Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Лесовосстановление вырубок липы мелколистной в лесах Среднего Предуралья

ВАК РФ 06.03.02, Лесоустройство и лесная таксация

Автореферат диссертации по теме "Лесовосстановление вырубок липы мелколистной в лесах Среднего Предуралья"

На правах рукописи

Мартынова Мария Викторовна

ЛЕСОВОССТАНОВЛЕНИЕ ВЫРУБОК ЛИПЫ МЕЛКОЛИСТНОЙ В ЛЕСАХ СРЕДНЕГО ПРЕДУРАЛЬЯ

06.03.02 - Лесоведение, лесоводство, лесоустройство и лесная таксация

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени * млп

кандидата сельскохозяйственных наук ' пил ¿и 15

Уфа-2015

005564288

Диссертация выполнена на кафедре лесоводства и ландшафтного дизайна факультета агротехнологий и лесного хозяйства ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ.

Султанова Рида Разябовна, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ

Теринов Николай Николаевич, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник кафедры технологии и оборудования лесопромышленного производства Института лесопромышленного бизнеса и дорожного строительства УГЛТУ

Глушко Сергей Геннадьевич, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры таксации и экономики лесной отрасли ФГБОУ ВПО Казанский ГАУ

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО Оренбургский ГАУ

Защита состоится « 9 » декабря 2015 г. в 1300 час. на заседании диссертационного совета Д 220.003.01 при ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ по адресу: 450001, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. 50-летия Октября, 34, ауд. 222/1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ.

Автореферат разослан «Л » октября 2015 г. и размещен на официальном сайте Министерства образования и науки Российской Федерации vak.ed.gov.ru и ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ www.bsau.ru.

Отзывы на автореферат просим направлять в двух экземплярах с печатью организации и заверенными подписями по адресу: 450001, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. 50-летия Октября, 34, ученому секретарю диссертационного совета Д 220.003.01 P.P. Гайфуллину.

Факс: (347) 228-08-98

Е mail: gayfullin@bk.ru

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследований. Лесовосстановление вырубок коренными лесообразующими породами является одной из важнейших проблем лесоводства [Алексеев C.B., 1954; Мелехов И.С., 1962; Рябцев О.С., 2013], в том числе и для лесов Среднего Предуралья, где одним из главных лесообразо-вателей выступает липа мелколистная (Tilia cordata Mill). В лесном фонде липа занимает по площади второе место. И хотя ее площади с каждым годом увеличиваются (за 47-летний период в 2 раза), ввиду неполного освоения расчетной лесосеки, отсутствия своевременного лесоводственного ухода и рубок по заготовке древесины происходит накопление спелых и перестойных насаждений, запасы которых в Республике Башкортостан превышают 104,82 млн. м3, что влечет за собой снижение продуктивности, распад древостоя, потерю санитарно-гигиенических функций и нежелательную смену пород. Наличие большого количества древостоев липы мелколистной старших возрастных групп, отсутствие под их пологом семенного возобновления вызывает необходимость ре-•шения вопросов целенаправленного лесовосстановления [Таран И.В., 1973; Соколов П.А., 1983; Павенин B.C., 1989; Султанова P.P., 2006]. Большая доля вырубок липовых лесов остается под естественное заращивание малоценными лиственными породами (клен, вяз), что также обуславливает необходимость изучения закономерностей возобновления и сохранения ценного генофонда липовых лесов.

Цель и задачи исследований. Цель работы — по результатам исследования лесообразовательного процесса в липовых лесах обосновать лесохозяй-ственные мероприятия, направленные на формирование на вырубках липы мелколистной молодняков ценных для Среднего Предуралья пород лесообразова-телей. В рамках поставленной цели обозначены и решены следующие задачи:

1) выявить особенности формирования подроста предварительной и последующей возрастной генерации;

2) определить видовой состав и биомассу живого напочвенного покрова под пологом липняков и на их вырубках;

3) дать оценку роста культур ели обыкновенной под пологом липняков и на их вырубках;

4) определить перспективы лесовосстановления вырубок липы мелколистной естественным и искусственным способами.

На защиту выносятся:

1. Закономерности лесообразовательного процесса в липняках и после проведения сплошной узколесосечной рубки (зимний и летний сезон).

2. Динамика и продуктивность видового состава и биомассы живого напочвенного покрова под пологом липняков и на их вырубках.

3. Оценка роста культур ели обыкновенной в липовых насаждениях и на их вырубках.

4. Перспективы естественного и искусственного лесовосстановления в липняках Среднего Предуралья.

Степень разработанности темы исследования. Исследования, касающиеся рассматриваемой проблемы, ранее проводились Е.С. Мурахтановым

[1972, 1977, 1981], П.А. Соколовым [1975, 1978, 1983], Р.Г. Ситдиковым [1971, 1973, 1999], Б.Ф. Окишевым [1990, 1997], А.К. Габделхаковым [1997, 2009], H.H. Териновым [2003, 2009, 2011], P.P. Султановой [2006, 2012]. Безусловно, основные положения, выдвинутые исследователями, сохраняют свою значимость и на сегодняшний день.

Научная новизна. Дана оценка лесовосстановнтельных процессов в липняках Среднего Предуралья. Получены новые данные по возобновлению липы мелколистной на вырубках. Выявлены наиболее эффективные способы создания лесных культур ели обыкновенной под пологом, в коридорах расстроенных низкопродуктивных древостоев липы мелколистной и на ее вырубках вне зоны пчеловодческих пасек.

Теоретическая значимость работы состоит в том, что научные и практические проблемы, решаемые в ней, непосредственно связаны с реализацией актуальной задачи лесовосстановления вырубок липы мелколистной в лесах Среднего Предуралья. Доказано, что с увеличением полноты древостоя количество подроста предварительной генерации уменьшается до 38 %. Определена роль сезона проведения рубки материнского полога в формировании подроста липы последующей возрастной генерации. Количество подроста на участке зимнего сезона сплошной узколесосечной рубки превосходит подрост на вырубке летнего сезона. Выявлены лимитирующие факторы роста подпологовых культур ели обыкновенной в насаждениях липы мелколистной: при относительной полноте материнского полога 0,3-0,5 рост культур ели характеризуется лучшими показателями, чем культур, созданных при полноте древостоя 0,7 и выше; наиболее высокие показатели роста характерны для культур, созданных на площадках и в коридорах. Получены новые сведения об эффективных способах лесовосстановления, на основе чего разработаны рекомендации для липняков Среднего Предуралья.

Практическая значимость работы обосновывается возможностью использования выводов и рекомендаций в ведении лесного хозяйства в липняках Среднего Предуралья. Результаты исследований применимы при планировании и проведении лесовосстановнтельных мероприятий, направлены на уменьшение сроков лесовыращивания, предупреждение нежелательной смены пород. Опытные участки являются научно-практической базой при обучении студентов и аспирантов кафедры лесоводства и ландшафтного дизайна ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ.

Методология и методы исследования базируются на работах отечественных лесоводов: М.Е. Ткаченко [1931], И.С. Мелехов [1954], A.B. Побе-динский [1965], В.И. Обыденников [1990] и др. Исследования проведены по методу пробных площадей (ПП).

Личное участие автора состоит в разработке программы и методики исследования, планировании эксперимента. Полевые работы, камеральная обработка материалов, систематизация и обобщение данных, обоснование выводов и предложений проведены лично автором.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность результатов исследований определяется использованием научно-обоснованных и

современных методик, а также методов математической статистики при обработке результатов и возможностью воспроизведения экспериментального опыта.

Результаты исследования доложены и обсуждены на конференциях и семинарах: Всероссийская научно-практическая конференция в рамках XXI-XXIV Международной специализированной выставки Агрокомплекс, (Уфа, 2011-2015 гг.); II международная научная конференция молодых ученых России и Германии (г. Уфа, 2012 г.); XI международная научно-техническая конференция «Лесной комплекс: состояние и перспективы» (Брянск, 2012); VI Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых (Уфа, 2013-2014 гг.); Международная научно-практическая конференция, посвященная 70-летию ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА (Ижевск, 2013); Международный конкурс среди студентов и аспирантов высших учебных заведений на лучшую работу по вопросам правоприменения в сфере лесного законодательства (Москва, 2014); Международный молодежный научный аграрный форум «Наука, инновации и международное сотрудничество молодых ученых» (Москва-Ульяновск, 2014); Съезд совета молодых ученых и специалистов вузов МСХ РФ Приволжского федерального округа (Саратов, 2014).

Публикации. Основные положения изложены в 20 публикациях автора, в том числе в 4 статьях в изданиях, рекомендованных ВАК, в 2 статьях в зарубежном издании и в учебном пособии.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 6 глав, заключения, рекомендаций производству и 6 приложений. Библиографический список включает 215 наименований. Основной текст изложен на 127 страницах, иллюстрирован 33 таблицами и 49 рисунками.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

Проблема формирования молодого поколения леса в лесоводственной науке рассматривается в ранге основополагающей. Разработка системы мероприятий по формированию продуктивных липовых насаждений из молодняков естественного происхождения является на сегодняшний день актуальной проблемой. Несмотря на то, что накоплено обширное количество данных о лесо-восстановительных процессах в связи с различными вариантами рубок, представленных в работах Д.М. Кравчинского [1913], М.Е. Ткаченко [1931, 1939], Н.Е. Декатова [1936], C.B. Алексеева и A.A. Молчанова [1954], И.С. Мелехова [1954, 1962], A.B. Побединского [1965], В.Г. Карпова [1969], П.Н. Львова [1971], В .И. Обыденникова [1990], В.А. Дудина [1990], A.C. Тихонова [2000], H.H. Теринова [2009] и др., вопросы оценки возобновления в зависимости от сезона проведения рубки не получили необходимого освещения. Остался без широкого внимания так же анализ влияния сезона рубки на такие компоненты леса как живой напочвенный покров и подлесок. Несмотря на немногочисленность подобных работ, они представляют особую ценность с точки зрения повышения биологической продуктивности леса. Предыдущими исследованиями установлено, что формирование липового древостоя напрямую взаимосвязано с ходом лесовозобновительных процессов в них [Колесников Б.П., 1956; Сукачев

В.Н., 1931, 1965; Султанова P.P., 2006]. Липа выступает в качестве основного конкурента на вырубках для возобновления как лиственных, так и хвойных пород [Литвяков М.К., 1957; Хлонов Ю.П., 1965, 2006; Рысин Л.П., 2012].

В настоящее время нет единого метода, позволяющего одновременно дать экологическую и экономическую оценку применяемым технологиям создания и выращивания лесных культур [Бурцев Д.С., 2013]. Изучение особенностей выращивания хозяйственно ценных насаждений предусматривает необходимость разработки системы мероприятий по формированию под пологом липы культур теневыносливых хвойных пород. Опыт формирования разновозрастных липово-еловых древостоев сводится, как правило, к общим рекомендациям по созданию подпологовых культур, без рассмотрения конкретных способов их создания. В связи с этим в работе определены перспективы лесовозобновления вырубок естественным и искусственным путем со сравнительной оценкой по сезону проведения рубки и способам создания лесных культур (посадка под пологом древостоя в коридорах, на площадках и на вырубке).

2 ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ

Район исследований располагается на территории Среднего Предуралья в пределах лесостепной зоны с довольно однородными почвообразовательными процессами. Территория хорошо дренирована, почвенный покров характеризуется относительно сложным сочетанием типов и подтипов почв [по данным «Почвы ...», 1995, 1997; Хабиров И.К., 2001].

Регион испытывает влияние мягкого, влажного атлантического течения, а зимой находится главным образом под влиянием холодных континентальных воздушных масс. Температурный режим слагается под воздействием полярности поступающей солнечной радиации. Преобладающие ветра - южные и юго-западные, северные бывают редко, скорость ветра в среднем за год 4 м/с [Агроклиматические ресурсы, 1976; Гарифуллин Ф.Ш., 1987]. В гидрологическом отношении район исследования расположен в границах западной части Среднего Предуралья. Основные водные артерии представлены такими реками как Белая, Уфа и Дема [Балков В.А., 1978].

Основными лесообразователями являются береза, липа, дуб низкоствольный, ольха черная и осина [Горчаковский П.М., 1968, 1972], с успехом произрастают лесные культуры сосны, ели, тополя и ясеня [Левицкий И.И., 1961]. Липовые древостой в покрытой лесом площади занимают 1111, 3 га (21,4 %), береза - 1372,9 га (26,5), хвойные - 1170,3 га (22,6 %). В целом, природные и климатические условия территории находятся в оптимальных пределах для произрастания большого количества древесно-кустарниковых видов и эффективного ведения лесного хозяйства в них.

3 ПРОГРАММА, МЕТОДИКА, ОБЪЕКТЫ ИСЛЕДОВАНИЙ

При проведении исследований применены общепринятые в лесоводстве и лесной таксации методы изучения лесовосстановительных процессов на вырубках липы мелколистной (Tilia cordata Mill) и закономерностей формирования

культур ели обыкновенной под пологом липы и на вырубке. Для достижения поставленной цели, исходя из задач исследования, разработана программа (рис. 1). Пробные площади (ПП) закладывались в соответствии с ОСТ 56-69-83 «Пробные площади лесоустроительные. Метод закладки». На 11 ПП велись длительные наблюдения и экспериментальные исследования. Для учета численности подроста и подлеска заложено 15 учетных площадок 10x10 м, располагающихся на трансектах по диагонали участков. По состоянию подрост и подлесок разделен на три категории: жизнеспособный, нежизнеспособный и сухой. По высоте - на категории крупности: мелкий до 0,5 м, средний - 0,51-1,5 м и крупный - более 1,5 м. Жизненное состояние подроста рассчитано по методике В.А. Алексеева [1989].

Для определения надземной фитомассы живого напочвенного покрова (ЖНП) срезанные на площадках и разобранные по видам образцы высушивались до абсолютно сухого состояния. На каждом участке заложено по 20 учетных площадок размером 0,33x0,33 м. Учет биологической массы ЖНП выполнен в средних числах июля (период максимального роста) в сыром и абсолютно сухом состоянии по видам трав. Оценка флористического сходства растений напочвенного покрова до и после проведения рубки проводилась с использованием коэффициента флористического сходства (индекс Жаккара).

Программа исследований

Систематизация данных

научной литературы

планово -картографических материалов

нормативной документации, таксационных описаний, регламентов

природных условий и лесного фонда

II.

Планирование исследований

постановка цели и задач

разработка

методики исследования

III.

Выделение объектов исследования

вырубки липы мелколистной

_ культуры ели обыкновенной в липняках

IV. Натурное обследование

пробных площадей

учетных площадок

V. Камеральная обработка результатов

средних таксационных показателей

биомассы ЖНП

статистическая обработка данных

VI. Анализ результатов. Выводы и рекомендации

Рисунок 1 - Схема исследований Обработка полевого материала выполнена с необходимыми статистическими оценками точности и достоверности данных. Опыты проведены на базе лесных массивов Нурлинского и Юматовского участковых лесничеств Уфимского лесничества. Естественное возобновление вырубок изучено в липовых лесах Нурлинского участкового лесничества (кв. 6, выд. 4), где на пробной площади выделены три секции по 0,25 га: в первой секции проведена сплошная

узколесосечная рубка в зимний сезон (ППЗ); во второй - сплошная узколесосечная летняя рубка (ПП2); один участок взят в качестве контроля (ПП1). Учет возобновления проведен через 2 года, 8 и 20 лет после проведения рубки. Ход роста культур ели обыкновенной изучен на шести ПП Юматовского участкового лесничества.

4 ОСОБЕННОСТИ ЛЕСООБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА В ЛИПНЯКАХ И НА ИХ ВЫРУБКАХ

На 01 января 2014 г. общая площадь покрытых лесом земель составила 5183,5 тыс. га. Насаждения липы мелколистной, занимая в лесном фонде по площади второе место среди древесных пород, покрывают 1111,3 тыс. га (21,4 %), с запасом в 192,23 млн. куб. м и с общим средним приростом 3,49 млн. куб. м. При положительной динамике площади липняков распределение по группам возраста неравномерное: молодняки занимают 7,8 % площади, средневозрастные - 33 %, приспевающие - 11,3 %, спелые и перестойные - 47,9 % (рис. 2). Динамика общего запаса и прироста липняков по группам возраста свидетельствует о накоплении запаса спелых и перестойных насаждений - 54,5 % общего запаса и снижении прироста (рис. 3).

1600 и

р 1200 -

-Û у 800 -

-

ц 400

О

è 0 4

= -0.0783Х" + 320,16х - 326264 R2 = 0.8794

1955

1975 1995

Год учета

2015

Рисунок 2

Площадь липняков в Республике Башкортостан

3,54

3,52 с Е 3,5 || 3,48 £ | 3,46

2008 2010 2012 __„ Год учета

Ь==Э МОЛОДНЯКН

приспе вающпе —Общий средшш прирост

2024

I—J средневозрастные ЕЗЭ спелые и перестойные

Рисунок 3 - Запас липняков по группам возраста

Определено, что под пологом липняков Среднего Предуралья доминирует подрост вегетативного происхождения. Возобновление происходит в основном за счет клена остролистного (Acer platanoides L.), вяза шершавого (Ulmus glabra), липовый подрост занимает не более 20 % общего состава и составляет от 0,32 до 0,53 тыс. экз./га. Подрост разновозрастный высотой от 0,9 до 8,3 м. Лучшие показатели роста у молодого поколения клена, который равномерно размещен по площади, встречается и в условиях сильного затенения. Показатель жизненности подроста варьирует от 80 до 97 %. Количество подроста уменьшается с увеличением возраста и полноты древостоя.

Рубка древостоя оказала влияние на порослевую способность липы мелколистной. Увеличение числа вегетативных экземпляров липы на вырубках, в сравнении с возобновлением под материнским пологом, вызвано хорошим ростом пневой поросли, что подтверждается предыдущими исследованиями [Му-рахтанов Е.С., 1981; Соколов П.А., 1983; Султанова P.P., 2006]. Анализ данных, полученных за весь период наблюдений (1995, 2001, 2013 гг.) показал, что в первые годы после проведения рубки более интенсивный возобновительный процесс характерен для зимней рубки за счет активного роста липовой поросли. При летней рубке появившаяся к зиме поросль, не успевая одревеснеть, гибнет. За учетный период изменилось общее количество возобновления и его состав: на зимней рубке с 41,9 (учет 1995 г.) до 1,926 тыс.шт./ra (учет 2013 г.), на летней рубке - с 8,1 до 2,880 тыс.шт./га. С возрастом количество поросли уменьшается (рис. 4), выявленная зависимость достоверно описывается полиномиальными уравнениями второго порядка (рис. 5).

в) летняя рубка, 1995 г. г) летняя рубка, 2013 г.

Рисунок 4 - Возобновление вырубок различного сезона рубки

° о ~ 1993 1998 2003

с

Год учета

—•— Зимняя рубка - ■ ■ Полиномиальный (Зимняя рубка)

Рисунок 5 - Изменение среднего количества поросли с возрастом

Летняя рубка

Полиномиальный (Летняя рубка)

а) зимняя рубка, 1995 г.

Изменение среднего диаметра поросли у шейки корня по группам высот на летней и зимней рубке представлено на рисунке 6. Для экземпляров с большей высотой побега характерны большие показатели диаметра у шейки корня. На зимней рубке у липы при высоте более 1,5 м диаметр у шейки корня составляет 7,6 см, при высоте 0,5-1,5 - 0,8 см, на летней 7,0 и 0,5 см соответственно (Чс1(зима)=39, 1ё(лето)=32,5, Р1 > 99,7%). Максимальные показатели роста наблюдаются у клена, значительно ниже у вяза.

12 т

7 7,2

4,3 к

С з

ч

и &

0,5 0,5

0,5-1,5

> 1,5

Летняя рубка

0,5 0,8 ■' ■ **

0,5-1,5

> 1,5

Зимняя рубка

Группа высот, м □ В И Лп Я Кл

Рисунок 6 - Изменение среднего диаметра по группам высот

Изменение количества отпавших экземпляров естественного возобновления с возрастом определяются породным составом и сезоном рубки. Отпаду была подвержена, в первую очередь, тонкомерная поросль (диаметр 4,1±0,11 см) в большей степени вяза.

Статистические показатели возобновления липы представлены в таблице 1. Установлено значительное отклонение показателей от среднего на летней вырубке (У=28,6%) и меньшее отклонение на зимней (У=18,5%).

Статистические показатели Сезон рубки

летняя зимняя

Диаметр, см

Средний диаметр, см 6,9 7,4

Стандартная ошибка, см 0,3 0,2

Коэффициент вариации. % 28,6 18,5

Асимметричность 0,14 -3,98

Минимум, см 0,5 0,5

Максимум, см 10,7 11,8

Объем выборки 67 221

Уровень надежности 1,25 0.78

Высота, м

Средняя высота, м 2,2 2,9

Стандартная ошибка, м 0,07 0,07

Коэффициент вариации, % 0,2 0,1

Минимум, м 0,5 0,5

Максимум, м 4,1 4,8

Уровень надежности 0,03 0,01

За 20-летний период наблюдений на пробных площадях в составе подроста появились семенные экземпляры дуба (0,1%), ивы (6,6%), осины (1%) и березы (3,9%).

5 СОСТОЯНИЕ НИЖНИХ ЯРУСОВ РАСТИТЕЛЬНОСТИ В ЛИПОВЫХ ЛЕСАХ И НА ВЫРУБКАХ

Подлесочный ярус на участках, пройденных рубкой, в особенности в зимний сезон, развит слабо, что связано с интенсивным развитием поросли лесооб-разующих пород, недостаточным количеством света, большим количеством отпавших порослевнн, механически повреждающих подлесок. Густота подлеска изменяется от 0,6 до 1,2 тыс.шт./га, преобладает черемуха обыкновенная (Prunus padus) с представленностью в составе от 60 % до 80 %. Жизненность подлеска 92-99 %.

Имея значительные площади, липовые древостой в фитоценотнческом отношении довольно однородны, флористический состав травостоя относительно беден и унифицирован, благодаря сильному средообразующему воздействию тенистого полога липы [Горчаковский П.М., 1972; Султанова P.P., 2006]. Травянистый покров в ненарушенном рубками липовом насаждении представлен 20 видами трав и включает пять подъярусов. Богатство видов не выходит за пределы 17 семейств. Анализ видовой и количественной структуры ЖНП в первые годы после проведения рубки (учет 1995 г.) показал, что рубка привела к выпадению из состава ЖНП наиболее характерных для высокополнотного древесного полога липы видов трав. К началу третьего вегетационного периода не стало сныти обыкновенной (Aegopodium podagraria L.), которая сохраняла свой рост первые два года после рубки, звездчатки жестколистной (Stellaria holostea L.), копытня европейского (Asarum europaeum L.), чины весенней (Lathyrus vermis L.), будры плющевидной (Glechoma hederacea L.), гравилата городского (Geum urbanum L.), герани лесной (Geranium sylvaticum L.) и др. Возросло обилие видов семейства Poaceae Bamhart. За учетный период зафиксировано 13 в большей степени встречающихся видов (класс постоянства I-V), в том числе с встречаемостью 90-100 % три вида - иван-чай узколистный (Chamerion angustifolium L.), ветреница лесная (Anemone sylvestris L.), пырей ползучий (Elytrigia repens L.), другие имеют единичную представленность. Ранжировка семейств травянистой растительности по числу видов в насаждении до рубки и через 20 лет после рубки в зависимости от сезона - зима, лето (учет 2013 г.) показывает, что в фитоце-нозах, сформированных после рубки, выявлено от 17 до 19 видов трав.

Видовой состав ограничивается рамками 14-16 семейств. Главенствующее положение занимают семейство злаковых (Poaceae Bamhart), включающее 3 вида, астровых (Asteraceae) и зонтичных (Umbellíferae Lindl), включающих по 2 вида растений. Остальные семейства включают один вид растений. Формирование крупнотравного разреженного подъяруса происходит за счет таких видов, как подлесник европейский (Sanícula europaea L.), папоротник-орляк (Pteridium aguillinum L.), крапива двудомная (Urtica dioica L.), колокольчик широколистный (Campanula latifolia L.), овсяница луговая (Festuca pratensis L.), лопух большой (Arctium lappa L.), чертополох курчавый (Carduus crispus L.), зопник клубненосный (Phlomis tuberosa L.). В среднем подъярусе - вороний глаз (Paris quadrifolia L.), сныть обыкновенная (Aegopodium podagraria L.), купена душистая (Polygonatum odoratum L.) и др. Представленность нижнего подъяруса следующая: будра плющевидная (Glechoma hederacea L.), копытень

европейский (Asarum europaeum L.). Моховой ярус так же, как и до рубки, не выражен. Растения размещены единично равномерно по площади, за исключением овсяницы луговой, копытня европейского, подмаренника душистого и звездчатки жестколистной, размещенных группами.

Среднее значение коэффициента видового сходства Жаккара для контроля (под пологом леса) и участка зимнего сезона рубки составило 0,71; для участка летнего сезона рубки и контроля - 0,75; для участков летнего и зимнего сезонов рубки - 0,68, указывает на высокий уровень сходства травостоя исследуемых ПП. Установлено, что по общей биомассе и по разнообразию видов трав наиболее развит травянистый покров на участке зимнего сезона рубки, где биомасса трав в абсолютно сухом весе составляет 8,5 г/м2, в то время как на летней рубке данный показатель равен 6,5 г/м2.

6 РОСТ И РАЗВИТИЕ КУЛЬТУР ЕЛИ ОБЫКНОВЕННОЙ В ЛИПОВЫХ ЛЕСАХ СРЕДНЕГО ПРЕДУРАЛЬЯ

Г.Ф. Морозов [1912] назвал липу «сожительницей в еловом лесу». С.Ф. Курнаев [1968] отмечал, что липа и ель - наиболее сильные лесообразую-щие породы, способные господствовать совместно, сохраняя долговечность. Ввод культур хвойных пород под полог расстроенных низкопродуктивных липняков способствует формированию сложных по составу и структуре древо-стоев с высокими продуктивными, декоративными и защитными свойствами [Михайлова Н.В., 2011].

В Республике Башкортостан в последние 25 лет наблюдается интенсивное снижение площади ежегодно создаваемых культур ели обыкновенной (Picea abies): их площади уменьшились более чем в 10 раз - с 13,8 (1987 г.) до 0,8 тыс. га (2014 г.). Посадка культур осуществляется в основном сосной (88,8 %), доля ежегодно создаваемых еловых культур составляет 10 %. На шести исследованных ПП, где культуры ели обыкновенной созданы посадкой 2-летними сеянцами в 1975-1991 гг., к 2014 г. сформированы смешанные двухъярусные древостой (табл. 2).

Таблица 2 - Лесоводственно-таксационные показатели культур ели в липняках

У >< £ Состав Способ подготовки почвы А, лет Н, м D,cm Средний годовой прирост Состояние

D, см/год н, м/год

1 8Е2Лп+Б (ПП№1) Подполо-говые культуры при полноте 0,3 42 9± 0,15 9,2± 0,14 0,22 0,21 многовер-шинность

6Е4ЛП+Б (ПП №2) 0,7 42 8,3± 0,13 8,4± 0,14 0,20 0,20 многовер-шинность

2 6Е4Лп (ПП №3) Рядовые культуры под пологом 32 6,3± 0,11 6,5± 0,12 0,20 0,20 многовер-шинность

7ЕЗЛп+Кл iim №4) в коридорах 32 8,5± 0,14 8,6+ 0,14 0,27 0,27 хорошее

3 бЛпЗЕПСт Jim №5) Культуры на вырубке рядовые 32 8± 0,11 8,3± 0,11 0,26 0,25 хорошее

5Лп5Е+Кл (ПП №6) на площадках 29 7,6± 0,09 8,4± 0,10 0,29 0,26 многовер-шинность

Наибольший прирост по диаметру и по высоте у ели, высаженной в коридорах и на вырубке. Их преимущество над культурами под пологом липы - более 50 %. Распределение стволов ели на ПП по естественным ступеням толщины характеризуется различной дифференциацией в одинаковых возрастных состояниях по диаметру (рис. 7), что обусловлено полнотой верхнего древесного яруса и способом посадки.

V' -

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 Естественные ступени толщины

ПП№1 ~ — ПП№2 —*— Нормальное распределение по Тюрину

* 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 и 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6

Естественные ступени толщины ПП№5 — *" - ПП№6 —Ж— Нормальное распределение по Тюрину

Рисунок 7 - Распределение стволов ели обыкновенной по естественным ступеням толщины: а) на ПП№1 и ПП№2; б) на ПП№3 и ПП№4; в) на ПП№5 и ПП№6

В распределении стволов в культурах, созданных при полноте верхнего древесного полога 0,5-0,7 значения диаметра культур сосредоточены в границах среднего значения признака. В культурах с полнотой верхнего полога 0,7 кривая трехвершинная с правосторонней асимметрией. Кривая распределения деревьев ели, растущих рядами в коридорах, имеет наиболее симметричный характер. Распределение деревьев ели, растущих на площадках, близок к нормальному, наибольшее количество стволов сосредоточено в центральных ступенях толщины. Статистические данные выборки представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Показатели культур ели обыкновенной на ПП

Статистические показатели ппш ПП№2 ППШ ПП№4 ПП№5 ПП№6

Высота, м (учет 2014 г.)

X, м 9 8,3 6.3 8,5 8 7,6

Э2 , м2 4,23 3,56 2,51 4,00 2,63 1,58

5, м 2,06 1,89 1,58 2.00 1,62 1,26

т, м 0,15 0,13 0,11 0.14 0,11 0,09

Су , % 22,85 22,73 25,15 23,53 20,27 16,54

с5 1,66 1,55 1,75 1,70 1,43 1,20

Годичный прирост в высоту за 2014 год, см

X, см 21,43 19,76 19,69 26,56 25,00 26,21

8 , см 6,08 3,66 3,62 5,09 5,63 8,12

3, см 2,47 1,91 1,90 2,26 2,37 2,85

Су , % 18,59 22,38 10,28 9.40 11,25 16.36

с5 1,35 1,53 0,72 0,68 0,79 1,19

Диаметр, см (учет 2014 г.)

X, см 9,2 8,4 6,5 8,6 8,3 8,4

, см2 8,84 7,62 5,33 8,86 7,55 8,24

Э, см 2,97 2,76 2,31 2,98 2,75 2,87

т, см 0,14 0,14 0,12 0,14 0,11 0,10

Су , % 32,32 32,86 35,52 34,61 33,11 34,17

с5 2,34 2,24 2,47 2,50 2,34 2,48

Годичный прирост по диаметру за 2014 год, см

X, см 0,22 0,20 0,20 0,27 0,26 0,29

5 , СМ 0,0042 0,0036 0,004 0,005 0,0048 0,0057

Э, см 0,06 0,06 0,06 0,07 0,07 0,08

Су , % 29,46 30,00 31,62 26,19 26,65 26,03

с5 2,14 2,05 2,20 1,89 1,88 1,89

Примечание: X - среднее арифметическое; в2 - выборочная дисперсия; Э - среднеквадратичное отклонение; т - стандартная ошибка Су - коэффициента вариации; Се - точность опыта.

Точность опыта варьирует от 1,20 (культуры на вырубке) до 1,75 (рядовые культуры под пологом). Рассчитанный критерий Стьюдента подтверждает достоверность различий в росте по высоте (р>0,05, Рс>95%).

Ход роста культур ели по высоте (рис. 8) характеризуется полиномиальными уравнениями второго порядка. Коэффициент аппроксимации, находящийся в пределах от 0,8 до !,0, свидетельствует о тесной связи между данными.

б -

б) §

у= 0,0017х~ + 0,1194х- 1,3923 Я2 = 0,9517

' у= -0,0005х" + 0,315бх- 3,2924 Я2 = 0,9359

0 10

■ ПП №3 ----Полиномиальный (ПП №3)

9 -

20 30

Возраст, лет

40

ПП №4 ■ Полиномиальный (ПП №4)

1 6 " в) ё

7 о

£ з о

у = 0,0007х~ + 0,2334х- 2,606 Я2 = 0,9472

® у = 0,0006х" + 0,2457х- 3,4751 Я2 = 0,9586

10

Ж ПП №5 -----Полиномиальный (ПП №5)

20 30

Возраст, лет

40

ПП №6

Полиномиальный (ПП №6)

Рисунок 8 - Ход роста ели в высоту: а) на ПП№1 и ПП№2; б) на ПП№3 и ПП№4; в) на ПП№5 и ПП№6

Лучшие показатели роста в высоту характерны для культур, высаженных в коридорах (ПГ1№4). Далее культуры расположены в убывающем порядке по показателям роста в высоту: это культуры, созданные на площадках (ПП№6),

рядовые (ПП№5), культуры под пологом низкополпотного (Р=0,3) липняка (ПП№1), подпологовые культуры в дубово-липовом насаждении с полнотой 0,5 (ПП№3) и подпологовые культуры в липняке с полнотой 0,7 (ПП№2). В целом закономерности роста культур при различных способах посадки сходны, так на начальном этапе на формирование культур в наибольшей степени оказывает влияние внутривидовая конкуренция, далее рост определяется наличием и полнотой верхнего древесного яруса.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. В реализации многофункционального лесопользования в Республике Башкортостан липа мелколистная является наиболее перспективной древесной породой, т.к. выступает не только в качестве источника древесины (на долю товарных липняков в республике приходится около 67 % общей площади липы), но и самой продуктивной кормовой базой пчеловодства (площадь нектарных липняков - около 33 %). На сегодняшний день медоносные ресурсы липы приближаются к 80 % общей площади медоносных ресурсов. Кроме того, липняки имеют огромное экологическое и социальное значение, их площади в защитных лесах составляют 243,5 тыс.га или 21,9 % общей площади липовых насаждений республики.

2. С учетом изменения состава и возрастной структуры липовых лесов, уменьшения доли молодняков при лесовосстановлении необходимо максимально использовать естественную восстановительную способность липы и увеличить объем мероприятий по содействию естественному возобновлению. Лесовосстановление должно быть ориентировано на создание насаждений из хозяйственно ценных пород (пропорционально 50% искусственное, 50% естественное лесовосстановление).

3. Для сохранения и расширения производства высококачественного липового меда - исторически сложившегося бренда Республики Башкортостан, требуется выполнение комплекса работ по реконструкции существующих и формированию молодого поколения липы.

4. Возобновление липы, сформированное на участке зимнего сезона сплошной узколесосечной рубки, превосходит по показателям подрост на вырубке летнего сезона. Сезон проведения сплошной узколесосечной рубки в липовых лесах (лето, зима) определяет и состав последующего возобновления: летняя рубка характеризуется доминированием возобновления второстепенных древесных пород - клена остролистного и вяза шершавого, что свидетельствует о процессе смены главной породы; возобновление на участке зимней вырубки представлено порослевыми экземплярами липы, последующей генерации, что позволит сохранить лесовыращивание коренной породы.

5. Анализ динамики подроста под пологом нетронутого рубкой древостоя свидетельствует об уменьшении его количества с увеличением возраста и полноты древостоя (при полноте 0,7 подроста в два раза меньше, чем в насаждении при полноте 0,5), а также о доминировании в составе клена остролистного.

6. Подлесочный ярус на участках, пройденных рубкой, в особенности в зимний сезон, развит слабо.

7. При изучении состава и обилия видов, а также ранжировки семейств живого напочвенного покрова по числу видов в лесном насаждении до рубки и через 20 лет после рубки в зависимости от сезона (зима, лето) установлено, после проведения рубки, кроме смены видов травянистых растений, выпадения отдельных видов, изменения их обилия и встречаемости в травяном покрове происходит уменьшение биомассы травянистой растительности.

8. Рост культур ели обыкновенной под пологом расстроенных низко продуктивных липняков полнотой 0,3-0,5 характеризуется более высокими показателями, чем культур, созданных в липняках полнотой 0,6-0,7.

9. Лучшие показатели роста в высоту характерны для культур, созданных в коридорах. Средний годовой прирост 0,27 м/год. Показатели роста в высоту ели на вырубках (средний годовой прирост 0,26 м/год) незначительно уступают культурам в коридорах.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Сравнительная оценка естественного возобновления липы мелколистной на вырубках показала, что для условий Среднего Предуралья в липняках снытьевого типа леса для целевого формирования молодого поколения липы в спелых и перестойных древостоях наиболее эффективным способам рубок является сплошная узколесосечная рубка в зимний период, по методу узких лесосек шириной до 50 м.

2. Для обеспечения развития семенного возобновления липы под пологом древостоя необходимо при проходных рубках проводить изреживание верхнего яруса до полноты 0,7- 0,6 и закладывать минерализованные полосы.

3. Вне зоны пчеловодческих пасек для обеспечения непрерывности лесопользования и повышения продуктивности липовых древостоев снытьевого типа леса в условиях свежих сугрудков рекомендуется:

а) при выборе древесной породы для создания предварительных лесных культур в липняках отдавать предпочтение ели обыкновенной;

б) предварительные культуры ели создавать в липняках с относительной полнотой 0,3-0,5; формировать культуры под пологом насаждения с полнотой 0,7 и выше не рекомендуется из-за угнетения со стороны верхнего древесного полога;

в) для создания культур ели обыкновенной как на вырубке, так и под пологом низкополнотного липняка следует формировать площадки размером 2x2 м с закладкой их через каждые 5 м друг от друга.

г) наряду с созданием предварительных культур ели в площадках одним из приемлемых вариантов формирования лесных культур в липняках является посадка ели в коридорах шириной 25 м с шагом посадки 0,7x3м после проведенных полосно-постепенных рубок.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

Учебное пособие

1. Султанова, Р.Р. Оптимизация ведения хозяйства в рекреационных лесах: учебное пособие /Р.Р. Султанова, А.Ф. Хайретдинов, М.В. Мартынова - Уфа-БГАУ. - 2015. - 255 с.

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК

2. Султанова, Р.Р. Рубки в спелых и перестойных насаждениях липы мелколистной /Р.Р. Султанова, М.В. Мартынова// Вестник БашГАУ. - Уфа: БГАУ. -2013.-№1,- С. 99-103.

3. Гибадуллин, Н.Ф. Система рубок в липняках рекреационных лесов /Н.Ф. Гибадуллин, М.В. Мартынова, И.И. Игонин// Вестник КазГАУ. - Казань: КГАУ. - 2014. - №2(32) - С.108-113.

4. Мартынова, М.В. Состав и биомасса травянистого яруса в нарушенном рубками древостое липы мелколистной /М.В. Мартынова, Р.Р. Султано-ва//Аграрный вестник Урала. - Екатеринбург. - 2014. - №10(128) - С. 59-63

5. Султанова, Р.Р. Рекреационное лесопользование в Республике Башкортостан: состояние и перспективы /Р.Р. Султанова, М.В. Мартынова, И.А. Савельева// Вестник БашГАУ. - Уфа: БГАУ. - 2015. -№1(33). - С. 114-121.

Статьи в материалах конференций

6. Мартынова, М.В. Оптимизация рекреационного лесопользования территории, прилегающей к Павловскому водохранилищу/ М.В. Мартынова// Особенности развития агропромышленного комплекса на современном этапе «Аг-рокомплекс-2011». - БашГАУ. - 2011. - С. 253-254.

7. Мартынова, М.В. Рекомендации по предупреждению пожаров в рекреационных лесах Павловского водохранилища: Безопасность жизнедеятельности: современные проблемы и пути их решения / М.В. Мартынова// Безопасность жизнедеятельности: современные проблемы и пути их решения Материалы II международной научно-практической конференции. - 2011. - С. 195-198

8. Martynova, M.V. Recreational forest use on the territory adjacent to Pavlov-sky reservoir /M.V. Martynova, R.R. Sultanova// Zarzadzanie ochrona przyrody w lasach, Tom 5. - Tuchola. - 2011. - C. 163-168

9. Мартынова, M.B. Комплексная оценка рекреационного потенциала природного парка «Мурадымовское ущелье» /М.В. Мартынова, Р.Р. Султанова// Zarzadzanie ochrona przyrody w lasach, Том 6. - Tuchola - 2012 -С 318-325

10. Мартынова, M.B. Оценка рекреационного лесопользования в зоне Пре-дуралья / М.В. Мартынова// «Инновационное развитие агропромышленного комплекса - научное обеспечение». - БашГАУ. - 2012. - С. 122-125

11. Мартынова, М.В. Рекреационное использование искусственных насаждений сосны обыкновенной в республике Башкортостан / М.В. Мартынова, Р.Р. Насырова// «Инновационное развитие агропромышленного комплекса - научное обеспечение». - БашГАУ. - 2012. - С. 125-127

12. Мартынова, М.В. Оценка лесных ресурсов республики Башкортостан

для целей рекреации (на примере Павловского водохранилища и природного парка «Мурадымовское ущелье» / М.В. Мартынова, Т.Ч. Фаттахов // Научные исследования в современном мире: проблемы, перспективы, вызовы, Баш ГАУ. -г. Уфа.-2012.-С. 184-189

13. Мартынова, М.В. Рекреационный потенциал Башкирского Предуралья /М.В. Мартынова, Д.А. Ханов// «Лесной комплекс: состояние и перспективы развития» Брянская ГИТА - 2012. - № 33. - С. 96-99.

14. Султанова, P.P. Система рубок в липняках /P.P. Султанова, М.В. Мартынова// «Интеграция науки и практики как механизм эффективного развития АПК» Башкирский ГАУ. - 2013. - С. 97-100

15. Мартынова, М.В. Влияние сезона рубок на естественное возобновление в чистых липовых насаждениях /М.В. Мартынова, P.P. Султанова// Международная научно-практической конференция, посвященная 70-летию ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА. - 2013. - Том 1.-С. 131-133

16. Мартынова, М.В. Динамика возобновления леса на участках пройденных рубками в разные сезоны года /М.В. Мартынова// Наука молодых - инновационному развитию. - Уфа. - 2013. - С. 134-139

17. Мартынова, М.В. Влияние сезона рубки на формирование высокопродуктивных липовых насаждений /М.В. Мартынова, P.P. Султанова, C.B. Мартынова// Современная наука - агропромышленному производству. - ГАУ Северного Зауралья. - Тюмень. - 2014. - С. 45-48.

18. Мартынова, М.В. Эффективность рубок липы мелколистной в лесах Башкирского Предуралья //М.В. Мартынова, P.P. Султанова// «Перспективы инновационного развития АПК». - БашГАУ. - Уфа. - 2014. - С. 184-190

19. Мартынова, М.В. Закономерности роста культур ели обыкновенной на вырубке и под пологом липового древостоя /М.В. Мартынова // Наука молодых - инновационному развитию АПК. - Уфа. - 2014. - С. 225-230

20. Мартынова, М.В. Система рубок в липняках Среднего Предуралья //М.В. Мартынова, P.P. Султанова, C.B. Мартынова// «Аграрная наука в инновационном развитии АПК». - БашГАУ. - Уфа. - 2015. - С. 233-242

Подписано в печать 08.10.2015 г. Формат бумаги 60х84 1/16. Объем 1,0 п.л. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Гарнитура «Тайме». Заказ 488. Тираж 130 экз.

Типография ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ, 450001, г. Уфа, ул. 50-летия Октября, 34