Эрозия почв в буково-пихтовых лесах, пройденных рубками промежуточного пользования на Северо-Западном Кавказе

Жарков, Павел Анатольевич

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Эрозия почв в буково-пихтовых лесах, пройденных рубками промежуточного пользования на Северо-Западном Кавказе
ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Эрозия почв в буково-пихтовых лесах, пройденных рубками промежуточного пользования на Северо-Западном Кавказе"

На правах рукописи

Жарков Павел Анатольевич

ЭРОЗИЯ ПОЧВ В БУКОВО-ПИХТОВЫХ ЛЕСАХ, ПРОЙДЕННЫХ РУБКАМИ ПРОМЕЖУТОЧНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ НА СЕВЕРО-ЗАПАДНОМ КАВКАЗЕ

Специальности: 06.01.02 - «Мелиорация, рекультивация и охрана земель» 03.00.16 - «Экология»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Новочеркасск - 2004

Работа выполнена на кафедре экологии и лесных мелиорации в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Новочеркасская государственная мелиоративная академия".

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

Заслуженный деятель науки РФ Ивонин Владимир Михайлович Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Зыков Иван Григорьевич,

Ведущая организация - ГУ "Сочинский национальный парк"

Защита состоится "10 " декабря 2004 г. в 1200 часов на заседании диссертационного совета Д 220.049.01 в ФГОУ ВПО "Новочеркасская государственная мелиоративная академия" по адресу 346428, г. Новочеркасск, Ростовской области, ул. Пушкинская, 111, а. 339.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО "Новочеркасская государственная мелиоративная академия".

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью предприятия, просим направить ученому секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан "10 " ноября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат сельскохозяйственных наук, профессор, Заслуженный мелиоратор

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Полуэктов Евгений Валерьянович

Российской Федерации

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы определяется защитной ролью горных лесов, являющихся одновременно источником древесины, получаемой при главном и промежуточном пользовании, что ведет к эрозии почв и др. экологическим последствиям.

В научной литературе негативные последствия рубок главного пользования широко освещены (Д.Ф. Кравчинский, 1901; Г.Ф. Морозов, 1927; М.Е. Ткаченко, 1952; В.Г. Нестеров, 1954; А.В. Побединский, 1964; И.С. Мелехов, 1966; А.Ф. Поляков, 1965; В.Г. Атрохин, 1976; В.Н. Дьяков, 1972; Н.М. Горшенин, 1974; Р.Г. Чагелишвили, 1979; И.Г. Зыков, 1997; В.А. Гор-диенко, 1999; И.П. Коваль и Н А. Битюков, 2000; В.М. Ивонин и др., 2001; В. Zeide,200l и до.).

Результаты изучения эрозии почв на вырубках горных склонов и разработки мероприятий по охране земель, представлены в трудах лаборатории лесоведения РАН, ВНИИЛМ, НИИгорлесэкол, институтов горного лесоводства Украины, Грузии и др. НИИ, а также высших учебных заведений России и зарубежья. Промежуточное пользование предполагает получение древесины при формировании разновозрастных сомкнутых насаждений с сохранением водоохранно-защитных функций.

На Северном Кавказе к 100-летнему возрасту насаждения в зависимости от породного состава и условий местопроизрастания подвергаются 8-12 циклам рубок промежуточного пользования различной интенсивности (Т.К. Солнцев и др., 2002), когда прорубаются технологические коридоры и трелевочные волока, повреждается подрост и молодняк, частично или полностью нарушается подстилка и живой напочвенный покров, повреждаются земли.

Эколого-лесоводственные требования к промежуточному пользованию в лесах Северного Кавказа регламентированы Наставлениями по руб-

кам ухода (1993). Соответственно р пустимых воз-

СП О»

действий лесосечных работ на лесную среду при рубках ухода (И.П Коваль, Н.А. Битюков, 2000) с соблюдением критериев и индикаторов устойчивого управления лесами.

Однако при промежуточном пользовании (прореживание, проходные и выборочно-санитарные рубки, переформирование и обновление насаждений) эрозионные процессы исследованы недостаточно, особенно в буково-пихтовых лесах

Поэтому является актуальным изучение эрозии почв в таких лесах, а также уточнение технологии рубок промежуточного пользования для охраны лесопокрытых земель.

Это определило направление наших исследований, которые выполнялись в 2001-2003 г.г. на кафедре экологии и лесных мелиорации ФГОУ ВПО "НГМА". Эксперименты проводили на землях Псебайского лесхоза Краснодарского края.

Цели и задачи исследований. Цель исследований - установить связи, определяющие показатели поверхностного стока и эрозии почв в буко-во-пихтовых лесах, пройденных промежуточными рубками, а так же уточнить их технологии для охраны лесопокрытых земель.

Для достижения постановленной цели решались следующие задачи:

- проанализировать опыт промежуточного пользования в лесах Псе-байского лесхоза;

- охарактеризовать буково-пихтовые лесные экосистемы в местах проведения промежуточных рубок;

- исследовать условия формирования ливневого стока и проявления эрозии почв в лесах, пройденных промежуточными рубками;

- изучить особенности формирования стока и проявления эрозии на тракторных волоках;

- уточнить технологии промежуточных рубок для охраны земель

На защиту выносятся:

- уравнения связи показателей стока и эрозии с воздушно-сухой массой лесной подстилки и живого напочвенного покрова, плотностью слоя почв 0-20 см в буково-пихговых лесах, пройденных рубками промежуточного пользования;

- зависимость продолжительности времени между циклами проходных рубок от коэффициентов ливневого стока, определяющая периодичность изреживания буково-пихтовых древостоев;

- цикличность протекания эрозионных процессов на тракторных волоках, заключающаяся в периодической самоотмостке (при ливнях) поверхности защитным слоем щебня и уничтожении этого слоя во время эксплуатации волоков.

Научная новизна исследований заключается в следующем:

- установлено, что периодическое изреживание буково-пихтовых насаждений старше 50 лет с выборкой приспевающих и спелых деревьев и использовании при трелевке гусеничных тракторов приводит к деградации лесных экосистем: доминированию в составе малоценных видов, подавлению подлеска, угнетению подроста бука и пихты, активизации эрозионных процессов;

- определены связи плотности верхнего слоя почв и воздушно-сухой массы живого напочвенного покрова и лесной подстилки с коэффициентами стока и эрозией почв в буково-пихтовых лесах, пройденных промежуточными рубками;

- обнаружена цикличность протекания эрозионных процессов на эксплуатируемых тракторных волоках.

Практическая значимость работы определяется:

- характеристиками эксплуатируемых буково-пихтовых лесов (нормальное распределение площадей по бонитетам и полнотам с преимуществом насаждений !+Ш классов бонитета и полнотой 0,5-0,6);

- уточненными технологиями промежуточного пользования (прореживание и изреживание буково-пихтовых древостоев необходимо проводить с цикличностью не менее 20 лет и выборкой не более 10 % запаса за каждый цикл);

- предложениями по укреплению лесовозных дорог неликвидом и порубочными остатками при норме 20 т/га и более на периоды прореживания и проходных рубок.

Личный вклад автора заключается в постановке целей и задач исследований, составлении методики и выборе мест исследований, изготовлении экспериментальной дождевальной установки, проведении экспериментов, отборе образцов, выводах и предложениях производству.

Апробация работы проводилась на Межвузовском научно-координационном Совете по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (Курск, 2003 г.); Международной конференции "Защита народнохозяйственных объектов от воздействия селевых потоков" (Пятигорск, 2003 г.); расширенном заседании кафедры экологии и лесных мелиорации ФГОУ ВПО "НГМА" (Новочеркасск, 2004 г.).

Публикации. По материалам исследований опубликовано четыре печатных работы.

Реализация результатов исследований проведена в Псебайском лесхозе Краснодарского края и в учебном процессе лесохозяйственного факультета ФГОУ ВПО "НГМА".

Структура работы; введение, семь глав, общие выводы и предложения производству, список использованной литературы и приложения.

Объем диссертации включает 168 страниц, в т.ч 96 страниц машинописного текста, 37 таблиц, 54 рисунка и 18 таблиц трех приложений. Список использованной литературы включает 148 источников, в т.ч. 18 на иностранном языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе представлен обзор литературы по эрозии почв в лесах, в связи с рубками главного и промежуточного пользования. В результате отмечено, что эрозия почв на водосборах сильно проявляется в результате главного и некоторых видов промежуточного пользования. Если при главном пользовании эрозионные процессов изучены довольно детально, то при промежуточном - данных таких исследований не достаточно, особенно в горных лесах. Особенное внимание следует обратить на исследование эрозии почв в связи с нарезкой и эксплуатацией тракторных волоков.

Во второй главе характеризуется место проведения (Псебайский лесхоз Краснодарского края площадью 44740 га, расположенный в районе бу-ково-пихтовых лесов), условия и методика исследований.

Рельеф представлен среднегорьем и низкогорьем. Абсолютные отметки вершин водосборов изменяются от 600 до 2800 м над уровнем моря. На территории распространены бурые лесные среднемощные и мощные суглинистые и глинистые почвы.

Климат района исследований - умеренно-континентальный, горный с суточными колебаниями температур воздуха, усиленной солнечной радиацией, теплой зимой и относительно прохладным летом, высотным микроклиматом.

По изолинейной карте (Л.Ф. Литвин, 2002) в районе наших исследований эрозионный потенциал осадков достигает Российского максимума (57,6 ед.). В этом регионе тридцатиминутная максимальная интенсивность ливня (20 %-ой обеспеченности) составляет 2,45, а пятиминутная - 3,8 мм/мин (М.С. Кузнецов, Г.П. Глазунов, 1996).

Главными породами буково-пихтовых лесов являются бук восточный (Fagus orientalis) и пихта кавказская (Abies nordmanniana). В составе насаждений также участвуют граб кавказский (Carpinus caucasica), сосна крючко-

ватая (Pinus pityusa), береза повислая (Betula pendula), дсень обыкновенный (Fraxinus execelsior) и др.

При исследованиях использовали материалы лесоустройства Псебай-ского лесхоза (Тамбовская экспедиция Воронежлеспроект, 1998). Пробные площади закладывали с учетом требований ОСТ 56-69-83.

Исследования проводили в Мало-Лабинском лесничестве на пяти ключевых участках:

1) Дорога на урочище "Голая поляна" - квартал 60 (высота -1010 м над у.м., склон северной экспозиции крутизной от 5 до 25°), насаждение (выдел 7) пройдено рубками промежуточного пользования с последними выборочно-санитарными рубками в 2002 г., контрольный вариант (выдел 8) характеризует участок, где промежуточные рубки не проводились. Проба 1.1 характеризует насаждение 4БКЗОЛЧЮС2ПК, ед. БК, возрастом 45 лет (отдельные деревья бука имеют возраст 150 лет с запасом 10 м3/га). Средний диаметр стволов бука равен 16 см, средняя высота 17 м, класс бонитета -1, полнота - 0,8, запас - 220 м3/га. Тип леса - СВБК, тонкий слой подстилки местами нарушен или уплотнен, возобновление - 10ПК (возраст 2 года, средняя высота 0,3 м, количество - 2 тыс. шт/га). Проба 1.2 - контрольное насаждение 5ПК2БК1КЛБ2ПК, возрастом 120 лет (второе поколение пихты имеет возраст 190 лет). Средняя высота пихты равна 25 м, средний диаметр - 52 см (второе поколение - соответственно 29 м и 48 см), средняя высота бука - 23 м, диаметр - 28 см. Класс бонитета - Ш, полнота - 0,5, запас - 370 м3/га, подстилка рыхлая, возобновление - 6ПК4БК (возраст 25 лет, средняя высота 2,5 м, количество - 2,5 тыс. шт/га). Проба 1.3 - свежий след троссо-вой подтрелевки в насаждении (проба 1.1), где содрана лесная подстилка. Проба 1.4 - магистральный волок с выраженной тракторной колеей.

2) Верхний склад и выходящий на него магистральный волок в квартале 60, выделе 7. Проба 2.1 - верхняя часть магистрального волока, шириной 5,5 м с выраженной колеей на склоне северо-западной экспозиции кру-

тизной 22°. Проба 2.2 - верхний склад на поляне, где нарушенная почва перемешена с порубочными остатками и уплотнена (склон северной экспозиции крутизной 12°). Проба 2.3- нижняя (аккумулятивная) часть волока шириной 3,7 м с выраженной колеей на склоне южной экспозиции крутизной 16°.

3) Урочище "Нижняя Борисенка" - квартал 13, выдел 15 и 16; квартал 29, выдел 3 (высота 650 м над у.м., склон западной экспозиции, крутизной 10+25°). Проба 3.1 представляет насаждение 6БК2Г2БК+ОС+Б+ЧШ, в котором проведены проходные рубки в 1971 и 2000 г. Возраст первого поколения бука 45, второго - 80 лет. Средние диаметры соответственно равны 18 и 26 см, высоты - 18 и 23 м. Тип леса - ВЛБК, первый класс бонитета, полнота - 0,7, запас - 200 м3/га, подстилка сильно нарушена. Проба 3.2 заложена на днище оврага, возникшего на месте магистрального волока, нарезанного в 1971 г. Поперечный профиль оврага - трапециевый (ширина по верху 5-5-5,5, по низу - 2,5+3 м), глубина вреза достигает 2,5 м, крутизна откосов - 70°. На днище обнажены слои мергеля. Проба 3.3 представляет след тракторной подтрелевки с выраженной колеёй (подстилка содрана, живой напочвенный покров уничтожен). Проба 3.4 заложена в насаждении 5БК1Г2БК2Г, возрастом 80 лет, где последние проходные рубки проведены в 1970 г. (тип леса - СВБК, средняя высота бука 23 м, средний диаметр - 28 см, полнота - 0,7, запас - 260 м3/га). Подстилка уплотнена. Проба 3.5 характеризует насаждение 9БК1Г, возрастом 50 лет, где последний цикл проходных рубок проведен в 1995 г. (тип - ВЛБК). Подстилка уплотнена и частично нарушена. Проба 3.6 - магистральный волок вдоль склона юго-восточной экспозиции, крутизной 8° (гумусовый слой уничтожен, пятна подстилки, тракторная колея выражена слабо).

4) Урочище "Капустине" (квартал 51, выдел 11 и квартал 55, выдел 7, высота 1600 м над у.м., склон северо-восточный, западной и восточной экспозиции крутизной от 15 до 30°). Проба 4.1 Характеризует вторичный лес на вырубке 1989 г., восстановившийся из подроста пихты - 10ПК (16 лет),

ед. БК (90 лет). Средние высоты и диаметр пихты соответственно равны 5 м и 6 см; полнота - 0,4; запас - 20 м3/га. Кроме этого поросле-семенное насаждение 5ОС2БК2ИВД1Б (возраст 15 лет) имеет среднюю высоту 8 м и диаметр - 8 см, полноту - 0,4 и запас - 30 м3/га. Истонченная лесная подстилка местами уничтожена. Последний цикл рубок проведён в 1993 г. Проба 4.2 представляет не эксплуатируемый волок с пятнами подстилки на щебне с глинистым заполнителем и деревцами граба на склоне западной экспозиции крутизной 23°. Проба 4.3 - фрагмент первичного леса, не затронутого рубками, состава 4БК2ПК2БК2ПК (возраст первого поколения 90 лет, второго -150-5-200 лет, высота соответственно 23 м и 29+32 м, диаметр- 26 и 50Л-64 см), полнотой - 0,5 и запасом - 1500 м3/га.

5) Урочище "Голая поляна" (квартал 67, высота около 1700 м над у.м., склоны различных экспозиций крутизной 15-5-27°). Проба 5.1 представляет свежую вырубку (рубки переформирования) на склоне юго-западной экспозиции крутизной (24°) с нарушенной подстилкой и поврежденным подростом пихты (30 %). Проба 5.2 - след троссовой трелевки с уничтоженным подростом и содранной подстилкой на склоне юго-западной экспозиции крутизной около 27°. Проба 5.3 - лесовозная дорога, укрепленная порубочными остатками пихты втоптанными в колею и заиленными мелкоземом, на склоне северо-западной экспозиции крутизной 15°. Проба 5.4 - первичный лес, где рубки не проводились, составом 5ПК1БК2ОС2Б (возраст 110 лет) при средней высоте и диаметре пихты 25 м и 32 см, полноте - 0,6, запасе -420 м3/га (тип леса - СВП) на склоне юго-восточной экспозиции (25 ).

На пробах закладывали по две стоковых площадки-близнеца (размером 1,43x0,7 м каждая), одна из которых дождевалась, а на другой - отбирали образцы живого напочвенного покрова (жнп), лесной подстилки (лп) и почв (из слоя 0-20 см). Дождевание проводили по методике В.М. Ивонина и Н.Д. Пеньковского (2003) с помощью мобильной капельно-струйной уста-

новки. При дождевании выдерживали условие WI30 = idem (при средней интенсивности дождевания 3 мм/мин).

Почвенные образцы отбирали, перевозили и хранили в соответствии с требованиями ГОСТ 12071. Мутность сточной воды, как на площадках дождевания, так и в естественных ручьях определяли при отборе проб объемом 0,25-5-0,5 л. В почвенных образцах с ненарушенным строением в грунтовой лаборатории института "Сочигражданпроект" определяли: влажность (ГОСТ 5180-79), пределы и числа пластичности (ГОСТ 5183-77), водно-физические характеристики (ГОСТ 5180-84). Прочностные характеристики почв и грунтов (коэффициенты внутреннего трения и сцепление) определяли на приборе ПСГ-2М по схеме быстрого сдвига в условиях незавершенной консолидации.

При изучении эрозии почв на тракторных волоках использовали методику WEPP-Water Erosion Prediction Project (D. С. Flangan at al., 1995), модернизированную следующим образом: на опытном волоке оборудовали каскад створов, где наблюдали за гидравлическими характеристиками ручьев (при естественных ливнях) в июне 2002 г. При этом определяли (после прохождения пика интенсивности ливня): ширину , глубину и форму поперечного сечения потока, уклоны тальвегов, скорости течения и мутность. После обработки данных рассчитывали расходы стока и взвешенных наносов, числа Рейнольдса и Фруда.

В третьей главе проведен анализ промежуточного пользования в лесах Псебайского лесхоза. Было определено, что в горных эксплуатируемых лесах соответствует нормальному распределение площадей по классам бонитета и полнотам для групп хвойных и твердолиственных пород, а также для основных пород в группах (пихта кавказская и бук восточный).

Основные площади заняты насаждениями I-III класса бонитета с полнотой 0,5-0,6. Приспевающие насаждения занимают около 10 % площади, что в будущем скажется на снижении расчетной лесосеки, которая в на-

стоящее время определяется промежуточными рубками (прореживания, проходные, выборочные санитарные и обновления).

В четвертой главе исследованы буково-пихтовые леса на охраняемых природных территориях (ОПТ), на местах вырубок и в лесах, пройденных промежуточными рубками. Было определено, что в свежих и влажных условиях местопроизрастания с достаточно мощными и богатыми почвами в возрасте до 270 лет буково-пихтовые леса ОПТ образованы несколькими поколениями с общими запасами древесины достигающими 570-630 м3/га, и жизнеспособным подростом ценных пород. На местах вырубок возникли вторичные леса с участием в составе (кроме бука и пихты) березы, ольхи, граба и ивы.

Периодическое изреживание буково-пихтовых насаждений старше 50 лет с выборкой приспевающих и спелых деревьев и использованием при трелевке гусеничных тракторов приводит к деградации лесных экосистем: доминирование в составе малоценных видов, подавление подлеска и угнетение подроста бука и пихты, активизация эрозионных процессов.

В пятой главе анализируется сток, эрозия и прочностные характеристики почв в связи с промежуточными рубками в буково-пихтовых лесах. Известно, что интегральными показателями эрозии почв в лесных экосистемах служат воздушно-сухая масса живого напочвенного покрова (жнп) и лесной подстилки (лп), а также водно-физические характеристики верхнего слоя почв. Значения этих показателей на пробах представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Характеристики воздушно-сухой массы жни, лп и физические свойства слоя почв 0-20 см

№ пробы Масса жнп и лп, т/га Пределы пластичности, доли ед Удельная масса почвы, г/см3 Плотность, г/см3 Пористость, % Коэффициент пористости

верхний нижний влажной почвы сухой почвы

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Ключевой участок 1 - дорога на "Голую поляну"

1 1 5,55 0,407 0,226 2,60 1,81 1,67 35,9 0,560

1 2 10,10 0,411 0,224 2,60 1,93 1,58 39,2 0,645

Продолжение таблицы 1

1 2 3 4 5 6 7 8 9

1.3 7,55 0,404 0,210 2,59 1,63 1,32 49,0 0,966

1.4 0 0,297 0,180 2,64 2,01 1,65 37,6 0,602

Ключевой участок 2 - верхний склад и выходящий на него волок

21 0 0,398 0,232 2,60 1,97 1,70 34,5 0,527

22 0 0,300 0,176 2,65 2,05 1,70 35,7 0,555

23 0 0,517 0,336 2,65 2,06 1,80 27,8 0,469

Ключевой участок 3 - урочище "Нижняя Борисенка"

3,1 6,50 0,674 0,568 2,43 1,54 0,96 60,7 1,544

32 0 0,377 0,214 2,61 1,97 1,58 39,5 0,653

3.3 5,90 0,445 0,255 2,23 1,76 1,41 36,7 0,569

34 13,90 0,527 0,310 2,50 1,99 1,69 32,3 0,476

3.5 6,50 0,550 0,330 2,55 1,63 1,17 54,1 1,178

3.6 1,55 0,534 0,344 2,55 1,92 1,48 42,0 0,721

Ключевой участок 4 - урочище "Капустино"

4.1 5,25 0,943 0,217 2,23 1,13 0,64 71,2 2,465

4.2 1,40 0,300 0,220 2,60 1,66 1,32 49,3 0,972

43 24,50 0,563 0,442 2,43 1,54 1,12 53,9 1 168

Ключевой участок 5 ~ урочище "Голая поляна"

5.1 15,05 0,654 0,544 2,23 1,17 0,75 66,4 1,971

5.2 8,30 0,635 0,512 2,23 1,17 0,76 66,1 1,950

5.3 0 0,423 0,239 2,34 1,61 1,41 40,0 0,661

5.4 17,0 0,617 0,430 2,23 1,27 0,88 60,7 1,548

По данным таблицы 1 видно, что общая воздушно-сухая масса жнп и лп на пробах варьирует от 0 до 24,5 т/га. Существует обратная связь между массой жнп и лп на вариантах (пробах), за исключением волоков и лесовозных дорог. При этом на контрольных участках лесов (пробы 1.2; 3.4 и 5.4) масса лп варьирует в пределах от 10 до 24,5 т/га, а масса жнп от 0 до 1 т/га; на вариантах с проходными рубками масса лп может уменьшаться до 5,5 / 6,0 т/га, а масса жнп увеличиваться до 0,5 1 т/га (пробы 3.1 и 3.5).

По характеристикам пластичности и данным гранулометрических описаний заключаем, что пробы характеризуют

глины с дресвой или мелкозернистым песком; пробы

- суглинки со щебнем; пробы - суглинки и глины

с содержанием органики 10-5- 15 % (наблюдается заторфованность). Это сказалось на уменьшении плотности верхнего слоя абсолютно-сухой почвы

до 0,64 / 0,96 г/см3. Заметно влияние промежуточных рубок и волоков на уплотнение почв (см. таблицу 1).

В целом, под влиянием нарезки волоков и лесовозных дорог, периодического изреживания древесного полога при промежуточных рубках нарушаются лесная подстилка и живой напочвенный покров и ухудшаются водно-физические свойства бурых лесных почв, что ведет к деградации лесных экосистем, интегральным показателем которой служат поверхностный слой и эрозия почв (таблица 2).

Регрессионный анализ экспериментальных данных привел к соотношению:

S = 0,081-0,025 т +0,26 у при R = 0,786 ±0,085, (1)

где S - коэффициент стока; R - коэффициент множественной корреляции.

По соотношению (1) заключаем: на неуплотненных почвах (у < 1 г/см3) в насаждениях, где промежуточные рубки не проводили, сток отсутствует при m > 13 т/га, максимальное уменьшение этой массы (m = 0) ведет к возрастанию S до 0,3; на уплотненных почвах (уСр — 1,35 г/см3) в местах падения срубленных деревьев, их подтрелевки сток может отсутствовать при m > 17 т/га, с максимальным уменьшением этой массы (m = 0) коэффициенты стока возрастают до 0,44; на переуплотненных почвах (уф = 1,7 г/см3) волоков, погрузочных площадках, лесовозных дорогах гипотетически стока может не быть при m > 20 т/га (на практике этого не наблюдается во всех случаях, кроме укрепления поверхности лесовозных дорог порубочными остатками), а при га = 0 коэффициенты стока увеличиваются до 0,5 и более.

Связи эрозии почв (Э, т/га) с показателями m и у характеризует равенство: Э = 2,46 у -0,18 т -0,385 при R = 0,571 ±0,150 (2)

По равенству (2), на неуплотненных почвах эрозия отсут-

ствует при m >11 т/га. Уменьшение этой массы до нуля приводит к увеличению эрозии до 2 т/га. На уплотненных почвах (у = 1,35 г/см3) эрозии нет при m > 16 т/га, а при максимальном уменьшении массы (m = 0) эрозия

Таблица 2 — Характеристики поверхностного стока и эрозии почв (слой дождя 90 мм, интенсивность — 3 мм/мин)

№ пробы Период от последней рубки, лет Влажность слоя почв 0-20 см, % Слой Коэффициент стока Время, мин Интенсивность впитывания, мм/мин Средняя мутность стока, г/л Эрозия, т/га

инфильтрации стока стока добегания

Участок 1 - дорога на "Голую поляну"

1.1 3 8,6 87,7 2,3 0,0255 24,0 0,5 2,875 0,10 0,002

1.2 Не учитывали 22,1 90,0 0 0 0 0 3,000 0 0

1.3 1 23,7 70,8 19,2 0,2133 25,0 1.0 2,284 0,20 0,038

1.4 Не учитывали 22,0 30,0 60,0 0,6667 29,0 1,5 0,952 0,40 0,240

Участок 2 - верхний склад и выходящий на него волок

2.1 Не учитывали 15,7 33,3 56,7 0,6300 29,5 2,0 1,353 13,30 7,541

2.2 То же 20,3 27,6 62,4 0,6933 30,0 2,1 0,860 10,75 6,708

2.3 14/2 32,9 57,1 0,6340 29,5 3,0 0,997 16,00 9,136

Участок 3 — урочище "Нижняя Борисенка"

3.1 3 61,2 88,2 1,8 0,0200 5,0 0,5 2,892 2,10 0,038

3.2 Не учитывали 24,8 57,0 33,0 0,3667 28,0 1,0 1,839 1,30 0,429

3.3 1 24,6 56,8 33,2 0,3669 25,0 2,0 1,775 0,60 0,199

3.4 31 17,5 90,0 0,009 0,0001 0 0 3.000 0 0

3.5 7 39,2 89,8 0.2 0.0022 2,0 0 2,940 следы 0,035

3.6 Не учитывали 29,6 22,1 67,9 0,7544 30,0 1,0 0,713 2,20 1,424

Участок 4 - урочище "Капустино"

4.1 9 75,6 89,6 0,4 0,0044 23,0 ) 0 2,987 1,55 0,006

4.2 Не учитывали 25,9 67,3 22,7 0,2522 28,5 1,0 2,171 0,75 0,170

4.3 То же 37,4 90,0 0 0 0 | 0 3,000 0 0

Участок 5 - урочище "Голая поляна"

5.1 1 55,9 89,7 0,3 0,0033 4.0 0 2,990 0 0

5.2 1 54,8 85,5 4,5 0,0500 20,0 1,0 2,758 6,40 0,288

5.3 Не учитывали 14,3 33,0 57,0 0,6333 30,0 1,0 1,258 14,75 8,407

5.4 То же 45,1 90,0 0 0 0 0 3,000 0 0

увеличивается до 3 т/га. На переуплотненных почвах (уср =1,7 г/см3) гипотетически эрозия может отсутствовать при т > 20 т/га.

Таким образом, укрепление лесовозных дорог порубочными остатками массой более 20 т/га можно предупредить эрозию почв на время транспортировки древесины при промежуточных рубках. При отсутствии такого укрепления на переуплотненных почвах магистральных волоков и лесовозных дорог эрозия может увеличиваться до 3,8 т/га.

Следует отметить, что кроме плотности почвы и массы жнп и лп на эрозию влияет еще и бронирующая роль щебня, отмываемого на поверхности почвы при ливнях.

Следовательно, после каждого цикла промежуточных рубок в лесах старше 50 лет масса лесной подстилки уменьшается, а плотность верхнего слоя буроземов возрастает. С течением времени лесные экосистемы восстанавливают свою структуру, когда масса лесной подстилки увеличивается, а плотность почвы - уменьшается. При этом для формирования капельного, а затем и ручейкового стока требуется все большая продолжительность интенсивных ливней. Полагаем, что продолжительность периода относительного восстановления структуры лесной экосистемы после очередного цикла рубок может служить обоснованием периодичности изреживания насаждений.

Обработка экспериментальных данных привела к уравнению связи коэффициентов стока с периодичностью проходных рубок (Т, лет):

В процессе экспериментов было установлено, что капельный сток характеризуется коэффициентами стока менее 0,0008. По уравнению (3), такие значения коэффициентов стока определяют При уменьшении Т до 10 лет коэффициенты стока заметно возрастают, а при дальнейшем уменьшении - резко увеличиваются и сток из капельного переходит в ручейковый.

Поэтому относительная устойчивость буково-пихтовых лесов достигается при 15-5-20-летних периодах между циклами проходных рубок (с интенсивностью не более 10 % запаса).

Известно (М.Н. Голыптейн, 1962), что при насыщении почв и грунтов водой равновесие склонов нарушается, если уклон (1) составит более половины коэффициента внутреннего трения ^ ф).

Соответственно, по уравнению Кулона, сопротивление бурых лесных почв оползанию (т, МПа) определяется не только коэффициентами внутреннего трения, но и сцеплением между частицами (С. МПа). Результаты исследований устойчивости склонов приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Результаты исследований устойчивости склонов

№ Уклон, Коэффициент Коэффициент Сцепление,

пробы внутреннего трения, (^ср устойчивости, К = ¡%<р (С), МПа

Участок 1 - дорога на "Голую поляну"

1.1 0,0875 0,225 0,39 0,076

1.2 0,3640 0,400 0,91 0,050

13 0,2126 0,487 0,44 0,021

1.4 0,1051 0,512 0,21 0,027

Участок 2 - верхний склад и выходящий на него волок

2.1 0,4040 0,375 1,08 0,037

2.2 0,2126 0,200 1,06 0,070

1 2 3 4 5

2.3 0,2679 0,275 0,97 0,046

Участок 3 - урочище "Нижняя Борисенка"

3.1 0,2493 0,450 0,55 0,020

32 0,1405 0,325 0,43 0,057

3.3 0,1051 0,375 0,28 0,063

34 0,0349 0,475 0,07 0,016

3.5 0,1763 0,325 0,54 0,035

3.6 0,1405 0,325 0,43 0,045

Участок 4 - урочище "Капустине"

4.1 0,5774 0,350 1,65 0,032

4.2 0,4245 0,250 1,70 0,052

4.3 0,2679 0,325 0,85 0,037

Участок 5 - урочище "Голая поляна"

5 1 0,4452 0,350 1,27 0,030

52 0,5095 0,350 1,46 0,097

53 0,2679 0,250 1,07 0,070

5.4 0,4663 0,325 1,43 0,023

Из данных таблицы 3 видно, что коэффициенты трения определяют

коэффициенты устойчивости склонов. При увеличении водонасыщением верхних слоев почвы во время ливней устойчивость склонов подрезанных волоками и лесовозными дорогами нарушается, что приводит к эрозионно-оползевым явлениям. Опасность этих явлений особенно проявлена на пробах

Обнаружена прямая линейная связь сцепления с плотностью слоя 0-20 см абсолютно-сухой почвы (г = 0,429 ± 0,183), т.е. сцепление увеличивается с уплотнением почв. Кроме этого, связь сцепления с эрозией почв отражается полиномом второго порядка т.е. до определенного значения плотности почвы сцепление прямо связано с эрозией, а при переуплотнении (когда интенсивность впитывания приближается к нулю) эти показатели обратно связаны между собой.

Следует помнить, что сцепление лесных почв определяется еще и корненасыщенностью. Влиянием этого фактора можно объяснить недостаточную тесноту связей между сцеплением, плотностью почвы и эрозией.

В шестой главе приведены данные исследований эрозии почв на трелевочных волоках. Исследования вели во время ливней 12.VI, 15.VI и 20.VI.02 г. на 2-х (приточном и транзитно-аккумулятивном) участках опытного волока (квартал 13 Мало-Лабинского лесничества), которые были разделены на отрезки, оборудованные створами наблюдателей. Ширина волока изменялась от 3,3 до 5,5 м, крутизна по отрезкам - от 16 до 32°, (сток на приточный участок волока поступал с верхнего склада (погрузочной площадки) и с нагорного склона в виде ручьев.

При обработке данных наблюдений была обнаружена связь мутности сточной воды (М, г/л) с числами Фруда (Fr): -на приточном участке волока

-на транзитно-аккумулятивном участке

Анализ уравнения (4) показывает, что на приточном участке мутность изменяется незначительно, определяясь эрозией разбрызгивания почвы на межколейном массиве почвогрунта. Спокойный режим течения потоков- обеспечивал постепенную отмывку щебня, "бронирующего" поверхность тракторной колеи.

По уравнению (5), на транзитно-аккумулятивном участке проходило нарастание мутности ливневых потоков с увеличением чисел Фруда за счет возникновения порожистых русел и попятной разработки щебенистой от-мостки, слагающей тракторную колею. При этом происходило расчленение межколейного массива почвогрунта сетью ручьев при переполнении колеи, когда глинистые частицы взвешивались в потоке при его бурном режиме течения (Бг> 1).

Уничтожение защитного щебенистого слоя, отмытого на поверхности колеи, может активизировать эрозионный врез волока при последующих ливнях. Это предположение было проверено при искусственном дождевании поверхности магистральных волоков в разной степени врезанных в почву (таблица 4).

Таблица 4 - Физические характеристики, прочностные характеристики и эрозия поверхностного слоя почв (0-20 см) на волоках, с разной степенью эрозионного вреза

Характеристика поверхностного слоя почв Врез волока в почву, м Плотность почвы, г/см3 Коэффициент трения Сцепление, МПа Эрозия, т/га

влажной сухой

1 2 3 4 5 6 7

Горизонт В1, техногенно уп-летнен 0,4 2,01 1,65 0,512 0,027 0,240

Горизонт В2, техногенно уплотнен 0,6 1,97 1,70 0,375 0,037 7,541

Толща аккумуляции уплотнена 0,5 2,06 1,80 0,275 0,046 9,136

Горизонт А1, подстилка содрана нет 1,54 0,96 0,450 0,020 0,038

Горизонт С, слой мергеля с глинистым заполнителем 2,2 1,97 1,58 0,325 0,057 0,429

Горизонт В2, уплотнен 0,7 1,92 1,48 0,325 0,045 1,424

Продолжение таблицы 4

1 2 3 4 5 6 7

Горизонт С, слои мергеля с глинистым заполнителем 0,9 1,61 1,41 0,250 0,070 8,407

По данным таблицы 4, углубление волока в почву при ее эксплуатационном уплотнении приводит к возрастанию эрозии почв за счет увеличения расходов воды. Эрозия почв может увеличиваться незначительно на участках малой крутизны. Коэффициенты трения и сцепление могут увеличиваться за счет нагрузок, вызванных проходами трелевочной техники.

Углубление волока до материнской породы не усиливает эрозии, т.к. противоэрозионная стойкость полускальных пород достаточно высока, а их трещиноватость обеспечивает впитывание воды.

Процесс оврагообразования на магистральных волоках сдерживается защитным слоем щебня, отмытым на поверхности волоков. Однако этот слой может уничтожаться при повышении бурности ручьев в порожистых руслах или сдираться при трелевке древесины. При неоднократном прохождении трелевочных тракторов формируется корытообразная форма поперечного сечения волока, с крутыми откосами и выпуклым днищем. Здесь накапливается грунтово-щебенистая масса, у которой при водонасыщении резко уменьшаются коэффициенты внутреннего трения. Это приводит к усилению эрозии и передвижению накопленной массы к основанию склона или серпантинному "колену" волока. Связь между эрозией и коэффициентами внутреннего трения имеет вид:

Э = 1 / 569 ^ ф)6,18 при г = -0,748 ±0,166 (6) На крутых склонах при этом могут возникать эрозионно-оползневые образования. Эрозия в сопровождении поточных оползней продолжается до удаления материала содранного с днища и откосов волока и отмывки, а на его поверхности нового защитного слоя щебня. Уничтожение этого слоя в процессе эксплуатации волока приводит к повторению очередного цикла эрозии, пока днище не достигнет породы, ограничивающей эрозионный

врез. Постепенно днище волока приобретает поперечный профиль, выпуклый в середине и вогнутый по краям (в местах перетирания мергеля гусеницами трактора).

В седьмой главе представлена экономика промежуточного пользования. По предлагаемой технологии промежуточных рубок (цикл между промежуточными рубками - 20 лет, выборка по запасу за один цикл - 10 %) доход равен 297250 руб/га. По базовой технологии (цикл - 10 лет, выборка -10-=-15 %) доход составляет 217731 руб/га. Эффективность предлагаемой технологии равна 79519 руб/га. При этом в результате сокращения количества циклов промежуточных рубок к возрасту 100 лет формируется двухярусное буково-пихтовое насаждение с высокими защитными свойствами.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

площади, что в будущем скажется на снижение расчетной лесосеки, которая в настоящее время определяется промежуточными рубками (прореживания, проходные, выборочные санитарные и обновления).

2. В свежих и влажных условиях местопроизрастания с достаточно мощными и богатыми почвами в возрасте до 270 лет буково-пихтовые насаждения образованы несколькими поколениями с общими запасами древесины достигающими 570-5-630 м3/га и жизнеспособным подростом ценных пород. На месте вырубок возникли вторичные леса с участием в составе (кроме бука и пихты) березы, ольхи, граба и ивы.

3. Периодическое изреживание буково-пихтовых насаждений старше 50 лет с выборкой приспевающих и спелых деревьев и использованием при

трелевке гусеничных тракторов приводит к деградации экосистем: доминирование в составе малоценных видов, подавление подлеска, угнетение подроста бука и пихты, активизация эрозионных процессов.

4. В буково-пихтовых лесах, после проведения всех циклов промежуточных рубок, формируется порослево-семенное насаждение 45+50-летненго возраста с участием в составе единичных деревьев бука или пихты (120-5-150 лет). На вырубках прошлых лет происходит куртинное (из подроста) возобновление пихты.

5. В буково-пихтовых лесах воздушно-сухая масса лесной подстилки (лп) изменяется от 10 до 25, а живого напочвенного покрова (жнп) от 0 до 0,1 т/га. После рубок масса лп уменьшается до 5+15, а жнп - увеличивается до На магистральных эксплуатируемых волоках лп и жгп от-

сутствуют. Сохранность лп и жнп связана с водно-физическими свойствами почв.

6. Плотность верхних слоев почв на вариантах исследований во влажном состоянии изменяется от 1,13 до 2,06, а в абсолютно сухом состоянии -от 0,64 до 1,80 г/см3. Низкие значения плотности на отдельных вариантах объясняются заторфованностью почв, а высокие - их приуроченностью к магистральным волокам и лесовозным дорогам.

7. Во время ливней поверхностный сток и эрозия почв обратно зависят от воздушно-сухой массы лп и жнп и прямо - от плотности слоя 0-20 см абсолютно сухой почвы, которые определяют интенсивность впитывания воды.

8. В буково-пихтовых экосистемах старше 50 лет после каждого цикла проходных рубок масса лесной подстилки уменьшается, а плотность верхнего слоя буроземов возрастает. С течением времени экосистема относительно восстанавливает свою структуру, увеличивая массу лесной подстилки и уменьшая плотность почв. Это определяет периодичность проходных рубок, которая связана логарифмической зависимостью с показателями местного стока при ливнях.

9. Уплотнение почвы и снижение пористости ведет к усилению сцепле-

ния между почвенными частицами. При этом эрозия почв усиливается за счет возрастания стока, а затем уменьшается (за счет усиления сцепления при коэффициентах стока близких к единице). Коэффициенты трения при уклонах более 0,2126 определяют устойчивость склонов при водонасыще-нии буроземов.

10. Нарезка и эксплуатация тракторных волоков приводит к переуплотнению нарушенных бурых лесных щебенистых почв, увеличению и сосредоточению стока ливневых вод, усилению эрозии, зависящей не столько от ударного воздействия капель, сколько от гидравлических характеристик потоков, формирующихся по колее. При этом эрозия сдерживается самоот-мосткой поверхности слоем щебня, который может быть уничтожен в процессе эксплуатации волоков. Самоотмостка и уничтожение этого защитного слоя определяет цикличность эрозионного вреза волоков.

11. При достижении днища волока материнской породы (пласты мергеля и др.) эрозионный врез проявляется лишь в местах перетирания гусеницами трактора поверхности обнаженных слоев полускальной породы, где она превращается в глинистую и выносится по уклону при очередных периодах стока. В результате днище волока принимает сложный поперечный профиль - выпуклый в середине и вогнутый - у оснований противоположных откосов.

12. Экономически выгодно и экологически приемлемо проведение промежуточных рубок с продолжительностью между циклами не менее 20 лет и выборкой по запасу не более 10 % за каждый цикл. Эффективность предлагаемой технологии рубок по отношению к базовой технологии, примерно равна 80 тыс. руб/га.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. В буково-пихтовых лесах периодичность проведения прореживаний и изреживаний древостоев должны быть не менее 20 лет с выборкой не более 10 % запаса за каждый цикл рубок.

2. На время проведения очередных промежуточных рубок полотно лесовозных дорог следует укреплять неликвидом и порубочными остатками, массой 20 т/га и более.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Жарков П. А. Эрозия почв при промежуточных рубках в буково-пихтовых лесах // Научная мысль Кавказа. Приложение, 2003. № 5. - С. 106-107.

2. Ивонин В.М., Жарков П.А. Эрозия почв на трелевочных волоках в горных лесах // Восемнадцатое пленарное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов. Курск, 28-30 октября 2003 г. Доклады и сообщения. - Курск, 2003. - С. 133134 (автор 60 %).

3. Ивонин В.М., Жарков П.А. Эрозия почв и селевые потоки на вырубках в горных лесах // Защита народохозяйственных объектов от воздействия селевых потоков (Материалы Международной конференции по селям. Пятигорск, 17-21 ноября 2003 г.) - Новочеркасск-Пятигорск, 2003. - С, 11-13 (автор 60 %).

4. Ивонин В.М., Жарков П.А. Эрозия почв в буково-пихтовых лесах, пройденных промежуточными рубками // Лесное хозяйство. - 2004. № 2. С. 17-20 (автор 50%).

Подписано в печать ii.IX.2UU4 Тираж 100 экз. Заказ №280

Типография НГМА, ул. Пушкинская, 111, г. Новочеркасск.

№22 5 9 2

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Жарков, Павел Анатольевич

ВВЕДЕНИЕ.

1 ЭРОЗИЯ ПОЧВ В ЛЕСАХ В СВЯЗИ С РУБКАМИ ГЛАВНОГО И ПРОМЕЖУТОЧНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ.

2 МЕСТО ПРОВЕДЕНИЯ, УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Характеристика места проведения исследований.

2.2 Физико-географические условия.

2.3 Программа и методика исследований.

3 АНАЛИЗ ПРОМЕЖУТОЧНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ В ЛЕСАХ ПСЕБАЙСКОГО ЛЕСХОЗА.

3.1 Общая характеристика лесов.

3.2 Рубки промежуточного пользования.

Выводы.

4 БУКОВО-ПИХТОВЫЕ ЛЕСА.

4.1 Таксационная характеристика буково-пихтовых лесов.

4.2 Состояние буково-пихтовых лесов, пройденных промемугочными рубками.

Выводы.

5 СТОК, ЭРОЗИЯ И ПРОЧНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЧВ В СВЯЗИ С ПРОМЕЖУТОЧНЫМИ РУБКАМИ В БУКОВО-ПИХТОВЫХ ЛЕСАХ.

5.1 Характеристика опытных объектов.

5.2 Состояние лесной подстилки, живого напочвенного покрова, и водно-физические свойства почв.

5.3 Исследования поверхностного стока и эрозии почв.

5.4 Прочностные характеристики почв и грунтов.

Вывода.

6 ЭРОЗИЯ ПОЧВ НА ТРЕЛЕВОЧНЫХ ВОЛОКАХ.

6.1 Исследование стока и эрозии при естественных ливнях.

6.2 Исследование стока и эрозии при искусственном дождевании 130 Выводы.

7 ЭКОНОМИКА ПРОМЕЖУТОЧНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ.

Выводы.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Эрозия почв в буково-пихтовых лесах, пройденных рубками промежуточного пользования на Северо-Западном Кавказе"

Актуальность темы определяется защитной ролью лесов, которые являются источниками древесины, получаемой при главном и промежуточном пользовании. При этом на водосборах может проявляться эрозия почв и др. негативные явления, которые при рубках главного пользования исследованы весьма детально (Д.Ф. Кравчинский, 1901; Г.Ф. Морозов, 1927; М.Е. Ткаченко, 1952; В.Г. Нестеров, 1954; А.В. Победенский, 1964; И.С. Мелехов, 1966; В.З. Гулисашвили, 1966; А,Ф. Поляков, 1965; В.Н. Данилик, 1972; В.Н. Дьяков, 1973; В.Г. Атрохин, 1976; Р.Г. Чагелишвили, 1979; А.П. Ливанов, 1983; Н.М. Горшенин, 1986; Horvat М. Zemljec, 1998; В.А. Гордиенко, 1999; И.П. Коваль и Н.А. Битюков, 2000; В.М. Ивонин и др, 2001).

Промежуточное пользование, объединяющее рубки ухода и выборочно-санитарные рубки, предполагает получение древесины при формировании разновозрастных сомкнутых насаждений с сохранением водоохранно-защитных функций и биоразнообразия (A Horvat, М. Zemljec, 1998; В. Zeide, 2001 и др.).

На Северном Кавказе к 100-летнему возрасту насаждения в зависимости от породного состава и условий местопроизрастания подвергаются 8^-12 циклам рубок промежуточного пользования различной интенсивности (Т.К. Солнцев и др., 2002). При этом прорубаются технологические коридоры и трелевочные волока эксплуатируются лесовозные дороги и погрузочные площадки, когда повреждается подрост и молодняк, частично или полностью нарушается подстилка и живой напочвенный покров, повреждаются почвы, активизируется эрозия.

Эколого-лесоводственные требования к промежуточному пользованию регламентированы Наставлениями по рубкам ухода (1993). Соответственно разработаны пределы допустимых воздействий лесосечных работ на лесную среду при рубках ухода (И.П. Коваль, Н.А. Битюков, 2000) при соблюдении критериев и индикаторов устойчивого управления лесами, определенных приказом б.ш. Рослесхоза № 21 от 5.02.98 г.

Однако, при промежуточном пользовании (прореживание, проходные и выборочно-санитарные рубки, переформирование и обновление насаждений) эрозионные процессы исследованы недостаточно, особенно в горных лесах Северного Кавказа.

Поэтому является актуальным изучение эрозии почв в буково-пихтовых лесах, пройденных рубками промежуточного пользования не сплошными методами на базе тракторных технологий. Это определило направление наших работ в рамках темы 11.02.01 Координационного плана Россельхозакадемии. Исследования проведены в 2001-2003 гг. на кафедре Экологии и лесных мелио-раций ФГОУ ВПО "НГМА". Эксперименты вели на землях Псебайского лесхоза Краснодарского края.

Цель и задачи исследований. Цель исследований - установить связи, определяющие показатели поверхностного стока и эрозии почв в буково-пихтовых лесах, пройденных промежуточными рубками, а так же уточнить технологии прореживания и изреживания насаждений.

Для достижения постановленной цели решались следующие задачи:

- проанализировать опыт промежуточного пользования в лесах Псебайского лесхоза;

- охарактеризовать буково-пихтовые лесные экосистемы в местах проведения промежуточных рубок;

- изучить особенности формирования стока и проявления эрозии на тракторных волоках;

- уточнить технологии промежуточных рубок для снижения их негативных экологических последствий.

На защиту выносится:

- уравнения связи показателей стока и эрозии с воздушно-сухой массой лесной подстилки и живого напочвенного покрова, плотностью слоя почв

0-20 см в буково-пихтовых лесах, пройденных рубками промежуточного пользования;

- зависимость продолжительности времени между циклами проходных рубок от коэффициентов ливневого стока, определяющая периодичность изрежива-ния буково-пихтовых древостоев;

- цикличность протекания эрозионных процессов на тракторных волоках, заключается в периодической самоотмостке (при ливнях) поверхности защитным слоем щебня и уничтожении этого слоя во время эксплуатации волоков.

Научная новизна исследований заключается в следующем:

- обнаружена цикличность протекания эрозионных процессов на эксплуатируемых тракторных волоках.

Практическая значимость работы определяется:

- характеристиками эксплуатируемых буково-пихтовых лесов (нормальное распределение площадей по бонитетам и полнотам с преимуществом насаждений МП классов бонитета и полнотой 0,5-Ю,6;

Апробация работы проводилась на Межвузовском научно-координационном Совете по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (Курск, 2003 г.); Международной конференции "Защита народно-хозяйственных объектов от воздействия селевых потоков" (Пятигорск, 2003 г.); расширенном заседании кафедры экологии и лесных мелиораций ФГОУ ВПО "НГМА" (Новочеркасск, 2004 г.).

Публикации. По материалам исследований опубликовано четыре печатных работы.

Структура работы: содержит введение, семь глав, общие выводы и предложения производству, список использованной литературы и приложения.

Объем диссертации: включает 168 страниц, в т.ч. 96 страниц машинописного текста, 37 таблиц, 54 рисунка и 18 таблиц трех приложений. Список использованной литературы включает 148 источников, в т.ч. 18 на иностранном языке.

При написании диссертации автор использовал материал лесоустройства 1997 г. Псебайского лесхоза Тамбовской экспедиции Воронежлеспроекг. Кроме этого, использованы материалы метеостанции "Псебай" (п. Андрюки) и данные искусственного дождевания, полученные автором при работе экспедиции кафедры экологии и лесных мелиораций НГМА в лесах Псебайского лесхоза (2002 г.).

Автор приносит благодарность своему научному руководителю проф. Ивонину В.М.

1 ЭРОЗИЯ ПОЧВ В ЛЕСАХ, В СВЯЗИ С РУБКАМИ ГЛАВНОГО И ПРОМЕЖУТОЧНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ

Всемирный лесной конгресс в Анталье (1987) особое внимание правительств обратил на научные исследования по результатам которых XXI век будет характеризоваться потенциальным критическим дефицитом воды, деградацией земель, наступлением пустынь и сокращением биоразнообразия экосистем, особенно в горных условиях. При этом рекомендовано в полной мере использовать экологические функции лесов, целенаправленно проводя мероприятия по сохранению целостности горных экосистем.

Экологические функции лесов (водоохранные, почвозащитные и др.) исследованы довольно подробно (П. Демонце, 1891; Ф.К. Арнольд, 1893; Г.Ф. Морозов, 1904; Д.Г. Смарагдов, 1939; В.И. Рутковский, 1949; Г.Н. Высоцкий, 1950; М.В. Рубцов, 1972; П.Н. Матвеев, 1973; А.А. Молчанов, 1973; Р.В. Опритова, 1978; А.В. Побединский, 1979; Х.Ф. Идзон, 1980; Смит X. Уильяме, 1985; А.А. Ханазаров, 1987; Н.А. Воронков, 1988; А.П. Казанкин, 1992; Ю.Н. Краснощёков, 1994; И.П. Коваль и Н.А. Битю-ков, 2000; В.М. Ивонин и др. 2001; В.А. Усольцев, 2002 и др.)

Учение о лесе, как едином целом живых организмов с территорией ими занимаемой, создал Г.Ф. Морозов (1912). В настоящее время считается, что лес - это целостная совокупность лесных древесных и иных растений, земли, животных микроорганизмов и др. природных компонентов, находящихся во взаимосвязи с внутренней и внешней средой (ОСТ 56-108-98).

На основании учения о лесе получила развитие лесная типология, как основа любого лесопользования (Г.Ф. Морозов, 1904; Е.В. Алексеев, 1928; Д.В. Воробьёв, 1953; В.Г. Нестеров, 1954; В.З. Гулисашкевич, 1964; П.С. Погребняк, 1968; В.Н. Сукачёв, 1972; И.С. Мелехов, 1976; Б.Ф. Остапенко, 1980; П.Н. Датунишвили и др., 1986 и др.).

Ресурсами лесопользования являются: промышленная древесина, древесное топливо и недревесная продукция леса, рекреация, пастбищное и охотничье хозяйство.

Однако в связи с ростом населения Земли в настоящее время изменяется отношение к лесопользованию, которое должно быть специфически целенаправленными с социальным и целевым управлением, бережным отношением к биологическому разнообразию (J.P, Kimmins, 2002).

Лесное законодательство России направлено на обеспечение рационального и не истощительного пользования лесов, их охрану, защиту и воспроизводство, исходя из принципов устойчивого управления лесами и сохранения биологического разнообразия лесных экосистем, повышения экологического и ресурсного потенциала лесов, удовлетворения потребностей общества в лесных ресурсах на основе научно обоснованного многоцелевого лесопользования.

Главным ресурсом лесопользования выступает промышленная древесина, спрос на которую не должен приводить к интенсификации технологий лесосечных и транспортных работ.

Всемирные лесные конгрессом в Анталье (1997) рекомендован комплекс мер по регулированию и сокращению глобального объема лесозаготовок:

- сокращение площадей лесов, вовлекаемых в лесопользование за счёт увеличения их удельной продуктивности;

- улучшение экологических показателей технологий лесопользования;

- экономическое стимулирование лесопользователей при внедрении экологизированных технологий лесосечных работ и транспортировки древесины; принятие правил и систем лесозаготовок (кодексов), направленных на развитие экологически безопасного лесопользования, на основе модели ФАО.

Промышленную древесину заготавливают при рубках главного пользования, негативные экологически последствия которых изложили в своих публикациях Ф.К. Арнольд (1893), Д.Ф. Кравчинский (1901), М.Е. Ткаченко (1952), Г.М. Тарасашвили (1956), А.В. Побединский (1964), А.И. Ильин (1965), Г.Т. Беленко (1971), М.В. Каневский и К.Е. Вороницин (1974),

A.С. Исаев (1979), B.C. Олийник и др. (1986), В.А. Гордиенко (1988), Н.А. Бипоков и Р.Д. Шинников (1992), М.В. Гомонай (1999), П.Я. Слабодян (2000), М.В. Adams at al. (2000) и др.

Особое внимание было обращено на изменение свойств почв на вырубках (И.И. Хуторцев, 1957; B.C. Шумаков и др., 1973, В.В. Ильинский, 1972; В.Г. Семенова, 1975; В.В. Бизюкин, 1976; В.В. Стефин, 1981 и др.).

Разрабатываются экологические требования к лесозаготовительной технике на основе исследований, проведённых как в нашей стране (М.В. Каневский и др; В.И. Исаев, 1974; М.В. Рубцов и др., 1985; Р.Д. Шинников, 1985; Г.В. Яковлев и др., 1985; А.А. Гойденко и др., 1995; В.И. Обы-денников, 1996; Г.М. Анисимов и др., 1998; В.Ф. Зинин, 2000 и др.), так и за рубежом (Христо П. Христов, 1993; J. Huang at al., 1996; Dieter F. Giefinq, 1998 и др.)

Расстраивая положительные и отрицательные моменты использования в России Канадской и Скандинавской технологий лесозаготовки,

B.А. Минаев и др. (1999) выяснили, что допустимо применение форварде-ров при валке бензопилами и хорвестеров с форвардерами при черезполос-ных рубках и отсутствии подроста.

В Португалии испытывали влияние на почву хорвестеров, форварде-ров и тросовых трелёвщиков. При этом наименьшее уплотнение почв наблюдалось у форвардеров (Femandes Horoldo Carlos, 1998).

В нашей стране валочно - трелёвочные машины и бесчекерные трелёвочные трактора преобладают физические свойства почв в связи с повышенным удельным давлением из-за большой массы навесного оборудования и нагрузки на мосты комлей (А.Н. Шабалин и др., 1981; В.И. Обыден-ников, 2002).

В США и Канаде деревья с лесосек удаляют вместе с кронами при помощи тяжёлой техники, что ведёт к уплотнению и нарушению верхних горизонтов почв, снижению инфильтрации, усилению стока и эрозии почв (Corle. David N., 1994).

На юго-востоке Австралии после лесозаготовок в сосновых и эвкалиптовых лесах почвы уплотнялись. При этом уменьшение макропорозно-сти верхних слоёв приводило к снижению аэрации и ухудшению водно -физических свойств почв (J. Hyanq at al., 1996).

Влияние лесозаготовок на микробиологические процессы в почвах бореальных лесов Канады исследовал V.G. Marshall (2000). При этом был установлен порядок убывания степени жестокости воздействия на организм почвы: сплошные рубки, равномерно-постепенные системы с расширенным оборотом рубок.

В Тасмании на вырубках и гарях установлена связь эрозии с механическим разрушением гранитных почв (Wilson Cathyd., 1999).

Аналогичные исследования в горно-таежных лесах Сибири (А. А. Ону-чин и др., 2000) показали, что вырубки вызывают более сильное увеличение стока наносов, чем гари.

В России и странах СНГ установлено, что лесозаготовки в горных лесах ведут к нарушению или уничтожению лесной подстилки, перемешиванию почвенных горизонтов, формированию техногенного микрорельефа, ухудшению водно-физических и химических свойств почв, усилению поверхностного стока и активизации эрозии (В.З. Гулисашвили, 1956; А.А. Дробиков, 1969; А.Ф. Поляков, 1965; Р.Д. Шинников, 1966; В.Н. Да-нилик, 1972; В.Н. Дьяков, 1972; Н.М. Горшенин, 1974; Р.Г. Чагелишвили, 1977; О.В. Чубатый, 1981; В.А. Гордиенко, 1986; В.И. Парпан и др., 1988;

A.А. Гойденко и Г.Т. Беленко, 1995; И.П. Коваль и Н.А. Битюков, 2000;

B.М. Ивонин и др., 2001 и др.). В буково - пихтовых лесах Северного Кавказа рекомендованы узкополосные постепенные рубки (Н.А. Недвецкий и др., 1980).

В зарубежных странах к аналогичным выводам пришли Хуан Эрреро и др. (1987), М. Ahtiainen (1994), Roben Robek at al. (1995) и др.

При этом особое внимание уделяют сосредоточению стока и усилению эрозии вдоль волоков и лесовозных дорог (Tomasic Zeljko, 1994; Iqor Potocnik, 2000; Qio Rond - zn at al., 2001).

По В.А. Гордиенко (1999), эрозия почв в горах развивается по сети магистральных пасечных волоков, поэтому способ рубок при этом большого влияния не оказывает.

На Северном Кавказе пасечные волоки - террасы, в отличие от магистральных серпантинных волоков, являются препятствием для водной эрозии и накопителями смытой почвы. На магистральном волоке снос почвы достигает максимума через два года, а спустя три года приходит некоторое уменьшение смыва почвы, т.к. сток проходит по твёрдой материнской породе (И.П. Коваль и Н.А. Битюков, 2000).

Поэтому после разработки лесосек трелёвочные волоки предложено выравнивать и устраивать на них земляные валы (высотой 0,5 - 0,6 м) и водоводы (А.П. Казанкин, 1978).

Следует учитывать, что на волоках - террасах могут возникать крутые оползневые трещины отрыва, ориентированные по простиранию полотна террас. После смещения участка полотна такие трещины образуют главный фронтальный уступ оползня. На участках волоков, направленных вдоль общего падения склонов, кроме главного, образуются ряд нижерасположенных уступов. Ступенчатость вызывает активизацию линейной эрозии (В.М. Ивонин и др., 2001).

В горах рекомендовано сочетать тракторную подтрелёвку хлыстов или сортиментов к подвесным трелёвочным установкам. Применяют самоходные канатные установки (С.В. Белов, 1985; И.С. Соколов, 1990; (М.В. Гомо-най, 1999).

В целом, для горных лесов Северного Кавказа разработаны пределы допустимых воздействий лесосечных работ на лесную среду при рубках главного пользования по которым: число повреждённых деревьев, оставленных на корню, не должно превышать на склонах крутизной до 10° - 8 %, а на склонах круче 10° - 12 % запаса; площадь сохраненного подроста после выборочных рубок не менее 70 -г 80 %, после сплошных рубок - 50 -ь 70 %; минерализация почвы - не более 15 % площади вырубки; сохранность почвенного покрова без существенных повреждений - 70 -е- 80 % площади между трелёвочными волоками; ежегодная рубка - 0,5 -П % лесопокрытой площади водосбора реки; лесистость за ревизионный период (10 лет) должна сохранятся с колебаниями ± 1 %; водоохранно-защитные функции должны стабилизироваться в букняках и пихтарниках за 25 лет, в дубравах - за 15 лет (И.П. Коваль, Н.А. Битюков, 2000).

Для соблюдения этих пределов рекомендовано в лесозаготовительном процессе использовать вертолёты (для трелёвки), что позволяет сохранять экологические функции горных лесов, расширять диапазон рубок по крутизне склона (до 40°) и доступность лесных массивов (B.C. Халявка, В.П. Заикин, 1980; B.C. Белов, 1983; В.В. Илькун, 1985; К.К. Калуцкий и др., 1988; К.П. Коваль, 1990; И.В. Коляда, 2000 и др.).

По результатам исследований Кф ВНИИЛМ, Кф ГосНИИГА и Кф ЦНИИМЭ разработаны инструкции по применению вертолётов МИ-8 (1986) и КА - 32 (1991) при трелёвке древесины в горных условиях Кавказа.

Промежуточное использование объединяет рубки ухода (осветление, прочистки, прореживание, проходные, обновления и переформирования), а также - выборочно - санитарные рубки. Их проводят для заготовки древесины в период между рубками главного пользования (ОСТ 56-108-98).

Необходимость промежуточного пользования в нашей стране обоснована в работах М.Е. Ткаченко (1955), В.З. Гулисашвили (1956), Н.П. Георгиевского (1957), П.Н. Ушатина (1962), А.В. Давыдова (1971), С.В. Белова (1988), А.П. Ливанова (1983), Е.И. Зеленко (1994), С.Н. Сеннова (2001) и др.

В горных лесах Западной Европы в результате рубок ухода формируют разновозрастные сомкнутые насаждения с сохранением биоразнообразия и водоохранно-защитных функций (A. Horvat, М. Zemljec, 1998).

В США представлены преимущества и недостатки различных рубок, сочетающих получение древесины с сохранением биоразнообразия и водо-охранно - защитных функций лесов ( В. Zeide, 2001). При этом установлено, что даже рубки ухода негативно влияют на почву (Дж. Г. Айер и С.А. Уайльд, 1975).

Влияние равномерно - постепенных рубок на разнообразие видов в буковых лесах Японии исследовано T.Naqaike at al. (1999).

В Венесуэле 30-ти летние циклы проходных рубок при заготовке 45 60 м3/га не обеспечивали устойчивости лесов. Стабильный выход продукции возможен при 60 -та летнем цикле рубок (L. Kammesheidt at al., 2001).

В хвойно-широколиственных лесах России создание наиболее устойчивых разновозрастных насаждений достигается проведением рубок переформирования, при которых в течение длительного периода времени за несколько приёмов рубок ухода одновозрастные насаждения переводят в разновозрастные (В.И. Желдак и др., 1994).

В горах, на склонах круче 40° при рубках обновления предложено вырубать старые деревья куртинами, площадью от 0,16 до 0,6 га с вертолётной трелёвкой древесины (Е.И. Зеленко, 1994).

Однако новые виды рубок - обновления и переформирования, внедряют при использовании средоразрушительных технологий на базе гусеничных тракторов в горных лесах любой категории защищенности (В.А. Гордиенко, 1999).

На Северном Кавказе к 100-летнему возрасту насаждения в зависимости от условий произрастания и природного состава подвергаются 8-12 циклам рубок ухода различной интенсивности. Для этого прорубают просеки, трелевочные волоки и трассы канатных установок, когда частично или полностью уничтожается лесной покров (Т.К. Солнцев и др., 2002).

В горных лесах западной Европы в результате рубок ухода формируют разнообразные сомкнутые насаждения с сохранением биоразнообразия и водоохранно-защитных функций (A. Horvat, М. Zemljec, 1998).

Пределы допустимых воздействий лесосечных работ на лесную среду при рубках ухода включают следующие нормативы (И.П. Коваль, Н.А. Битюков, 2000): число повреждённых деревьев при осветвлениях и прочистках не должно превышать 2 %; прореживаниях, проходных рубках и санитарных рубках - 3 % оставленных деревьев; площади технологических коридоров при проходных рубках - до 15 %, выборочных санитарных до 7 % площади лесосеки; площадь погрузочных пунктов не должна быть более 0,2 га, их общая площадь на лесосеке до 10 га - не более 4 %, свыше 10 гане более 2 %; площади лесосеки; минерализованная почва при осветлениях и прочистках - до 10 %; прореживаниях, проходных и санитарных рубках -до 15%; площади лесосеки; сохранность подроста и молодняка на склонах крутизной до 10° - 80 % зимой и 70 % летом, на склонах круче 10° - 70 и 60 % соответственно (без учёта волоков); площадь ежегодных рубок, связанных с трелёвкой не должна превышать 1 % лесопокрытой площади водосбора реки, а площадь ежегодного ухода за молодняком (осветления и прочистки) -до 2 %.

Следует отметить, что не приемлемо предложение А.П. Казанкина (1978) о выравнивании трелёвочных волоков и устройстве на них земляных валов для лесов пройденных промежуточными рубками. Заготовку древесины проводят также при прочих рубках. Эти рубки могут быть связанными и не связанными с ведением лесного хозяйства. В последнем случае - это расчистка лесных площадей под строительство, разрубка трасс трубопроводов, ЛЭП и др. На таких вырубках эрозия почв особенно активна. Мелиоративные мероприятия на участках трасс трубопроводов, ЛЭП и т.п. должны быть направлены на создание мульчирующего слоя на поверхности нарушенных почв и улучшения их физико-механических свойств за счёт внесения мелиорантов (В.М. Ивонин, И.В. Коляда, 2003).

В целом, приказом б.ш. Рослесхоза № 21 от 5.02.98 г. определены критерии и индикаторы устойчивого управления лесами.

Для горных территорий основные условия лесных пользований определяются следующими критериями (Т.К. Солнцев и др., 2002):

- экологический потенциал водосбора, определяемый масштабами влияния леса на окружающую среду;

- уровень и динамика лесистости водосбора в связи с рубками (с определением фактической и критической лесистости определяется стратегия лесопользования);

- качественная продуктивность насаждений, определяется породным составом, продуктивностью и санитарным состоянием;

- возрастная структура насаждений с количественным индикатором, характеризующим соотношение площадей различных возрастных групп;

- размер лесопользования (главное, промежуточное, побочное и рекреационное) на водосборе - в основном размер рубок леса;

- биоразнообразие лесных экосистем.

Таким образом, эрозия лесных почв сильно проявляется на водосборах в результате главного и некоторых видов рубок промежуточного пользования. Если при главном пользовании эрозионные процессы изучены довольно детально, то при промежуточном (прореживание, изреживание и выборочные санитарные рубки) данных таких исследований не достаточно, особенно в горных лесах. Поэтому является актуальным изучение эрозионных процессов в горных лесах, пройденных рубками промежуточного пользования не сплошными методами на базе тракторных технологий.

Особое внимание следует обратить на эрозию почв, спровоцированную нарезкой и эксплуатацией технологических коридоров, волоков и лесовозных дорог.

Заключение Диссертация по теме "Мелиорация, рекультивация и охрана земель", Жарков, Павел Анатольевич

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В горных эксплуатируемых лесах Псебайского лесохозяйственного района Северного Кавказа соответствует нормальному распределение площадей по классам бонитета и полнотам для групп хвойных и твердолиствен-ных пород, а также для основных пород в группах (пихта кавказаская и бук восточный). Основные площади заняты насаждениями I-III классами бонитета с полнотой 0,5-Ю,6.Приспевающие насаждения занимают около 10 % площади, что в будущем скажется на снижение расчетной лесосеки, которая в настоящее время определяется рубками (прореживания, проходные, выборочные санитарные и обновления).

2. В свежих и влажных условиях местопроизрастания с достаточно мощными и богатыми почвами в возрасте до 270 лет буково-пихтовые насаждения образованы несколькими поколениями с общими запасами древесины достигающими 570-Н530 м3/га и жизнеспособным подростом ценных пород. На месте вырубок возникли вторичные леса с участием в составе (кроме бука и пихты) березы, ольхи, граба и ивы.

3. Периодическое изреживание буково-пихтовых насаждений старше 50 лет с выборкой приспевающих и спелых деревьев и использованием при трелевке гусеничных тракторов приводит к деградации экосистем: доминирование в составе малоценных видов, подавление подлеска, угнетение подроста бука и пихты, активизация эрозионных процессов.

4. В буково-пихтовых лесах, после проведения всех циклов промежуточных рубок, формируется порослево-семенное насаждение 45+50-летненго возраста с участием в составе единичных деревьев бука или пихты (120-^150 лет). На вырубках прошлых лет происходит куртинное (из подроста) возобновление пихты.

0,05+1,3 т/га. На магистральных эксплуатируемых волоках лп и жгп отсутствуют. Сохранность лп и жнп связана с водно-физическими свойствами почв.

6. Плотность верхних слоев почв на вариантах исследовали во влажном состоянии и изменяется от 1,13 до 2,06, а в абсолютно сухом состоянии - от 0,64 до 1,80 г/см3. Низкие значения плотности на отдельных вариантах объясняются заторфованностью почв, а высокие - их приуроченностью к магистральным волокам и лесовозным дорогам.

9. Уплотнение почвы и снижение пористости ведет к усилению сцепления между почвенными частицами. При этом эрозия почв усиливается за счет возрастания стока, а затем уменьшается (за счет усиления сцепления при коэффициентах стока близких к единице). Коэффициенты трения при уклонах более 0,2126 определяют устойчивость склонов при водонасыщении буроземов.

10. Нарезка и эксплуатация тракторных волоков приводит к переуплотнению нарушенных бурых лесных щебенистых почв, увеличению и сосредоточению стока ливневых вод, усилению эрозии, зависящей не столько от ударного воздействия капель, сколько от гидравлических характеристик потоков, формирующихся по колее. При этом эрозия сдерживается самоотмо-сткой поверхности слоем щебня, который может быть уничтожен в процессе эксплуатации волоков. Самоотмостка и уничтожение этого защитного слоя определяет цикличность эрозионного вреза волоков.

11. При достижении днища волока материнской породы (пласты мергеля и др.) эрозионный врез проявляется лишь в местах перетирания гусеницами трактора поверхности обнаженных слоев полускальной породы, где она превращается в глинистую и выносится по уклону при очередных периодах стока. В результате днище волока принимают сложный поперечный профиль -выпуклый в середине и вогнутый - у оснований противоположных откосов.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Жарков, Павел Анатольевич, Новочеркасск

1. Айер Дж. Г., Уайльд С. А Рубки ухода и их влияние на почву и древостой //Лесоведение, 1975, № 4. С. 37-43.

2. Алексеев Е.В. Типы Украинского леса Правобережье. Изд. 2-е, Киев: Книгсгплка, 1928. 120 с.

3. Алексеев С.В., Молчанов А. А. Выборочные рубки в лесах Севера. М.: АН СССР, 1954. - 148 с.

4. Анисимов Г.М., Большаков Б.М. Новые концепции теории лесосечных машин. СПб: Изд-во СПб ЛТА, 1998. - 113 с.

5. Арнольд Ф.К. Русский лес. т. 1 Изд. 2-е СПб: Изд-во Маркса А.Ф., 1893.- 705 с.

6. Белов С.В. Лесоводство: Учебное пособие для вузов. М., 1983. - 352 с.

7. Бизюкин В.В. Экологические условия на вырубках различной интенсивности // Материалы Всесоюз. совещания по водоохранно-защитной роли горных лесов. Красноярск, 1976. С. 33-36.

8. Битюков Н.А., Шинников Р.Д. Влияние лесопользования на сток р. Белой (Северный Кавказ) // Лесоведение, 1992, № 2. С. 39-49.

9. Веселое ИВ. Смешанные леса из пихты и бука на Северном Кавказе и их биологическая продуктивность. Краснодарское книжное изд-во, 1973.-210 с.

10. Ю.Воробьев Д.В. Типы лесов Европейской части СССР. Киев: АН УССР, 1953.-449 с.

11. Воронков НА Роль лесов в охране вод. Л: Гидрометеоиздат, 1988. -286 с.

12. Высоцкий Г.Н. Учение о влиянии леса на изменение среды его произрастания и на окружающее пространство (учение о лесной пертиненции).- М.-Л.: Гослесбумиздат, 1950. 104 с.

13. Гвоздецкий НА, Смагина Т. А. Физико-географическое районирование // Природные условия и естественные ресурсы. Изд-во Ростовского университета, 1986. С. 300-338.

14. Георгиевский Н.П Рубки ухода за лесом Проблема повышения продуктивности лесов, т. 1. M.-JL: Гослесбумиздаг, 1957. - 142 с.

15. Гойденко А.А., Беленко Г.Т. О воздействии ходовых систем лесозаготовительной и лесохозяйственной техники на лесные почвы // Экология и мы. Мат-лы республ. конфер. по охране природы. Майкоп, 1995. С. 100-102.

16. Гольштейн М.Н. К вопросу о возникновении селевых потоков // Защита железных дорог от селевых потоков. Труды совещания в г. Тбилиси в апреле 1961 г.). М, 1962. С. 172-180.

17. Гомонай М.В. Лесозаготовки и переработка древесины: эффективные технологические решения // Лесная промышленность, 1999, № 1. С. 12-13.

18. Гордиенко В.А. Внедрение средосберегающих технологий на горных лесозаготовках // Лесное хозяйство, 1988, № 10. С. 8-9.

19. Гордиенко В. А Проблемы рубок в горных лесах Северного Кавказа // Лесное хозяйство, 1999, № 1. С. 39-40.

20. Гордиенко В.А. Рубки главного пользования в горах // Лесная промышленность, 1986, № 10. С. 20-21.

21. Горшенин Н.М. Эрозия горных лесных почв и борьба с ней. М, 1974. -126 с.

22. Гроссгейм А.А., Сосновский ДИ. Опыт ботанико-географического районирования Кавказского края. Тифлис, 1928. - 315 с.

23. Гулисашвили В.З. Природные зоны и естественно-исторические области Кавказа М : АН СССР, 1964. - 328 с.

24. Гулисашвили В.З., Махатадзе Л.Б., Прилепко Л.И. Растительность Кавказа М.: Наука, 1975. - 233 с.

25. Гулисашвили В.З. Горное лесоводство. М: Гослесбумиздаг, 1956. 354 с.

26. Давыдов А.В. Рубки ухода за лесом. М.: Лесная промышленность, 1971.- 183 с.

27. Данилик В.Н. О влиянии рубок главного и промежуточного пользования на водоохранно-защитную роль горных темнохвойных лесов Среднего Урала// Леса Урала и хозяйствование в них, 1972. Вып. 6

28. Датунишвили П.Н., Махтадзе Л.Б., Михайлов Ю. Д Экологические основы организации хозяйства в горных лесах. М., 1986. - 160 с.

29. Демонце П. Практическое руководство к облесению и задернению гор. Пер. с франц. Тифлис, 1891. - 394 с.

30. Дробиков А.А. Изменение водного режима рек под влиянием рубок леса // Почвоведение, 1969, № 6. С. 33-37.

31. Дубах А. Д. Лес как гидрологический фактор. М.-Л.: Гослесбумиздат, 1951.-156 с.

32. Дьяков В. А. Особенности эрозионных процессов при лесозаготовительных работах в Карпатах // Лесоводство и агролесомелиорация. Вып. 31. Киев, 1972. С. 78-83.

33. Емельянова Е.П Основные закономерности оползневых процессов. -М., 1972. 310 с.

34. Желдак B.R, Неженец АН, Янчук В.Ф. Сохранение и обновление насаждений функционального назначения // Лесохозяйственная информация, 1994, №8. С. 17-19.

35. Зеленко Е.И О проходных и санитарных рубках в горных лесах // Ведение хозяйства в горных лесах. Сборник научных трудов НИИгорлесэ-кол. Сочи, 1994. С. 44-49.

36. Зб.Зинин В.Ф. Конструктивные особенности тракторных трелевочных устройств для проведения рубок ухода за лесом // Лесохозяйственная обзорная информация, 2000, № 5. С. 25-30.

37. Иванюта В.М., Кожухов Н.И., Моисеев Н.А. Экономика лесного хозяйства: Учебник для вузов. М., 1983. - 272 с.

38. Ивонин В.М., Коляда И.В. Сток и эрозия почв на вырубках в горных лесах // Лесное хозяйство, 2003, № 4. С. 35-39.

39. Ивонин В.М., Тертерян В.А, Водяной С.М. Эрозия почв на вырубках горных склонов. Под ред. В.М. Ивонина. Ростов-на-Дону: Изд-во СКНЦ ВШ, 2001. - 152 с.

40. Идзон П.Ф, Лес и водные ресурсы. М, 1980. - 152 с.

41. Ильин А.И. Способы рубок и восстановления в горных лесах Северного Кавказа // Труды Тбилисского института леса. т. 14. Тбилиси, 1965. С. 87-96.

42. Ильинский В.В. Изменение свойств почв на вырубках // Научные труды МЛТИ. Вып. 40.-М., 1972. С. 124-133.

43. Илькун В.В. Технологии вывозки древесины с горных лесосек вертолетами // Применение авиации в народном хозяйстве. Труды НИИГА. Вып. 242.-М., 1985. С. 96-106.

44. Инструкция по заготовке леса с применением вертолета Ка-32 в горных условиях Кавказа. М: Гослесхоз СССР, 1991. - 47 с.

45. Инструкция по заготовке леса с применением вертолета МИ-8 в горных условиях Кавказа М.: Гослесхоз СССР, 1986. - 44 с.

46. Исаев А.С. Изменение экологической среды в результате сплошных рубок леса // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем, т. 2. Я: Гидрометеоиздат, 1979. С. 249-257.

47. Исаев В.И. Влияние новых лесозаготовительных машин на восстановление леса // Проблемы лесовосстановления. Всесоюзная научн. конференция. Тезисы докладов пленарного заседания и секции естественного возобновления. М.: МЛТИ, 1974. С. 88-89.

48. Итоги XI Всемирного лесного конгресса М.: ВНИИЦлесресурс, 2000. -128 с.

49. Казанкин А.П Лесистость водосборов и сток горных рек Северного Кавказа//Лесоведение, 1992, № 6. С. 56-63.

50. Казанкин А.П. Методические указания по предотвращению эрозии почвы на трелевочных волоках в горных условиях. Сочи: Гослесхоз СССР, 1978. -8 с.

51. Калуцкий К.К., Лекаркин Ю.Я., Джапаридзе Т.М. Технология горных лесозаготовок с применением на транспортировке древесины вертолетов // Лесное хозяйство, 1988, № 6. С. 45-47.

52. Каневский MB., Вороницин К.И. Лесозаготовки в горных районах СССР и за рубежом. М., 1974. - 384 с.

53. Коваль И.П. Освоение лесных ресурсов горных территорий и охрана среды // Экологические проблемы горных лесов Северного Кавказа Сборник научных трудов. М., 1990. С. 3-12.

54. Коваль И П., Битюков НА. Экологические функции горных лесов Северного Кавказа М.: ВНИИЦлесресурс, 2000. - 480 с.

55. Колаковский А.А. Ботанико-географическое районирование Колхиды // Труды Сухумского ботанического сада Вып. XI, 1958. С. 141-196.

56. Коляда ИВ. Особенности технологии вертолетной трелевки в горных лесах // Защитное лесоразведение и перспективы его развития в Южном Федеральном округе, ч. 1. Новочеркасск, 2000. С. 116-129.

57. Кравчинский ДФ. О последствиях сплошных рубок в еловых и лиственных лесах средней и северной России. СПб, 1901. - 31 с.

58. Краснодарский край. Республика Адыгея. Общегеографический региональный атлас. Изд. 2-е, дополненное. М.: ВТУ ГШ, 2001. -112 с.

59. Краснощекое Ю.Н. Почвозащитная роль горных лесов Монголии // География и природные ресурсы, 1994, № 2. С. 44-49.

60. Ливанов А.П. Эксплуатация горных лесов. М, 1983. - 383 с.

61. Литвин Л.Ф. География эрозии почв сельскохозяйственных земель России. М.: ИКЦ " Академкнига", 2002. - 255 с.

62. Ломтадзе В.Д Инженерная геология. Инженерная геодинамика. М.: Недра, 1977.-479 с.

63. Мальцев М.П. Бук и его восстановление. Майкоп: Адыгейское отд. Краснод. книж. изд-во, 1988.-232 с.

64. Мамедов Т.М. Селевые потоки и лесоводственные меры борьбы с ними. M.-JL: Гослесбумиздат, 1960. - 90 с.

65. Маслов КН. Условия устойчивости склонов и откосов в гидроэнергетическом строительстве. М.-Л., 1955. - 467 с.

66. Матвеев П.Н. Гидрологическая роль еловых лесов Тянь-Шаня. Фрунзе: Илим, 1973. - 72 с.

67. Мелехов И. С. Лесная типология: Учебное пособие. М., 1976. - 72 с.

68. Молотков П.И., Поляков А.Ф. Рубки главного пользования в горных лесах Закарпатья // Лесное хозяйство, 1955, № 11. С. 7-11.

69. Молчанов А. А Влияние леса на окружающую среду. М.: Наука, 1973. -410 с.

70. Морозов Г.Ф. О типах насаждений и их значении в лесоводстве // Лесной журнал, 1904. Вып. 1. С. 6-25.

71. Морозов Г.Ф.Учение о лесе. Вып. 1. Введение в биологию леса СПб, 1912. 84 с.

72. Наставления по рубкам ухода в горных лесах Северного Кавказа М., 1993.-80 с.

73. Недвецкий НА, Дробиков А.А. Узкополосные постепенные рубки в буково-пихтовых лесах Северного Кавказа // Проблемы горных лесов Северного Кавказа Сборник научных трудов ВНИИЛМ. Вып. 15. М., 1980. С 9-15.

74. ОСТ 56-108-98. Стандарт орасли. Лесоводство. Термин и определения. Дата введения 1.01.1999. 56 с.

75. Остапенко Б.Ф. Классификация типов леса и лесогипологическое районирование северного склона Большого Кавказа // Лесотипологические исследования. Труды Харьковского СХИ. т. 22. Харьков, 1968. С. 45100.

76. Парпан В.И., Олийник B.C., Кудря B.C. Повреждение почвы при разных способах трелевки леса в Карпатах// Лесное хозяйство, 1988, № 1. С. 28-30.

77. Победенский А В. Водоохранная и почвозащитная рль лесов. М: Лесная промышленность, 1979. - 174 с.

78. Побединский А.В. Рубки главного пользования. М.: Лесная промышленность, 1964. - 208 с.

79. Погребняк П.С. Основы лесной типологии. Киев, 1955. - 456 с.

80. Поляков А.Ф. Влияние главных рубок на почвозащитные свойства буковых лесов. М, 1965. - 175 с.

81. Пояснительная записка к проекту организации и ведения лесного хозяйства Псебайского лесхоза Краснодарского управления лесами. Тамбов: Тамбовская экспедиция Воронежлеспроект, 1998. - 164 с.

82. Проект организации и ведения лесного хозяйства Псебайского лесхоза Краснодарского управления лесами, т. III. Таксационное описание Со-леновского лесничества Тамбов, 1998. - 492 с.

83. Проект организации и ведения лесного хозяйства Псебайского лесхоза Краснодарского управления лесами, т. III. Таксационное описание Кировского лесничества. Тамбов, 1998. - 305 с.

84. Проект организации и ведения лесного хозяйства Псебайского лесхоза Краснодарского управления лесами, т III. Таксационное описание Мало-Лабинского лесничества, 1998.

85. Рахманов В.В. Водоохранная роль лесов. М.: Гослесбумиздаг, 1962. -235 с.

86. Рощин Н.И. Влияние лесной подстилки на предупреждение смыва почв // Борьба с эрозией почв в СССР. т. 55. - М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1938. С. 62-84.

87. Рубцов М.В. Защитно-водоохранные леса М.: Лесная промышленность, 1972.-119 с.

88. Рубцов М.В., Дерюгин А.А., Гурцев В.И. Влияние лесозаготовительной техники на почву и сохранность подроста // Лесное хозяйство, 1985, № 6. С. 36-38.

89. Рутковский В.И. Гидрологическая роль леса М, 1949. - 36 с.

90. Саваренский Ф.П. Инженерная геология. 2-е изд. М, 1939. - 488 с.

91. Санитарные правила в лесах Российской Федерации. М., 1998. - 25 с.

92. Сафронов И.Н. Геоморфологическое районирование // Природные условия и естественные ресурсы. — Изд-во Ростовского университета, 1986. С. 69-78.

93. Семенова В.Г. Влияние рубок главного пользования на почвы и круговорот веществ в лесу. М., 1975. - 184 с.

94. ЮЗ.Сеннов С.Н. Результаты длительных опытов с рубками ухода за лесом // Лесное хозяйство, 2001, № 2. С. 28-29.

95. Смарагдов Д.Г. Водоохранная роль леса // Труды ВНИИЛХ, 1939. Вып. 8. С. 5-26.

96. Смит X. Уильяме. Лес и атмосфера. Взаимодействие между лесными экосистемами и примесями атмосферного воздуха. Пер. с англ. — М., 1985.-430 с.

97. Соколов И С. Освоение и перспективы трелевки древесины канатными установками // Экологические проблемы горных лесов Северного Кавказа Сборник научных трудов. М, 1990. С. 39-44.

98. Солнцев Г.К., Коваль И. П. Битюков К А. Устойчивое управление лесами горных территорий // Лесохозяйственная информация ВНИ-ИЛМ, 2002, № 6. С. 44-57.

99. Справочник лесотаксационных нормативов для Северного Кавказа -М: ВНИИЦлесресурс, 1995. 152 с.

100. Тарасашвили Г.М. Матариалы по влиянию систем рубок на водоохранные и защитные свойства лесов Грузии // Труды института леса АН ГрССР, т. 6,1956. С. 301-350.

101. Ткаченко М.Е. Общее лесоводство. М., 1952. - 600 с.

102. Усольцев В.А. Фитомасса лесов Северной Евразии: нормативы и элементы географии. ЕкатеринбургУрЩ РАН, 2002. - 762 с.

103. Ушатин ПН. Основы организации лесного хозяйства в горных лесах СССР. М: Гослесбумиздат, 1962. - 201 с.

104. Пб.Ханазаров А.А. Эрозия почв и лесомелиорация в горах. М.: Лесная промышленность, 1983. - 127 с.

105. Холявко B.C., Заикин В.П. Воздушная трелевка леса // Проблемы горных лесов Северного Кавказа Сборник научных трудов ВНИИЛМ. Вып. 15.-М., 1980. С. 17-22.

106. Христов Христо П. Повреди върху подроста и почвата при главно пол-зване в буковите гори // Наука гората, 1993,30, № 4. С. 27-36.

107. Хуторцев И.И. Материалы изучения водоохраннопочвозащитной роли горных буковых и пихтовых лесов Северо-Западного Кавказа // Труды Кавказского госзаповедника, 1969. Вып. 9. С. 312-415.

108. Чубатый О.В. Ведение хозяйства по водосборам в горных лжах Карпат // Лесоведение, 1981, № 1. С. 3-11.

109. Чупахин В.М. Физическая география Северного Кавказа Росгов-на-Дону: Изд-во Ростовского университета, 1974. - 196 с.

110. Шабалин А Н. Замятин Л. А. Система машин дня трелевки леса // Лесная промышленность, 1981, № 4. С. 26-27.

111. Шинников Р.Д. Влияние самоходных канатных установок на лесную среду при рубках главного пользования // Тезисы докладов XXI сессии Совета ботанических садов. Тбилиси, 1985. С. 33-34.

112. Шинников Р.Д. Экспериментальные рубки в буковых насаждениях и их влияние на возобновление и эрозионные процессы // Охрана и рациональное использование лесов Черноморского побережья Кавказа. Труды КФ ВНИИЛМ. Вып. 11. М, 1966. С. 15-21.

113. Шгифферс ЕВ. Растительность Северного Кавказа и его кормовые угодья. М.: АН СССР, 1953. - 373 с.

114. Эрреро X., Мельчанов В. И, Плансессия Т. Влияние рубок на водоох-ранно-защитную роль горных лесов Кубы // Лесоведение, 1987, № 5. С. 29-35.

115. Яковлев Г.В., Увакин М.И. Влияние лесозаготовительной техники на водно-физические свойства почвы // Лесное хозяйство, 1985, №2. С. 30-33.

116. Adams MB., Burger J.A, Jenkins А.В., Zelazny L. Impact of harvesting and atmospheric pollution on nutnent depletion of eastern US hardwood forests // Forest Ecol. and manag., 2000,138, № 1-3. P. 301-319.

117. Carle David N. Whole-tree logging. Vacuuming the northern forests // Wild Farth., 1994,4, № 1. P. 35-37.

118. Femandes Haroldo Carlos, da Vitoria Edney Leandro. Avaliacao dos niveis de compactaco de um solo florestal em relacao a trafega bilidade das magui-nas // Pev. Arvore / SIF, 1998, 22, № 4. P. 251-526.

119. Flanagan D.C., Nearing M.A. WEPP Water Erosion Prediction Project: Hillsbope, profile and watershed model documentation. NSERL Peport, № 10. - West Lafayette, 1995. - 1196 p.

120. Giefing Dieter F. Einflub des Holzeinschlryes auf die Vmwelt. // Forstl For-schungsber. Munchen: Schriftenreihe der Forstwissenschaftlichen Fakultat der Vniversanstalt fur Wald und Forstwirtschaft, 1998, № 174. S. 8-14.

121. Horvat A., Zemljic M. Protierozijska vloga gorskega gozda // Gor gord: Zb. ref. 19 Gord, stud, dnevi, Logarska dolina, 26-27 mares, 1998. Ljubljana, 1998. C. 412-424.

122. Huang J., Lacey S.T., Ryan P.L. Impact of forest harvesting on the hydraulic properting of surface soil // Soil Sci., 1996,161, № 2. P. 79-86/

123. Kammesheidt Ludwig, Kohler Peter, Huth Andreas. Sustainable timber harvesting in Venezuela: A modeling approach //J. Appl. Ecol., 2001, 308, № 4. C. 756-770.

124. Kimmins (Hamish) J.P. Future shock in forester // Forest Chzon., 2001, 78, № 2. P. 263-271.

125. Nagaike Takuo, Kamitani Nomohiko, Takashizuka Tohzu. The effect of sheltezwood logging on the diversity of plant species in a beech (Fagus cre-nata) forest in Japan // Forest Ecol. and Manag., 1999, 118, № 1-3, P. 161171.

126. Potocnik Igor. Optimalno vzdrzevamje gozdnih cest // Nova znanja v goz-darstvu-prispevek visokega solstva: Zhornik referatov 20 studijskih dni Kranjska gora, 11-12 maj, 2000. Ljubljana, 2000. P. 229-242.

127. Qio Rong-zu, Fan Jing-wu, Xu Shao-hong, Lin Bi-hui, Kang Wen-he. Fu-jian linxulyuan xuebao //J. Fujian Coll. Forest, 2001,21, № 1. P. 24-27.

128. Wilson Cathy J. Effects of logging and fire on runoff and erosion on highly erodible granitic Soil in Tasmania // Water Resour. Res., 1999, 35, №11. C.3531-3546.

129. Wishmeier W.H., Smith D.D. Prediction rainfall erosion losses // Agric. Handbook. Washibgton, 1978, № 537. - 65 p.

130. Zeide Boris Thinning and growth: A full turnaround // J. Forest, 2001, 99, № 1. P. 20-25.

131. Zelko Tomasis. Vtjecaj uzduznog nagiba traktorske viake na promjenu prodirng otpora Ha uslijed sabijanja cestica podloge kotacima traktora i vucenim teretom // Meh. sum., 1994,19, № 4. p. 233-246.

Информация о работе

Жарков, Павел Анатольевич
кандидата сельскохозяйственных наук
Новочеркасск, 2004
ВАК 06.01.02

Диссертация

Эрозия почв в буково-пихтовых лесах, пройденных рубками промежуточного пользования на Северо-Западном Кавказе - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы