Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Фитомасса липняков лесостепи Башкирского Предуралья

ВАК РФ 06.03.02, Лесоустройство и лесная таксация

Автореферат диссертации по теме "Фитомасса липняков лесостепи Башкирского Предуралья"

Го ОД

: 1\ ш ^

На правах рукописи

ГАБДЕЛХАКОВ АЙДАР КАВНЛОВИЧ

ФИТОМАССА ЛИПНЯКОВ ЛЕСОСТЕПИ БАШКИРСКОГО ПРЁДУРАЛЬЯ

Специальность: 06.03.02 - Лесоустройство и лесная таксация

АВТОРЕФЕРАТ диссертации па соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Йошкар-Ола - 1997

Работа выполнена на кафедре лесоводства Башкирского государ ственного аграрного университета.

Научные руководители: - дск1 ор сельскохозяйственных наук,

профессор, заслуженный лесовод РЕ академик Академии аграрного образования Хайретдинов А.Ф.;

- канд. биол. наук, доцент Габдрахимов K.M.

Официальные оппоненты: - доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, академик МАНЭБ Соколов П.А.;

- канд. с.-х. наук, доцент Майоров Б.Н.

Ведущая организация: - Министерство лесного хозяйства

Республики Башкортостан

Защита диссертации состоится 8 апреля 1997 г. в 10-00 часов i заседании диссертационного сонета Д 061 30 0) при Марийпсом гос дарственном техническом университете по адресу: 424024, Республш Марий-Эл,г,Йошкар-Ола, ни. Ленина, и V

С диссертацией можно озшшк^гы.« ь ¿мбльотске университета. Автореферат разослан & ' марта 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совет,

канд. с.-х. наук, доцент, чл.-корр MAНЭ1> К.К.Калини

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность-темь». В Республике Башкортостан насаждения липы мелколистной занимают 1021,1 тыс.га. Их площади из года в год увеличиваются за счет смены пород, претерпели не одну генерацию, п результат чего Преобладают древостой III и IV классов бошггетоп. Такие изменения лесных фнтоценозов требуют более точной оценки роли н народнохозяйственного значения липняков.

Рациональное и неистощительное лесопользование возможно лишь на основе сравнения коренных и производных лесов как по уровню реализации ими экологического потенциала, так и по размеру и качественному составу накапливаемых сырьевых ресурсов. Методически зтнм задачам наиболее полно отвечает использование показате-' лен фнгопродуктивностИ в возрастной динамике насаждений, однако в этой плане липняки Башкирии остаются малоизученными.

Цель и задача исследовании. Целью работы является разработка моделей формирования высокопродуктивных насаждений липы мелколистной Башкирского Предуралья. Для выполнения поставленной цели решались следующие задачи:

1) определить показатели, отражающие в возрастной динамике характер распределения фотомассы и продукции по фракциям и группам деревьев, ранжированных по ступеням толщины;

2) исследовать закономерности изменения годичной продукции и фитомассы насаждений;

3) оценить возможности применения системного подхода по изучению продуктивности и структуры фитомассы насаждении;

4) выявить и оценить предельные и оптимальные фптоценошче-скне состояния насаждении;

5) разработать нормативные материалы по оценке фитомассы дерева и насаждений.

Научная новизна. Для липняков лссостепион зоны Башкирского Предуралья установлены простые и множественные зависимости между таксационными показателями и компонентами надземной фигомас-сы и годичной продукции биогеоцено ¡ов.ироаналпmpomtna н.\ фи го-

продуктивность в возрастной динамике. Составлены таблицы динамики таксационных 'показателей модальных лшшяков и нормативные материалы для учета фитомассы разных фракций надземной части липняков в зависимости от возраста и относительной полноты. Предложены модели формирования высокопродуктивных липняков.

Практическая ценность. Полученные результаты по учету надземных фракций фитомассы н продукции липняков слу» основой для решения проблем повышения продуктивности лесов. Предлагается использовать данные по первичной продуктивности фитоцецозов липы мелколистной при моделировании высокопродуктивных насаждений. Основные положения модели изложены в рекомендации "Экологическая стабильность и постоянство лесопользоьгцшл в искусственных экосистемах", одобренной научно-техническим Советом МЛХ РБ (протокол №2 от 28 апреля 1995 года).

Разработанные таблицы фитопродуктивности липняков использованы при лесоустройстве Учебно-опытного лесхоза Башкирского государственного аграрного университета в I994-1995 г.г.

Личное участие автора. Основная часть полевого материала собрана автором в 1990-1995 г.г, Камеральная обработка, регрессионный и статистический анализы, систематизация и обобщение данных, выводы и предложения сделаны непосредственно автором.

Обоснованность и достоверность научных положений и выводов подтверждается большим оръемоы экспериментального материала, использованием современных методов математической статистики.

Апробации Ц'публикации. Основные .положения и результаты не теме диссертации доложены на Всероссийских ("Проблемы динамической типологии лесов. Архангельск, 1995", "Проблемы экологиче ского мониторинга. Уфа, 1995", "Комплексная продуктивность десны» ресурсов и организация многоцелевого лесопользования. (Воронеж 1995)" и региональных (Уфа, 1991; Оренбург, 1994 и 1995) конференцн ях, ' на ежегодных научных конференциях професеорско преподавательского состава Башкирского государственного аграрно го университета, научных сотрудников и аспирантов (1990-1995). Пс теме диссертации опубликовано 11 работ.

lid защиту uliiiociitcii:

' 1. Продуцирование и накопление фитомассм деревьев липы мелколистой в зависимости от их биометрических показателей.

2. Закономерности продуцирования и накопления органического вещества насаждениями липы мелколистной.

3. Модели формирования высокопродуктивных насаждений непрерывного пользования. ь

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из перечня символов и других сокращений, введения, 6 глав, выводов и рекомендаций, 15 приложений. Основной текст изложен на 155 страницах машинописного текста, содержит 15 рисунков и 33 таблицы. Список литературы включает 227 наименований, в том числе 12 -на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

J. ЭКОЛОГО-ЛЕСОВОДСТВЕННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛИПНЯКОВ (обзор литературы)

В данном разделе приводится обзор литературы, посвященной:

- распространению, биологическим и экологическим свойствам, •лешобразующей роли липы мелколистной (Литвяков, 1957; Рябчин-даш, J964; Назирова, 1968; Курнаев, 1980; Колыбина, 1970; Мушин-стя, 1911; Чистякова, 1978; Тордиенко, 1979; Белостоков, 1980 и др.);

- продуктивности липняков (Матвеев-Мо?ии> 1931; Крайнев, J935; Напалков, 1948; Пинаев, 1953; Богомолов, 1954; Моисадшо, 1955; Верхунов, 1956, 1957; Буховец, 1958; Винокуров, 1962; Козьяков, 1963; Анучин, 1968; Соколов, ¡96», ¡914; Шестаков, 1972 и др.);

: - исследованиям биологической продуктивности насаждений липы (Рахтеенко, 1963; Лавриненко, 1965; Данилов, 1969; Тимофеев, 1970, 1975; Молчанов, 1971, ¡980; Дылис и др., 1977,1986; Карманова, ШЗ, J 984; Смирнов, 1971; Соколов, 1975; Устинов, 1987; Евстигнеев, 1991,1994; Болдырев, 1992; Хайретдинов, 1990;Tokar, 1986 и др.).

Диализ литературных источников свидетельствует о том, что изучению биоло! нческих, экологических и лесообразуюших свойств ли-

пы мелколистной (¡освящено значительное количесгио работ (Мурахтаяов, J972; Рысин, 1983). В то же время конкретных показателей, характеризующих в возрастной динамике процессы продуцирования и депонирования органической массы ее фитоценозов крайне недостаточно.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ

Предуралье, на долю коТорго приходится 65,5% всей территории республики согласно лесорастительного районирования С.Ф.Курнаева (1973), относится к зоне широколиственных лесов лесной и лесостепной подзон в пределах Русской равншш; по лесорастнтельному районированию, предложенному А.Е.Рябчннским (1960, 1969) - к Преду-ральской левобережной лесостепи и Предуральскому правобережному лесному районам равнинных широколиственных лесов.

3. ПРОГРАММА, МЕТОДИКА И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проведены в разнополнотных равнинных липняках II и III классов бонитетов, снытьевой группы типов леса лесостепной зоны Башкирского Предуралья. Определение показателей фи-томассы и годичной продукции липняков в возрастном ряду древосто-ев проведено дифференцированно как на уровне ступеней толщинь деревьев, так и древостоя в целом. Получены соответствующие пока затели для подроста и подлеска, травяного покрова. Оценена продук тивность надземной части липняков.

Программой работ предусматривалось:

1) анализ и обобщение литературных и фондовых материалов;

2) планирование эксперимента;

3) закладка стационарных пробных площадей с отбором образ цов для их лабораторных исследований;

4) изучение биомассы травяного покрова и лесной подстилки;

5) определение фитомассы модельных деревьев, подроста и под

леска;

6) систематизации и обобщение экспериментальных материалов;

7 •

7) разработка рекомендаций по повышеншо продуктивности пняков.

Определение фитопродукционных показателей произведено по годике А.И.Уткина (1975, 1982) с учетом рекомендаций других ав-ров, закладка пробных площадей осуществлялось по ОСТ 56-69-83 [пощади пробные лесоустроительные. Метод закладки", вычисление ксационных показателей - общепринятыми в лесной таксации мето-ми. Модельные деревья отбирались систематически из числа особей нормально развитой кроной, которые визуально' оценивались как дальние для ступени толщины. Учет фитомассы н годичной про-кцин велся по абсолютно сухому веществу.

Принятая нами методика обеспечила определение у модельных ревьев массу листвы, генеративных органов, ветвей, коры и древеси-I стволов непосредственным взвешиванием. -Годичная продукция евеашы, коры стволов, ветвей определена рассветным Путем, приест листвы принят равным ее массе. Общая надземная фитомасса и дичиая продукция определены суммированием массы слагающих их

1МПОПСНТОВ.

Для адекватной интерпретации данных модельных дерепьев на швостои в целом нами применен корреляционно-регрессионный ана-п по методу наименьших квадратов с использованием функций:

У = С,+С2Х (1)

У = С|Х С1 (2)

у = с + сгх (3),

где У - фитомасса (или продукция) но фракциям, кг; X - сРй, м3 - диаметр дерева, Ь - высота дерева); С|, С2 - коэффициенты уравне-ш; е- 2,71828.

В расчетах в качестве аргумент функций использовался пара-лр <12Ь, поскольку с! и Ь являются основными легко определяемыми ч|знаками в лесной таксации.

Точность аппроксимации оценивалось по величине козффшшен-1 детерминации (г2) пли корреляции, для оценки значимости уравие-1Л при его выборе определялась стандартная ошибка, значение кри-

»

терия Фишера (F) и проверялась значимость коэффициентов С(, С2 по

критерию t - распределения Стьюдснта.

Определение количества органического вещества подлеска и подроста производилось на учетных площадках размером 2x2 м, надземная масса травяного покрова определялась укосом с площадок размером 1x1 м пятикратно за .вегетационный период, учет лесной подстилки проводился на площадках (по 10 шт.) размером 1x1 м в конце вегетационного периода перед опадением листвы. Все учетные площадки закладывались систематической выборкой но трапсектам. Полученные для площадок значения обрабатывались стандартными способами вариационной статистики.

Экспериментальной основой диссертационной работы являются данные по распределению надземной фитомассы п годичной продукции 107 модельных деревьев тмы мелколистой по фракциям, полученные с 11 стационарных пробных площадей. Для составления таблицы основных таксационных показателей модальных насаждений липы мелколистной использованы данные 102 пробных площадей.

Статистическая обработка данных проведена с использованием существующих программ для микро-ЭВМ н стандартного пакета STATGRAPIIICS для персонального компьютера IBM PC.

4. АККУМУЛЯЦИЯ ФИТОМАССЫ И ПГОДУЦ11Г.ОВЛ1ШЕ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ДЕРЕВЬЯМИ

Органическая масса дерева как конечный продукт взаимоотношений в биогеоценозе имеет, определенные закономерности продуцирования и накопления, поэтому нрсдставллет «¡персе установление зависимостей количества фитомассы к продукции с-т параметров дерева путем проведения корреляционно-регрессионного-и дисперсионного анализов. Уст ановлено, что тесные корреляционные зависимости и меры связи между величинами фитомассы, продукции отдельного дерева и основными таксационными показателями ствола обеспечивает d2b.

Основная часть фитомассы дерева аккумулируется в стволах. Изменений массы древесины и коры ствола, ветвей от d2h как для все*

модельных деревьев (рис.1), так и для моделей в пределах пробных площадей, имеют прямопропорцнональную зависимость. В пределах ступени толщины изменение фитомассы древесины н коры стволов определенных возрастных тенденций не обнаруживают. Фитомасса ветвей в пнзкополнотных молодняках имеет некоторое увеличение по сравнению с более высокополнотнымн, в насаждениях старших возрастов данная зависимость, как правило, носит противоположный характер.

.Листва из всех компонентов фитомассы является наиболее вариабельной фракцией, так как в большей мере зависит от эдафическнх и климатических условий, может испытывать сильное влияние от эн-томовреднтелей. Естественно, чем крупнее дерево, тем больше масса его листьев. Причем деревья одинакового диаметра в высокополнот-ных насаждениях имеют тем большую массу листьев, чем старше возраст древостоя. В древостоях одного возраста, но разной полноты, масса листьев, приходящаяся на деревья одинакового диаметра, тем больше, чем выше полнота насаждения.

Абсолютныезначення продукции но фракциям также устойчиво возрастают с увеличением размера деревьев, причем темпы увеличения продукции значительнее в меньших ступенях толщины, чем в более крупных. В пределах ступеней толщины по пробным площадям прослеживается тенденция устойчивого возрастания продукции по фракциям до 60-70-летнего возраста, после чего наблюдается снижение показателей.

В условиях усиления антропогенных нагрузок на окружающую среду и ухудшения экологической ситуация оценка ветвящихся структур деревьев (определение соотношения между длиной, массой ветвей, площадью поверхности и массой ассимилирующих органов по порядкам ветвления) актуальна с точки зрения экологической продуктивности, поскольку структурно-функциональные особенности кроны в стабилизации экологического равновесия среды являются основными. Установлено, что биомасса ветвей I порядка' превышает массу ветвей II порядка, а биомасса И порядка - 111 и т.д. В пределах одной ступени толщины биомасса ветвей МП порядков деревьев в 65-летнем насаждении устойчиво преобладает над биомассой ветвей стволов других

я)

о

8

за

О И ............. .1 .. I. I , 1,1м

» о.з 1 1.з г а.з з

о 0.5 1 1.5 2 2.5 3

а.з 1 1.3 г 2.з э

Произведение квадрата диааетра дереза на высоту (а2Ь), м3

Рис. I. Зависимость фитомассы и годичной продукции древесины стволов (а), кора стволов (б), ветвей (в) и листьев (г) модельных деревьев от й-Ь, кг/дерево

насаждений. Масса ветвей IV порядка у деревьев, представленных ступенями толщины ниже среднего (26 см), явно отстает от 47- и 57-летних древостоев, где аналогичные стволы представлены господствующими экземплярами (средине диаметры соответственно равны 18 и 21 см). В свою очередь, в высокополнотном 47-летнем насаждении (Р=1,0) по сравнению с 57-летнпм (Р=0,8) наблюдается абсолютное преобладание массы ветвей всех порядков.

Протяженность ветвей II порядка преобладает над остальными в ступенях толщины ниже средних, а в высших - наблюдается преобладание длины III порядка. В пределах ступени толщины сравнение, протяженности ветвей стволов показывает преобладание последних в высокополнотном 47-летнем липняке, а в древостоях с полнотой 0,8 протяженность ветвей I и II порядков преобладает в 65-легнем липняке, III и IV - в 57-летнем.

Фитомасеа листьев на стволах возрастает от низших ступеней толщины к высшим, причем па ветках I порядка их масса практически остается неизменной для всех ступеней толщины. Основная част), листьев сосредоточена на ветках Ш порядка у стволов, находящихся в средних ступенях толщины и ниже, а в высших ступенях - па ветвях IV порядка.

Относительное распределение фитомассы и протяженности веток но порядкам ветвления имеет тенденцию к постоянству и может быть описано соотношением 1:0.4:0,17:0.08 и 1:1,7:1,6:0,9 соответственно.

Трудоемкость определения запасов фитомассы деревьев но основным составляющим фракциям (листва, ветви, крона) требует нахождения устойчивых аллометрических зависимостей с легко определяемыми морфометрическими признаками ствола с целью разработки косвенной оценки массы ветвей и листьев деревьев при невысоких затратах труда, но без снижения ючноаи учета. Таким морфомефнче-ским показателем может служим, сумма площадей сечении ветвей I порядка. Выраженные уравнением степенной функции взаимосияш массы кроны по компонентам и счмма площадей сечении пешей I порядка дерева в липняках очень тесные, чю подтверждается высоким коэффициентом корреляции: для 9 из Ш рассматриваемых .третачое»

он выше 0,9 при аппроксимации фитомассы веток и в 6 случаях из 9 -при выравнивании фитомассы листьев. .

5. ФИТОМАССА, ГОДИЧНАЯ ПРОДУКЦИЯ И ФРАКЦИОННАЯ СТРУКТУРА ЛИПНЯКОВ В ВОЗРАСТНОЙ ДИНАМИКЕ ДРЕВОСТОЕВ

Масса стволов (рис.2%) изученных липняков, в молодняках ежегодно увеличивается на 1-3 т/га, достигая к !5-летнему возрасту 35 т/га (в т. ч. коры -10 т/га). В период с 13- до 60-летнего возраста фи-томасса стволов увеличивается в 10 и более раз, достигая 120-140 т/га (в т. ч. коры - 26-31 т/га). В последующие периоды фитомасса стволов изменяется незначительно и не превышает 176 т/га.

Масса ветвей (рис.2г) древостоев липы уже в стадии молодняка Достигает высокого уровня (14-17 т/га), сохраняя темпы накопления органического вещества до возраста спелости. Масса ветвей в древо-стоях близкого возраста тем выше, чем больше полнота.

Масса листьев (рис.2д), в 13-летнем древостое составляет ок<£ло 1 т/га, в 47-, 61-, 69- и 80-летнпх древостоях - около 2 т/га, в 64-и 71-летних - около 3 т/га. Максимальная ее величина зафиксирована в вы-сокополнотном 80-летнем древостое (5 т/га).

Вклад подроста и подлеска (581-10218 кг/га), живого напочвенного покрова (169-832 кг/га) в фнтомассу липняков невысок. На всех пробных площадях фитомасса подлеска преобладает над фптомассой подроста, что связано со слабым семенным возобновлением липы.

Годичная продукция стволов (рис.36) в молодняках составляет 1,0-2,3 т/га в год. К 40 годам она возрастает в два и более раз, сохраняясь в последующем с небольшими отклонениями в пределах 3-4 т/га в год. >;

Продукция коры (рис.3г) составляет в среднем 0,6-1,2 т/га в год.

Годичная продукция ветвей (рнс.Зд) в своей динамике сходна с динамикой продукции древесины стволов: резкое увеличение до 2,7 т/га в год и более в стадии молодняка с последующим снижением и стабилизацией ее в среднем на уровне 1,0 т/га в год.

б)

Т 1 , 1

-Д 1 ■у - : ■ !

: :

1,1 1 » 1 ...... .г. ... t .... Ч

70

s

<0

to

H-

Д)

70 90

Возраст, лет

Рис. 2. Изменение с возрастом фитомассы надземной част (а), волов (б), древесины стволов (в), истлей (г), листьев (д) дреткпч-п шы мелколистной

Годичная продукция листьев изменяется с небольшими отклонениями в пределах 2-3 т/га. По-видимому, такая стабилизация указывает на оптимальность ее величины. Листьям принадлежит особая функциональная роль в продукционном процессе. Величина годичной продукции при аппроксимации параболой тесно связана с их поверхностью (г2=0,985) и массой (г2=0,982). Опюшение надземной годичной продукции дрепостоев к массе их листьев (Pag/Fl), характеризующее "работоспособность" листового аппарата, описывается уравнением: Pag/Fl= 1,003676 + 0,116065 А-0,001304 А2 r2=0,941 F=68 (4),

где А - возраст древостоев, лет.

Величина годичной продукции подроста и подлеска п среднем изменяется в пределах 0,5-0,7 г/га в год.

В связи с биологическим различием видов трав прохождение их фенологических фаз под пологом верхних ярусов неодинаково, следовательно, неодинаковы и сроки накопления максимальною количества фнгомассы. Поэтому при рассмотрении годичной продукции напочвенного покрова нами выбраны их максимальные значения, зафиксированные в течении всего вегетационного периода (289-1009 кг/га).

4 Запас сухостойных стволов и сучьев в насаждениях варьирует от 2,1 до 6,8 т/га, лесной подстилки - в пределах 4,5-10,8 т/га органического вещества. Существенной зависимости накопления отмершей массы от таксационных показателей древостоеа не установлено.

6. БИОПРОДУКЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЛИПНЯКОВ КАК КРИТЕРИИ ФОРМИРОВАНИЯ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ НАСАЖДЕНИЙ

Внедрение экологических принципов и подходов в лесоведение и лесоводство должно осуществляться на основе показателей первичной биологической продуктивности. Но для этого требуется накопление и обобщение работ по биопродуктивносги лесов на региональной основе (Усольцео, 1995). Выполнение такой задачи возможно на основе составления таблиц фнтомассы отдельных деревьев и древостоев.

и

Нами составлены таблицы массы фракций деревьев липы мелколистной с двумя входами - диаметром н высотой дерева для МИ разрядов кысот, совмещенной с показателями сортимеитиых таблиц, а также для тоикомерных стволов. *

Подход к достаточно детальному изучению древостоев, представляющих собой сложные биологические объекты, возможен только на системной основе. Методика изучения модальных древостоев осио- ■ вывается преимущественно на использовании множественных связей. Для этого выявлены множественные зависимости, отражающие наличие прямых и косвенных взаимодействий таксационных показателей, влияющих на фитомассу и грдичиую продукцию.

Рассчитав коэффициенты корреляции между таксационными показателями древостоев и показателями фитомассы, годичной продукции, а также вычислив меры связи между этими величинами, установили, что фитомасса древесины и коры стволов характеризуются высокими корреляционными связями с основными таксационными показателями. Фитомасса и продукция ветвей, продукция стволов и коры показывают умеренные и значительные связи с таксационными показателями, а фитомасса листьев - слабые. Не обнаруживают какой-либо зависимости связи таксационных показателей с фитомассой генеративных органов. Дисперсионный анализ показал, что возраст древостоя (А) оказывает значительное влияние на все показатели фи-топродуктивлости по сравнению с другими таксационными показателями. Однако, он уступает высоте (Н) по силе слияния на формирование фитомассы ветвей и листьев. На продуцирование и накопление фнтомассы несколько слабее по сравнению с возрастом оказывает влияние запас стволовой древесины (М), причем на продуцирование коры и общей надземной годичной продукции это влияние максимально. Влияние остальных таксационых показателей, по сравнению с возрастом, высотой и запасом характеризуются менее значимыми величинами.

С учетом выявленных закономерностей связи для установления динамики фитомассы и годичной продукции предлагаются регрессионные модели следующего вида:

Y = C| + С2А + С3Н + C4D + С5М + C6G, (5)

Í7 •

где Y - показатель годично« продукции или фитомассы по фракциям; С- коэффициенты уравнения; G - сумма площадей сечений.

Для практической деятельности необходимы таблицы фитопро-дуктивпости, которые составляю+ся, h основном, путем совмещения или привязки к таблицам хода poeta. Общеизвестно, что таблицы хода роста отражают во времени динамику изменения основных таксационных показателей нормальных древостое». Естественно, что прогнозирование динамик» фитомассы древостоев, отличных от нормальных, методом простого peflyuHpoiamw соответствующего показателя для полноты 1,0 будет неверным, поскольку с уменьшением полноты, определяемой по сумме площадей сечений стволов, в статике масса стволов и крон снижается не спнхронно.

Для моделирования нзменекня основных таксационных показателей лппнякой ПредураЛья в статике при соответствующем возрасте и относительной полноте произведено аналитическое выравнивание основных таксационных показателей 102 пробных площадей, заложенных в модальных насаждениях И п Ш классов бошггетов, п снытьепой группе типа леса с полнотой 1,0,0,8 и'0,6.

■ В составленных таблицах фитомассы и годичной продукции древостоев лниы мелколистной, подлесочиого яруса, травяного покрова использованы выявленные зависимости продуцирования и накопления органического вещества дпннымй компонентами насаждений от таксационных показателей Древостоев путем подстановки в регрессионную модель (5) выравненных значений таксационных показателей. Для срстпп.плшмх таблиц приводятся точность, случайные н систематические ошибки. •

В связи с оптимизацией лесопользования приобретает важное значение разработка системы лсспхозяйственпмх мероприятий по повышению продуктивности липняков m основе изучения их фактической п потенциальной продуктивности. Поскольку повышение продуктивности насаждений охватывает, в первую очередь, их средообря-зующуто роль, то чем интенсивнее происходит рост древостоя, подроста, подлеска и травяного покрова, тем выше степень средообра зую-щей н стабилизирующей роли леса. Таким образом, повышение продуктивности леса сводится к проблеме усиления продуцирования и де-

копирования органического вещества насаждениями. Снижение этих процессов ни в пространстве, ни во времени недопустимо, следовательно, лесопользование должно быть непрерывным. Практическим решением проблемы является создание разновозрастных насаждений, которые в благоприятных условиях превосходят по биологической продуктивности простые насаждения в соответствующем возрасте.

В создании разновозрастных насаждений липы целесообразны два направления: первый - рассчитанный на естественное возобновление лииы, второй - на создание подпояоговых культур с последующим формированием хвойно-лнповых насаждений, что повысит товарность насаждении и эстетические свойства в рекреационных лесах.

Первый из этих направлений сводится к проведению интенсивных рубок ухода с целью искусственного формирования разновозрастных груйп деревьев. Первый прием рубок в высокополиотпых липняках необходимо начать с 20-35-летнею возраста, когда наблюдается кульминация годичной продукции (9-12 т/га), связанная с интенсивным ростом деревьев в высоту. Б данный период развития лнп-пяков происходит становление древостоев, т.е. переход из стадии "чащи" в стадию "жердняка", связанный с формированием порослевых групп деревьев, заканчивается освоение ими пространства в горизонтальном направлении. Основной вклад в продуцирование и депонирование органического вещества в это время вносят деревья средних и мелких ступеней толщины. Для этого этапа ".ар:"осрно высокое доле вое участие подлеска и травяного покрова (8-17%). Характерной особенностью указанного периода являются: высокие темпы прироста ветвей .и листьев, благодаря чему оСсснст.и ается быстрое смыкание крои: значительное изменение фракци.онно!" прупуры как годичной продукции, так и фитомассы. •

Уход целесообразен На отдельных кулисах нн .пшой 10-15 м. Для увеличения дифференциации деревьев по всмрасис (м группам второй прием рубок необходимо повторить через 5-15 ле:.

Третий прием рубок предлагается проводим, в возрасте 50-60 лет. С целью создания условии для.предварительно!о возобновления липы и других хозяйственно ценных пород перец рубкой главного пользования. Ои проводится с достаточно высок->н интенсивностью,

особенно в иысокополнотных насаждениях, поскольку своевременное нзрежипиние одновозрастных древостоев ведет к резкому увеличению прироста на оставшейся части: в наших опытах после проведения проходной рубки интенсивностью 30% (100 м3/та) в 65-летнем липняке с " дополнительной полной вырубкой подроста и подлеска за и!иь последующих лег увеличение прироста стволовой древесины состаиидо 29,7 м3/га, что в дна раза превышает прирост на контрольной секции.

Дополнительным подтверждением в пользу своевременного из-реживания древостоя и обновления подлесочного яруса является фи-томасса подроста и подлеска. После их обновления за пятилетний период общая фитомасса выравнялась с контролем и несколько увеличилась (однако разница между ними не подтверждается 1=0,72), а масса листьев превзошла контрольную секцию в 1,3 раза (достоверность разницы: 1=9,11>Т=3,37). Кроме того, практически при неизменившемся составе (6В4Кл) увеличилось количество подроста (9,2 тыс.экз./га против 7,7 тыс.экз./га на контрольной секции) и подлеска (12,0 тыс.экз./га против 7,0 тыс.экз./га на контрольной секции). Таким образом, средний годичный прирост фитомассы подроста и подлеска после их обновления составил 3,6 т/га против 2,9 т/га на контрольной секции. Учитывая, что увеличение текущего прироста фитомассы является важнейшим показателем, эффективность интенсивных рубок с одновременным обновлением подлеска и, частично, подроста свидетельствует в пользу своевременного изреживания древостоев до полноты 0,5-0,6.

При совместном произрастании с липой мелколистной ель си- ■ бирская достигает одинаковой высоты, а иногда и превосходит ее, поскольку их конкурентные способности в борьбе за свет примерно равны. Кроме того, ель часто является спутником липы в северных и 'северо-восточных частях Предуралья. Однако здесь ее естественное возобновление отсутствует или оно недостаточно. Поэтому ель принята в качестве основной породы в подпологовых культурах при создании сложных липняков но второму направлению, принципиальная схема которого представлена на рис. 4. Основными структурными показателями ее являются следующие этапы.

Первый этап - формирование подпологоиых лесных культур ели в естественных липняках. Оно осуществляется посадкой сан на вырубаемых коридорах и под пологом после интенсивных проходных рубок. Посадка коридорным способом способствует более полису использованию экологического потенциала места произрастания, чем при выращивании культур по сплошным вырубкам. Тек, по данным наших исследований средняя высота лесных культур ели (1,6 м) восьми летнего возраста в 25 метровом коридоре значимо (0,001) отличается от средней высоты подпологовых культур ели (0,8 м), высаженной одновременно в липняке полнотой 0,5 рядом с коридором.

Второй этап - уборка верхнего полога между коридорами и создание лесных культур ели биогруппамц (площадками). Такая посадка позволит сократить трудозатраты при последующих лесоводствениых мерах ухода, избежать однообразия ландшафта в рекреационных лесах. Кроме того, рост сеянцев ели на площадках (А=5 лет, Н-1,5 м) значительно превосходит роя- аналогичных культур, созданных по бороздам (А=8 лет, Н=1,3 и) на одной и той же вырубке.

Рис. 4. Модель формирования высокопродуктивного насаждение непрерывного пользования

Третий этап - формирование сложных хшГшо-пнствеинык на-аждений рубками ухода, а в рекреационных лесах - ландшафтными убками.

Четвертый этап - функционирование сложных хвойно-иственных насаждений. В этот период провод:иси комплексные руби, направленные на своевременную рубку "спелых" деревьев и созда-[ие благоприятных условий дня возникновения подроста как хвойных, •ак и лиственных пород, способствующих нос [¿пенному переходу к сборочному ведению хозяйства, обеспечивающему непрерывность [есопользования.

Таким образом, в системе непрерывного лесопользования ком-шекс хозяйственных мероприятий направлен па расширенное воспроизводство продуктов леса в определенном качественном их состоянии ипенсивным путем по всему возрастному ряду, что влечет за собой говышенне продуктивности древостоев. Управление системой сбалансированного леса непрерывного пользования, связанное с использо-занлеи долгосрочных капитальных вложений, требует предельно четкого знания целей, путей, необходимых сргл«», ограничений, конкретной структуры леса, cí o исходного ir-конечного состояний, траекторий перехода из одного состояния в другое, ирактера й времени проявления продуктивности леса. В этом глазная отличительная черта системы сбалансированного высокопродуктивного леса непрерывного пользования.

ВЫВОДЫ И-РЕКОМЕНДАЦИИ

Изучение годичнЬй продукции и фитомассы 13-80-летних липняков Башкирского Предурадья позволяет сделать следующие выводы:

1. В липняках старше 20 лет более 90% надземной фитомассы и 80% годичной продукции приходится на древостой.

2. Кульминация надземной годичной продукции (8-14 т/га в год) снытьевых липняков приходится на возрастной период 20-40 лет. К 80 годам фитомасса липняков достигает 160-230 т/га. Причем возрастные границы депонирования органического вещества насаждепяии и кульминация годичной продукции зависят от полноты и класса бонитета древостоев.

3. Начиная с периода кульминации надземной годичной проду] ции древостоев, их относительная фракционная структура падземис массы изменяется незначительно и характеризуется следующим усредненными показателями: древесина стволов - 33%, кора стволов 10%, ветви -16%, листья - 41%.

4. Относительное распределение фитомассы веток по Порядка ветвления деревьев обнаруживает определенное постоянство для ЛИ1 ияков (за исключением молодняков), которое может быть описано о •отношением 1:0,4:0,17:0,08. Аналогичное постоянство наблюдается и распределении протяженности веток по порядкам ветвлеш (1:1,7:1,6:0,9).

5. Продукционная эффективность листьев (отношение годичнс продукции к фитомассе листьев) находится в тесной зависимости < возраста насаждения и хорошо аппроксимируется параболой вторщ порядка (г2 = 0,941, F = 68).

6. Наибольшей вариабельностью из всех фракций фитомассы о личаются листья, генеративные органы и отмершие ветви.

7. Процессы продуцирования и накопления органического в щества деревьями в насаждениях различной полноты и возраста э( фективно описываются регрессионными моделями, аргументами в к торых являются произведение квадрата диаметра на высоту дере) (d2h).

8. Установлены тесные корреляционные связи между таксацио ными показателями древостоев и отдельными фракциями годичш продукции и фитомассы, позволяющие использовать множественш линейно-регрессионные модели при прогнозировании биопродукц онных показателей насаждений.

9. Применение регрессионных моделей после установления ф экологически обусловленных взаимосвязей между биопродукционш ми и Дендрометрическими показателями способствует снижению тр доемкостн тюлевых работ.

10. Продуцирование и депонирование органического вещества сложных липняках выше, чем в простых.

11. Интенсивные выборочные рубки в липняках VII класса вс растя замедляют снижение текущего прироста.

! 2. Обновление подроста подлеска увеличивает нх годичную

1Ц>о.иукито.

13. Шгсдрение моделей формирования высокопродуктивных насаждении липы обеспечит повышение биологической продуктивности насаждений на 10-15 'г/га и постоянство лесопользования.

Опредеиение возрастной динамики фитопродукнпониых показа-к-лей лшшяков позволяет рекомендовать лесхозам и лесоустроительным предприятиям:

1) модели формирования высокопродуктивных липняков;

2) таблицы фитомассы и годичной продукции деревьев липы мелколистой, совмещенные с сорпшепгио-товарньши таблицами;

3) таблицы динамики таксационных показателей модальных липняков лесостепной зоны;

4) таблицы фитомассы и годичной продукции лшшяков II и Ш классов бонитетов, относящихся к разным группам полнот.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Габделхаков АДС. Распределение фитомассы в снытьевом лпп-няке Н Ишепснфнкацш сельскохозяйственного производства (Тезисы «окладов республиканской конференции молодых ученых и спецпп-лисюи сельского хозяйства).- Уфа, 1992,- С. 17-18.

2. Габделхаков А.К., Хайретдшюв Д.Ф. Структурно-функциональный анализ липняков Предуралья//Тезисы докладов 102 научной конференции профессорско-преподавательского состава, на-у<:п!:х сотрудников и аспирантов.- Уфа, 1993 - С. 20.

3. Габделхаков А.К. Фитомасса подлесочного яруса снытьевых лшшяков II Тезисы докладов 102 научной конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов.-Уфа, 1993,-С.-26-27.'.

4. Габделхаков А.К., Хайретдшюв А.Ф. Структурно-функциональная организация кроны дерева // Резервы увеличения прсплшдства и повышения качества сельскохозяйственной иродук-нни (Тезисы докладов Х111 региональной конференции молоцых ученых п специалистов, посвященной 60-летШО Оренбургской области и 250 . .етию Оренбург ский губернии).- Оренбург, 1994,- С. 35-36.

5. Ханретдинов А.Ф., Габделхаков А.К., Габдрахимов K.M. Распределение надземной фитомассы в снытьевых. липняках Башкирского Предуралья//Лесной журнал (Изв. ВУЗов), 1994,№1.-С. 14-18.

6. Хайретдинов А.Ф., Габделхаков А.К., Фаттахова P.P. Экологическая стабильность и постоянство лесопользования в искусственных экосистемах II Рекомендации НТС МЛХ РБ,- Уфа: МЛХ РБ, БГАУ, 1995,-5 с.

7. Габделхаков" А.К., Хисамов P.P. Экологическая продуктивность липняков И Тезисы докладов региональной конференции молодых ученых и специалистов.- Оренбург, 1995,- С. 26-27.

8. Фаттахова P.P., Габделхаков А.К. Структурно-функциональный анализ фитомассы травяного покрова снытьевых липняков Пред-уралья // Проблемы динамической типологии лесов (Тезисы докладов Всероссийского Рабочего Совещания).- Архангельск, 1995.- С. 34-35.

9. Габдрахимов K.M., Габделхаков А.К., Мирзануроп И.И., Фаттахова P.P. Роль лесовозобновительных свойств почв в создании про-грамных лесов Предуралья II Проблемы экологического мониторинга (материалы конференции от 16-19 октября 1995 года).- Уфа: 11ППЭП РБ, 1995,ч. 1.-С. 131-136. >

10. Хисамов P.P., Габделхаков А.К. Биологическая продуктивность липняков Башкирского Предуралья // Комплексная продуктивность лесов и организация многоцелевого (многопродуктивпого) лесопользования (Тезисы докладов Всероссийской конференции). - Воронеж, Воронеж, государ. лесоТехн. акад., 1996. - С. 85-87.

11. Габделхаков А.К., Мирзаиуров И.Н. Лесорастшсльные свойства почв липняков Учебно-опытного лесхоза БГАУ // Проблемы антропогенной эволюции почд, Башкортостана: Тезисы докладов научной конференции, посвященной памяти профессора С.Н.Танчинова. Гилем. Уфа, 1996.-С.62-65.

С ,

Отзывы на автореферат с заверенными подписями просим направлять в двух экземплярах по адресу:

424024 Республика Марий-Эл, г.йошкар-Ола. пл. Ленина 3, Марийский государственный технический университет, диссертационный совет Д 064.30.01 .ученому секретарю.

БГАУ, заказ №iÖ_ , усл. псч. л. 1.0, тираж 110 экз.