Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Культура кедра сибирского в Нечерноземном центре европейской части России

ВАК РФ 06.03.01, Лесные культуры, селекция, семеноводство

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Гришенков, Виктор Анатольевич, Б. м.

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЛЕСА

ГРИШЕНКОВ ВИКТОР АНАТОЛЬЕ

КУЛЬТУРЫ КЕДРА СИБИРСКОГО В НЕЧЕРНОЗЕМНОМ ЦЕНТРЕ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ

Специальность: 06.03.01. - "Лесные культуры, селекция и семеноводство"

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор ДРОЗДОВ И.И.

Научный консультант: кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Толстопятенко А.И.

1998

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................................................................................4

ГЛАВА I Лесорастительные условия региона исследования..... 6

ГЛАВА 2 Современные аспекты интродукции кедра

сибирского в европейскую часть России..................... 15

2.1 Теоретические основы лесной интродукции ........................ 15

2.2 Особенности биологии кедра сибирского и ареал вида....... 18

2.3 Современный опыт и перспективные направления интродукции кедра сибирского .......................................... 22

2.4 Хозяйственно-экономическая эффективность

выращивания кедра сибирского............................................ 28

ГЛАВА 3 Программа,методика и объем выполненных

исследований................................................................... 30

ГЛАВА 4 Состояние и рост лесных культур кедра сибирского

в регионе исследования................................................. 35

4.1 Общие сведения...................................................................... 35

4.2 Рост культур кедра сибирского в различных условиях местопроизрастания................................................................ 41

4.3 Рост сплошных и частичных культур кедра сибирского ...... 43

4.4 Рост кедра сибирского в чистых и смешанных культурах..... 49

4.5 Рост кедра в культурах разной густоты................................... 54

4.6 Культуры кедра сибирского в зоне радиоактивного загрязнения............................................................................... 56

ГЛАВА 5 Структурная организация лесных культур

кедра сибирского в связи с диссимметрией............................... 59

5.1 Значение признаков диссимметрии, использованных при

исследовании лесных культур кедра сибирского................... 59

5.2 Рост кедра сибирского всвязи с диссимметрией побегов ............71

5.3 Взаимосвязь диссимметрических признаков с физиологическим состоянием кедра сибирского........................................84

5.4 Взаимовлияние диссимметрических признаков побегов в мутовках кедра сибирского............................................................................................................93

ГЛАВА 6 Выводы и практические рекомендации..........................................................98

6.1 Выводы............................................................................................................................................................................98

6.2 Практические рекомендации........................................................................................................101

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ............................................................105

ПРИЛОЖЕНИЯ........................................................................................................................................................................115

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Работа направлена на научную и практическую реализацию программы интродукции кедра сибирского в конкретном лесорастительном регионе.

Кедровые леса имеют специфическое значение в лесном фонде России, занимая в нем до 6% площади. Для них характерна многофункциональная форма ведения хозяйства со специализацией по доминирующему виду пользования. Актуально расширение ареала этого ценного лесообразователя в европейскую часть России.

Работа предусматривает переход от опытной лесной интродукции кедра сибирского, подтвердившей ее возможности, к лесовыращиванию этого вида при комплексном ведении хозяйства.

Цель работы. Изучить экологию приживания, роста и формирования насаждений кедра сибирского, их структурную организацию в интродукционном ареале, разработать рациональные приемы лесовыращивания вида в условиях комплексного ведения хозяйства.

Научная новизна работы. Систематизирован более чем полувековой опыт интродукции кедра сибирского в конкретном лесорастительном регионе. Определены структурная организация и формовое разнообразие интродукционных популяций кедра (лесных культур ) в связи с диссимметрическими признаками форм вида в разных лесорастительных условиях. Выявлена возможность диагностики исходного материала на раннем этапе онтогенеза для культур кедра сибирского различного целевого назначения. Исследованы особи кедра в культурах на территории, подвергшейся радиоактивному заражению.

Практическая значимость. Определены благоприятные для кедра сибирского условия местопроизрастания в исследуемом интродукционном

регионе. Составлена таблица типов лесных культур кедра сибирского в связи с диссимметрическими формами вида. Предложена методика ранней диагностики исходного материала по диссимметрическим признакам.

.Апробация работы и публикации. По материалам

диссертационной работы сделаны доклады на научно-технических конференциях МЛТИ в 1989-1993 гг, в Брянске (1995), Воронеже (1996), по секции лесовосстановления РАСХН (1997). В хозяйствах Калужской области внедрены практические рекомендации (2 акта внедрения).

Основные положения диссертации отражены в 7 печатных работах.

ГЛАВА I. ЛЕСОРАСТИТЕЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ РЕГИОНА

ИССЛЕДОВАНИЙ

Калужская область расположена в центральной части ВосточноЕвропейской равнины, на юго-западе Центрального экономического района России, занимает площадь 29,9 тыс. кв. км. Область входит в зону смешанных лесов ( южную подзону с одинаковым развитием хвойных и лиственных пород) и зону широколиственных лесов (КурнаевД972). Наиболее широко распространены березняки (до 40% территории). Сосновые леса занимают 14% площади, еловые 11%. Основными типами сосновых лесов являются брусничниковые, черничниковые и кисличниковые, а также имеют место ельники сложные, долгомошниковые и сфагновые. Коренные насаждения хвойных и твердолиственных пород еще на значительной площади уступают свое место второстепенным насаждениям, о чем свидетельствует анализ данных лесоустройства 1996 г. о соответствии произрастающих пород на территории лесного фонда области типам лесорастительных условий. (Таблица 1.1.)

На территории области выделены две зоны - смешанных лесов и широколиственных лесов. Такое подразделение произведено по С.В.Курнаеву (1973,1982 г.г.), согласно которому в зону смешанных лесов по Калужской области отнесены: Боровский лесхоз, Дзержинский, Думиничский (Брынское и Маклаковское лесничества), Калужский (Лев -Толстовское, Пригородное и Рожковское лесничества, Жуковский, Малоярославецкий, Медынский, Мещовский, Спас-Деменский, Тарусский, Ферзиковский (кроме Дутнинского лесничества) и Юхновский лесхозы.

Таблица 1.1.

Распределение древесных пород по типам лесорастительных условий

(тыс. га)

Породы Боры Субори сурамени,сугрудки Дубравы Итого

итого в том числе

С2 Сз

Сосна НД 43,8 39,9 23,5 16,4 - 94,8

Ель - 5,9 144,2 58,9 84,5 2,4 152,5

Береза 0,5 19,5 237,2 87,6 144,0 5,2 262,4

Осина - 0,7 119,2 40,2 78,3 4,5 124,4

Дуб - од 14,4 6,3 ПД 16,6 29,1

Ольха - - 15,7 1,7 4,9 3,6 19,3

Итого 11.6 70,0 537,6 218,2 339,2 27,3 682,5

% 2 10 84 32 50 4 100

К зоне широколиственных лесов отнесены лесхозы: Жиздринский, Людиновский, Куйбышевский, Еленский, Козельский, Ульяновский. Природно-лесоэкономические сведения по выделенным зонам на территории Калужской области приведены в таблице 1.2

Граница между зонами на значительном протяжении совпадает с границей былого Московского оледенения. Восточная и юго-восточная части области, которые не подвергались оледенению, относятся к зоне широколиственных лесов, а остальные к зоне хвойно-широколиственных лесов. Здесь ледники оставили на равнинах толщу красно-бурых суглинков с валунами из Скандинавии. Перемешанные с

местными породами (известняками, кремнием и др.) они сформировали так называемую морену.

Таблица 1.2

Характеристика природных показателей по лесорастительным зонам

Калужской области

Показатели Всего Лесорастительные зоны

смешанных лесов широколиственных лесов

Территория области, тыс. га 2991,5 2033,0 958,5

Средняя температура воздуха +4,1 +4,0 +4,3

Годовое количество осадков, мм 620 630 610

Продолж.вегетац.периода, дней 180 175 182

Лесистость, % 41,2 41,6 40,1

Наибольшая часть территории области сосредоточена в зоне смешанных лесов (68%). На протяжении длительного времени леса области подвергались сильному воздействию человека. В зоне смешанных лесов вместо насаждений коренных пород - сосны и ели, появились березняки и осинники, в зоне широколиственных лесов эти вторичные лесные ассоциации доминируют повсюду. Ныне сохранение природных объектов с наличием в составе лесов ценных пород приобретает особую значимость.

Лесной комплекс Калужской области невелик, лесохозяйственную деятельность и лесопользование в нем следует рассматривать в целевом единстве, направленном на сохранение и усиление природоохранных и оздоровительных функций лесов и удовлетворение потребностей на-

родного хозяйства и граждан области в древесине и другой лесной продукции.

Рельеф области определяется местонахождением на северо- западной окраине Среднерусской возвышенности, переходящей здесь в Московско-Смоленскую гряду. Преобладающая высота местности над уровнем моря 220-240 м..В северо-западной части (по линии Медынь-Юхнов-Мосальск-Спас-Деменск) тянется цепь моренных холмов длиной около 50 км с относительными высотами до 30-40м. В этой части на территории Барятинского и Спас-Деменского административных районов находится водораздел между системами рек Оки и Десны. В юго-восточной части области на территории Козельского района изобилуют овраги, развитию которых способствует возвышенный характер местности и сложившиеся здесь легко размываемые грунты.

Климат характеризуется умеренно-теплым и влажным летом, умеренно холодной зимой с устойчивым снежным покровом. Средняя температура года 4,1 С, июля -(+17.4 С), января - (-10.4 С). Среднее годовое количество осадков - 620 мм, во влажный период количество осадков достигает 1000 и более мм., в сухой - не превышает 400 мм. Количество их уменьшается к юго-востоку. Около 68% осадков выпадает с апреля по октябрь. Вегетационный период длится от 177 до 184 суток. Продолжительность безморозного периода - 130 дней. Последний заморозок на почве 22 мая, первый осенний заморозок на почве - 17 сентября.

В геологическом отношении территория области представлена известняками, песчаниками и глинами осадочного происхождения, которые покрыты продуктами деятельности ледника - песками и отложениями морены.

Географическое положение области - на стыке лесной и лесостепной зон, определило весьма значительную пестроту почвенного покрова. Однако на большей части территории области господствующими являются дерново-подзолистые почвы различного механического состава. В центральном и восточном районах дерново-подзолистые почвы сменяются серыми лесными, обладающими более высоким естественным плодородием. Наряду с этими основными типами почв, на территории области встречаются дерновые, дерново-карбонатные, подзолистые, полуболотные, болотные и пойменные почвы. Процесс почвообразования в северных, западных и южных районах области протекал на разнообразных по происхождению и механическому составу породах.

На севере - на покровных суглинках, в западных и южных районах -маломощных песках и супесях, под которыми залегают отложения морены или известняки, опоки, глины. Непосредственно в лесных массивах в распространении почв наблюдается мозаичность, обусловленная как особенностями рельефа, так и различием в материнских породах, что определенным образом отражается на составе и продуктивности лесов.

Преобладающие дерново-подзолистые почвы в целом характеризуются небольшой мощностью перегнойного горизонта, они бедны гумусом и питательными веществами, имеют кислую реакцию почвенного раствора. Они нуждаются во внесении органических и минеральных удобрений, а также в известковании. В центральной части области (Мещовское Ополье) и на востоке, где в прошлом произрастали широколиственные леса с богатым травостоем, на карбонатных суглинках образовались серые лесные почвы среднесуглинистого механического состава.

На территории области протекает 280 рек, имеющих протяженность свыше 10 км, 15 рек имеют длину более 50 км. Большая часть территории области относится к бассейну рек Волжской системы и лишь восьмая часть - к Днепровской.

Главная водная артерия области - река Ока с ее наиболее крупными притоками - Жиздрой, Угрой и Протвой. Самой крупной рекой Днепровской системы является река Болва. Большинство рек имеют сильную извилистость. Для крупных рек характерно развитие широкой долины с поймой и надпойменными террасами.

Озер в области сравнительно немного. В поймах рек образовались озера-старицы (Желоховское, Резванское и др.); имеются ледниковые озера. Заболоченность территории области невелика.

Основная часть болот сосредоточена на севере, северо-западе и западе области. Большинство их являются торфяными или относятся к переходному типу. Глубина грунтовых вод колеблется в пределах 3-5 м, редко превышает 15 м.

В целом природные условия на территории Калужской области благоприятны для развития лесной растительности, наряду с компонентами смешанных сосново-еловых и мягколиственных лесов здесь отмечаются дубравные элементы, характерные представители для лесостепи. Следует также учесть, что Калужская область имеет небольшую территорию и природные факторы в ней проявляются более или менее одинаково во всех ее районах.

Благоприятные для произрастания большого ассортимента древесных видов лесорастительные условия и интенсивное ведение лесного хозяйства в области позволяет осуществлять мероприятия по введению в насаждения ценных интродуцентов.

Согласно интродукционному районированию внедрения кедра в Европейскую часть России (Дроздов, 1991) Калужская область отнесена к двум районам: Верхневолжскому и Верхнеокскому районам.

В Верхневолжский район входят: Дзержинский, Калужский, Малоярославецкий, Медынский, Спас-Деменский, Юхновский, Боровский и Жуковский лесхозы.

В Верхнеокский район включены: Думинический, Жиздринский, Еленский, Козельский, Людиновский, Калужский (Мещовское лесничество), Тарусский, Ульяновский, Куйбышевский и Ферзиковский лесхозы.

Характеристика лесного фонда интродуционных районов приводится на примере таксационных показателей отдельных лесхозов, располагающихся в их пределах. (Таблица 1.3.)

Каких-либо существенных различий в основных таксационных показателях древостоев между лесорастительными районами не наблюдается, что связано с разрушительными изменениями коренных формаций леса от влияния человека в прошлом, и вследствие того сглаживанием значений показателей состава лесообразующих пород в местных условиях среды. Следует также учесть, что Калужская область имеет небольшую территорию и природные факторы в ней проявляются более или менее одинаково во всех ее районах.

Согласно принципам теории климатических аналогов (Маер,1925) при интродукции и акклиматизации растений весьма важен анализ климатических показателей вегетационного периода: продолжительность, сумма температур более 10 градусов и количество осадков за это время в пункте естественного ареала кедра и регионе интродукции (Калужская область).

Таблица 1.3.

Характеристика лесного фонда по интродукционным районам на

примере отдельных лесхозов

Показатели Интродукционные районы листв. лесов

Верхневолжский Верхнеокский

Юхновский Жуковский Козельский Тарусский

Общая площадь, тыс.га 49,8 32,7 35,7 23,5

Покрытые лесом земли 46,0 29,4 33,0 21,6

Доля хвойных лесов, % 43,0 34,0 44,0 26,0

Средний бонитет 1,2 1а,9 1,0 1Д

Средняя полнота 0,70 0,73 0,73 0,74

Средний прирост, (ср.изменение запаса в год)на 1 га в м 3,9 4,2 3,9 3,8

Средний запас спелых и перестойных насаждений, куб.м/га 241 254 279 236

Лесистость,% Удельный вес типов лecopacmumeJ Суборь 45,9 7 ьных условг 19 56,6 1й, % 6 32,0 18 44,2

Сурамень 80 94 48 89

Судубрава, сугрудок 1 - 6 7

Дубрава (ольсы) - - 22 4

Результаты наших исследований показали, что интродукционный район характеризуется более мягким климатом и лучше обеспечен теплом и влагой, чем места естественного местопроизрастания вида.

Влагообеспеченность районов достаточно полно характеризует гидротермический коэффициент (ГТК) по месяцам активного роста кедра.

Таблица 1.4.

Отношение количества осадков к среднемесячной температуре (ГТК) в Сибири и Калужской области

Географические пункты ГТК

май июнь июль август

Томск 9Д 4,1 4,2 4,6

Калуга 4,5 4,3 5Д 4,5

Численное значение ГТК летних месяцев (не менее 4.0) в естественном ареале и при интродукции позволяет сделать вывод о соответствии климатических условий региона исследований интродукционному ареалу вида.

В заключение следует заметить, что климатические условия области сходны с равнинными районами Сибири, где формируются лучшие кедровники. Это создает предпосылки для успешной интродукции кедр