Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Фитомасса и пространственное распределение живого напочвенного покрова сосняков зеленомошной группы типов леса Марийского Заволжья

ВАК РФ 06.03.02, Лесоустройство и лесная таксация

Автореферат диссертации по теме "Фитомасса и пространственное распределение живого напочвенного покрова сосняков зеленомошной группы типов леса Марийского Заволжья"

На правах рукописи

Власова Наталия Александровна

ФИТОМАССА И ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЖИВОГО НАПОЧВЕННОГО ПОКРОВА СОСНЯКОВ ЗЕЛЕНОМОШНОЙ ГРУППЫ ТИПОВ ЛЕСА МАРИЙСКОГО ЗАВОЛЖЬЯ

Специальность 06 03 02 «Лесоустройство и лесная таксация»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Йошкар-Ола 2007

003060623

Работа выполнена на кафедре лесной таксации и лесоустройства Марийского государственного технического университета

Научный руководитель- доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Курбанов Эльдар Аликрамович

Официальные оппоненты доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Пчелин Виктор Ильич

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Габделхаков Айдар Кавилович

Ведущая организация Нижегородская государственная

сельскохозяйственная академия

Защита состоится «28» июня 2007 года в ^ часов оо минут на заседании диссертационного совета Д 212 115 03 в Марийском государственном техническом университете по адресу 424000, Республика Марий Эл, г. Йошкар-Ола, пл Ленина, 3, МарГТУ, факс (8362) 41-08-72

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Марийского государственного технического университета

Автореферат разослан ¿8 мая 2007 года

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук, профессор

Ю П Демаков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последние годы во всем мире растет поток публикаций, связанных с исследованиями всех ярусов лесных насаждений, что обусловлено его важностью при оценке депонирования углерода в рамках Киотского протокола и сохранения (приумножения) биоразнообразия лесных экосистем в связи с международной конвенцией по биологическому разнообразию Для России актуальность исследования живого напочвенного покрова (ЖНП) обусловлена еще и тем, что в последние годы возрастает сбор населением лесных ягод и лекарственных растений

Проведенный анализ литературы показал, что существующие оценки запасов ЖНП в России не учитывают ряд вопросов, которые могут затрагивать ключевые моменты вышеназванных международных соглашений В частности, недостаточно исследовано пространственное распределение ЖНП по площади насаждения, которое может играть важную роль при оценке биоразнообразия лесной экосистемы Кроме того, важно учитывать региональные особенности распределения ЖНП и интенсивность ведения лесного хозяйства на этих территориях

Актуальность проведенных исследований и повышения точности оценок запасов ЖНП в лесных экосистемах России подтверждают Федеральная целевая программа «Леса России» (1997), «Концепция устойчивого управления лесами РФ» (1998), «Концепция развития лесоустройства» (2000), новый Лесной кодекс РФ (2007)

Работа выполнялась в рамках федеральной целевой научно-технической программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» на 2002-2006 годы (государственный контракт № 02 442 11 7325 на выполнение научно-исследовательской работы «Углерододепонирующие насаждения в Поволжье оценка и перспективы создания»)

Цель и задачи исследования. Главная цель работы - определить закономерность накопления фитомассы ЖНП в сосняках зеленомошной группы типов леса естественного происхождения Марийского Заволжья, для выполнения которой решаются следующие задачи

• совершенствовать методику сбора экспериментального материала по изучению ЖНП,

• определить наличный запас фитомассы ЖНП в сосняках различных типов леса,

• составить местные нормативы оценки фитомассы ЖНП на уровне насаждения,

• изучить особенности пространственного распределения различных видов растений ЖНП сосновых насаждений для трех уровней приближения (площадка, лента, выдел),

• определить видовое разнообразие ЖНП сосняков,

• подготовить предложения по использованию результатов исследований на производстве

Научная новизна работы. Для Марийского лесного Заволжья усовершенствована и апробирована методика сбора экспериментального материала по живому напочвенному покрову с использованием современных цифровых технологий Выполнена оценка пространственного распределения ЖНП в сосновых насаждениях исследуемого региона Разработаны модели связи фитомассы ЖНП сосняков зеленомошной группы типов леса с полнотой и составом древостоя Составлены местные таблицы наличного запаса фитомассы ЖНП в сосняках естественного происхождения Марийского Заволжья по классам возраста и бонитета насаждений

Объекты и предмет исследования. Объектами исследования явились сосновые насаждения зеленомошной группы типов леса естественного происхождения, произрастающих в различных условиях на территории Марийского Заволжья

Основные методы исследований. Метод пробных лесоустроительных площадей, методы математической статистики, многофакторное линейное и нелинейное моделирование, пространственный анализ

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1 Методика закладки пробных площадей по оценке фитомассы ЖНП сосновых насаждений

2 Пространственное распределение отдельных видов растений и микроассоциаций ЖНП сосновых древостоев

3 Закономерности накопления фитомассы ЖНП в различных условиях местопроизрастания

4 Математические модели связи фитомассы ЖНП соснового насаждения с его основными таксационными показателями

Практическая значимость полученных результатов. Полученные данные представляют практический интерес для более совершенных оценок общего запаса фитомассы сосновых насаждений в Марийском Заволжье Разработанные таблицы ЖНП могут использоваться при лесоустройстве лесов региона, а исследования имеют методическое и

нормативно-справочное применение при проведении лесоучетных, научных и лесохозяйственных работ Результаты работы могут быть использованы при осуществлении лесного мониторинга, реализации лесохозяйственных мероприятий по повышению продуктивности, сохранению и приумножению биоразнообразия, комплексному использованию лесных ресурсов, создании баз данных по запасам углерода в лесах России Практические и теоретические результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс и НИР в МарГТУ

Достоверность и обоснованность выводов подтверждаются на экспериментальном материале 45 пробных площадей, репрезентативно представляющих объект исследования, применением комплексного подхода к реализации поставленных задач Достоверность полученных моделей доказана соответствующими статистическими критериями

Личный вклад соискателя. Основная часть экспериментального материала собрана лично автором (1998-2006 гг) или при ее участии Автор принимала непосредственное участие в составлении методики исследований, провела обработку полевых данных и математико-статистический анализ, сделала выводы и предложения

Апробация работы. Основные положения диссертации представлены и обсуждены на всероссийской конференции «Современные проблемы почвоведения и экологии» (Йошкар-Ола, 2006), международной конференции «Кадровое и научное сопровождение устойчивого управления лесами состояние и перспективы» (Йошкар-Ола, 2005), международной конференции «Современные проблемы моделирования лесных экосистем» (Вена, Австрия, 2004), международном семинаре ассоциации «Парки и рекреация» (Висконсин, США, 2002), международном семинаре «Глобальное потепление и леса Поволжья» (Йошкар-Ола, 2001), региональной конференции «Современные проблемы учета и рационального использования лесных ресурсов» (Йошкар-Ола, 1998), внутривузовских научно-технических конференциях (Йошкар-Ола, 2000, 2003-2007)

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 8 работ, в том числе в издании, рекомендованном ВАК

Структура и объем диссертации. Диссертация, объемом 152 страницы машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, заключения и приложений Список использованной литературы включает 195 наименований, в том числе 65 иностранных Текст иллюстрирован 10 таблицами и 43 рисунками

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

Живой напочвенный покров (ЖНП) - важная составляющая лесной экосистемы Его изучение позволяет более детально понять процесс круговорота веществ, флористический состав является индикатором типа почв и леса (Морозов, 1949, Сукачев 1964, Мелехов, 1999), необходим для оценки фактора биоразнообразия (Алексеев и др , 2002) Состояние ЖНП имеет значение для установления степени устойчивости и рекреационной деградации лесного участка (Таран, Спиридонов, 1977, Загреев, 1999. и др ), многие травы и кустарнички представляют интерес как лекарственное и пищевое сырье (Абрамов, 2000 и др), а также этот ярус лесной растительности является средой обитания насекомых и мелких животных. Ряд авторов (Бельков, Семенова, 1973) отмечают отрицательное воздействие живого напочвенного покрова на продуктивность древостоев леса '

Большинство исследований этог'о компонента экосистемы как в России, так и за рубежом в последние годы проводится в связи с двумя глобальными процессами, волнующими ученых всего мира и непосредственно связанными С оценкой лесных насаждений - глобального изменения климата и сохранения биологического разнообразия на планете

Для разработки теоретических основ экологического мониторинга, оценки состояния возобновляемых биологических ресурсов необходимы более глубокие знания о популяционном разнообразии, что невозможно без Популяционно-онтогенетического аспекта изучения неоднородности популяций растений Основоположниками этого направления были профессора Т.А Работнов (1950) и А А Уранов (1967, 1975), большой вклад в его развитие внесен Л А Жуковой (1995, 1997), НВ Глотовым и др (2000)

Важным фактором при определении биологического разнообразия лесных насаждений является выявление отдельных видов-индикаторов (Смуров и др , 2002, Уиттекер, 1980), в том числе произрастающих в напочвенном покрове В качестве таких видов-индикаторов могут использоваться мхи и лишайники как группы, наиболее чувствительные к негативным (особенно к техногенным) "воздействиям (Ьпккптауег, 2000, Алексеев и др, 2002, Оценка и сохр'анёние биоразнообразия , 2000, Чернейькова Т В , 2003), что особенно важно при локальных и региональных оценках биологического разнообразия лесов Сезонная динамика нарастания фитомассы и обзор видового разнообразия ЖНП приведены в работе Л И Аткиной и Н И Стародубцевой (2006)

Большое внимание уделено зарубежными исследователями (Bergstedt, Milberg, 2001, Deal, 2001, Uotila, 2005) влиянию рубок и лесных пожаров на нижние ярусы растительности лесных насаждений Во всех работах отмечается, что видовое разнообразие, строение подлеска и ЖНП в насаждениях, пройденных несплошными рубками интенсивностью до 50%, аналогично пробным площадям с нетронутыми насаждениям Существенные различия в структуре сообщества растений наблюдаются на участках, на которых вырубка составляла более 50%

В условиях Республики Марий Эл изучением влияния разной исходной густоты культур сосны на видовую структуру подпологовой растительности занимались Ю П Демаков, ГА Богданов (1.997) Оценка фитомассы и углерода в лесных экосистемах, в том числе с учетом вклада недревесных ярусов, отражена в работах Н И Базилевич (1993),, В Н Габеева (1990), Э Ф Ведровой (2000, 2002), Э А Курбанова (2002, 2005, 2007), ЛН Ващук, A3 Швиденко (2006), В А Усольцева (2001, 2002,2007), А.И Старцева (2005)

Отдельным вопросом изучения ЖНП лесных экосистем является его значимость для использования в качестве технического, лекарственного и пищевого сырья (Данилов и др , 1964, Белоногова, 1973, Верху -нов н др, 1991) Влияние климатических факторов, условий местопроизрастания на продуктивность различных видов рода Vaccimum на территории Норвегии и Финляндии отражено в работах Selas (2000), Wallenius (1999), Ihalainen, Alho и др (2002) В результате долгосрочных наблюдений ими разработаны модели прогноза продуктивности хозяйственно-ценных видов для региона исследования

Многочисленные исследования живого напочвенного покрова как в России, так и за рубежом позволили достичь понимания накопления его фитомассы в различных лесных экосистемах мира, а также фундаментальных процессов, которые определяют рост подпологовой растительности Однако для большинства районов бореальных лесов до сих пор нет четкого понимания точности и закономерности этих процессов

2 ТЕРРИТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Каждой древесной породе присущ свой ареал, в пределах которого рост, продуктивность, строение и товарная структура древостоев различаются по отдельным районам, природные комплексы, условия существования и развития древесной растительности которых различны (За-греев и др , 1992) Лесотаксациоииое районирование является важным

условием не только при решении вопросов учета лесных ресурсов, но и при дальнейшем ведении лесного хозяйства по единым таксационно-нормативным справочным материалам Марийское Заволжье входит в Центральный лесотаксационный район, который охватывает большую территорию европейской части РФ (часть южной тайги, всю зону смешанных хвойно-широколиственных лесов, лесостепную и степную зоны) и характеризуется большим разнообразием лесорастительных условий и природных ландшафтов

По лесорастительному районированию Марийское Заволжье относится к подзоне северных и южных смешанных и широколиственных лесов (Данилов, 1966, Денисов, 1966) Территория Марийского Заволжья является частью обширной Русской равнины Левобережья долины реки Волги, которая представляет собой низменность, сменяемую возвышенной равниной Марийско-Вятского увала (Ступишин, 1969)

3 ПРОГРАММА И МЕТ ОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ 3.1. Методика сбора материала

Экспериментальный материал по теме исследований был собран в течение восьми лет (1998 - 2006) Для изучения фитомассы ЖНП было исследовано 45 пробных площадей, заложенных с учетом теоретических положений лесной таксации и лесоустройства (ОСТ 5669-83)

Подбор участков для закладки пробных площадей проводился заранее посредством изучения таксационных описаний и планов лесных насаждений, а также с использованием материалов аэрофотосъемки При этом главными критериями были 1) подобрать естественный ряд развития соснового насаждения, 2) сосновые насаждения должны быть одного типа леса и отвечать лесоустроительным требованиям, 3) с целью минимизации влияния антропогенного фактора отдельные участки подбирались на относительно удаленных территориях от интенсивного посещения местным населением

Оценка ЖНП методом квадратов с учетом микроассоциаций'

Работа по данному методу проводится в два этапа

Первый этап. Картирование и выделение микроассоциаций С целью картирования растительности вся ПП разбивается на квадраты размером 10x10 м, которые ограничиваются пикетами Полевые иссле-

1 Микроассоциация — абстрактная единица классификации микрогруппировок (повторяющихся "пятен" с закономерным составом растений) (Миркин и др, 1989)

дования проводятся таким образом, чтобы максимально учесть положение, густоту и пространственное распределение ЖНП (рис 1) Это достигается визуальным определением расположения ЖНП (микроассоциаций) в пределах размеченных площадок При необходимости исследования влияния верхнего полога древостоя на нижние яруса растительности одновременно проводится сплошной перечет древостоя с замером крон и высот каждого дерева и фиксированием их координат в пределах ПП (Власова, Курбанов, 2006) В каждом квадрате отмечается общее проективное покрытие ЖНП и проводится описание растений по видам с зарисовкой границ микроассоциаций на абрисе ПП

Второй этап Фотографирование экспериментальных участков ЖНП и учет запасов фитомассы по трансектам На основе проведенного картирования хорошо прослеживается размещение выделенных микроассоциаций, что позволяет провести учет их фитомассы По полученной схеме задаются две трансекты, на которых максимально представлены все виды составляющие ЖНП и их распределение, характерное для данной пробной площади Вдоль трансекты закладываются учетные площадки размером 0,5x0,5 м с учетом смены микроассоциаций (рис 1), которая определяется по неоднородности ЖНП

На трансектах проводится сплошной учет всего живого напочвенного покрова путем последовательной съемки на цифровую камеру Для лучшего распознавания полученных снимков во время дальнейшей работы на персональном компьютере оптимальное разрешение цифровой камеры принимается 1600x1200 пикселей Такое разрешение позволяет получить большое количество снимков с приемлемым качеством для распознавания различных видов ЖНП

Каждый кадр цифровой съемки захватывает полную площадку ЖНП размером 0,5x0,5 м Площадки ограничиваются специальной рамкой соответствующего размера Положение квадратов регистрируется в соответствующих бланках пробной площади, а последовательность фиксирования изображения каждой площадки записывается самой цифровой камерой в виде номера кадра, даты и времени съемки Одновременно со съемкой проводится отбор образцов для определения фитомассы с учетом смены микроассоциаций

Сплошной перечет древостой с оГю-шачепием координат

^. — .X;

Г 1 V,!

1

1

Учетная площадка 0(5х 0.5 м для оценки фитомасеы ЖНП

V ^

я-

В(

. ■ ■

£ ■

3

( I

I

<

I

гфь ■

I I I

I

■ И (

I

I

; ]

I

I

I I I

N А

Вп

10 —1

м

■

.

с:

Рис, 1. Закладка пробной плошадм по учету Ж[ N I методом траноскт

На наиболее типичных учетных площадках после измерения средней высоты растительности срезается травяно-кустарничковый ярус, а также проводился замер высоты мохово-лишайникового слоя

Каждая последующая учетная площадка закладывается на участке смены микроассоциаций вдоль линии трансекты Максимальное расстояние между учетными площадками должно составлять 6 метров, а их количество определяется степенью мозаичности ЖНП Чем больше в ЖНП структурных элементов, тем больше должно быть площадок Учет фитомассы ЖНП по микроассоциациям дает более точный результат оценки фитомассы по среднему смешанному образцу, собранному статистическим методом из ряда учетных площадок Ошибка средних величин для запасов общей фитомассы находится в пределах от 8 до 20 % Для учета травяной массы укосы (срезы) берутся летом в период максимального развития растений Всего в диссертационной работе используется 920 укосов Собранный материал с учетных площадок разбирается по видам растений, высушивается в лаборатории до воздушно-сухого состояния и взвешивается на весах с точностью до 0,1 г

3.2. Обработка данных

Полевые оцифрованные данные в jpg формате переносятся в базы данных на персональный компьютер Каждый снимок этой базы данных редактируется функцией «кадрирование», в результате чего остается только рисунок растительности в пределах рамки

В процессе последующей работы все отредактированные цифровые площадки объединяются в программе Adobe PhotoShop в один целый рисунок, представляющий собой карту напочвенного покрова соответствующего участка пробной площади При помощи опции «создание слоя» на карту накладывалась графическая сетка с ячейками 0,25 х 0,25м в масштабе снимка (рис 2а)

На основании полученной карты ЖНП создаются два схематических слоя - «мхи» и «травы» После этого каждая клетка слоев карты ЖНП по преобладающему виду путем использования параметров RGB окрашивается в различные условные цвета В результате получается схематическая карта растительности ЖНП соответствующего участка насаждения в виде цветовой гаммы преобладающих видов растений (рис 26)

а) б)

Рис, 2 а) Карта ЖНП 1x10 м (фрагмент) соснового насаждения Учебно-опытного лесхоза МарГТУ с наложенной на лее » программе Adobe Photoshop слоем-сеткой; 6) Схемат ический рисунок 10-метровой ленты (фрагмент) травяного слоя ЖНП сосняка брусничного. Цветные квадрапы - проективное покрытие присутствующих по преобладающему признаку на данном участке рас тений

В общей сложности были исследованы 45 пробных площадей на территории Марийского Заволжья. Статистическая обработка полученного материала проводилась а системах Staíistica и Statgraphics, а пространственный анализ - в программе SpatStat (Baddclcy, Turnen 2005).

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 4.1. Анализ пространственного распределения ЖНП

Пространстве иное распределение является новым и важным элементом в исследовании гюдпологовой растительности лесных насаждений, позволяя выявить закономерности распределения отдельных видов по участку в зависимости от пространственного размещения деревьев и самих видов в микроассоциациях. Подходы к таким оценкам могут быть на уровне отдельных видов растений, микроассоциаций, насаждения и ландшафтов.

Оценка пространственного распределения на лентах. Ленты закладывались на пробных площадях в различных направлениях сторон света в наиболее представленных участках произрастания ЖНИ сосно-

вых насаждений Во всех случаях пространственный анализ показал высокую кластеризацию (агрегацию) отдельных видов растений вдоль длины ленты Для большинства видов растений функция Kdot (iso, trans) располагается над теоретической кривой Пуассона, что подтверждает агрегированное (в виде биогрупп) распределение видов растений и их стремление к объединению в микроассоциации (рис 3) Такое пространственное распределение характерно для различных лент пробной площади, независимо от их расположения по сторонам света и в древостое

Оценка пространственного распределения микроассоциаций па пробных площадях Следующий уровень приближения пространственной оценки проводился для микроассоциаций (микрогрупп) ЖНП, которые выделялись на пробной площади для квадратов 10x10 метров За основу классификации микроассоциаций предложен следующий подход Основная микроассоциация ЖНП (№1) включает в себя наиболее распространенные виды растений на данной территории Например, для одной из пробных площадей в ее состав входят вейник тростниковид-ный (Calamagrostis arundinaceae), ландыш майский (Convollaria maijahs), марьянник луговой (Melampyriim pratensis), земляника лесная (Fragaria vesca), золотарник обыкновенный (Solidago virgaurea), орти-лия однобокая (Orlhiha secunda), фиалка собачья ( Viola canina), брусника обыкновенная (Vaccinium vitis idaea), плеуроций Шребера (Pleuro-sium Shreberi), дикран волнистый (Dicranum undulatum) Все остальные микроассоциации (+) выделяются по мере появления дополнительного вида растения, которое реже представлено в ЖНП лесного насаждения или исключения из основной микроассоциации того или иного вида

Пространственный анализ распределения растительности ЖНП под пологом смешанного насаждения не выявил устойчивых закономерностей размещения отдельных микроассоциаций от древесных пород Как видно из рис 4, основная микроассоциация (1) располагается под пологом насаждения независимо от его породного состава Другими словами, она встречается как под кронами деревьев сосны, так и под кронами березы и осины То же самое можно сказать о других микроассоциациях Появление того или иного растения в основной микроассоциации на исследуемых площадях не может быть связано с присутствием на ней отдельных деревьев Отсутствие связи между размещением отдельных пород деревьев и распределением ЖНП также было отмечено и другими авторами (Аткина, 2000, Grandin, 2004)

а)

о а>

с

5

0« ом (а 15 020 а?» ооо

010 015 в 30 о»

в}

И

и!

|1|Аь

О И от " 1С. с й

Г, 1.1

Рис. 3, Распределение вейника простмиковидного (а), ландыша майского (б) и марьянника лугового (в) по функции К<1о1 (оценка К-функцией множества тачек пространства с различным к свойствами) и парной корреляции ^ на ленте 60x1 м в сос попом насаждении (кв. 72) учебно-опытного лесхоза Мар| ТУ

1- Основная мнкрояосоиняинн

• пенник тростииковндный (Calamagroslis anuid inaccae)

• Ландыш майский (Con voll aria maijalis L )

• Марьянник луговой iMelampyrum pratensis)

• Земляника лесная (l 'ayaiia vosea f. )

• Золотарник обыкновенный (Solidago vir^urea L J

• Ортклий однобокая (OrlhiJia secunda)

• Фиалка собачья (Vio'a canina)

• Брусника обыкновенная (Vaccmium vilis idaea L.)

• Плеуроций Ulpe6epa(Plcurosium Shreben (Brid)Miu)

• Днкраи иолннстый (Dicranum uiufufatum)

2- Основная ««к-роагеоиняния Bei «нов

3- Oc lion на« мнкроассоимаиия +

• плаун год| im н ый ( Ly copodi u m annoiinum L )

4- Основная мнкроассоинлннн +

• Плаун 6yaajwa»wHbt£(Lycopodium davatum L )

• Костяника KiveitfiCTU (Rubus saxaJilis L)

• Черника обыкновенная (Vaccinium mymtiHus L )

5-куртнна Орляк обыкновенный (Ptcndium aqmlinum(L ' ^Основная мнкроасгоннаиин +

«Кошачья лнпм (Anftíatiáfia dioica i- í ¡aerfn }

7- Основная m икр [»ассоциации^

• Кос гя и и ка камеи ист ая ( К ubtis saxatil i s L.)

• Селмич ник обы кноаен н ы й (Tticila! iscuropaea)

8 - ку рти на Брус ни каобы кн овс и пая ( Vaccim um vit is i daca L, J

9-куртинаJl юбка двулистная ( PiatantherabifoJiaL.)

10- Основная микрон ссощгацня+

• Костяника камен истая ( Rubussaxatilis L. ) •Орлякобыкновснный ( Ptcridiumaqui!inum( L.JKuhn) 1 l-куртина Кукушкин лен (Pol у tri с um commune)

12 -Основная мнкроассоцнацня+

• Орляк обм кноиен н ы й (Pteridiumaquil inum( L. )Kuhn ) 1 J-Основная мнкроассоциацня-f

• Костяника камен истая (Rubus saxatiltsL ) 14 - Осн tum» я m i i кроассош ta ни я+

• Орлякобыкновен н ый í Ptendiumaquil inurnf L. )Kuhn )

• Ку пена лекарствен мая ( Polygonatumodoratum)

Рис. 4. Распределение микроассоциаций ЖНП под пологом основных лесообразующих пород na пробной площади в 56 квартале Учебио-опытнош лесхоза МарГТУ на площади 40x90 м

Сравнивая (при глазомерной оценке) аналогичные по таксационной характеристике участки на территории НП «Мари Чодра», а также в Юринском лесхозе с площадями, заложенными в Учебно-Опытном лесхозе, можно сказать, что на последних распределение таких видов, как брусника обыкновенная, земляника лесная, кошачья лапка и некоторых других напоминает «эффект конфетти», тогда как для древостоев с меньшей рекреационной нагрузкой характерно куртинное (площадь куртин 15 м2 и более) распределение для этих видов Очевидно, это можно расценивать как проявление рекреационной сукцессии

Оценка видового разнообразия ЖНП. В нашей работе используется индекс Симпсона, как наиболее часто применяемый при изучении видового разнообразия, позволяющий учесть не только видовое богатство растительности, но и значимость (обилие) видов, составляющих лесное сообщество (Алексеев и др, 2002) Индекс Симпсона показывает концентрацию доминирования в растительном сообществе Чем ближе величина индекса к единице, тем сильнее выражено доминирование в данном сообществе и, соответственно, ниже биоразнообразие и наоборот. Индекс Симпсона очень чувствителен к присутствию в выборке наиболее обильных видов, но слабо зависит от видового богатства экосистемы При изучении а-разнообразия ЖНП сосновых насаждений мы рассчитывали среднее значение индекса Симпсона для каждого яруса отдельно — мохово-лишайникового и травяно-кустарничкового (эпи-фитные лишайники в анализ не включались) После этого определяли среднее значение индекса для всего ЖНП в целом, как среднее значение индексов по ярусам (табл 1) Это позволяет оценить вклад обоих ярусов в общее а-разнообразие растительного покрова

Таблица 1 - Значения индексов Симпсона на лентах различной д шпы на пробных площадях учебно-опытного лесхоза МарГТУ

Ярус ЖНП Индекс Симпсона

60 м 70 м 100 м 40 м

Мохово-лишайниковый 0,48 0,33 0,49 0,38

Травяно-кустарничковый 0,31 0,22 0,29 0,23

Среднее значение для ЖНП 0,40 0,28 0,39 0,30

Из таблицы видно, что наибольший вклад в видовое разнообразие ЖНП сосновых насаждений вносит травяно-кустарничковый ярус Вероятность принадлежности двух экземпляров растений одному виду этого яруса составляет от 0,22 до 0,31, а для мохово-лишайникового яруса - от 0,33 до 0,49 Полученные индексы соответствуют данным А С Алексеева и др (2002), изучавшим биоразнообразие растительности лесных экосистем Карельского перешейка Ленинградской области Среднее количество видов растений живого напочвенного покрова на пробных площадях в учебно-опытном лесхозе МарГТУ составляет 22 вида в пределах от 16 до 28 (эпифитные виды не учитывались)

4.2. Оценка и моделирование фитомассы ЖНП

Запас фитомассы по данным пробных площадей в сосняках-брусничниках 1-Й классов бонитета варьирует от 4,2±0,8 цга"1 до 32,2±2,6 цга'1, в сосняках черничных 1-Й классов бонитета - от 10,9±1,4 цга"1 до 29,0±3,5 цга"1 На обследованных участках отмечается высокая изменчивость от 36 до 70% фитомассы ЖНП, что характерно и для всех других ярусов насаждения (Семечкина, 1978, Габделхаков, 1997 и др, Власова, 2000)

Основными факторами, влияющими на запасы наличной фитомассы недревесных ярусов и ее пространственное размещение, являются полнота, возраст насаждения, тип леса, антропогенная нагрузка (Закам-ский и др, 2007) Вклад ЖНП в общую надземную фитомассу сосновых древостоев для условий А2 и А3 составляет от 1,5 до 4 %, но по отношению к хвое древостоя достаточно велик - 23,6- 45% (Курбанов, 2002)

Живой напочвенный покров сосняков черничных и брусничных характеризуется преобладанием зеленых мхов (Polytricum commune, Dicranum undulatum, Pleurocium Shreberi), относительно равномерным развитием травяно-кустарничкового яруса с небогатым видовым составом В сосняках-черничниках в нем преобладают черника обыкновенная {Vaccmium myrritillus), брусника обыкновенная (Vaccintum vitis-idaeä), молиния голубая (Mollmia caerulea), вейник лесной (Clamagrostis arurtdinacea) В сосняках-брусничниках флористический состав этого яруса более разнообразный ландыш майский (Convollaria maijalis), марьянник луговой (Melampyrum pratensis), купена лекарственная (Polygonatum odoratum), прострел раскрытый (Pulsatilla patens), седмичник европейский (Trientalis europaea), земляника лесная (Fragaria vesca), костяника каменистая (Rubus Saxatihs) и др

В сосняках черничных проективное покрытие зеленых мхов составляет от 30 до 50%, трав и кустарничков - от 30 до 90%, в брусничных и тот, и другой ярусы бывают представлены от 10 до 90%

С целью выявления зависимости между фитомассой ЖНП (в целом и отдельно по ярусам травяно-кустарничкового и мохово-лишайникового) и средними таксационными показателями древостоя (класс бонитета, процент участия в составе яруса сосны, березы, осины, ели, средний возраст, средняя высота, относительная полнота, сумма площадей сечений, запас стволовой древесины, густота) был проведен корреляционный анализ Для сосняков брусничных (А2) характерна отрицательная умеренная связь фитомассы ЖНП и относительной полноты соснового древостоя (г = -0,39), для травяно-кустарничкого яруса эта связь усиливается (г = -0,61), между этими же показателями в сосняках черничных связь является тесной отрицательной г = -0,79 и г = -0,82 соответственно Также в условиях А3 на фитомассу ЖНП оказывает значительное положительное влияние процент участия березы в составе яруса (г=0,67), что можно объяснить почвоулучшающими свойствами (опада) березы бородавчатой (Мелехов, 1999) Аналогичные зависимости между полнотой и массой ЖНП, а также между полнотой и долей участия березы подмечены Л И. Аткиной (2000) для таежных лесов В условиях А3 на массу мохово-лишайникового покрова сильное влияние оказывает участие в составе соснового насаждения деревьев ели (г = 0,79) Возможно, это происходит из-за усиления сомкнутости полога за счет присутствия ели, что приводит к разрастанию мхов

Достоверной связи между фитомассой ЖНП и средним возрастом древостоя при группировке данных по классам бонитета не выявлено ни для условий местопроизрастания А2, ни для А3 Очевидно, такие результаты получились вследствие того, что молодняки представлены только 2-м классом возраста В условиях Республики Марий Эл достаточно сложно найти сосняки естественного происхождения 1-2 классов возраста Умеренная положительная связь между средним возрастом древостоя и массой напочвенного покрова в сосняках различных типов леса прослеживается в работах ВН Габеева (1976,1990), ЛИ Аткиной (2000), Э А. Курбанова (2002) При этом стоит отметить, что явное увеличение массы ЖНП происходит до достижения древостоем возраста 50-60 лет, затем эта тенденция значительно Ослабевает, а для сосняков Карелии (Белоногова, 1973) наблюдается уменьшение фитомассы травяно-кустарничкового яруса с возрастом

Не отмечено влияние класса бонитета на фитомассу ЖНП, возможно, это связано с тем, что практически все пробные площади были заложены в древостоях I и II классов бонитета, которые достаточно близки по производительности

Сравнение наших данных по фитомассе ЖНП, полученных для сосняков лесов естественного происхождения зеленомошной группы типов леса Марийского Заволжья, показало, что они в целом соответствуют данным других отечественных авторов В наших расчетах для спелых и перестойных сосновых насаждений запасы живого напочвенного покрова составляют 2,2-2,4 тга"1 Для сосняков брусничных и черничных Средней тайги в среднем она составляет от 2,8 до 6,2 тга"1 (Горча-ковский, 1972, Бобкова, 1987, Аткин, Аткина, 1997) Для Республики Марий Эл запасы нижних ярусов растительности, включая подрост и подлесок, были оценены в 6,9 тга"', а для соседних республик Чувашии и Мордовии - 2,6-3,4 тга"1 (Углерод в экосистемах , 1994) В сосняках черничных европейской части России (Северная тайга) запасы фитомас-сы ЖНП составляют в среднем 6,3 тга"1 (Углерод в экосистемах . , 1994) Для нормальных сосняков II класса бонитета центрального лесо-таксационного района фитомасса ЖНП к возрасту спелости достигает 4,2 тга"1 (Курбанов, 2003) Варьирование приведенных значений ЖНП можно объяснить различием типов леса, климата, продуктивностью насаждений, числом включаемых в оценку ярусов растительности и уровнем ведения лесного хозяйства

Выявленные зависимости между фитомассой ЖНП и средними таксационными показателями древостоя позволили построить некоторые регрессионные модели (табл 2, рис 5) и составить таблицы для сосняков зеленомошной группы типов леса Марийского Заволжья, рекомендованные производству (табл 3)

Количественная оценка запасов травяно-кустарничкового яруса и мохово-лишайникового сосняков может быть произведена глазомерно в процессе лесоустроительных работ и геоботанических исследований Нами установлена тесная связь между массой травяно-кустарничкового яруса на единице площади с его средней высотой и проективным покрытием (табл 4) Графически она выражается полиномом 2-й степени Данная модель корректна при средней высоте травяно-кустарничкового яруса от 15 см до 25 см (Я2=0,97) Для мохово-лишайникового яруса выявлена линейная зависимость от проективного покрытия (II2 =34,30%)

Таблица 2 - Модели зависимости ЖН11 оттаксационный показателей

Уравнения зависимости Критерииетатнстк-ческой Оценки Условия применения

К", % ^.МНОЖ F

Мт= 27,9Щ1'Ьегега -Ifs.,4"!' 59,34 6,82, У,03 Счеря. [-2 бонитета

Mpip = 33,6-24,ti*P 57,73 0,78 16,03 Счсрн. 1-2 бонитета

М„, = 1/(0,11 - 0.03/Р) 68,40 0,82 21,71 Счерн. 1-2 бонитета Для полноты в пределах 0,4-1

Mtms= -13881,2+ехр(9,540336 0,000001х *Ьетет - Q.OOOOOl *А - 0.002114*1') 55,74 0,75 18,7 Счсрн. и Сор 1 бонитега

Мш)р надземная абсол!отно-сухая масса Ж[(Г(, ц/га; bereza- процент березы i¡ составе яруса («единично» кодируется как 1%, «+» - 2 %); Mgrass фнтомасса траннно-кустарничков о ¡о яруса, ц/ia; Р относительная полнота, Л - средний возраст, лет

ШЙ □ 18 Ш 11 10

Рис. 5. 3- мерный график модели Зависимости фитомассм ЖНИ Отдели участия березы н относительной полноты древостоя для сосняков черничников [ и II бонитета

Таблица 3 - Фитомасса Ж11П в сосняке брусничном (Л¡) и сосняке черничном (А]) в зависимости от доли участии березы и относительной полноты древостоя Марийского Заволжья

Относительная полнота Фитомасса ЖНП, цга1

Коэффициент участия березы в составе древостоя

Отсутствие Участие «единично» Участие «+» 1 сд 2 ед 3 ед

Сосняк брусничный (А2)

0,4 19,3 19,5 19,6 20,6 21,8 23,0

0,5 17,5 17,7 17,8 18,8 20,0 21,2

0,6 15,7 15,9 16,0 17,0 18,2 19,5

0,7 14,0 14,1 14,2 15,2 16,4 17,7

0,8 12,2 12,3 12,4 13,4 14,6 15,9

0,9 10,4 10 5 10,6 11,6 12,8 14,1

1 8,6 8,7 8,8 9,8 11,1 12,3

Сосняк черничный (АО

0,4 20,3 20,5 20,6 21,6 22,9 24,2

0,5 18,5 18,6 18,7 19,8 21,1 22,4

0,6 16,6 16,7 16,8 17,9 19,2 20,5

0,7 14,7 14,8 15,0 16,0 17,3 18,6

0,8 12,8 12,9 13,1 14,1 15,4 16,7

0,9 10,9 11,1 11,2 12,2 13,5 14,8

1 9,0 9,2 9,3 10,3 11,6 12,9

Таблица 4 - Фитомасса ЖНП но ярусам в зависимости от проективного покрытия для типов леса сосняк брусничный и сосняк черничный Марийскою Заволжья

Наименование яруса ЖНП Фитомасса ЖНП, гм2

Проективное покрытие, %

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Масса травяно-кустарничкового яруса (ср высота 15-20 см) 31 34 44 59 81 109 143 184 230 283

Масса травяно-кустарничкового яруса (ср высота 21-25см) 48 64 83 103 122 159 194 254 279 303

Масса мохово-лишайникового яруса 32 60 89 118 147 175 204 233 261 290

Исходя из среднего значения запаса фитомассы ЖНП на га, полученные по вышеприведенным зависимостям для каждой группы возраста, была проведена оценка его общего наличного содержания в

сосновых насаждениях естественного происхождения Марийского Заволжья,'которая составила 481 тыс т

Основные выводы и рекомендации

В работе сделаны выводы теоретического и практического характера, которые будут способствовать точности учета и проведения инвентаризации фитомассы живого напочвенного покрова сосновых насаждений естественного происхождения, приближая их уровень к международным требованиям

1 ЖНП в сосняках естественного происхождения Марийского Заволжья обладает общностью накопления и распределения, которая подтверждается разработанными математическими моделями накопления его фитомассы с вероятностью 0,95 и высокими коэффициентами детерминации

2 Разработана и апробирована методика закладки пробных площадей на исследование ЖНП с использованием современных цифровых технологий в сосновых лесах исследуемого района Предложенную методику отличает комплексность и детальность оценки, что позволяет проводить также пространственный анализ с целью выявления влияния ЖНП на биоразнообразие лесной экосистемы Методика позволяет повысить точность и эффективность исследований по сбору полевого материала, не снижая достоверности проводимых исследований

3 Во всех случаях пространственный анализ данных пробных площадей показал высокую кластеризацию (агрегацию) отдельных видов растений и их микроассоциаций вдоль длины ленты (по предлагаемой методике оценки ЖНП), что свидетельствует об устойчивости растительного покрова

4 Пространственное распределение микроассоциаций в сосняках зеленомошной группы типов леса имеет контагиозный (групповой) характер, что подтверждается пространственными статистиками К-Рипли и парной корреляции

5 Индекс а-разнообразия Симпсона для ЖНП сосновых насаждений в условиях учебно-опытного лесхоза МарГТУ показывает высокий вклад травяно-кустарничкового яруса (0=0,22-0,31) в видовое разнообразие экосистемы

6 Проявляется закономерность снижения числа лесных видов (ландыш майский, костяника каменистая) и доминирования сорной и луговой растительности (вейник наземный и мятлик луговой) живого

напочвенного покрова на территории лесов рекреационного назначения с ростом антропогенных нагрузок на лесные насаждения

7 На основании данных пробных площадей подробно исследованы недостаточно изученные, но важные в теоретическом и практическом плане процессы накопления ЖНП в сосняках в связи с другими таксационными показателями Корреляционный анализ выявил наиболее тесную связь фитомассы живого напочвенного покрова с относительной полнотой и отдельными породами, формирующими состав основного полога древостоя

8 Разработаны многофакторные математические модели накопления ЖНП в зависимости от относительной полноты, возраста и состава сосновых древостоев Наибольшие запасы фитомассы ЖНП, описываемые полученными зависимостями, наблюдаются в средневозрастных, спелых и перестойных сосняках

9 Составлены и рекомендованы производству таблицы запасов ЖНП для трех классов бонитета (наиболее распространенных типов леса Марийского Заволжья), включающие его распределение по группам возраста насаждений Предложенные нормативы прошли апробацию и внедрены на лесохозяйственном предприятии Марий Эл, а также используются в научной и учебной деятельности факультета лесного хозяйства и экологии МарГТУ ;

10 Выявлены существенные наличные запасы фитомассы ЖНП сосновых насаждений естественного происхождения на территории ряда лесхозов Марийского Заволжья, которые составили в 2006 году 481 тыс т

Общие рекомендации по использованию полученных результатов по исследованию ЖНП в сосновых насаждениях Марийского Заволжья можно сформулировать следующим образом

• При оценках и исследовании ЖНП в сосновых лесах рекомендуется использовать предложенную в данной работе методику, которую отличает комплексный подход и совместимость при обработке данных с современными цифровыми технологиями

• Для поддержания видового разнообразия лесного насаждения при проведении лесохозяйственных работ желательно сохранять участки микроассоциаций, которые в дальнейшем будут способствовать распространению растений ЖНП по всей его площади

• Модели пространственного распределения растений и микроассоциаций ЖНП сосновых древостоев Марийского Заволжья позволя-

ют восстановить картину их размещения на момент закладки пробных площадей и могут быть использованы для дальнейших исследований динамики сукцессии растительности и при мониторинге за ее состоянием

• Лесохозяйственному производству и лесоустройству рекомендуются модели и таблицы оценки фитомассы сосняков естественного происхождения в зависимости от проективного покрытия, полноты и состава насаждения

• Все полученные результаты могут быть использованы при проведении углерододепонирующих проектов на территории исследуемого района

Список публикаций по теме диссертации

1 Власова, H.A. Роль недревесных ярусов растительности в депонировании углерода /НА Власова// Современные проблемы учета и рационального использования лесных ресурсов Материалы докл регион н-практ конф , посвящ 100-летию со дня рождения M Л Дворецкого - Йошкар-Ола МарГТУ, 1998 - С 89-90

2 Соколов, П А Оценка фитомассы и органического углерода в лесных ценозах Средней Волги /ПА Соколов, M А Карасева, А А Казанкин, Д В Пентегов, H.A. Власова Йошкар-Ола, 2000 -67с - Деп в ВИНИТИ 26 04 00 №1233-ВОО

3 Власова, H.A. Оценка фитомассы напочвенного покрова и органического углерода в сосняках-брусничниках Республики Марий Эл / H А Власова// Тр науч конф по итогам н -и работ Map roc •ieXH ун-та - Йошкар-Ола, 2000 Секция «Лес, экология, чел » -Ййшкар-Ола МарГТУ, 2000 - С 102-110

4 Верхунов, П М. Решение задачи оптимизации лесопользования в лесхозе при курсовом проектировании по лесоустройству/ П M Верхунов, А В Попова, H.A. Власова. - Деп в НИИ высшего образования Мин образования РФ № 21 -2001 (0,2 п л )

5 Власова, H.A. Живой напочвенный покров в сосняках Республики Марий Эл/ H А Власова, Э А Курбанов // Тезисы докладов международной конференции «Кадровое и научное сопровождение устойчивого управления лесами» - Йошкар-Ола, 2005 -С 60-62

6 Kurbanov, Е A Monitoring of forest land use change in Povolgie of Russia using Landsat data / E Kurbanov, О Vorobyov, N. Vlasova, A Gubaev Enviromis 2006 proceedings of the international conference, Tomsk, 2006, p 148-149

7 Власова, II.A. Методические аспекты пространственной оценки живого напочвенного покрова сосняков Марийского Заволжья / Н А Власова, Э А Курбанов // Сборник научных статей всероссийской конференции «Современные проблемы почвоведения и экологии» - Йошкар-Ола, 2006 - С 137-142

8 Закамский, 8J? Лесоводственно-рекреационная оценка устойчивости лесных фитоценозов при массовой рекреации в водоохран-но-рекреационных лесах Марийского Заволжья /в 6 Закамский,

Д.А.Крылова, H.A. Власова//Лесной вестник -2007 -№1 -С 17-23

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями просим присылать по адресу 424000 Республика Марий Эл, г Йошкар-Ола, пл Ленина, 3, ученому секретарю диссертационного совета Ю II Демакову, факс (8362) 410872

Бумага офсетная Печать офсетная Уел пл 1,0 Тираж 100 экз Заказ №3625 Редакционно-издательский центр Марийского государственного технического университета 424006 Йошкар-Ола, ул Панфилова, 17

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Власова, Наталия Александровна

Основные сокращения.

Введение.

1. Состояние вопроса.

1.1. Оценка ЖНП в связи с биоразнообразием лесной экосистемы.

1.2. Исследования биологической продуктивности ЖНП как источника лекарственного и технического сырья.^

1.3.Оценка ЖНП как компонента углеродного пула лесной экосистемы.^

1.4. Методические аспекты исследования ЖНП.

1.5. Влияние рубок, лесных пожаров и других видов антропогенного воздействия на нижние яруса растительности лесных насаждений.

Выводы.

2. Природные условия и лесной фонд Марий Эл.

2.1. Территория.

2.2. Климат.^

2.3. Лесные почвы.,

2.4. Распределение сосновых насаждений.^

Выводы.

3. Программа, методика исследований и объем выполненных работ.

3.1. Программа исследований.

3.2. Методика закладки пробных площадей.

3.3. Методика обработки данных по ЖНП в пакете 8ра1Б1а1.

4. Результаты исследований

4.1. Анализ пространственного распределения ЖНП.

4.1.1. Пространственное распределение ЖНП на площадке 5,0x5,5 метров.

4.1.2. Оценка пространственного распределения на лентах.

4.1.3. Оценка пространственного распределения микроассоциаций на пробных площадях.

4.1.4. Оценка видового разнообразия ЖНП.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Фитомасса и пространственное распределение живого напочвенного покрова сосняков зеленомошной группы типов леса Марийского Заволжья"

Актуальность темы. В последние годы во всем мире растет поток публикаций, связанных с исследованиями всех ярусов лесных насаждений, что обусловлено их важностью при оценке депонирования углерода в рамках Киотского протокола и сохранения (приумножения) биоразнообразия лесных экосистем в связи с международной конвенцией по биологическому разнообразию. Для России актуальность исследования живого напочвенного покрова (ЖНП) обусловлена еще и тем, что в последние годы возрастает сбор населением лесных ягод и лекарственных растений.

Проведенный анализ литературы показал, что существующие оценки запасов ЖНП в России не учитывают ряд вопросов, которые могут затрагивать ключевые моменты вышеназванных международных соглашений. В частности, недостаточно исследовано пространственное распределение ЖНП по площади насаждения, которое может играть важную роль при оценке биоразнообразия лесной экосистемы. Кроме того, важно учитывать региональные особенности распределения ЖНП и интенсивность ведения лесного хозяйства на этих территориях.

Актуальность проведенных исследований по повышению точности оценок запасов ЖНП в лесных экосистемах России подтверждают: Федеральная целевая программа «Леса России» (1997), «Концепция устойчивого управления лесами РФ» (1998), «Концепция развития лесоустройства» (2000), новый Лесной кодекс РФ (2007).

Работа выполнялась в рамках федеральной целевой научно-технической программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» на 2002-2006 годы, государственный контракт № 02.442.11.7325 на выполнение научно-исследовательской работы «Угле-рододепонирующие насаждения в Поволжье: оценка и перспективы создания».

Цель и задачи исследований. Главная цель работы - определить закономерность накопления фитомассы ЖНП в сосняках зеленомошной группы типов леса естественного происхождения Марийского Заволжья, для выполнения которой решаются следующие задачи:

• совершенствовать методику сбора экспериментального материала по изучению ЖНП;

• определить наличный запас фитомассы ЖНП в сосняках различных типов леса;

• составить местные нормативы оценки фитомассы ЖНП на уровне насаждения;

• изучить особенности пространственного распределения различных видов растений ЖНП в условиях Марийского Заволжья для трех уровней приближения (площадка, лента, выдел);

• определить видовое разнообразие ЖНП сосняков;

• подготовить предложения по использованию результатов исследований на производстве.

Научная новизна работы. Для Марийского лесного Заволжья усовершенствована и апробирована методика сбора экспериментального материала по живому напочвенному покрову с использованием современных цифровых технологий. Выполнена оценка пространственного распределения ЖНП в сосновых насаждениях иследуемого региона. Разработаны модели связи фитомассы ЖНП сосняков зеленомошной группы типов леса с полнотой и составом древостоя. Составлены местные таблицы наличного запаса фитомассы ЖНП в сосняках естественного происхождения Марийского Заволжья по классам возраста и бонитета насаждений.

Объекты и предмет исследования. Объектами исследования явились сосновые насаждения зеленомошной группы типов леса естественного происхождения, произрастающие в различных условиях на территории Марийского лесного Заволжья.

Основные методы исследований. Метод пробных лесоустроительных площадей, методы математической статистики, многофакторное линейное и нелинейное моделирование, пространственный анализ.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

1. Методика закладки пробных площадей по оценке фитомассы ЖНП сосновых насаждений.

2. Пространственное распределение отдельных видов растений и микроассоциаций ЖНП сосновых древостоев.

3. Закономерности накопления фитомассы ЖНП в различных условиях местопроизрастания.

4. Математические модели связи фитомассы ЖНП соснового насаждения с его основными таксационными показателями.

Практическая значимость полученных результатов. Полученные данные представляют практический интерес для более совершенных оценок общего запаса биомассы сосновых насаждений в Марийском Заволжье. Разработанные таблицы ЖНП могут использоваться при лесоустройстве лесов региона, а исследования имеют методическое и нормативно-справочное применение при проведении лесоучетных, научных и лесохозяйственных работ. Результаты работы могут быть использованы при осуществлении лесного мониторинга, реализации лесохозяйственных мероприятий по повышению продуктивности, сохранению (приумножению) биоразнообразия и комплексному использованию лесных ресурсов, создании баз данных по запасам углерода в лесах России. Практические и теоретические результаты диссертационной работы внедрены в НИР и учебный процесс в МарГТУ.

Достоверность и обоснованность выводов подтверждается на экспериментальном материале 45 пробных площадей, репрезентативно представляющих объект исследования, применением комплексного подхода к реализации поставленных задач. Достоверность полученных моделей подтверждена соответствующими статистическими критериями.

Личный вклад соискателя. Основная часть экспериментального материала собрана лично автором (1998-2006) или при ее участии. Автор принимала непосредственное участие в составлении методики исследований, провела обработку полевых данных и математико-статистический анализ, сделала выводы и предложения.

Апробация работы. Основные положения диссертации представлены и обсуждены на всероссийской конференции «Современные проблемы почвоведения и экологии» (Йошкар-Ола, 2006), международной конференции «Кадровое и научное сопровождение устойчивого управления лесами: состояние и перспективы» (Йошкар-Ола, 2005), международной конференции «Современные проблемы моделирования лесных экосистем» (Вена, Австрия, 2004), международном семинаре ассоциации «Парки и рекреация» (Висконсин, США, 2002), международном семинаре «Глобальное потепление и леса

KJ

Поволжья» (Йошкар-Ола, 2001), региональной конференции «Современные проблемы учета и рационального использования лесных ресурсов» (Йошкар-Ола, 1998), внутривузовских научно-технических конференциях (Йошкар-Ола, 2000,2003 - 2007).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 8 работ, в том числе в издании, рекомендованном ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация, объемом 150 страниц машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, заключения и приложений. Список использованной литературы включает 195 наименований, в том числе 65 иностранных. Текст иллюстрирован 10 таблицами и 43 рисунками.