Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Фитоценотическая структура лесных сообществ и лесоразведение на карбонатных почвах Белгородской области

ВАК РФ 06.03.01, Лесные культуры, селекция, семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Фитоценотическая структура лесных сообществ и лесоразведение на карбонатных почвах Белгородской области"

/) на правах рукописи

О

ФЕДОСОВА Татьяна Валерьевна

ФИТОЦЕНОТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЛЕСНЫХ СООБЩЕСТВ И ЛЕСОРАЗВЕДЕНИЕ НА КАРБОНАТНЫХ ПОЧВАХ

БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ (НА ПРИМЕРЕ ШЕБЕКИНСКОГО ЛЕСНИЧЕСТВА)

Специальность: 06.03.01 - Лесные культуры, селекция, семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ

ця ргшскание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Воронеж - 2007

2А ЯНВ»

Работа выполнена на кафедре лесных культур и селекции Воронежской государственной лесотехнической академии.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Чернодубов Алексей Иванович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор Таранков Владимир Иванович

/Воронежская государственная лесотехническая академия/

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, Русин Николай Степанович /ФГУП «Научно-исследовательский институт лесной генетики и селекции» - НИИЛГиС/

Ведущая организация: Комитет лесного хозяйства Курской области

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ВГЛТА

Защита диссертации состоится 2007г. в ауд/^^в '

часов на заседании диссертационного бовета^Д 212.034.01 при Воронежской государственной лесотехнической академии.

Автореферат разослан

2007г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук, профессор Ю.П. Лихацкий

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Территория юга Восточно-европейской равнины в результате эрозионных процессов покрыта густой сетью овражно-балочных систем с выходом на поверхность материнских пород (мел, мергель, известняк), разрушающихся из-за невысоких механических свойств На щебнистых почвах произрастают специализированные растительные сообщества - каль-цефилы, в тч и меловой эдафотип сосны обыкновенной (Дрюченко,195б, Вересин,1971, Синелыциков,1991, Михно,1993)

« на юге Средне-русской возвышенности находится более полутора миллионов гектаров меловых обнажений и сильно смытых перегнойно-карбонатных почв (причем площадь их непрерывно возрастает), на которых только сосновые леса смогут дать ценную продуктивность и экономический эффект» (Вересин,1971)

Работа выполнена в рамках госбюджетной темы кафедры лесных культур и селекции Воронежской государственной лесотехнической академии «Биоразнообразие и восстановление основных лесообразующих пород ЦЧО и юга России» (№ госрегистрации 01 2 00609252)

Цель работы - повышение эффективности искусственного лесоразведения на основе изучения структуры и продуктивности естественных биогеоценозов на карбонатных почвах Русской равнины Задачи исследований;

- изучить биологическую продуктивность лесных сообществ на дерново-карбонатных почвах,

— провести оценку естественного возобновления, семенной базы мелового эдафотипа сосны обыкновенной,

- предложить пути искусственного лесоразведения сосны на карбонатных почвах,

— изучить особенности создания культур дуба черешчатого на карбонатных почвах

Научная новизна. Впервые разработана модель строения естественных биогеоценозов правых крутых берегов рек Белгородской области

Приведены таблицы продуктивности естественных биогеоценозов меловых обнажении и карбонатных почв правых крутх (35-45°) береюь притоков р Дон Дана лесоводственная характеристика искусственных насаждений сосны и дуба черешчагого

Практическая значимость. Полученные результаты исследований могут быть использованы для решения практических задач, связанных с выращиванием устойчивых, долговечных искусственных насаждений из сосны и дуба в условиях ЦЧО Результаты полученные в диссертации применяются в учебном процессе, а так же внедрены в Областном государственном учреждении «Шебекинское лесничество»

Обоснованность и достоверность результатов исследований обеспечена комплексностью проработки темы с использованием методов математической статистики

Положения выносимые на защиту. 1 Фитоценотическая структура естественных древостоев и их биологическая продуктивность на крутосклонах правых берегов рек

2. Оценка семенной базы и естественного возобновления мелового эдафотипа сосны обыкновенной.

3 Закономерности роста культур сосны на карбонатных почвах разного расположения по элементам рельефа

4 Особенности развития культур дуба черешчатого на дерново-карбонатных почвах.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы рассматривались и получили положительные отзывы на заседаниях кафедры лесных культур и селекции ВГЛТА (2005,2006), конференциях молодых ученых ВГЛТА (Воронеж,2006), на юбилейной конференции, посвященной 95-летию проф М.М. Вересина (2005), на международной научной конференции (Красноярск,2006), на всероссийской научно-технической конференции «Современные проблемы экологии» (Москва-Тула,2006)

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 работ, в т ч одна в списке поименованном ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 140 страницах машинописного текста и состоит из введения, 7 глав, выводов, предложений и приложений. Включает 14 рисунков, 39 таблиц

Список используемой литературы представлен 167 наименованиями, в т ч 7 на иностранном языке

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. ФИТОЦЕНОТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЕСТЕСТВЕННЫХ МЕЛОВЫХ СООБЩЕСТВ И ЛЕСОРАЗВЕДЕНИЕ НА КАРБОНАТНЫХ ПОЧВАХ

Исследовательские работы проводились в Шебекинском лесничестве Белгородской области По своей структуре меловые сосняки можно объединить на травяно-степные, сложные Среднерусской возвышенности, Донецкого КрчжЭ и СОСНЯКИ МеЧОВОЙ Ня супесях, тряяяно-степнойу сложный, меловой то-локонковый на Приволжской возвышенности. В этой главе проведена оценка ранее созданных лесных насаждений, которая показала, что до настоящего времени остаются дискуссионными вопросы систематики, селекции, лесоразведения и облесения меловых обнажений и карбонатных почв юга Русской равнины (Вересин,1971; Виноградов,1949, Доронин, 1970,1973, Дрючен-ко,1956; Козо-Полянский, 1931; Костенко,1960, 1961, Котов,1937,1939,1974, Мильков,1949, Михно,1993, Оринич,1953, Синелыциков,1991, Талиев,1895, Трифонова, 1973; Чернодубов,1995; Яковлев,1950)

2. ПРИРОДНО - КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ

Дана характеристика природных и лесорастительных условий исследуемого района- климата, рельефа (по характеру рельефа на территории об-

ласти выделяется пять типов местности: плакорный, склоновый, надпойменно-террасовый, пойменный и зандровый), В результате исследований было выявлено, что природно-климатические условия благоприятны для произрастания древесно-кустарниковых пород

3. ПРОГРАММА ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Программа исследований соответствует решению поставленных задач Для решения всего комплекса задач на пробных площадях были проведены исследования по изучению роста и развития естественных биогеценозов на меловых отложениях Всего заложено 22 пробы, 50 пробных площадок для учета естественного возобновления, 16 почвенных разрезов, 120 модельных деревьев, проведен анализ 78 почвенных образцов На каждой пробной площади были заложены почвенные шурфы (Карпачевский,1981, Молчанов,Смирнов, 1967)

Анализ почв проводился частично в агрохимлаборатории, частично в почвенной лаборатории кафедры лесомелиорации и почвоведения ВГЛТА, при участии автора (Практикум ,1980, Аринушкина,1961)

Объектами исследований служили естественные древостой на правом берегу р Нежеголь и искусственные насаждения Шебекинского лесничества Белгородской области В основу изучения культур был положен метод сравнения и анализа Закладка проб велась в соответствии «Методика и техника работ на пробных площадях» (Дударев, Гладышева,1978).

4. БИОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ ЛЕСНЫХ БИОГЕОЦЕНОЗОВ НА ДЕРНОВО-КАРБОНАТНЫХ ПОЧВАХ

В данной главе описано 3 пробных площади В задачу исследований были включены как биотические, так и абиотические компоненты всего каскада элементарных геохимических ландшафтов элювиального, транзитно-элювиального, транзитного и аккумулятивного

В дубняке хорошо развит травяной покров Площадь равномерно покрыта эфемероидами на 60%, преобладает ветреница, много хохлаток, подснежников, гусиного лука В летнее время травяной покров многоярусный, степень покрытия превышает 70% Главная масса корней сосредоточена в горизонте А Глубже проникает сравнительно небольшое количество крупных корней При пересчете на 1 га (табл 1) получаем накопление сухой массы органического вещества в древостое элювиальных позиций изучаемого ландшафта.

При переходе элювиального элементарного геохимического ландшафта к элювиально-транзитному (табл 2), естественные насаждения сосны, даже в возрасте 100-120 лет способны создавать в крайне неблагоприятных, щелочных условиях на элювии мела биохимические барьеры массой 112 т/га, которые удерживают в ландшафте значительное количество химически активных веществ и энергию.

Таблица 1 - Общий запас органического вещества в насаждениях элювиальных ландшафтов (т/га)

Показатели 1 ярус 2 ярус Подрост Подлесок Всего

дуб береза осина липа ясень клен клен рябина

Листья 1,9 0,05 0,3 0,2 1,0 0,2 0,04 3,7

Ветви мелкие 4,5 0,3 0,3 0,2 0,1 од 0,3 5,4

Ветви крупные 26,2 0,2 1,9 1,5 од - - 29,9

Ствол 216,5 2,8 10,8 3,9 1,2 0,8 0,2 236,2

Надземная масса 249,1 3,1 13,3 5,8 2,4 1Д 0,3 275,2

Корни мелкие 1,0 0,02 0,9 0,4 - - 0,04 2,4

Корни крупные 2,8 0,03 1,3 0,5 - - 0,01 4,6

Комель 36,5 0,4 4,2 1,4 0,6 - - 43,1

Подземная масса 40,3 0,5 6,4 2,3 0,6 - 0,05 50,1

Масса трав 1,4

Масса лесной подстилки 1,8

Итого 284,4 3,6 19,7 8,1 3,0 1,1 0,4 328,5

Таблица 2 - Общий запас органической массы на га в насаждениях элювиально-транзитных ландшафтов правобережья р Нежеголь (т/га)

Показатели —.— ^иша ---- та,.»,,,-. X ИДП1- ник Всяче-ягодник Влат

Листья 3,9 0,02 0,002 0,001 0,001 3,92

Ветви мелкие 4,2 0,003 0,001 0,001 0,00 4,21

Ветви круные 8,6 - - - - 8,6

Ствол 16,9 0,03 0,02 0,03 0,002 16,98

Надземная масса 33,5 0,06 0,02 0,03 0,002 46,77

Корни мелкие 10,9 0,003 0,01 0,005 0,002 10,92

Корни крупные 12,9 - - - - 12,9

Комель 39,0 0,007 - - 39,0

Подземная масса 62,8 0,09 0,01 0,005 0,002 62,9

Масса древостоя на га 109,6

Масса лесной подстилки 1,25

Масса трав 1,2

б

На крутых меловых склонах естественным образом создается барьер из самосева сосны, где нами и была заложена третья пробная площадь. Пробная площадь №3, расположена на крутом меловом склоне к реке Нежеголь в транзитных условиях геохимического ландшафта Возраст насаждения 20-25 лет Величина пробной площади 25 x40м = 0,1 га Полнота древостоя 0,8 Средняя высота модельного дерева 12 м Средний диаметр его 9 см. Количество деревьев на пробной площади 382, на гектаре 3820 шт. Запас 122м3/га Степень покрытия почвы - 0,3.

На плато, водораздельных пространствах и террасах создавать лесные культуры нужно наиболее сложными, многокомпонентными и многоярусными Тогда насаждения будут устойчивыми

Для изучения данных почв нами в 2005-2006 годах, на разных элементарных геохимических ландшафтах были заложены пробные площади, расположенные на всех элементах геохимических ландшафтах (элювиальном, транзитно-элювиальном, транзитном и аккумулятивном), сложенных одними и теми же горизонтами и покрытых разной толщей четвертичных отложений

Данные почвы отличаются тяжелым гранулометрическим составом (тяжелосуглинистым и глинистым) (табл 3)

Таблица 3 - Гранулометрический состав почв крутосклона р Нежеголь

№ раз- глубина Содержание фракций, %, размер частиц, мм

реза, часть склона отбора образцов 1-0,25 0,250,05 0,050,01 0,010,005 0,0050,001 меньше 0,001 меньше 0,01

2 4-16 5,8 8,8 28,5 9,2 15,1 32,6 56,9

переход плато в крутой склон 20-30 7,4 11,6 23,9 9,4 14,6 33,1 57,1

40-50 6,2 8,8 27,7 9,4 14,4 33,5 57,3

60-70 6,6 8,0 23,2 8,4 16,7 37,1 62,2

80-90 5,5 10,3 19,7 10,4 14,4 39,7 64,5

3 4-12 0,2 3,0 30,1 11,0 18,9 36,8 66,7

крутой склон 20-30 0,3 2,9 28,0 11,5 20,0 37,3 68,8

40-50 0,5 3,3 26,8 12,2 18,5 38,7 69,4

4 6-16 1,4 1,0 32,4 10,1 21,2 33,9 65,2

нижняя, переход к пойме р Нежеголь 20-30 0,9 1,6 22,0 8,1 28,3 38,7 75,5

50-60 0,6 3,4 15,0 6,4 38,3 36,3 81,0

110-120 0,2 4,5 7,4 3,2 49,6 35,1 87,9

Для повышения плодородия данных почв необходимы мероприятия по накоплению влаги, борьбе с эрозией и широкое применение органических и фосфорных удобрений (Ванькович, 1971, Вайнберг, 1975) (табл 4)

Таблица 4 - Химические и физико-химические показатели почв крутосклона р. Нежеголь

№ разреза, часть склона Глубина отбора образцов Гумус, % рН СОЛ Са24 Са2+ мё2+ нгв Степень насыщенности основаниями, % ^2гидр р2о5 к2о

мг- экв на 100 г ПОЧВЫ мг- экв на 100 г почвы

2 переход плато в крутой склон 4-16 2,2 7,4 32,2 4,3 36,5 вскипает вскипает 3,5 2,1 со

20-30 2,0 7,5 30,4 ЗД 33,5 вскипает вскипает 2Д 1,5 15,9

40-50 1,8 7,6 29,8 2,5 32,3 вскипает вскипает 1,3 0,8 13,0

60-70 0,7 7,7 22,6 2,1 24,7 вскипает вскипает - - -

80-90 0,3 7,8 18,0 2,1 20,1 вскипает вскипает - - -

3 крутой склон 4-12 1,7 7,4 36,3 4,1 40,4 вскипает вскипает 6,2 3,4 17,9

20-30 1Д 7,4 35,1 3,4 38,5 вскипает вскипает 6,0 2,0 18,5

40-50 0,4 7,7 28,1 2,5 30,6 вскипает вскипает зд 0,6 14,3

4 нижняя, переход к пойме р Нежеголь 6-16 4,6 7,3 38,7 4,3 43,0 вскипает вскипает 7,9 2Д 28,7

20-30 4,0 7,4 34,6 3,6 38,2 вскипает вскипает 6,5 1,5 21,9

50-60 2,1 7,6 32,7 3,4 36,1 вскипает вскипает 4,0 0,8 20,0

110120 0,2 7,8 18,5 3,1 21,6 вскипает вскипает 2,8 0,5 16,6

Отсюда следует, что борьба с эрозионными процессами в области, включая гидротехнические сооружения и посадку мелиоративных лесных насаждений (в первую очередь на мелах), является весьма актуальной задачей

Естественные сосновые насаждения в возрасте 120 лет также содержат значительную биоструктуру и способствуют закреплению в ландшафте большей массы углерода. Они за свою долгую жизнь накопили большую химически активную энергию, которая на начальной стадии помогает подросту сосны в подчиненных ландшафтах рельефа на склоне к р. Нежеголь Располагаясь на перегибе ландшафта, это насаждение основную биомассу было аккумулировало в корневых системах

Все это создает благоприятные условия для роста и развития древесных насаждений В таблице 5 приводятся данные о структуре БГЦ в переходном элювиально-транзитном ландшафте.

Таблица 5 - Структура БГЦ в элювиально-транзитном элементарном ландшафте (проба 2, 120-летний сосняк)

Биогеогоризонт Биомасса Количество Энергетика

(т/га) депонированного углерода (т/га) ккал, кДж,

Ф|Д 3,92 1,97 1,1 10' 4,9 107

Ф2Д 0,004 0,002 4,8 104 2,0 105

Ф3т 1,2 0,54 3,6 10" 1,5 10'

АкД 33,7 16,85 1,0 10" 4,2108

АкП 0,05 0,02 1,5-Ю5 6,3 105

Живая 38,9 19,38 1,1 10" 4,9 10*

Биомасса

Лесная 1,25 0,71 6,2 10й 2,6 10'

подстилка О

АкК 62,9 31,5 1,8 10* 7,9 10*

н, 73,5 49,9 3,6 10" 1,5 10"

Всего 141,9 41,9 4,2 10* 1,7 10ч

насаждения без гор Н!

Примечание ФД - фотосинтетический горизонт деревьев, Фт - фотосинтетический травяной, АкД - горизонт стволовой аккумуляции, АкП - горизонт аккумуляции подроста, О - аккумуляции мертвого органического вещества, АкК - горизонт аккумуляции корневых систем, Н - гумусоаккумулятивный

Таким образом, исследовав рост и биологическую продуктивность естественных сосновых насаждений на меловых отложениях можно сделать вывод о необходимости создания лесных культур из сосны обыкновенной на меловых обнажениях Это повысит массу активной биосферы, сократит эрозионные процессы и свяжет углерод в биологическом круговороте и гумосфере

5. ОЦЕНКА СЕМЕННОЙ БАЗЫ И ЕСТЕСТВЕННОГО ВОЗОБ-

ТТЛ»* Т»»1ЖГТ1ЯГ « ' -* 1» А .1. Д'П 1 * УЛ Ц *

пишшппл 1Ушлипш 1/ здачч; 1 пил

ОБЫКНОВЕННОЙ

Лишь небольшие остатки естественных сосняков, в виде куртин или отдельных старовозрастных деревьев, сохранились в Шебекинском и Новоос-кольском лесничествах на меловых крутосклонах по берегам рек - Оскол, Нежеголь, а также по балкам, впадающим в их долины Более значительные представители этих насаждений имеются в Шебекинском лесничестве (Бе-лянское лесничество, кв 68-70) в урочище «Бекарюковский бор», где в балках р Нежеголь на мелах и смытых почвах, подстилаемых мелом, на площади более 190 га произрастают сосновые и дубовые насаждения естественного и искусственного происхождения. Сосна обыкновенная расположена здесь на площади более 80 га, в т ч старовозрастные куртины соснового леса (160 лет и более) занимают 13 га

Особенностью этих лесов является их удивительная приспособленность к жестким (ксерофитным) условиям произрастания, что связано с формированием в течение длительной эволюции определенного морфотипа деревьев, отличающихся внешними морфологическими признаками (длинная, темно-зеленая хвоя, медленный рост, повышенная кривоствольность) и некоторыми физиологическими свойствами (более устойчивая реакция на стресс) (Шеверножук,1985,1981,1994).

Изучение естественных древостоев сосны в Шебекинском лесничестве позволило выделить генетический резерват сосны обыкновенной мелового эдафотипа в кв 68-70 площадью около 80 га

Среди старовозрастных древостоев (160 лет и более) общей площадью 13 га выделено 70 плюсовых деревьев, из которых 16 рекомендовано использовать для закладки ЛСП

Изучение естественного возобновления показало его высокую устойчивость и благонадежность к неблагоприятным факторам и стрессовым си-туациям.Обследование семейственной ЛСП в 10 летнем возрасте выявило удовлетворительную сохранность и состояние

6. КУЛЬТУРЫ СОСНЫ НА МЕЛОВЫХ ОБНАЖЕНИЯХ

Чтобы получить данные о состоянии культур сосны обыкновенной, в зависимости от местоположения на склоне заложены 3 пробные площади (7,8,9) в 13 летних культурах. Данные пробные площади заложены в квартале №70 Белянского лесничества на непокрытом лесом склоне юго-восточной экспозиции крутизной около 20° Размер каждой пробной площади - 0,10 га.

Для сравнения состояния культур сосны обыкновенной на карбонатных почвах с культурами на супесчаных почвах заложена пробная площадь №10 в квартале №107 Маслова-Пристанского участкового лесничества Рельеф ровный Почва - супесчаная свежая. Степень задернения на пробной площади №10 - средняя

Исследуемые культуры сосны аналогичны по агротехнике создания, но отличаются по условиям местопроизрастания Исследования проводились на каждой пробной площади согласно методике Результаты исследований приводятся в таблице 6

Проанализировав данные таблицы видим, что сохранность исследуемых культур почти одинакова (80-86%) Энергия роста в пределах склона (на карбонатных почвах), различаются по высоте и заметно больше по диаметру Большая разница наблюдается при сравнении роста культур сосны обыкновенной на карбонатных и супесчаных почвах

Для выявления особенностей роста исследуемых культур в высоту, на каждой пробной площади отбиралось по 10 модельных деревьев. У последних измерялась высота, диаметр на высоте 0,5 м от поверхности почвы, прирост в высоту по мутовкам, размер кроны по сторонам света. Данные, характеризующие прирост в высоту исследуемых культур по годам показаны на рисунке 1 Анализируя данные таблицы 6 и рисунка 1 можно сказать, что характер изменения текущего прироста сосны обыкновенной на различных элементах склона на карбонатных почвах и в равнинных условиях на супесчаной почве не всегда аналогичны.

Таблица 6 - Характеристика 13-летних культур сосны, произрастающих на различных элементах склона с карбонатными почвами и на супесчаной почве

№. пробной площади Элементы склона Год производства Почва 1 Первоначальная густота Сохранность, % Средняя высота в см Средний, диаметр на высоте 0,5 м, мм

М± т ±С% ±Р%

7 Верхняя часть склона 1994 карбонатная 7600 80 199,5 ± 4,5* 32 2,3 25

8 Средняя часть склона -н- -и- -п- 83 206 ± 3,7* 26 1,8 26

9 Нижняя часть склона -II- -м- -II- 85 217 ± 4,3* 28 2,0 33

10 Контроль -II- супес-чанная 7600 86 327 ± 6,1* 26,5 1,9 51

*ГТримечание: различия достоверны при 5 % уровне значимости

75 8 70

I 60

55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

—культуры, произрастающие в верхней части склона, на карбонатной почве —культуры, произрастающие в средней части склона, на карбонатной почве —культуры, произрастающие в нижней части склона, на карбонатной почве —х— культуры, произрастающие в равнинных условиях на супесчаной почве

Рисунок 1 - Текущий прирост в высоту 13-летних культур сосны обыкновенной в зависимости от положения на склоне и почвенных условий

у.

/

/

У

/

/

у

У

ГгЩ^ У

/

X/ >

—Х-*

1094 1995 199Л 1497 199« 1499 21КИ1 2Ш1 21*12 2«).* 21ХМ 3*15 2ШК.

Календарные годы

и

Величина текущего прироста различается незначительно на всех элементах склона. Более значительна разница наблюдается между текущим приростом у сосен произрастающих на карбонатных почвах и супесчаных почвах. Это объясняется разницей плодородия почвы.

Анализ хода роста модельных сосен в высоту (рис. 2) показывает, что указанная выше разница по высоте исследуемых культур сохраняется на протяжении почти всей их жизни. Следует отметить, что до 6 лет не было ясно выраженной разницы по росту в высоту у сосен в культурах на супесчаной почве и в нижней части склона на карбонатной почве.

■

__;

..

"^■-нГ

1

1

11

; ■ -вГ '

Ш- 1 ь

ЯГ?

гч-ГТ ' ГОН' я!(. ИяТ;

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Вочраст. лет

О культуры, произрастающие в верхней части склона, ба ультуры, произрастающие в средней части склона.

□ культуры, произрастающие в нижней части склона, на карбонатных почвах, : культуры, произрастающие в равнинных условиях на супесчаной почве

Рисунок 2 - Ход роста в высоту 13-летних культур сосны обыкновенной в зависимости от положения на склоне и почвенных условий

Таким образом, по всем показателям роста сосна обыкновенная к 13 годам на супесчаной почве лучше, чем на карбонатной. На карбонатных почвах лучшие показатели роста, имеют культуры в нижней части склона, а худшие -в верхней части склона. Аналогичные закономерности установлены и для культур, в этих же условиях, в 35 лет (табл. 7).

По всем показателям лучше культуры сосны обыкновенной в нижней части склона. Все это говорит о том, что условия для роста сосны обыкновенной значительно лучше в нижней части склона, чем в других его частях.

Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что с увеличением возраста культур сосны обыкновенной, увеличивается разница энергии их роста и продуктивности в зависимости от местоположения на склоне.

Таблица 7 - Влияние местоположения на склоне на состояние 35-летних культур сосны обыкновенной

№ пробной площади Элементы склона Первоначальная густота, тыс шт/га Сохранность, % Средняя высота, м Средний диаметр, см 2 площадей поперечного сечения (кв м) Полнота Бонитет Запас на 1 га ( м3)

11 Верхняя часть склона 10,0 34 7,6 7,0 12,9 0,7 V 70

12 Средняя часть склона 10,0 34 9,3 9,0 22,4 1,0 IV 142

13 Нижняя часть склона 10,0 35 13,7 10,0 28,0 0,9 II 224

Кроме сосны обыкновенной мелового эдафотипа, нами были исследованы культуры перспективного интродуцента сосны крымской, заложенные посевом семян (табл 8)

Таблица 8 - Изменение текущего прироста в высоту двухлетних культур сосны крымской, см

№ пробной площади Элементы склона Год производства Средняя высота, см Календарные годы

2005 2006

возраст сосенок

1 2

14 Верхняя часть склона 2004 3,8 3,1 0,7

15 Средняя часть склона - 4,3 3,5 0,8 1,2

16 Нижняя часть склона - 5,1 3,9

Из данных таблицы 8 видно, что изменение текущего прироста сосны на различных элементах склона аналогичны Величина же текущего прироста различается Наибольший прирост в высоту у сосенок в нижней части склона Это объясняется лучшими условиями внешней среды (больше мощность гумусового горизонта, выше влажность почвы и воздуха)

Анализ хода роста в высоту двухлетних культур сосны крымской приводится в следующей таблице 9 Из данных таблицы 9 видно, что в первые 2 года лучше растут сосенки в нижней части склона Все выше изложенное дает основание сделать вывод, что лучшее состояние имеют сосенки в нижней части склона, что объясняется лучшими лесорастительными условиями

Таблица 9 - Ход роста в высоту двухлетних культур сосны крымской, см

№ пробной площади Элементы склона Год производства Средняя высота, см Приростам

календарные годы

2005 2006

возраст сосенок

1 2

14 Верхняя часть склона 2004 3,8 3,1 3,8

15 Средняя часть склона -и- 4,3 3,5 4,3

16 Нижняя часть склона -п- 5,1 3,9 5,1

Для выявления влияния удобрений заложено шесть пробных площадок в двухлетних культурах Размер каждой пробной площади 25x10 метра, где внесено органо-минеральное удобрение из расчета - 520 кг перегноя и 8 кг суперфосфата на 1 га Данные о состоянии культур сосны крымской на исследуемых пробных площадках приводятся в таблице 10

Таблица 10 - Влияние удобрений на накопление органического вещества двухлетними сеянцами сосны крымской

Наличие удобрений Средняя высота (см) Средний диаметр (мм) Средний прирост (см) Средняя длина корня (см) Вес в воздушно-сухом состоянии (г)

лучшие средние средние о К а в* £ рредние лучшие лучшие средние общий вес(г) в том числе

[лучшие средние хвои стебля

лучшие средние О) к а У С! средние

Без удоб рений 7,0 4,7 1,2 1,6 0,8 1,5 16,4 15 0,6 0,3 0,32 0,14 0,11 0,04

С 7,6 5,0 1,3 1,9 1,3 2,8 17 18 0,86 0,37 0,54 0,91 0,13 0,05

удоб

ре-

нием

Из них видно, что сохранность исследуемых культур на участке с удобрением верхней и средней частях склона выше, чем на участке без удобрений, а в нижней части меньше Энергия роста исследуемых культур выше на участках с удобрением Наиболее заметное влияние оказывают удобрения на рост

сосны в верхней части склона Здесь разница по высоте составляет по диаметру - 87% по среднему приросту в высоту - 71% В средней части склона соответственно, разница составляет 7%, 37%, 50% В нижней части склона удобрение оказало незначительное влияние. Предполагаем, что это объясняется наличием гумусового горизонта О величине различия средних высот сосенок на участках с удобрением и без удобрения можно судить по показателю достоверности При сравнении средних высот в верхней части склона он равен -8,3 Разница по высоте вполне существенная В средней части склона он равен - 2,4, а в нижней части только - 0,6 Разница по высоте незначительная Следует отметить, что на всех частях склона, в вариантах с удобрением коэффициент вариации высот меньше, чем в вариантах без удобрений

7. КУЛЬТУРЫ ДУБА ЧЕРЕШЧАТОГО НА КАРБОНАТНЫХ ПОЧВАХ

Чтобы выявить состояние культур дуба на различных частях склона, заложено три пробных площади в квартале №70 (литер 11) Белянского лесничества на склоне юго-западной экспозиции крутизной до 35° в трех его частях верхней, средней, нижней Размер каждой пробной площади составляет - 0,10 га Для характеристики почвы на каждой пробной площади заложено по почвенному разрезу Анализируя данные таблицы 11, видно, что сохранность культур на всех элементах склона резко различается

Таблица 11 - Характеристика культур дуба черешчатого,

произрастающих на различных элементах склона с карбонатными почвами и на суглинистой почве

№ пробной площади Элементы склона Почва Год производства Первоначальная густ ота, шт Сохранвость, % Средняя высота, см Средний диаметр, см

М±т ±С% ±Р%

17 Верхняя часть склона карбонатные 1994 8300 24 76,5 ± 2,5* 45,8 3,3 1,3

18 Средняя часть склона карбонатные 1994 -п- 48 105,0 ± 3* 39,5 2,8 2,1

19 Нижняя часть склона карбонатные 1994 -II- 72,3 147,5 ± 2* 18,0 1,35 2,4

20 Контроль суглинистые 1994 -п- 90,2 201,0 ± 4,7* 33 2,33 2,0

^Примечание, различия достоверны при 5 % уровне значимости

В верхней части склона она составляет 24%, в средней - 48% или в 2 раза выше, чем в верхней части склона, в нижней - 72,3% или в 1,5 раза больше, чем в средней части склона и в 3 раза больше, чем в верхней его части На суглинистых почвах (в равнинных условиях) сохранность - 90,2% или в 3,7 раза больше, чем в верхней, в 1,9 раза больше, чем в средней и в 1,2 раза больше, чем в нижней частях склона Наилучшие показатели имеют культуры на темно-серой суглинистой почве Второе место занимают культуры в нижней части склона на карбонатных почвах и наихудшие из показателей имеют культуры дуба в верхней части склона

В условия Шебекинского лесничества на карбонатных почвах дуб так же возможно использовать в качестве главной породы Особенно успешно он произрастает в нижней части склонов, где образуется за счет эрозионных процессов, мощный почвенный горизонт и благоприятные условия для его роста и развития Данные характеризующие прирост в высоту исследуемых культур по годам приводятся в таблице 12 и показаны на рисунке 3

Таблица 12 - Изменения текущего прироста в высоту культур дуба, созданных различными методами

Текущий прирост,см

>ы 1 Катендарные годы

о я а 8 о § § о « в Е в в § в 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

5 3 * й Возраст дубков

* 3 1 § г° 3 и а #8 /2 1/3 2/4 3/5 4/6 5/7 1 6/8

15 Посев 2000 68,1 - 5 11 7 13 12 21

16 Посадка 1999 101,7 6 9 12 10 И 23 30

но 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

\

/ 1

/ !

</ ;

у...... Л \ !

!

[

!

— 1 >

8"" !

Возраст, пет

—*— культуры, созданные посевом культуры, созданные посадкой

Рисунок 3 - Ход роста в высоту культур дуба черешчатого, созданных различными методами

Из данных таблицы 12 и рисунка 3 видим, что величина текущего прироста выше у культур, созданных посадкой, это объясняется тем, что они старше на 2 года

Таким образом, культуры дуба, созданные посевом характеризуются повышенной энергией роста в высоту и формируют более качественные стволики, по сравнению с культурами, созданными посадкой

Таблица 13 - Влияние метода создания на форму ствола культур дуба черешчатого

№ пр.пл Метод создания Распределение дубков по форме ствола, %

прямые изогнутые коленчатые вильчатые

15 Посев 61,5 6,0 30,0 2,5

16 Посадка 48,5 2,5 38,0 11,0

ВЫВОДЫ

1. Изучение структуры биогеоценозов правых крутых берегов рек показало, что в верхней части элювиальных ландшафтов формируются фитоце-нозы с участием дуба черешчатого и его спутников В средней 160-180 летние естественные древостой сосны мелового эдафотипа В нижней аккумулятивные ландшафты, где сосредоточены сложные древостой и искусственные насаждения с участием сосны и других пород

2 Проведено обследование плюсовых деревьев сосны мелового эдафотипа и отобраны 16 деревьев для последующей закладки ЛСП

3 Оценка естественного возобновления сосны в меловых борах показала, что на 1 га имеется свыше 30 тыс штук благонадежного подроста 1-2 летнего возраста, которые способны обеспечить естественное возобновление в условиях Шебекинского лесничества

4 Анализ роста, хода роста по высоте, диаметру и текущего прироста 13 - летних культур сосны обыкновенной показал, что до 6 лет особых различий в верхней, средней и нижней частях склона, а также на карбонатных и супесчаных почвах не выявлено Это объясняется приживаемостью и адаптацией растений к условиям среды Далее сказывается влияние почвенных условий и крутизна склонов

5 В 35 - летнем возрасте также установлены и подтверждены выводы для тринадцатилетних культур сосны обыкновенной Запас на 1 га в верхней части склона - 70 м3, средней -142 м3 и нижней - 224 м3/га.

6. Посевы сосны крымской в 2-х летнем возрасте наилучшие показатели имеют в средней и нижней части склонов Применение органно-минеральных удобрений повышает приживаемость и рост сосны крымской на меловых склонах

7 Культуры дуба в 12 лет лучшие показатели имеют по всем изученным параметрам в нижней части склона, но на 38% хуже, чем на суглинистых почвах по высоте

8. Изучение различных методов создания культур дуба черешчатого (посев, посадка) в возрасте 6-8 лет показало преимущество посадки в росте сеянцев по высоте, диаметру, но не по качеству ствола Наоборот - число прямых стволиков при посеве на 27% больше, чем при посадке

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

На основании проведенных исследований рекомендуется

1 На плоскогорьях рекомендуется создавать культуры дуба черешчатого со спутниками, преимущественно посевом желудей, что обеспечит формирование высокопродуктивных качественных деревьев.

2 В средних и нижних частях склона возможно формирование искусственных насаждений сосны обыкновенной

3 Закончить формирование собственной лесосеменной плантации для обеспечения потребностей в семенном материале для искусственного лесоразведения, доведя число деревьев не менее 50 штук

Экономическая эффективность мероприятий

С целью выявления эффекта предлагаемых мероприятий нами была заложена пробная площадь в культурах сосны на мелах Ржевского участкового лесничества Шебекинского лесничества (неизвестного семенного происхождения) в 100 летнем возрасте

Таксовая стоимость древесины представлена в таблице 14

Таблица 14 - Таксовая стоимость древесины сосны

Категория Объем с 1га м3 Таксовая стоимость, руб Стоимость, руб

Деловая древесина 40,8 -

втч крупная 9,8 183-89 1797-22

средняя 26,9 131-24 3530-36

мелкая 4,1 65-52 268-63

дрова 65,3 5-07 331-07

Итого 106,3 - 5927-28

Таким образом, с 1 гектара возможно получить около 6 тыс рублей дохода, а в рыночных ценах не менее 500 тыс рублей

Работы, опубликованные в изданиях перечня ВАК РФ:

1. Федосова, Т. В. Культуры дуба черешчатого на карбонатных почвах Шебекинского лесхоза [Текст] / Т. В. Федосова // Вестник МГУЛ. Лесной вестник. - 2006. -№ 137. - С. 1-5.

Материалы конференций и совещаний:

2. Федосова, Т. В. Культуры сосны обыкновенной на перегнойно-карбонатных почвах [Текст] / Т. В. Федосова // Генетика, селекция, семеноводство и разведение древесных пород в лесостепи : материалы межрегион, конф., посвящ. 95-летию со дня рождения проф. М. М. Вересина / ВГЛТА. - Воронеж : Изд-во «ИСТОКИ», 2005. - С. 125-127.

3. Федосова, Т. В. Селекция мелового эдафотипа сосны обыкновенной [Текст] / Т. В. Федосова // Лес. Наука. Молодежь-2006 : сб. материалов по итогам науч.-исслед. работы молодых ученых за 2006-2005 годы / под ред. проф. Л. Т. Свиридова. - Воронеж, 2006. - С. 200-202.

4. Федосова, Т. В. Дуб черешчатый на меловых обнажениях Белгородской области [Текст] / Т. В. Федосова // Современные проблемы экологии : докл, всерос. науч. техн. конф. / под общ. ред. В. П. Мешалкина. -М.-Тула : Изд-во ТулГУ, 2006. - С. 118-119.

5. Федосова, Т. В. Принципы формирования лесосеменной базы и культур сосны «меловой» в Белгородской области [Текст] / Т. В. Федосова // Плодоводство, семеноводство, интродукция древесных растений : материалы 9 междунар. науч. конф. / СибГТУ. - Красноярск, 2006. - С. 163-166.

6. Федосова, Т. В. Создание насаждений мелового эдафотипа сосны обыкновенной в условиях заповедника «Бекарюковский Бор» [Текст] / Т. В. Федосова // Экология Центрально-Черноземной области Российской Федерации. - 2006. - № 1. - С. 142-143.

7. Федосова, Т. В. Лесорастительные свойства меловых склонов и смытых почв Белгородской области [Текст] / Т. В. Федосова, Е. Н. Тихонова // Экология Т Тентпально-Че«ноземной области Российской Федерации. — 2006.-№ 1.-С. 5L

8. Федосова Т. В. Опыт создания культур дуба на карбонатных почвах Шебекинского лесхоза [Текст] / А. И. Чернодубов, Т. В. Федосова // Проблемы деградации дубрав и современные системы ведения лесного хозяйства в них : материалы науч.-практ. семинара, Воронеж, 28-30 марта 2007 г. / под ред. проф. М. П. Чернышова; ВГЛТА. - Воронеж, 2007. - С. 287288.

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенные печатью) просим присылать по адресу: 394613, Воронеж, ул. Тимирязева, 8 ВГЛТА, ученому секретарю: Факс: (8-4732) 53-84-61

Отпечатано в типографии : Воронежский ЦНТИ - филиал ФГУ «Объединение «Росинформресурс» Минпромэнерго России

394730, г. Воронен, пр. Революции, 30

Бумага офсетная Усл. пл. 1,104

Ризография Тираж 100 экз.

Формат 60x84 1/16 Заказ 1852