, 1991, 1994/. Большой комплекс составляют работы, в которых описаны и анализируются основные особенности роста и развития липы в городских условиях /Николаев, Грохольская, 1953; Наумова, 1977; Рахтеенко, 1983; Заяц, 1984; Славкина, Редкозубова, 1986; Фролов, Мельникова, 1989/. Все исследования подтверждают непосредственное влияние условий произрастания на общий облик дерева /Молоток, Ву, 1970/, его физиологическую старость /Казарян, 1969/, продуктивнооть и фенологию /Ву, 1971/. Одним из важнейших экологических условий, определяющих рост и продуктивность считают почвен-но-грунтовые /Иванов,1966; 1968, 1970;Зеликов, Соколов, 1981; Обухов, 1990; Хайретдинов, 1990, 1994/. Большинство авторов относят липу к числу древесных пород опособных активно выполнять эдифика-торные функции /Самойлова, 1963; Крот, 1972; Югай, 1980; Рысин, 1983/, успешно сосуществовать оо многими древесными и кустарниковыми породами /Глебов, 1982; Чистякова, 1994/. Установлено положительное влияние липы на продуктивность лиственницы сибирской /Майоров, 1968/, культур сосны обыкновенной /Тимофеев, 1965,1966; Хайретдинов, 1990/.

По мнению ряда авторов /Дыренков,1984; Манысо, 1987; Чумачен-ко, 1992/ наиболее просто определяемым признаком устойчивого ценоза является полночленность возрастного состава древесных эдификатсг ров, что возможно лишь при условии нормального развития подроста под кронами взрослых деревьев. Возобновление теснейшим образом

связано с особенностями структуры древостоя и его функций /Санников, 1992/.

Известно /Дылис, 1977, 1978; Мелехов, 1989/, что разновозрастно-групповое или разновозрастно-равномерное размещение деревьев в сообществах является характерной особенностью естественных лесов. Общие указания о характере строения и необходимости учета варьирования таксационных показателей разновозрастного леса содержатся в трудах М.М.Орлова /1924, А.И.Тарашкевича /1927/; Н.В. Третьякова /1927/; Б.А.Ивашкевича /1929/; А.С.Матвеева-Мотина /1940/; П.В.Воропанова /1952/, П.В.Горского /1962/; Э.Н.Фалале-ева /1963/; И.В.Семечкина /1963, 1967/; И.И.Котлярова /1965/; И.И.1усева /1967/; В.Ф.Лебкова /1967/; С.С.Шанина /1967/; В.С.Полякова /1967/4 Н.Г.Косарева /1968/; Г.Г.Комша /1967/; Н.П.Ану-чина /1969/; Ё.К.Козина /1970/; Н.Н.Соколова /1970/; В.С.Онучи-на /1971/; П.М.Верхунова /1976/:, А.И.Куданова /1994/ и др.

Основные типы липовых леоов, особенности роста и распределения нх по территории Башкортостана вскрыта И.М.Крашенинниковым, С.С.Кучеровой-Рожанец /1941/, С.Н.Козьяковнм /1963/, И.А.Ибрагимовым /1962/, А.Е.Рябчинским /1964/, С.Ф.Курнаевым /1968/, П.М. Горчаковоким /1972/, Е.С.Мурахтановыы /1972/, Н,И.Мршнской /1977/ Р.Г.Ситдиковым /1977/, П.А.Соколовым /1978/.

Таким образом, к настоящему времени накоплен значительный материал по росту, возобновлению и продуктивности лшы. Между тем в большей части предшествующих работ самовоспроизводство лшы изучалось вне связи со структурой взрослого поколения. Важной задачей является также установление зависимости продукционнишоказа-телей липняков Башкирского Дредуралья от их видового состава. Не . до конца решен вопрос ж о продуктивности разновозрастных лесов, хда доминирующим древесным эдификатороы выступает липа мелколистная.

2. ПРОГРАММА, МЕТОДИКА И ОБЕЕМ ВШСШНЕЖЖ РАБОТ

Программа работ вклкнает:

[натурные исследования!

обработка полученных результатов_

определение первичных био-акологических данных древостоя, подроста, подлеска:

-биоморфологнческих характеристик /возрастное состояние .происхождение, жизненная форма/

-биометрических данных /высота,диаметры ствола,кроны в двух направлениях/

~>даннне о травах /плотность, видовой состав,встречаемость/, взятие укосов трав

вычисление средних таксационных показателей насаждений

учет биомассы трав /в сыром и воздушно-сухом .<состоянии/

->закладка почвенных разрезов

->рубка модельных деревьев

проведение зимних и летних рубок древостоя с последувдим анализом возобновления и живого напочвенного пскрова

-»определение биометрических показателей культур ели обыкновенной под пологом липы, рубка моделей_

анализ лесорастительных ^_

СВОЙСТЗ почв

динамика хода роста ствола по высоте и диаметру

средние таксационные показатели подроста и учет <— биомассы травы

ход роста ели в зависи-, мости от полноты верхнего полога

1 3. Анализ и систематизация данных"

-выявление закономерностей роста и продуктивности липняков Предуралья в зависимости от возрастного и видового состава

■оценка влияния почвенных условий на возобновление и ход роста липняков

•анализ зависимости естественного возобновления от полноты, состава,возраста материнокого полога и на вырубках

4. Разработка модели высокопродуктивных разновозрастных непрерывнопродуцирующих липняков__

Экспериментальные исследования выполнены в условиях Учебно-опытного лесхоза БГАУ и Уфимского лесхоза, где подбирались участки сходные по ле сорастительным условиям и лесоводственно-таксацион-ным показателям. Изучавшиеся леса относятся к одному типу лесорастительных условий - снытьев.™ липнякам.

В целях изучения закономерностей роста и продуктивности липы в многовидовых и разновозрастных древостоях заложены пробные площади в пали- и монодоминантных, одно- и разновозрастных липняках.

Пробные площади закладывались также для изучения лесораститель-ннх свойств почв и выяснения зависимости возобновления и продуктивности липы от псгавенно-грунтовых условий. Закладка и отбор пробных площадей, выбор и обмер учетных и модальных деревьев производились по отраслевому стандарту ОСТ 56-69-83 "Площади пробные лесоустроительные. Метод закладки" и по общеизвестным методам лесной таксации /Третьяков, Горский, Самойлович, 1952, Алучин, 1977/.

Характеристики пробных площадей составлялись по элементам древостоя: учитывались ярус, поколение, древесная порода, диаметры на' высота 1,3 м, высота, длина и проекций крон в двух направлениях С-Ю и 3-В.

Учет естественного возобновления проводился по элементам подроста на площадках размером 2x2 м и 10x10 м. Число учетных площадок выбиралось в зависимости от густоты и характера размещения подроста, с таким расчетом, чтобы ошибки определения их численности не превышали 2С$ /Фильрозе и др.,1990/. На учетных площадках кроме возобновления, определялись видовой состав, средняя высота, особенности размещения подаеска и травяного яруса. Обилие живого напочвенного покрова оценивалось по шкале Друдэ /Побединский, 1966/. Для 2-2 пробных площадей различной полноты выполнен учет биомассы напочвенного покрова с определением его фракционного состава. С этой целью на каждой пробе закладывалось по 20-25 учетных площадок размером 1,0x1,0 м, где травы срезались в период максимального роста /середина июля/, разбирались по группам видов, высушивались до абсолютно сухой ыассы и взвешивались. Для.изучения хода роста культур ели обыкновенной под пологом липы помимо таксационного перечета деревьев ели брали модели по укрупненным грушам высот: высотой до 1,0 м и 1,0-2,0 м по 20 экземпляров. В полевых условиях у моделей измеряли высоту, диаметр у щейки корня, делали срезы древеоины для камеральной обработки /у образцов высотой до 1,0 м через 10 см; 1,0 - 2,0м через 25 см/. Полученные данные путем выравнивания способом скользящей средней были приведены к средним показателям.

Химические свойства почв исследуемых липняков, с точки зрения их специфичности и общности, рассмотрена на примере черноземов оподзсшенных, темносерых и серых лесных почв Учебно-опытного лесхоза ЕГАУ. Во взятых почвенных образцах определены: влажность-весовым методом, гумус - по Тюрину, подвижный фоофор - по Кирсанову, обменный калий - по Пейве, гидролитическая кислотность-

по Каппену, рН солевой вытяжки - потенциомегрически, поглощенные основания - по Гедройцу.

Обработку и анализ данных проводили с применением методов математической статистики /Хазанов, 1974; Свалов, 1977, Лакин, 1990/ и с использованием стандартных пакетов для IBM PC.

В ходе исследований подвержено анализу 94 временных и постоянных пробных площадей, 19 почвенных разрезов, 60-модельных деревьев липы и 120 деревьев ели. Биомасса живого напочвенного покрова определена на 440 учетных площадках, обработаны на ЭВМ данные 700 таксационных выделов.

3. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ

По общему естественно-историческому районированию Башкортостана территория исследований отнесена к лесостепной зоне, по А.Е.Рябчинскому /1976/ - к Предуральскому лесостепному району равнинных широколистных лесов. Эта область расположена на востоке Русской равнины и занимает всю западную часть Екного Урала, представляет собой предгорную равнину, которая с приближением к Уральским горам переходит в увалисто-холмистую местность. Климат района неустойчивый, континентальный, характеризуется частыми колебаниями в количестве выпадаицих осадков и резкими амплитудами суточного и годового хода температур. Лесообразование происходит в условиях короткого лета, продолжительного периода относительно низких температур. Основной почвенный фон представлен серыми, темно-серыми лесными и черноземоввдными почвами. Распределение липы по территории Лрэдуралья неравномерное, образует з основном островные леса. Высокопроизводительные липняки /1-Ш класса бонитета/ составляют 92,5$, что является показателем благоприятных климатических и. почвенных условий района дая роста липы мелколистной.

4. БИОЛОГО-ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛИПЫ МЕЛКОЛИСТНОЙ

У деревьев липы нормального уровня жизненности, произрастающих в благоприятных для роста условиях, хорошо выделяется главная ось, отсутствуют следы отмираний, перевершиниваний, потерь части кроны.

Липа обладает мощной кроной, создающей сильное затенение, о достаточно большим коэффициентом варьирования. Анализ модельных

деревьев липы 75-ти лет показал, что при ширине крон 3,5 ± 0,14м коэффициент варьирования V = 42,2 м, при точности вычислений Р = 0о, квадратичесхое отклонение <= = + 1,48. Ширина крон находится в тесной корреляционной овязи с'полнотой насаждения / Г = -0,71 + 0,06/, о диаметром ствола / Г = + 0,68 + 0,04/.

Б одновозрастных насадцениях основнш фактором, определякь-щим особенности индивидуального развития деревьев является густота древостоя и месторасположение дерева в нем, Чем плотнее насаждение, тем медаеннее идет онтотенез деревьев. Теснота отрицательной связи средних диаметров липы с полнотой древостоев выражается коэффициентом корреляции, который изменяется от -0,55 + 0,04 до -0,62 + 0,05 в зависимости от возраста рассматриваемых липняков.

Наибольшие средние диаметры характерны для низкополнотных древостоев, увеличение,же высоты в целом идет быстрее при большей густоте. При болыпей плотности деревья уже на ранних этапах развития испытывают сильное взаимовлияние и конкуренцию. Плотность размещения деревьев внутри ценоза является существенным фактором, регулирующим производительность липовых древостоев. Анализ текущего прироста по высоте свидетельствует об относительном постоянстве значений текущего прироста у лшн мелколистной /40+2 см/. .Вероятно, такие показатели прироста свидетельствуют либо о постоянство световых условий местообитаний дины в лесных ценозах, либо об относительной теневыносливости, позволяющей не уменьшать рост и высоту даже при затенении.

Сравнение продукционных показателей липняков, произрастав>-щих на различных почвах, показало, что почвенные условия о первых лет жизни оказывают влияние на рост древостоев и это влияние усиливается с возрастом. Анализ динамики обнщх запасов, прироста по запасу, средних высот липняков П класса бонитета выявил преимущество в показателях роста липы на темно-серых лесных почвах, так, например, в' 10-ти летнем возрасте на темно-серых лесных почвах высота лшы составляет 4,4м, запас - 43 м3/га, средний прирост по запасу - 4,30 м3/га, на серых лесных почвах показатели роста нижа: высота - 3,2 м, запас 32 м3/га, средний прирост по запасу - '3,20 м3/га. К возрасту 80-ти лет запас липняков на темно-серых лесных почвах достигает 414 м3/га, на серых лесннх-365 м3/га.

На темно-серых и серых лесных почвах наблюдается широкий диапазон классов бонитета-липы (от I до 4). Эта особенйость ука-

знвает на то, что почвенные условия не являются единственным критерием, характеризующим возможность формирования фитоценоза той или иной производительности.

5. ЛЕСОВОДСТВЕННО-ТАКСАЦИОННАЯ СТРУКТУРА ■ ЛИПНЯКОВ ПРЕЩУРАЛЬЯ

5.1. Состояние древесного яруса

В растительном покрове Предуралья1 лесные сообщества отличаются не тодысо возрастной представленностью, но и набором доминирующих видов. В полидоминантных липняках оочетание сопутствующих видов характеризуется неоднородностью, мозаичностью пространственного масштаба. Среди них наиболее широко представлены, осина, береза, дуб, вяз. Видовой состав'липняков обуславливает характер распределения деревьев по ступеням толщины /рис.1/. В работе рассмотрены' наиболее характерные примеры липняков, относящихся к разным типам смешения. Пологие кривые распределения деревьев, с-аси-■ мыетрией в сторону увеличения диаметров, наиболее близкие к-нормальным, характерны для чистых липняков и для липняков с примесью хвойных пород /ели и пихты/. Островэршиннне кривые с асимметрией в сторону уменьшения диаметров, что очевидно свидетельствует о нестабильном и угнетенном положении вида, характерны для липняков в составе с дубом, вязом и березой.

Анализ модельных деревьев липы в сложных по составу насаждениях показал, что ход роста их по высоте и диаметру в значительной степени зависит от состава смешения древостоя. Так, в липово-еловых насаждениях в возрасте 35 лет диаметр липы составляет . 16,0 см, тогда как этот показатель в липово-кленовых насаждениях меньше на 15$ и равен 13,6 см (рис.2). Результаты анализа разницы в показателях роста с помощью "Ь - кретерия свидетельствуют, что достоверная разница между ходом роста деревьев липы на 5% уровне значимости существует во всех случаях смешения / факт.

> "Ь табл., при Р(Ъ) = 0,95/.

Лучшие показатели продуктивности и роста липы мелколистной по высоте и по диаметру отмечены в большинстве вариантов смешения с елью, запас липняков с примесью хвойных пород на 3-10$ превышает запас чистых липняков.

Полученные результаты позволяют оценить перспективы использования ели обыкновенной для формирования липняков высокой продуктивности. '

Рис. I., Распределение деревьев липы по естественным ступеням толщины

в зависимости от состава: I - 10 Лп,

2 - 7 Да 3 Да,

3 - 7 & ЗВ,

4 - 7 Лп 2П 1Е

5 - ¡5 ЛИ ЗБ 2Дн + В

Н, м 161210-а'

в • ^ -

г -

-1-1-1-1-1-"--Г—

5 15 25 35 55 ВОЗРАСТ,лет

Рис.2. Зависимость роста липы по высоте от состава древостоя:

1 - липа в окружении ели;

2 - липа с березой, елью, пихтой;

3 - липа.в окружении клена.

5.2. Динамика возобновления липы под пологом леса и на вырубках

Особенности динамики возобновления липы, под пологом ласа рассматривались в зависимости от типов почв и полноты материнского полога. Наиболее'благоприятными в отношении возобновления ■ сказались темно-серые лесные почвы, здесь подрост липы составил 44$ от общего количества учтенного подроста, на серых лесных почвах - 31$, на черноземных выщелочных и оподзсленных - 1%. Основу подроста составляют особи вегетативного происхождения. Семенной ряд характерен лишь для клена остролистного, возрастной состав которого представлен несколькими генерациями. В отличии от клена возобновление липы характеризуется возрастной неполно-членностью с максимумом на ювенильных и имматурных порослевых особях пониженной жизненности, минимумом - в генеративном и полным отсутствием в виргинильном возрастных состояниях.

Анализ репродуктивной способности липы при различной полноте материнского полога показал, что общее количество подроста увеличивается с уменьшением полноты. В чистых липняках 70-ти лет П класса бонитета при варьировании полноты от 0,7 до 1,0

общая численность подроста составила 6,0 - 18,4 тыс.экз. на I га /в том числе липы - 0,4-4,5 тыс. экз. на I га/. Максимальное количество наблюдается при полноте древесного псяога 0,7-18,4 тыс. экз./га, где подрост липы составил 4,5 тыс. экз./га. Состав подроста меняется незначительно от9Кл1Лпдо7КлЗ Лп. Зависимость естественного возобновления от полноты древостоя аппроксимируется параболой вида: у = 174,38, х2 - 328,64s + 161,34, где у - количество подроста, тыс. экз./га; х - полнота древостоя. Тесноту отрицательной зависимости медду показателями полноты древостоя и возобновления отражает коэффициент корреляции равный Г* = -0,30 +0,03. Сравнительная характеристика естественного возобновления на экспериментальных участках зимней и летней выборочной рубки показала, что на вырубках зимнего сезона плотность вегетативного возобновления /пневой поросли/ липы намного выше, чем на летней вырубке и достигает 36,6 тыс.экз/га. Это составляет 87,общего количества подроста вырубки. Поросль наблюдается на 82% учтенных пнях. При сравнении послерубочной способности пней различного диаметра установлено, что наибольшее количество поросли дают пни диаметром 30-42 см, отсутствует на повреждениях гнилью разрушенных во время рубки и диаметром 55-62 см. В этих же условиях, на участках, где рубка древостоя была произведена в летний период, максимум численности подроста не превышает 3,2 тыс.экз. на I га.

5.3. Характеристика подаеска и трав

В литературе недостаточно широко оовещен вшрос о роли светового режима под пологом леса, связанного с изменением полноты древоЬтоя, в развитии и распространении растений нижних ярусов. Эта проблема интересна в связи с мозаичным распределением кустарниковых и травянистых растений под пологом леса.

По видовому составу, набору кинненных форм подлесок в липняках не обличается большим разнообразием. Среда господствующих и обильно развитых Pad«s avium MUI /черемуха обыкновенная/, Huobymus verrucosa. Scop/бересклет бородавчатый/ к Copylus a.vella,aa L./лещина обыкновенная/. В снытьевых липняках 70-ти лет на темно-серых лесных почвах фитомасса'лещины обыкновенной составляет 71,8 - 75,5% от суммарной фитомассн подроста и подаеска.

Благодаря сальному срадообразувдему воздействию древесного полога липняков травяной покров их относительно однороден.

Исследования обилия видов травяного яруса показали, что благода-. ря высокой гумуссированности почв здесь повсеместно распространены .виды растений, характерные для почв выоского плодородия /ясменник, сныть, борщевик и их спутники/. С высоким классом постоянства на всех исследуемых участках преобладает сныгь обыкновенная - растение свойственное неморальной эколого-фитоценотической груше широколиственных лесов, образующее преимущественно вегетативные, мощно развитые побеги, достигающие 50-60 см высоты. Снытьевая основа травостоя - отличительная особенность липняков исследуемого района. Всего в составе травостоя отмечено 26 видов из 20 семейств.

Исследование биомассы травяного покрова под липняками сныть-. евого типа показало, что имея определенную полноту древесно-кус-тарниковых синузий анализируемые насаждения накапливают от 59,6 до 105,8 г/м2 травяной растительности в абсолютно сухом соотоянии. Как конечный продукт всех взаимоотношений в фитоценозе фитомасса /будь то фитомасса древостоя или трав/ имеет определенные закономерности накопления. По общей биомассе и по разнообразию видов лучше других оказался развит травяной пскров по пологам липняков полнотой 0,5-0,7. Наиболее сильно подавленным оказался травяной ярус з затененных условиях, при полноте древостоя 0,9-1,0.

Изучение зависимости биомассы травяного покрова от основных биометрических параметров чиотых липняков П класса бонитета на основе регрессионного анализа показало наличие тесной связи между ним®. Полученные показатели позволяют судить о том, что широкотравный пскров своим формированием обязан мощной эдифика-торной роли липы мелколистной. Это проявляется и в случае полного уничтожения древесного полога: биомасса трав достигает максимального уровня - 154,2 г на м. Уже в первые годы после сплошных рубок наблкщается изменение ашвого напочвенного покрова. Так, на участке, где рубка древостоя была произведена в 1992 году, биомасса травы составила 65,3 г на I м2 /учет биоыасоы -1994г./. Малая величина показателя объясняется тем, что после рубки, на ранней стадии формирования новых фитоценотических условий усилилась конкурентная меавидовая борьба за использование ресурсов среды и произошло выпадение многих видов из исходных пщро-котравных типов пскрова, а новые, характерные дая открытых местообитаний - лесолуговые и луговые вида, еще недостаточно

укрепили свои позиции.

-16 -

6. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ФОРМИРОВАНИЯ ШСОКШРОДУКТИВШХ НАСАЖДЕНИЙ

6.1. Особенности строения разновозрастных липняков

По возрастному строению исследуемые липняки возможно разделить на несколько категорий: одновозрастные /колебания в возрасте менее, чем на один класс возраста/; разновозрастные, имеющие ряд распределения блиакий к нормальному; разновозрастные с отчетливо выраженными поколениями. В строении одаовозрастных: липняков по диаметру и запаоу наблюдаются закономерности характерные нормальным рядам распределения А.В.Тюрина. В разновозрастных, где ярусность отдельных возрастных поколений отчетливо не выражена, распределение числа деревьев по ступеням диаметров подобно распределению в одаовозрастных, но с большей вариабельностью диаметров. Это происходит либо'в силу малой разницы в возрасте между поколениями деревьев/ возрастная амплитуда колеблется в пределах 10-20 лет/, либо в виду старовозрастности всех возрастных поколений, практически прекративших прирост в высоту и находящихся в одном древесном ярусе.

Следующая категория - насаждения, в которых разница в возрасте меаду поколениями колеблется от 20 до 70 лет. Сообщества этой группы имеют ряд специфичных особенностей по сравнению со строением одаовозрастных. Здесь наблюдается значительная растянутость ряда распределения деревьев липы по. ступеням толщины, наличие асиыметрии и многовершинноеть, что свидетельствует об их статистической неоднородности.

Анализ фактических данных показал, что если в одаовозрастных насаждениях индивидуальное развитие деревьев определяется густотой и месторасположением, то в разновозрастных рост и развитие более молодого поколения зависит от возраста, размеров и полноты первого яруса древесного полога.

Сравнительная характеристика продукционных показателей /табл./ многовидовых разновозрастных и чистых одаовозрастных липняков выявила некоторую разницу в значениях средних запасов. Так, общий запас стволовой древесины 75-летнего одновозрастногс? чистого липняка составляет 289 м3/га, в разновозрастном полидоминантном липняке этот показатель вше на 25% и равен 461 м3/га.

Таблица

Продукционные показатели снытьевнх липняков в зависимости от возрастного и видового состава

____——-—. __________________________________,______________. состав!возраст.!палнота! запас,! состав!возрас^!полнота! запас! общий, !лет 1 !мз/г>а! !лет ! !по !„з/„„ ! ! I ! ! ! !пород]ы 'га

10Лп 55 0,6 180 9Лп 55 0,8 207. 232

едКД IE 80 25

41п 55 1.0 200 450

ЗЛп 75 176

ЗКл 87 84

10Лп+ . 60 0,9 283 5Лп 59 0,8 114 300

БедКЛ ЗЕ 85 78

Ш 85 49

Юс 30

+Б 29

7Лп 60 1,0 280 394

2Б 80 82

IB 65 30

1СШп 75 0,8' 289 7Лп 70 0,9 300 461

2Дн 80 95

IB 80 66

10Дп 109 0,8 272 8Лп 120 348

едВ 2Лп 45 0,8 54 402

Продуктивность разновозрастных древостоев липы на всех возрастных этапах развития в 1,1 - 1,5 раза выше одновозрастных, а ландшафтные характеристики таких насаздений превосходят простые одноярусные в более чем в два раза.

Таким образом, преимущество разновозрастных древостоев заключается не толькр в полном использовании ресурсов местообитания бесперебойной смене древесных эдификаторов, но как оказалось и в более высокой их производительности.

- 18 -

6.2. Формирование непрерывнопродуцирувдих липняков

Поскольку возобновительные процессы под пологом липняков протекают неудовлетворительно, то основными способами достижения разновозрастности могут быть как лесоводственные меры воздействия на условия местопроизрастания, на само насаздение, так и лесо-культурнне. В то же время у липы максимально развита способность к вегетативному размножению /послерубочной поросли/. Это и определяет возможность устойчивого существования липы мелколистной в древесных сообществах, нарушаемых рубками. В связи с этим целесообразным представляется в внссжсплотных насаждениях с наибольшим участием в составе липы при .помощи котловинных или выборочно-' групповых рубск создание скон, которые позволяют древостою пополнить недостаток света и одновременно служат для последующего естественного формирования леса. Подразделение окон по их площади довольно условно, но в его основе лежит возможность прохождения в нем полного онтогенеза вида. Для липы мелколистной достаточны окна размером 200-400 кв.м. Апробация этой модели проведена в чистых выоокополнотных /0,8-1,0/ снытьевых липняках 70 и 80 лет. Она показала достаточно высокую возобновляемость и сохранность липы мелколистной в окнах, сформированных выборочными рубками. Ситуация по возобновлению липы должна поддерживаться системой создания новых скон и системой рубск ухода по сохранению максимально разнообразного возрастного состава липняков.

Учитывая высокую производительность исследованных елово-липовых древостоев, совершенно очевидна возможность использования их в системе непрерывнопродуцирующего леса. Адекватность хвойно-липовой модели разновозрастных насаждений подтверждена существующими культурами ели под пологом липняков Учебно-опытного и Уфимского лесхозов. Посадка исследуемых кульзур была произведена 3-х летними сеянцами ели в борозды, схема размещения 6*8 х 0,5+ 0,7 м и в площадки шириной 2 м, схема размещения на площадках 1x0,5 м густота культур 2,3-5,0 тыс.шт на I га. Еловые культуры под пологом липы имеЪт достаточно высокую сохранность и рост по всем показателям. Сохранность культур в возрасте 15-17 лет составляет в среднем 7$. Ель обыкновенная является классической теневыносливой породой, тем не менее, рост культур во многом определяется количеством света, пшадаемого под полог леса /рис.3/.

Рис.,3, Кривые хода роста в высоту культур ели под пологом липняков различной полноты:

I - при полноте 0,4;

II - при полноте 0,6;

Ш - при полноте 0,8.

Максимальные показатели роста в высоту характерны для культур ели под пологом древостоев, полнота которых не превышает 0,4, слабый рост ели наблюдается под пологом высокойолнотшзх липняков. Статиотически достоверная разница на 5$-ом уровне значимости / Ь факт. = 5,18 при' -Ь табл. = 2,12/ в высоте 15-ти летних культур ели под пологом липняков полнотой 0,4 и 0,8 в среднем составляет 40+3,5 см. Отмечается достаточно тесная и достоверная отрицательная связь между высотой подпологовых культур ели и полнотой липняков / Г' = -0,68 + 0,09/.

Сравнительный анализ средних статистических показателей культур ели под*пологом липняков различной полноты выявил, что

величина коэффициента варьирования высот деревьев ели выше при менипей полноте верхнего полога: при полноте древостоя 0,4 коэффициент варьирования равен 20,1$, при полноте древостоя 0,8-17,6$. При большей полноте липняков увеличивается число деревьев ели, высота которых ниже средней. В лесах I группы, особенно в лесопарковых зонах, где подпологовые культуры должны обеспечить смену поколений без применения сплошной рубки старых деревьев, важно соблюдение принципов непрерывности лесопользования. В этой связи рассмотрим принципиальную схему формирования непрерывно-продуцирующего леса на примере снытьевых липняков /рис.4/. В насаждениях де^ед закладкой культур следует провести рубки, убрать сухостойные, буреломные и пораженные грибными заболеваниями и энтомовредителями деревья липы. Созданием культур из теневыносливых, медленнорастущих хвойных пород, например, ели, под пологом липы формируется сложное двухъярусное листвбнн.о-хвойное насаждение. Как правило, подпологовые культуры создаются 2-3-х летними сеянцами, крупномерный посадочный материал 5-6-ти летнего возраста эффективен лишь при низкой полноте древесного полога, под которым создаются культуры. Посадка возможна рядовым, шахматным, звеньевым, групповым и гнездовым способами, оправдавшими себя в лесскультурной практике. Проводимые рубки после смыкания второго яруса, охватывают оба поколения и включают лесоводствен-ные меры воздействия на условия местопроизрастания и на оамо насаждение, а также систему уходов по сдерживанию развития нежелательных видов деревьев и кустарников. Так происходит формирование разновозрастного липово-елового древостоя, обладающего высокими эстетическими, санитарно-гигиеническими свойствами и высокой биологической продуктивностью. По мере старения основного поколения леса меняется его видовой состав: если на первом этапе доминируют деревья липы мелколистной, то последующие будут характеризоваться доминированием деревьев большей продолжительности жизни - ели обыкновенной.

Следующий этап нклннает в себя комплексные рубки и охватывает по продолжительности скало 10-20 лет. Они проводятся в зимний период. Валка деревьев производится строго направленно, начиная с дальних рядов, прилегающих к опушкам и прогалинам. Одновременно о вырубкой рядов верхнего полога производится уход за вторым ярусом. По скончании этого этапа формируется одноярусное хвойное насаждение с единичными куртинно расположенными деревьями липы.

го м

Рис. 4. Модель разновозрастного елово-липового нёпрерывнопродуцирукяцего леса

- 22 -

На -третьем этапе лесоводственными мерами создаются для естественного возобновления липы, благоприятные условия способствующие непрерывности леса в следующем поколении. Этот этап длится 30-40 лет вплоть до формирования двухъярусных елово-йшо-внх древоотоев, в которых первый ярус представлен культурами ели, а второй сформировался за счет естественного возобновления липы.

Повторными комплексными рубками на четвертом этапе елово-липовое насаждение получает свое развитие в одноярусном липняке с единичной примесью ели.

Затем цикл повторяется о той лишь разницей, что формирование хвойного яруса может проходить при сохранившемся естественном возобновлении. Продолжительность одного цикла соизмерима с длительностью онтогенеза наиболее долговечного эдафикатора.

ЗАОТНЕНИЕ

Анализ связей между элементами биосистем разного структурного уровня /трав, кустарников и деревьев/ определил, что устойчиво существующий древостой липы мелколистной выступает как мощный преобразователь, создающий гетерогенную среду для обитания остальных пенообразователей с благоприятными и неблагоприятными . шкроместообитаниями. В свою очередь, экологические факторы среды, в частности почвенные, сказывают существенное влияние на структурные показатели, запасы стволовой древесины и возобновление липняков. Лучшие по производительности липняки Предуралья произрастают на влажных темно-серых лесных почвах. Наиболее благоприятными в отношении возобновления также являются темно-серые лесные почвы: здесь ез подрост составляет 44$ от общего учтенного подроста, на серых лесных почвах - 31$, черноземах выщелоченных и шодзолэнных - 7$.

На характер строения лесных сообществ, их биологическую продуктивность, помимо почвенных условий среды оказывают влияние возраотной и видовой состав древостоев, что подтверждается изменением таких показателей, как место среднего дерева, размах ряда по изучаемым таксационным показателям; концентрация числа деревьев в естественных ступенях толщины; величина среднеквад-ратического отклонения; коэффициент варьирования; асимметричность и многовершинность ряда распределения.

Сравнительный анализ продукционных показателей липняков

различной возрастной структуры выявил, что общая продуктивность разновозрастных насаждений на всех возрастных этапах в 1,1 - 1,5 раза выше одновозрастных одновидовых, а их ландшафтные характеристики превосходят простые одноярусные, более чем в два раза.

Статистический анализ значил ости различий между ходом роста липы мелколистной в древостоях разного видового состава свидетельствует, что достоверная разница существует во всех случаях смешения. Биометрические показатели роста липы при смешении с елью обыкновенной значительно превосходят показатели роста липы при смешении с другими древесными породами: диаметр липы в окружении ели обыкновенной в возрасте 35-ти лет на 15$ выше диаметра липы, произрастающей в окружении клена остролистного. Запас липовых древостоев УП класоа возраста с примесью ели обыкновенной на 3-10$ превышает запас чистых липняков.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Сложившаяся ситуация почти полного отсутствия липы семенного происхождения под пологом материнского древостоя, возрастная неполночленность вегетативной его части, преобладание старо-возрастннх насаждений диктует целесообразность формирования разновозрастных липняков, позесйявдих при ограниченности лесных ресурсов не допускать разрыва их использования в пространстве

и во времени. Кроме того, неоспоримым их преимуществом является возможность перехода от сплошных рубок к выборочным. При этом рубки липы следует регламентировать по сезонам, учитывая, что в зимний период ее вегетативная возобновляемость достигает 36,6 тыо.экз./га, против 4,5 тыо.экз./га в летний период.

2. Учитывая высокую производительность разновозрастных елово-ли-повых древостоев, рекомендуется использовать их в системе ведения лесного хозяйства в лесах зеленой зоны.

3. Определенного внимания заслуживает рациональное использование и сохранение чистых липняков и насаждений с абсолютным преобладанием липы /более 5 единиц/ в составе в качестве кормовой базы пчеловодства.

4. Практическим решением проблемы ■ напрарывнопродуцнрувдего леса являются разновозрастные насаждения, созданные: во-первых, на основе естественного возобновления липы мелколистной в искусственной мозаике окон, образованной при помощи котловинных или выборочно-групповых рубок; во-вторых, на основе сочетания

естественного возобновления липы мелколистной о подпологовыми культурами ели обыкновенной. При чем на одних стадиях формирования и функционирования разновозрастных елово-липовых насаждений должны преобладать лесоводственные меры воздействия на уоловия местопроизрастания- и на само насаждение, а в других - лесокуль-турные.

Предлагаемая модель разновозрастной организации лесных насаждений может быть использована для реконструкции липовых ценозов с целью создания сбалансированных непрерывнсяродуцирую-щих лесов с одновременным значительным повышением продуктивных показателей древос-тоев.

Основные положения диссертации изложены в следующих печатных работах:

1. ЭкологолесовОдственные основы рационального использования и воспроизводства лесов Башкортостана //Тез* докл. 102 научной конф.ЕГАУ - Уфа, 1993 - С. 20-21 /В соавторстве/.

2. Эксшого-десоводственные особенности формирования насаждений липы мелколистной //Тез.дскл.Ж регюнальн.научн-пр.конф. "Резервы увеличения производства и повышения качества сельскс хозяйственной продукции". -Оренбург, 1994 - С.31-32.

3. Структурно-функциональный анализ фитомассы травяного покрова снытьевых липняков Предуралья //Тез. докл.Всерос.Раб. Совещ. "Проблемы динамической типологии лесов". -Архангельск, 1995.-С. 34-36 /В соавторстве/.

4. Геология естественного возобновления снытьевнх липняков

Предуралья //Тез; дскл.Всерос.Раб.Совещ. "Проблемы динамической типологии лесов". - Архангельск, 1995 - С.114-116.

5. дологическая стабильность и постоянство использования в искусственных экосистемах //Рекомендации, НТС МИХ РБ - Уфа, 1995 - С. 6.

6. Роль леоовозобновительннх свойств почв в создании программных лесов Предуралья //Тез.дскл.второй яаучн.пр.конф. "Проблемы экологического мониюринга". - Уфа, 1995 - С.131-136 /В соавторстве/.

7. Лесоводстеенно-ак алогические аспекты формирования разновозрастных липняков Прадуралья //Тез.Всерос.конф. "Комплексная продуктивность лесов и организация многоцелевого /многопродуктивного/ лесопользования". - Воронеж, 1996 - С. 6-8 /В соавторстве/..

Материалы диссертации доложены на Межвузовском семинаре 'Лесоводственно-экономические проблемы расширения воспроизводст-за лесных ресурсов" в г.Москве, 1994г.

Подписано к печати 20.08.96. Формат 60x84 1/16. Бумаге пиочзя I. Печать плоская. Гч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 506.

Уфимская типография ^ 2 Линистерства печати и массовой информации РБ 450000, Уфз-центр, К. Маркса, 12."