Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Лесоводственно-биологические особенности насаждений фенологических разновидностей дуба черешчатого (Ouercus robur L.) в центральной лесостепи

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Лесоводственно-биологические особенности насаждений фенологических разновидностей дуба черешчатого (Ouercus robur L.) в центральной лесостепи"

ВОРОНЕЕСКЙЙ ОРДЕНА ДРУ1Ш НАРОДОВ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

ЛЕСОБОДСТВЕННО-БЮЛОГИЧЕСЖИЕ ОСОЕЕННОСП1 НАСАЖДЕНИЯ ФЕНОЛОГИЧЕСКИХ РАЗНОВИДНОСТЕЙ ДУБА ЧЕРЕШЧАТОГО (Оиегсиэ гоЬиг и) В ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЛЕСОСТЕПИ

03.00.16 - Экология

06.03.01 - Лесные культуры, селекция, семеноводство и озеленение городов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степепз кандидата сельскохозяйственных, наук

На правах рукописи

И1УРЕВ КАСШЛЬО ХОСЕ РОЕЕРТО

7

Воронеж - 1991

Работа выполнена на кафедре лоооводотва Королевского лесотехнического института в процессе очного обучения и аспирантуре с 1986 по 1989 гг.

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор В, !1.'Гарантов

Официальные оппоненты: доктор биологических наук А.Г.Крылов

кандидат оельокохоэяйственных наук Л.М.шутяев

Зэдуцзе предприятие: Воронежское десохоэдйстышюо тор-риторйально-про;:з1'одсгьштов объединение

Защита состоится 1991 г. 13 ч-зсоз

на заседании специализированного совета К C6ii.C6.0I при Воронежском ордена Арукби народов лесотехническом икзгягуто.

Адрес: 394613, г.Воронеж, ул.Тимиряззва> С, Воронежский лесотехнический институт,

С диссертацией мокно ознакомиться в библиотеке сороиок-ского лесотехнического института.

Автореферат разослан ¿> 1991

Учении секретарь специализированного совета, кандидат биологических наук, доценг

.М.Попова

Актуальность темы. Изучение эколого-лесоводственных особенностей дубовых насаждений имеет важное значение для обоснования рационального использования, повышения продуктивности, устойчивости, средообразующях функций и восстановления лесных сообществ с преобладанием дуба черешчатого - основной леоообразующей породы лесостепной зоны.

Одним из важнейших свойств, обусловливающих устойчивость и продуктивность дубрав, является наличие у дуба черешчатого двух различающихся мевду собой фенологических разновидностей - 1 ранораспускащейся и позднораспускащейся, эколого-лесоводствен-ные аспекты которых исследовали недостаточно.

Актуальность теш усиливается в связи о особой природоохранной ролыо дубрав, их рекреационным значением я возрастающей потребностью народного хозяйства в ценной дубовой древесине, что определяет разработку экологически и лесоводственно обоснованных мероприятий по охране лесных ресурсов, улучшению и сбережению генетического фонда дубрав в условиях интенсивного антропогенного воздействия на окружающую среду.

Цель и задачи исследований. Основная цель исследований -изучение лесоводственных особенностей насаждений дуба черешчатого рано- и позднораспускающейся фенологических разновидностей для разработки мероприятий, направленных на повышение устойчивости, продуктивности и рациональное использование лесных экосистем.

В задачу входило изучение следующих вопросов: таксационных показателей и состояния дубовых насаждений;метеорологических условий и гидротермичэского регшма дубрав; надземной фитомаосы травяного покрова под пологом дубрав; лесной подстилки; хода фенологических фаз растительности; интенсивности транспяращщ тразянистых растений и дуба черешчатого.

Научная новизна. В результате исследований выяснен рад эколого-лесоводственных особенностей дубовых насаждений, их структуры, сезонной динамики и качественного состояния в связи о разновидностями дуба в различных лесорастителькнх условиях.

Изучены закономерности влияния лесоводственжЕ особенностей дубовых насаждений на гвдротермический режим воздуха и поч-

вы, использование влаги различными разновидностями дуба, масса сырого и сухого вещества травяного покрова, фенология растений в связи с метеорологическими условиями, накопление массы и водный режим подстилки, влияние гидротермического режима насаждений на интенсивность транопирации травянистых растений дубрав.

Практическая значимость. Полученные данные можно использовать в качеотве исходных показателей для определения степени биологической деятельности, продуктивности и устойчивости дубовых насаждений и разработки соответствующих мероприятий для сохранения и рационального использования дубрав.

Ашюбашя работы. Основные положения исследований были представлены в виде докладов на ежегодных научных конференциях ВЛТИ.

Публикации. Основные положения диосертации изложены в 2-х печатных работах.

Объем работы. Диссертация изложена на 296 страницах машинописного текста, состоит из введения, 6 глав и заключения, списка использованной литературы из 187 наименований, в том числе 44 - на иностранных языках. Диссертация._содержит 49 таблиц, 44 риоунка, 7 приложений (на 77 страницах).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ I. Состояние вопроса

Дубовые леса, произрастающие в лесостепных и степных районах в условиях расчлененного рельефа и малой лесистости при большой интенсивности хозяйства, выполняют ватаые защитные и рекреационные функции. Более половины всех современных дубовьх лесов относится к низкоотвольноыу хозяйству, что свидетельствует о недостаточности использования производительных оил природы - климата, плодородия почвы и эколого-биологических овойотв дуба черешчатого. Все это определяет необходимость решения задачи по повышению продуктивности и улучшению качественного состава дубовых лесов, на основе изучения их эколого-биологических особенностей.

Значительное количество научных работ посвящено изучению

продуктивности, экологической изменчивости, устойчивости, использования и лесоводетвешшх особенностей насаждений фенологических разновидностей дуба черешчатого в Центральной лесостепи (Лукьянец, 1961, 1967, 1970, 1975, 1979; Гнатенко, 1979, 1966 и др.).

Изучению экологии дубрав посвящены работы Х.Власера (1987), В.Зеллера (IS58), Ф.Андерсона (1970), Р.С.Негре (1972), Х.О. Дюпуе (1982), Ф.Дшо<$ур (1948), в которых подробно рассматривается взаимовлияние между организмами, факторами окружающей среды и экологическими процессами в лесных сообществах.

Фенологию растений и ее зависимость и отношения с факторами окружающей среды изучали Т.А.Акерман (1974), И.Н.Бейдеман (1974), Г.Н.Зайцев (1981), Ш.Ренард (1971), А.Н.Третьяков (1950), Я.А.Антонова (1972). в частности, Т.А.Акерман предлагает принципы создания модели изучения любого фитоценоза на основе фенологических понятий.

Вопросы экологии травянистых растений, произрастающих под пологом дубрав, привлекали внимание многих исследователей, которые подчеркивали влияние лесоводственнкх свойств древесных ярусов на биологические процессы растений травяного покрова (Горшина, 1975; Смирнова, 1971; Антонова, 1972; Нешатаев и Старостина, 1962; Голубев, I9S2 И др.).

Роль подстилки в фитоценозе обстоятельно показана в работах Г.Г.Постолаке (1976), й.Н.Нешатаева, О.Г.Растворовой и др. (1966), И.А.Терешенка, С.И. Самиляк, Л.С.СчастноЙ и др. (1974). Авторы изучали взаимоотношение между типами леса и свойствами подстилки и поступление разных-элементов в почву с опалом древесных и травянистых растений.

П.Каре (1942), Л.А.Иванов (1950), В.Л.Дмитренко и Г.А. Ченина (1981), И.Н.Бейдеман (1983), К.Л.Бидл, М.И.Лвдлоу и Дж. Л.Хонисет (1989), Н.И.Костюкевич (1969), З.Н.Бихеле, Х.А.Мол-дау и ¡O.K.Росс (1980) исследовали вопросы влияния климатических условий на формирование водного баланса растений о применением соответствующих методик и приборов для определения интенсивности транспирации растений в полевых и лабораторных условиях.

В работах П.Дювинье (1974), Сельскохозяйственного депар-

тамента США (1980), В.Ф.Лапедж (1962), Т.Д.В.Джемса, Д.В.Смита и др.(1979), В.В.Бейдерина (1980), Н.С.Казанской (1977) рассматриваются некоторые проблемы, которые относятся к планированию, регулированию и последствиям рекреации в разных лосннх сообществах.

2. Природные условия района исследований

Работы проводились на территории лесных массивов Правобережного лесничества Учебно-опытного лесхоза ВЛТИ. Геоморфологические, климатические, почвенные и лесорастительные условия района, входящего в состав Центральной лесостепи, достаточно полно отражены в литературе (Костин, 1952; Гришенко, 1963; Пче-лин и Чигиршщев, 1963).

Климат. Климат местности умеренно континентальный, обусловленный главным образом широтой и влиянием атлантических воздушных масс. В теплое время часто поступает сухой воздух, вызывающий атмосферную и почвенную засуху. Среднегодовая температура воздуха колеблется от 4,9 до 5,9°С. Среднегодовое количество осадков составляет 529 мм и изменяется в отдельные годы от 260 до 760 мм. Наибольшее количество осадков выпадает в теплый период года (апрель-октябрь) и составляет 378 ш. Наименьшее -в холодный период (ноябрь-март) - 151 мм. Самые теплые месяцы -июль-август; самые холодные - январь-февраль. Абсолютный максимум температур составляет +40°С, абсолютный минимум -38°С. Продолжительность вегетационного периода составляет в среднем 188, а безморозного - 159 дней. Переход среднесуточных температур через 0°С наблюдается весной 13 апрош, а осень» - 19 октября.

Почвы. Территория дубовых массивов лесхоза ВЛТИ расположена в Центральной части лесостепи и по своему почтенному покрову является типичной для данной природной зоны. Здесь встречаются почвы различных типов почвообразования, а ш.гснно:черноземы, серые лесные, дерново-подзолистые и подзолистые, болотные и лугово-бологные, а также пойменные аллювналыю-дерновые и наносные почвы дна балок. В Правобережном лесничестве наиболее распространенными являются серые, светло-серые и темно-

серые суглинистые и супесчаные почвы.

Растительный покров. В дубовых лесах лесничества преобладает дуб черешчатый, представленный двумя разновидностями: ра-нораопускающейся и позднораспускающейся. Первая нередко приурочена к повышенным формам рельефа, а вторая чаще встречается по склонам и понижениям. Нередко эти формы растут юлесте. Дубравы - наиболее слскные по структуре леса, образующие 5-7 ярусов: деревья составляют 2 яруса, кустарники - 2 яруса и травя -ной покров -2-3 яруса. Для дубрав характерна группа весенних эфемероидов, которые за короткий срок успевают отцвести, обсемениться и засохнуть, сохраняя жизнь лишь в подземных органах. В лесничестве распространены в основном липовые дубравы,, которые характеризуются высокой продуктивностью. Здесь дуб в первом ярусе, а липа - во втором. Травяной покров представлен тремя типами травянистых растений: конкурентными(осока, сныть), толерантными (копытень, фиалка) и реактивными (звездчатка).

3. Методика и объекты исследований

Методика. Для решения задачи исследований были заложены 10 пробных площадей .по методике в соответствии с ГОСТом» Экологический режим изучали в отдельных пробных площадях. Температуру и относительную влажность воздуха измеряли аспирационнда термометром Ассмана, температуру почвы - термометрами Савинова, поступление солнечной'радиации - пиранометром Янишевского в паре с гальванометром ГСА - I. Измерения.проводились 3 раза в день : утром (8-Ю час), днем (13-15 час) и вечером (18-20 час) с апреля по октябрь в течение 1986 и 1987 гг.

Влажность почвы определяли термовесовым методом. Образцы (780 шт) отбирали по 10-20 см слоям до глубины 120 см, в 4-х кратной повторности. При анализе экологических данных определяли гидротермический репам насаждений.

Лесоводственные особенности насаждений изучали путем оценки основных статистическо-таксационннх показателей и их . качественного состояния по общепринятой методике.

Массу травянистых растений определяли по методическим рекомендациям Л.Е.Родина и Н.П.Ремезова (1967).

При изучения хода фенологических фаз травянистых и дре-

весных растений использовали основные положения методик В.А. Батманова (1966), И.Н.БеЙдеман (1974), Г.И.Анциферова и О.В. Чемариной (1982).

Для выявления особенностей интенсивности транспирации рац тений использовали метод быстрого взвешивания (Иванов, Силина и Целникер, 1950).

Объекты исследования. Из 10-ти пробных площадей 5-е уча-, стием в древостое дуба ранораспускагащсйся разновидности и 5 -позднораспускающейся разновидности. Все объекты расположены в пределах небольшого водосбора "Ржавчин".

В верхней части водосбора заложены 4 пробных площади, а в нижней части водосбора - 6. Расстояние между ними 1,2 км.

Насаждения имеют следующие особенности:

1. Смешанные насаждения липы и дуба ранораспускающейся' разновидности (РР), где дуб низкой густоты (140-260 шт/га) в первом ярусе, а липа средней и высокой густоты (400-800 шт/га) во втором ярусе. Насаждения произрастают на склонах крутизной от 4 до 9° северо-восточной (С®) и юго-западной (ЮЗ) экспозиций. Тип лесорастительных условий С2. Почвы серые лесные различного состава (суглинистые, супесчаные к тяжелосупесчаные). Травяной покров слабо развит,, масса его незначительная. Водный режим почвы неустойчивый (п.п.1, 2, 5 и 6).

2. Смешанные насаждения липы и дуба позднораспускающейся разновидности (ПР), где дуб средней и высокой густоты (280460 шт-га) в первом ярусе, а липа средней и низкой густоты (190-500 шт/га) во втором ярусе. Насаждения произрастают на склонах крутизной от 9 до 16° СБ а ЮЗ экспозиций. Тип лесорастительных условий С2 (п.п.З и 9) и ¡¡^ (п.п.4). Почвы серые лесные различного состава (тязслосуглинистые и тяжело супесчаные). Травяной покров хорошо развит, масса его достигает значительных величин. Водный режим почвы устойчивый.

3. Одноярусные насаждения дуба позднораспускающейся разновидности средней и высокой густоты (32и-460 шт/гаУ. Насаждения расположены на склонах СВ экспозиции, крутизной 2-5°. Почвы серые лесные тяжелосупесчаного состава. Масса травяного покрова обильна. Водный режим почвы неустойчивый, влагообес-печенность растений низкая. Тип лесорастительных условий С2

(п.п.7 и 8).

4. Смешанные насаждения дуба РР, липы и осины, где липа и осина средней густоты (500 и 240 шт/га) в первом ярусе, а дуб -во втором ярусе (320 шт/га). Масса травяного покрова незначительна. Почвы ссрые лесные тяяелосупесчаного состава. Водный режим почвы неустойчивый. Тип лесорастительных условий С2 (п.п. 10).

4. Лесоводствепные особенности дубрав

Таксационные показатели дубрав. В насаждениях дуба РР низкой и средней полноты (0,38 и 0,52) липа растет в благоприятных условиях и значительно превышает количество стволов дуба. Больший средний диаметр набдодается у дуба РР (31,7 см), чем у дуба ГЕР (30,4 см). Таксационные показатели по площади сечения и запасу древесины (табл.1) лучше у стволов дуба ПР (15,6 м^/га и 310 м3/га), чем у стволов дуба РР (15,6 ь^/га и 158 м3/га). Деревья дуба ЯР из ступени толщины меньше 30 см переходят в высшие ступени интенсивнее, чем деревья из более высоких ступеней толщины. Деревья дуба ПР имеют больший текущий прирост запаоа древесины (8,3 м3/га), чем деревья дуба РР (3,4 м3/га). Дубовые насаждения дуба ПР в основном развиваются на нижних частях склонов как ЮЗ, так и СБ экспозиций. В дубовых насаждениях как из дуба ПР, так и РР, подроста дуба нет.

Состояние дубрав. Порослевым является происхождение современных дубовых н^савдений лесничества.. Большое количество дубовых деревьев с усыхающими ветвями свидетельствует о значительной потере биологической устойчивости, обусловленной происхождением и воздействием окружающей среды. Еще одним явным показателем потери устойчивости дубовых насаждений является их неспособность самоЕОСстанавливаться. Меньший процент деревьев со слабо- и сильноусыхагащими ветвями дает дубу ПР некоторые преимущества над дубом РР по проценту здоровых деревьев (7,5 и 2,5 процента соответственно). Неудовлетворительное состояние дубовых иасакдений обусловливает низкую оценку их по технического качеству: 1% всех дубовых деревьев входит в категорию высококачественных, -д-здео'гх, 4Г? - полуделовых, 43,» - дровяных.

Таксационная характеристика дубрав

Таблица I

Проб. :Экспоз.: ."Разной.и;Кол-во де-: :Средний;Средн.".Площадь: За- :Пол-

площ."и уклон" Состав "возраст,"ревьев, • Бонитет"диаметр'высота"сечения" пас "нота

Яё : град.: : лет : шт/га : . : см : м :кв.м/га:куб.м/: . _;_ га

св-з 1ОД РР-90 168 П 35,7 22,8 17,2 183,6 0,52

I 1Шп + Кл 40 . 840 13,9 15,0 10,0 92 ;5 0,25

1СШ РР-90 224 П 36,5 21,9 23,6 262,2 0,72

2 СВ-5 10Лп + Кл 40 976 13,1 14,0 12,4 97,5 0,25

3 СВ-16 юд ПР-90 284 п 34,5 24,3 27,2 304,4 0,83

1СШп 40 500 14,0 16,0 8,4 61,5 0,17

ЮЗ-10 1ОД ПР-80 460 п 28,4 19,8 30,0 286,0 0,91

4' 10Л.П 35 260 12,2 13,0 3,0 22,0 0,07

' ЮД РР-90 156 ш 33,3 21,2 13,6 136,0 0,41

5 яз-з 8Лп2Кл+Яс 40 600 14.7 16,5 8,4 60,5 0,18

6 05-2 10Д РР-90 . 140 11 33,5 22,0 12,4 130,6 0,38

8Лп2Кл+Яс 40 508 15,9 15,5 8,4 70,4 0,20

7 СВ-2 Ш ПР-90 320 л 34,5 22,0 42,1 361,7 0,94

8 СВ-4 1Ж ПР-80 476 п 27,2 20,5 29,6 29Э.0 0,90

Юд ПР-80 460 п 27,6 21,5 30,0 300,0 0,92

9 СВ-6 10Яп 40 192 15,5 16,0 3,6 28,9 0,08

60с4Лп 40 858 21,6 16,5 19,2 176,0 0,53

10 СВ-9 . 1Щ 55 324 в 19,8 14,5 10,4 78,8 0,45

Дубовые деревья РР, входящие в категорию высококачественных к деловых (18,7,3), превышают на 5,3,*? число дубовых деревьев ПР, входявдх в данные категории {13,4%).

Лесная подстилка. Благодаря опаду и быстрому разложению массы эфемероидов, почва дубовых насаждений обогащается азотом еще в весенний период. В летний период масса подстилки увеличивается за счет опадения перезимовавших листьев осоки и копытня, опадения листьев, веток и плодов с деревьев из-за неблагоприятных погодных условий. В насаждениях, подвергающихся высокой степени рекреации, наблэдалась низкая масса подстилки (6,5 т/га). Масса подстилки в насаздениях дуба поздней разновидности (12,4 г/га), выше массы подстилки насаждений дуба ранней разновидности (8,7 т/га). Влажность подстилки увеличивается с увеличением массы травяного покрова, массы самой подстилки и с уменьшением сомкнутости насаждений (до 0,7).

Рекреационная обстановка дубрав. Неудовлетворительное состояние дубовых насаждений лесничества обостряется из-за нерегулируемой рекреации, особенно в пределах водосбора "Ржавчин", который круглый год подвергается рекреации. Яркие показатели большой рекреационной нагрузки данной территории - высокие величины объемного веса почвы, которые на глубине от О до 50 см колеблются от 1,23 до 1,46 г/см3, густая сеть тропинок, особенно в насаздениях юго-западной экспозиции и очевидное разрушение растительности, подстилки и почвы. По классификации Н.С.Казанской (1977), дубовые насаждения находятся во П (п.п.7, 8, 9 и 10) и Ш (п.п.1, 2, 3, 4, 5, 6) стадиях дигрессии.

5. Гвдротермический режим дубрав

Пшток солнечной радиации. В древостоях поздней разновидности дуба, благодаря его биологической особенности (позднего распускания листвы), период высокого освещения под его пологом в начале вегетации продолжается на 15-20 дней больше, чем в древостоях дуба ранней разновидности. В период летнего затенения в древостоях дуба поздней разновидности, под полог леса поступает болшес количество солнечной радиации (8-10? я количеству поступающей радиации на открытом место), чем в древостоях, представленных смрою ■ шнчеВ разновидности и липы (6%).

Таблица 2

Поступление суммарной солнечной радиации (С)» кал/о/" в мин и % к открыто^ месту) под полог леса в 198? г.

Месяц : Дека-: да Номер, разновидное*!, и экспозиция

I РР- -СВ : 3 ПР-СВ : 4 ПР-ЮЗ

0 :процент: процент; 0 :процент

I 0,27 14 0,70 39 0,46 24

Май П 0,07 3 0,20 10 1,45 78

Ш 0,15 8 0,12 6 0,16 8

I 0,02 I 0,11 6 0,24 13

Июнь п 0,08 6 0,15 8 0,22 10

ш 0,08 6 0,05 4 0,18 10 '

I 0,06 3 0,01 - 0,05 3

Июль п 0,07 - 0,05 - 0,03 -

ш 0,08 - 0,04 - 0,08 -

I 0,02 2 0,04 2 0,14 7

Август п 0,03 - ' 0,04 - 0,08 -

ш 0,05 - 0,04 - 0,16 -

I 0,06 23 0,05 22 0,04 17

Сентябрь п 0,04 2 0,05 3 0,16 10

ш - - - - - -

Степень сомкнутости дубовых насавдений определяет количество солнечной радиации, поступающее под полог леса. °'клоны северо-восточной экспозиции получают меньше солнечной радиации в течение сезона, чем склоны юго-западной экспозиции.

Температура воздуха. Весной температурный рекш воздуха в лесу мало отличается от температурного режима воздуха на открытом месте, а летом - более умеренный режим в лесу, чем нп. открытом мосте. В дубовых насаждениях сомкнутостью 0,7-0,8 температура воздуха более высокая, чем в насаждениях сомкнутостью 0,9-1,0.

Влажность воздуха. При солнечных и сухих метеорологических

условиях влажность воздуха в лесу больше, чем на открытом месте. До распускания листвы и после листопада в дубовых насаждениях влажность мало отличается от влажности воздуха на открытом месте. Под пологом дубовых насаждений, расположенных на склонах юго-западНой экспозиции, влажность воздуха меньше, чем под пологом насаждений, расположенных на склонах северо-восточной экспозиции.

Температура почвы. Наиболее высокая температура почвы наблюдается под пологом насаздений дуба поздней формы, растущих на склонах ¡03 экспозиция. Поншхение температуры почвы характерно для древостоев с высокой сомкнутостью крон, промежуточный реши,] почвы наблюдается при высокой сомкнутости древостоя и средней массе травяного покрова и подстилки.

Таблица 3

Температура почвы (град С) на склонах северовосточной (п.п.З) и юго-западной экспозиций (п.п.4) в 1987 г.

Месяц :Д Глубина, см

екада* 5 : 10

п.п.З п.п.4 : п.п.З п.п.4

. I 2 3 4 5 6.

I 8,4 10,0 ■ 7,6 9,4 "

Май П 11,4 12,8 10,4 12,0

Ш 10,0 11,8 9,8 10,2 •

• I 11,2 12,4 ц.о 12,2

Июнь II 15,4 15 Г0 14,4 14,2

ш 15,0 16,0 14,6 15,4

I 16,0 16,4 ' 15,0 15,8

Июль и 14,2 14,4 13,6 14,0

ш 14,4 15,5 13,6 14,8

I ■14,6 16,8 13,8 16,0

Август п 13,4 16,6 12,8 16,0

ш 12,4 10,8 12,2 16,4

Сентябрь I 11,8 Н,7 11,5 11,6

Влажность почпн. Тяаелосупесчаные почвы на глубине от О до 50 си имеют больший процент доступной влаги (15-28:1), чем тяжслосуглинистые почвы на той же глубине. Тяжелосуглинистые почвы ¡и глубине от 50 до 100 см имеют больший процент доступной влаги (13-15$), чем тяжелосупесчаные почвы на той же глубине. Статистическое соотношение между запасами доступной влаги и величинами объсшого веса почвы характеризуют отрицательные коэффициенты корреляции от -0,51 до -0,89. Статистическое соотношение меаду запасом доступной влаги в профиле и количеством подстилки характеризует обратную связь ( г = -0,52).

Таблица 4

Динамика запаса продуктивной влаги почвы в 1987 г., ш

Проб-: : Месяц :Статисют.показатели

ПсЯЛ пяо- : щадь : -1.дубина, : см май : июль . ок- , ;август;тябрь : X : ^ . ( « С | V, /»

1-РР 0-50 48,0 51,1 31,2 43,0 43,3 8,7 го,г

50-100 38,2 21,9 13,4 15,0 22 Д 11,3 51,2

0-50 62,0 48,6 45,9 56,7 53,3. 7,4 13,8

З-ПР 50-100 32,8 .19,1 1,0. 9,1 15,5 13,7 83,4

4-ПР 0-50 56,6 59,7 47,9 53,2 54,1 5,1' 9,5

50-100 33,3 52,1 19,6 16,7 31,1 16,4 52,7

6-РР 0-50 59,9 ' 53,1 45,8 54,4 53,4 5,3 10,0

50-100 19,6 27,2 1.7 8,7 14,3 11,3 79,9

6-ПР 0-50 67;? 50,8 50,6 57,2 55,6 7,9 14,0

50-100 16,1 4,2 2,0 6,8 7,2 6,2 85,0

10-РР 0-50 59,9 51,3 59,4 59,1 57,4 4,0 м

50-100 21,3 25,8 16,4 10,6 18,5 6,5 35,3

В насаждениях, где растет дуб поздней разновидное:а с небольшой примесью липы, наблюдается более рациональное использование эвапотраяспирированной воды на единицу запаса древесины и текущего прироста. Лучшие условия влагообеспечекности на-бладазогся на нинних частях склонов, где растет луо поздней разновидности.

Биологические особенности дубрав

Нцлзошая фитомаооа травяного покрова. В дубовщ цаояэще-ниях лесничества наблюдается господство кллмаксовой оинузии ви-рокотравья, в состав которой входят конкурентные (осока, сныть), толерантные (медуница, копытень, фиалка) и реактивные (звездчатка) виды растений. Конкурентные вида травостоя по чисдепност/ и биомассе господствуют над остальными типами растений. Мезду массой сырого вещества конкурентных видов (осоки и. сныти) наблюдается высокая обратная связь ( Г = - 0,91), т.е.приспособление к противоположным условиям влажности: более ксорофильным -осока, более гидрофильным - сныть. В насавдецвдх, где сныть господствует или значительно не уступает осоке,, наблюдаются благоприятные условия для развития дуба. Са.ше высокие отношения массы сырого вещества толерантных и реактивных видов к массе конкурентных ввдов травостоя наблюдались в условиях снытьево-осоко-вого дубняка из дуба поздней разновидности - 0,15:0,45:1,0 или 327:996:2185 кг/га. Господство осоки в насаждениях, где наиболее сильно обнаруживается нагрузка рекреация, свидетельствует об устойчивости данного вида растений .ч отрицательным воздействиям человека. Высокое колебание величин статистических показателей массы травяного покрова по годам наблюдения ( х = 1517 кг/га, (Г = 1314 кг/га и V =. в 1986 г. и х = 2965 кг/га,

(Г = 425 кг/га и V = 14,? в £98? г.) свидетельствует о разных экологических условиях в дубовых насаждениях (поступление солнечной радиации, влажность, дорви и др.).

Фенология травянистых растений и дуба черешчагого. Покров эфемероидов и перезимовавших травянистых растений играет важную роль в защите и обогащении почвы дубовых насаждений в весенний и ранне-летний периоды. Осока, и копытенй, растущие под пологом насаждений дуба поздней формы, успевают вступить в фазу плодоношения до распускания деревьев, а те же растения, развивающиеся под пологом насаждений дуба ранней формы, начинают вегетацию одновременно с распусканием деревьев. Сочетание климатологических, условий прямо и косвенно вызывает у всех } стенай проявление определениях реакций в ходе фенологических фаз.

В 1986 г. у ранней формы дуба, под влиянием быстрого на-

I 6

копления эффективных температур воздуха, листва распустилась ече в апреле, обусловив уменьшение поступления солнечной"радиации под полог леса. Погное поступление солнечной радиации под полог насаждений дуба поздней формы продолжалось еще 3 недели. Из-за холодных погодных условий в ранне-весенний период 1987 г. у ранней формы дуба задержалось распускание листвы на 2 недели, а у поздней формы дуба - на одну недела по сравнению со сроками распускания данных форм в 1986 г. (табл.5, 6; рис.1, 2).

. Таблица 5 Число раслуопижихся дубовых деревьев при разных величинах сумм эффективных температур в 1986 г., шт., °С.

. Сумма . Пробные плоцзди

Дата :ных темпе: т :ратур, С : 2 3 4 5 6 7 8 9

22 апреля 108 4 6 - 2 4 8 - - -

27 апреля 157 18 15 - - 22 27 - - 4

3 мая 199 ■ 10 28 - - - - - I

9 мая • 223 II 7 - 5 7 - 2 - -

18 мая 309 - - 31 45 5 - 30 62 •63

22 мая 353 - - 39 39 I - 23 '56 52

Рис Л. Феноспектры дуба черешчатого з 1986 г. А - ранняя разновидность, . Б - поздняя разновидность

Таблица 6

Число распустившихся дубовых деревьев при разных величинах сумм эффективных температур в 1987 г.,шт.,°С

, : с у май : Лробные площади эздектив--

Дата О'^ОЙГ.Ш- :ных темпе; :ратур,ос : : I 2 3 4 5 . 6 7 8 9 10

8 мая ■ 83 _ - - - - I - - - -

12 мая НО 5 7 - 2 - - - - 2 4

13 мая 119 - - - - 6 20 - - 3 -

14 мая 330 - - - - - - - - - 32

15 мая 152 37 49 - - 33 14 - - - 46

24 мая 2G4 - - 2 13 - - I - - -

27 иая 280 - - 27 30 - - 28 54 50 -

30 мая 305 - - 42 46 - - 26 64 65 ■ -

Рис.2. Феноспектры дуба черешчатого в 1987 г. А - ранняя разновидность, Б - поздняя разновидность

| | зимний покой И распускание gS цветение

созревание ЩЩ вегетация ' ' -j обсеменение не луде И

[-,'у] листопад

Интенсивность транспирации. Ранняя и поздняя разновидности дуба черешчатого в условиях лесничества имеют разные периоды высокой интенсивности транспирации: ранняя разновидность -в июне, а поздняя разновидность - в августе (табл.7).

Таблица 7

Интенсивность транопирации и расход влаги из почвы дубом ранней и поздней разновидностей в 1986г., г/г/час, мм

Интенсивность:

¡Расход влаги

Месяц :Дока-: транс шрацин дсад : из почвы,

: да : г/ т/час Г/ 'Г : мм

РР ПР РР ПР РР ПР

I 0,42 0,15 61,6 22,0 21,3 7,5

Июнь а • 0,33 • 0,33 55,3 55,3 .19,1 16,8

ш 0,23 одз 22,8 12,9 7,8 4,4

I 0,16 0,12 20,9 15,6 7,2 5,3

Июль п 0,14 0,14 22,5 23,3 7,7 7,9

ш 0,13 0,20 10,6 15,8 3,6 5,3

I 0,12 0,21 17,1 29,4 ' 5,9 10,0

Август н 0,13 0,20 17,5 25,9 6,0 8,8

и 0,10 0,16 7,3 II,5 2,5 3,9

I 0,02 0,12 2,6 12,5 0,9 4,2

Сонтябрь п о,ш • 0,07 1Д 5,7 0,4 1,9

ш 0,04 0,6 2,7 0,2 0,9

Октябрь I 0,01 0,02 0,9 2,3 0,3 ' °»7

Итого: - - 240,8 234,9 82,9 79,6

Итога величин^транопирированиой воды каждым граммом зеленой листовой массы как ранней, так и поздней разновидностей дуба, за сезон практически одинаковы. В жаркую и сухую погоду осока, в среднем, транспирирует в два раза больше..чем в пасмурную погоду. При жарких и оухих погодных условиях осока интенсивнее транспирирует на склонах юго-западной экспозиции, чем на склонах северо-восточной экспозиции. Интенсивность транопирации оооки, звездчатки, сочезичника и дуба достигает наивысшей величины в условиях осоко-липовой дубравы из дуба поздней разновидности (сомкнутость 0,7) на оклонах юго-западной экспозиции. Удовлетворительный гвдротермический режим смешанных насаждений из липы и дуба поздней разновидности (сомкнутость ,1,0) и одноярусных дубовых насаждений из дуба поздней разно-

видности (сомкнутость 0,8), расположенных на нижних частях склонов северо-восточной экспозиции, способствует высокой интенсивности транспирации у осоки, сныти, коштня и фиалки. Неблагоприятный гидротермяческий режим сметанных дубовых насаждений из дуба ранней разновидности,.липы и осикн (сомкнутость 0,7-1,0), расположенных на верхних частях склонов ¡03 и СВ экспозиций, способствует низкой интенсивности транолирации у осоки и сныти. Поскольку интенсивность транспирации растений зависит от температуры и относительной влажности воздуха, водного режима почвы и поступления солнечной радиации, она является прямым показателем гидротермического режима насаждений и степени воздействия экологических факторов на биологическую продуктивность фитоценоза.

выводы и шщкшш

1. Одним из факторов, которые сильно влияют на фятоцонозн, произрастающие в пределах водосбора "Р:кавчнк", является окнан-тропиэация, в результате которой снижается генетическое разнообразие' и возникают новые, но мвнее продуктивные и худшего качества, вторичные фитоценоза.

2. Дубравы характеризуются низкокачественными древостоями (43,2 дровяных и 41;? полуделовнх деревьев дуба). Однако дуб поздней разновидности показывает некоторое преимущество по признакам прямых стволов ц типу строения крон над дубом ранней разцо-видности.

3. Травяной покров дубравы составляет 2-3 яруса. В горизонтальной структуре травяной покров.представлей группировками конкурентных, толерантных и реактивных видов. Колячествешюа-отношение мезду ними зависит от сомккутоови верхних ярусов, режима влажности почвы, здафических особенностей и степени дигрессии.

4. Большее количество солнечной радиации поступает под полог насаждений дуба поздней разновидности, чем под полог насаждений дуба ручней разновидности-благодаря, во-первых, меньшему присутствию особей липы во втором ярусе, и, во-вторых, их биологической особенности распускать листву на 2-3 недели аоз-

но дуба ранней разновидности.

5. Благоприятное поступление солнечной радиации под полог насаждений дуба поздней разновидности сопровождается большим количеством фитомассы и высокой интенсивностью транспирацни у влщов травяного покрова, а также повышением температуры почвы.

6. Из-за доступности и природных особенностей дубовые насаждения водосбора круглый год подвергаются рекреации. Здесь рекреационная нагрузка больше других мест лесничества. Яркими показателями дашого явления являются высокие .величины объемного веса почвы в верхних ее горизонтах,'густая сеть тропинок и очевидное разрушение травяного покрова, подстилки и почвы.

7. В пределах водосбора в нижних частях склона наблюдаются благоприятные условия влажности почвы, которые способствуют формированию высокопродуктивных насаждений дуба поздней разновидности. В данных насаждениях наблюдается более рациональное использование эвапотранспирированной воды на единицу запаса древесины.

8. На глубине от 0 до 50 см супесчаные почвы имеют больший процент доступной влаги (на 15-28$), чем суглинистые на той же глубине.'Однако суглинистые почвы на глубине от 50 до 100 см имеют больший процент доступной влаги (на 13-15$), чем супесчаные почвы. •

9. Большую часть подстилки насаждений составляет опад листьев древесных пород и ее количество тесно связано с количеством стволов дуба,1 произрастающего на единице площади. Из-за лесоводственных свойств насаждений дуба поздней"разновидности подстилка здесь имеет большую массу и влажность, чем в насаждениях дуба ранней разновидности.

10. Интенсивность транспирации растений является прямым показателем гидротермического режима насаждений и обусловливает разную степень воздействия экологических факторов на биологическую продуктивность фитоценоза. Самые высокие величины интенсивности транспирации у дуба и отдельных видов травостоя наблвдаются в условиях насаждений дуба поздней разновидности, произрастающих на нижних склонах водосбора. Данный факт указывает на то, что здесь возможно выращивание устойчивых и вы-

оокопродуктивных насаждений дуба поздней разновидности,

11. В дубовых каоакдекиях необходимо строго регулировать рекреационный режим. В частности, в пределах водосбора "Ркав-чик" ограничивать рекреации, где крутизна склона больше 10°,

и гам, где очевидна большая степень разрушения почвы, подотид-ки и растительности (3-я степень дигрессии). Целесообразно переносить рекреационные нагрузки на плато, привлекая внимание посетителей ооорукением соответствующего оборудования.

12. Целесообразно использовать территории водосбора со- -гласно ее естественным оообенноотям:

а) выращивание высокопродуктивных насаждений, где экологические факторы вызывают выоокуп биологическую производительность у раотении,

б) выращивание почвозащитных насаждения, где крутизна оклона более 10°,

в) увеличение и уоовериенствование уоловий рекреации, где крутизна оклонов не вызывает эрозии.

ОСНОВНЫЙ" ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНЫ В РАБОТАХ;

1. Сранспирация травяного покрова в дубовых наоакденилх зеленой зоны г.Воронена /Аеп. в ЦБНТИлеохоэ 18.11.87 »606 ЛХ-87.

2. Некоторые аопектн сезонной ритмики дубовых наоаждений• Учебно-опытного лесхова Воронекокого лвоотехничеокого инотитута / Деп. в ЦБН'ГИлесхоз 12.02.88 »623 ЛХ-87.

4

Областное управление отатиотики

Заказ 227 • ТиР« 100 э*3' °йъем 1 П,Л' Подписано к печати 21.05.91.