Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Микроклимат и лесоводственная оценка горных лесов Центральной Камчатки

ВАК РФ 06.03.03, Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними

Автореферат диссертации по теме "Микроклимат и лесоводственная оценка горных лесов Центральной Камчатки"

.« г

■3 - -

министерство науки, высшей школы и

технической политики российской федерации МОСКОВСКИЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи ТУПИКИН Виктор Игнатьевич

МИКРОКЛИМАТ И ЛЕСОВОДСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ГОРНЫХ ЛЕСОВ ЦЕНТРАЛЬНОЙ КАМЧАТКИ

Специальность 06.03.03 «Лесоведение и лесоводство; лесные пожары и борьба с ними»

автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва — 1993

Работа выполнена в Дальневосточном научно-исследовательском институте лесного хозяйства (ДальНИИЛХ).

Научный руководитель — с. н. с. канд. с.-х. наук •

Д. Ф. Ефремов

Официальные оппоненты — проф., доктор с.-х. наук

В. Г. Атрохин,

с. н. с. канд. с.-х. наук П. В. Кудряшов

Ведущее предприятие — Камчатское управление лесами

Защита состоится « » . . . 1993 г.

на заседании специализированного совета Д 053.31.03 при Московском лесотехническом институте.

Отзывы на диссертацию ОБЯЗАТЕЛЬНО В ДВУХ ЭКЗЕМПЛЯРАХ С ЗАВЕРЕННЫМИ ПОДПИСЯМИ просим направлять по адресу: 141001, г. Мытищи-1, Московской области, Московский лесотехнический институт. Ученому секретарю совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЛТИ. Автореферат разослан « 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат с.-х. наук, доцент В. Г. АНИСОЧКИН

Подп. к печ. 22.01.93 г.

Зак. 60 Тир. 100

Объем 1 п- л.

Типография Московского лесотехнического института

(

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМИ.- На Камчатке горные леса, располагаясь до высоты 9СО ы над уровнем моря, являются но только источником древесины, но такие и резерватами ценных промысловых яивотных.ягод и грибов. Вместе с тем, они выполняют огромные почвозащитные, водоохранные, водорегулирующие, санитарно-гигиенические, рекреационные и др. полезныо функции.

Лесная промышленность уже приступила к освоению горных лесов, в частности лиственничников. Жесткие климатические, геологические, гидрологические и вулканические факторы создают большую пестроту лесорастительных условий горных лиственничников и их вырубок. Поэтому разработка эффективных рубок главного пользования и способов лесозосстановления при сохранении вышеуказанных полез-ностей представляет один из главных вопросов лесного хозяйства.

Исследования проводились по плану научно-исследовательских работ Госкомлеса СССР с 197^ г. по 1979 г. ( государственный регистрационный номер 7600700 ) и по хозрасчетной тематике с лесо-произзодственнцм объединением "Камчатлес" с 1980 по 1985 гг.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИИ. Изучить типы горных лиственничников; гидрологический и климатический режимы в лесу и на вырубках; изменение на вырубках во времени напочвенного покрова и оставшегося древостоя при разных способах рубок главного пользования; дать лесоводственную оценку горным лиственничникам; научно-обоснованные практические предложения по лесохозяйственным мероприятиям и их экономическую эффективность.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые для горных лиственничников и их вырубок в Центральной Камчатке изучены основные многолетние микроклиматические и гидрологические режимы; дана лесоводст-зенная характеристика типов леса горных лиственничников и выделены их нозые типы; изучено естественное возобновление "под пологом леса и на вырубках; изменение оставшегося древостоя во времени при разных способах главных рубок; влияние современных леплопадов при извержении'вулканов.на древесную и кустарниковую растительность; установлен наиболее рациональный зпособ рубки главного пользования в горм« лиственничниках и предложены способы лесовосстанозленял промышленных вырубок с учетом их возраста.

ОБОСНОВАННОСТЬ И ДОСТОВШЮСГЬ НАУЧНЫХ ПОЛОЖДМЙ, выводов к предложений диссертации подтверждается обширным собранным экспериментальным материалом, обработанным и проанализированным методами вариационной статистики с применением ЭВГЛ.

ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АНГОРА. Материалы для диссертации собраны лич по автором или при непосредственном его участил в период полевы исследований 1374-1986 гг. Камеральная обработка полевых матери гзлоз к обобщение результатов нсследова/шй выполнены автором самостоятельно.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЙШОСГЪ. Для лесохозяйствешюго производстве даны практические рекомевдации по оптимальному режиму рубок главного пользования в горных лиственничниках с целью рационального использования всех лесных ресурсов 'при сохранении почвозащитных, водоохранных функции леса; по срокам посадки лесных культур на склонах разных экспзиций; мероприятиям по содействия естественному возобновлению. Результаты исследований используют при рубке горных лиственничников Козыревский и Эссовский лесхозы.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты исследований доложены я обсувдены на областной научно-технической конференции (Петропавловск-Камчатский, 1979), на У11 географическом съезде (Фрунзе, 1960), на Ш Дальневосточной региональной конференции (Владивосток, 1981), на 1У областной научной конференции (Петропавловск-Камчатский, 1981), на 3-й Всесоюзной научной конференции (Москва, 1981), на 2-й научной конференции по проблемам гидрологии (Владивосток, 1984), на IX Всесоюзном совещании геоботаников (Петропавловск-Камчатский, 1385),на Всесоюзном симпозиуме "Биологические проблемы Севера" (Якутск, 1986), на региональной научно-практической конференции 26-29 сентября 1989 г. (Хабаровск, 1989).

ПУБЛИКАЦИЙ, По материалам исследований опубликовано 45 научных работ.

ОБЬШ ДИССЕРГАЦИИ. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов и рекомендаций, 39 приложений. Изложена на 338 м шинописных страницах, в том числе 62 таблицы, 27 рисунков, библиография содержит 171 наименование.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ I. АНАЛИТИЧЕСКИЙ OKiUP ЛИТЕРАТУРЫ'

В этой главе изложено состояние изученности типологии долинных листзепничниксз (В.К. Малин:::!, 1912; В.Д. Озсянникоз, 1929; С.Д. Корниенко, 1930; Г.И. Карез, 1930; С.Ю. Липшиц, и Ю.А. Ливеровскпй, 1937; А.Л.Бкрке'нгоф, 1930; Н.Е. Кабанов, 1963; Д.Ф. Ефремов, 1971, 1973).

' Водоохранное, водорегулирующее и почвозащитное значение долинных лиственничников отмечены з работах Г.О. Старикова, П.Н. Дъяксноза (1952), З.А. Афанасьева (1982).

Естественному возобновлению в долинных лиственничниках Камчатки уделено большое внимание (А.Л. Бнркенгоф, 1938; В.Л. Комаров, 1951; Г.Ф. Стариков и П.Н. Дьяконов, 1952; Ю.А. Лпзе-розоклй, 1959; Н.Г. Турксв, 1963).

Промыалзпные рубки з долинных лиственничниках начали вести с IS30 г. Сначала были приксково-зыборочные, затем (с 19ЗД года) услсвно-сплопные рубки. Научно-обосяованная новая технология промышленных рубок была разработана A.B.. Абатуровым (1972). Типология вырубок отмечена в работах Н.Г. Туркоза (1963) и Д.Ф. Ефремова (IS7I).

Микроклимат долинных лесоз и их вырубок начали изучать с 1958 г. (H.A. Соколов, 1965, 1979; Т.Н. Аллиева, 1967; В.А.Афанасьев, 1972, 1973, 1974, 1976, 1977, 1979, 1982; A.B. Абату -роз, В.А. Нестерова, 1971).

Анализ литературных данных показал, что мало или совсем не изучены следующие вопросы: типология горных лиственничников и их зырубок; водоохранные, водорегулирующие, почвозащитные функции горных лиственничников; естественное возобновление в гор -ных лиственничниках и на их вырубках; трансформация вырубок в пространстве и во времени; рациональные технологии и способы главных рубок в горных лиственничниках.

г. ПРИГОДНЫЕ УСЛив.Ы РАИШ0В И ОБЪЫСГОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

Горные цепи сложены из аидезито-базалиоз. Рыхлые продукты четвертичного периода и современного вулканизма, залегают мощным покровом в отрицательных формах рельефа.

Климат резко континентальный. Средняя многолетняя температура зоздуха в январе составляет -19,1 °С, июля +13,2 °С,

.5

Средняя годовая температура воздуха равна -3,8 °С. Среднее количество осадков - 4СО .мм в год. Средняя продолжительность залегания саскного покрова I8Q дней, средняя его мощность ICO см, глубина промерзания почвы ICO см. Почва полностью оттаиза-ет зиюле. Снеговая линия расположена на высоте I';0C-I6G0 и над уровней коря.

Глазными почзообразуацпми порода:.::; являются пролезиальпые и делювиальные отлогой;:л, сэральные вулкан скласт;:>;сск::с материалы, нежность которых но презыпоет 1,5 ы. Для зулг.спичссг.пх лечз характерна четко выраженная слоистость и прерывистость почвенного профиля. Отличительными чертами вулканичеекпх печз являются: слабая выраженность генетических горизонтов, -их :.:слzr. мощность, бесструктурпссть, пылеватссть, высокая водопроницаемость, низкий объемный вес.

В зоне тундр в основной формируются тундровые пллюзиальпе-гумусовые почзь:, з зоне стлаников преобладают торфянистые иллю-зкгльно-гумусовке. з лесао:1. зоне формируются езетло-охристые вулканические, езетло-охрпстые дерновые, светло-охристые сподзо-ленные к слоисто-пепловые зулканпчесткие почзы.

3.МЕТОДИКА ИССВДОВАШЙ, ПРОГРАММ И ОБЬШ ШПОШШШХ РАБОТ

.Программой работ предусматривалось: изучить типологию горных лиственничников; рост и продуктивность лиственничных насаждений з разных типах леса; гпдроклпматический режим лпстзенничнпков и вырубок; трансформацию зырубок после разных спосоо'оз главной рубки; естссгзснасс возобновление в лесу :t на вырубках.

Комплексные исследования были проведены з Зссовском лесничестве ка трех опытных бассейнах, расположенных на высоте 460-I5Co' и над уровней моря, в I972-ID35 гг. На каждом водосборе з Устье ручьев были сделаны водосливы. В topaом лиственничнике багульниковом с кедровым стлаником, как наиболее широко распространенной, к аа его вырубке была оборудованы иетеопосты, поста-злены 10 ссадкомеров Третьякова и 4 испарителя ГР-25. Температу; ра и влазсзостз зсэдуха фиксировались самописцем. Температура псчеы от 20 до 160.см измерялась почвенными вытяжными гермомет-рсни, а в бесснежный период до глубины 20 cu через 5 см снимали о термометров Савинова. Одновременно фиксировали макошальную и икакаадьную теипорагуру поверхности почвы. Образцы для влажноси почвы брал» в 3-кратной повторности с одновременным определение]

г

объемного веса почвы на глубинах 0-5, 5-10, 10-20 см, до 100 су.

Снегомерные съемки до и з период снеготаяния были выполнены по методика!.! И.Т. Шпака (1954) и А.Г. Ксвзелп (1956). Динамику снегонакопления и снегоотло:.".еяия в течение 4 лет изучали на зодосборз № I к вблизи метеспостов, где одновременно отмечали глубину промерзания почзы ка «ерзлотомерах Данилина. Снегомерной съемной были охвачены зее виды насаждений с разной полнотой и составом", а так::'.е различнее элементы рельефа с разной крутизной и экспозицией склонов с учетом высотных отметок.

Поверхностный и знугрипочвонный сток изучали на двух сто-козых площадках 121 и 391 м~. Жидкий и твердый отек замеряли пять раз в сутки.

При изучении горных лиственничников и их вырубок заложено 9 стационарных (площадью I га) и 220 временных круговых пробных площадей о радиусом 20 п. На пробных площадях проводили сплошной перечет деревьев с замером высот и диаметра пяти модельных деревьев по каждой ступени толщины, описание морфологии почвенного разреза, лесозодстзонных и таксационных показателей. На вырубках 10-13 лет с разными способами главных рубок было заложено 18 пробных площадей по 0,5 га. •

Для зыявлеаия эрозионных процессов з системе лес - вырубка на поперечном профиле водосбора !ä I заложено 50 гесботаничо-ских площадок 1x1 м и 10 эрозионных площадок 10 х 10 и, на которых поставлено 100 реперов.

Полученные экспериментальные данные были обработаны методами вариационной статистики по А.И. Седорозу (1967), H.H. Сва-лозу (1966), А.Л. Ласнтьезу (1966) и H.A. Илохкнсксму (1970) и на ЭВМ з ДальНИШ. - '

4. ЛЕСОВОДСТВЫШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГОРНЫХ ЛИСТВЫШЧКИКОВ

Сильное "лпяние современного вулканизма, специфичность и своеобразие лиственничных лесов издавна привлекали внимание многих исследователей в основном'к долинным лиственничникам (Малинин, 1912; Овсяников, 1929; Ь'иркенгоф, 1938; Стариков, Дьяконов, 1954; Греков, Козловский, Попов, 1963; Кабанов, 1963; Турков, 1964; Ефреыов, 1973). В этих работах освецены вопроси типологии лиственничных лесов. Наиболее полно огранена типология долинных и горных лиственничников в работах Н.Е. Кабанова

1 I

(1963) и Д.Ф. Ефремова (1973).

П0 результатам полевых исследований целесообразно выделить две группы типов леса по классификации Д.Ф. Ефремова (1973):

' I. Лиственничники горные с кедровый стлаником, занимающие горвые склоны и водоразделы высотой 300-700 и над уровнем моря.

2. Лиственничники субальпийские, занимающие высокие горные террасы, слабо покатые и плоские водоразделы о высотой 700-900.ы над уровнем моря.

Из лесоводственной характеристики встречающихся типов ' горных, лиственничников наибольшей продуктивностью (1У класс бонитета) обладают лиственничники разнотравные, наименьшей (Уа бонитет).- лиственничники субальпийские лиаайниково-голубично-шикшегые.

В горной лиственничнике багульниковой с кедровым стлаником зысота древостоя зависит от мощности почвы. Высокая корреляционная зависимость между высотой древостоев и мощностью почв отмечена на склонах теневых экспозиций (коэффициент корреляции равен 0,85), менее тесная связь наблюдается на склонах световых экспозиций ( Ъ » 0,65) и низкая - на террасах и шлейфах (le 0,48) и вырааается уравнениями регрессии:

У> 9,94 + 0.II5X; У = 11,4 + 0.Û85X; у = 16,2 + О.СЗбХ

Уравнения регрессий показывают, что с увеличением мощности почв на каждые1 Ю см высота насаждений возрастает на овею-, вых склонах на 1,15 на теневых - на 0,85 н и на террасах и шлейфах - на 0,36 м.

Дисперсионный анализ тоже подтверждает, что рост насаждений существенно зависит от мощности почв.. Влияние изученного фактора на теневых скловех мохет быть в- пределах 26-72JJ, на сватовых склонах - 11-91 на террасах и шлейфах г 28-77 % от оилы воздействия всех вообще факторов, которые определяют ■' рост- лиотвонничных насаждений. Показатель силы влияния наибольший на оклонах теневых экспозиций - 0,79, на световых склонах и иа террасах, шлейфах - 0,515 и 0,530.'

Корреляционный и дисперсионный'анализы показывают зависимость иоцнооти почвы от крутизны оклона (t. « 0,57 и 0,51, све-тозыв в тоневые оклоны). Влияние наученвЬго фактора составляет 35-86 % и 16-56 % ог силы влияния всех факторов, влияющих ва 8

мощность почв.

Исследования показали, что под лиственничниками наблюдается нормальная эрозия почвы, равная 0,6 мм (б м3/га) на световых я 0,5 мм (5 мэ/га) в год на теневых склонах. При нарупе-аии или уничтожении естественного покрова на склонах эрозионные процессы значительно усиливаются, т.е. наблюдается уско -ренная антропогенная эрозия и поверхностный смыв достигает 720 и3 мелкозема с I га в год, а на лесовозных дорогах имеет место оврагсная эрозия.

5. ОСОБЕННОСТИ ГИДР01ШЫАТИЧИЖ0Г0 РИ1ША ОСНОВНЫХ ТИПОВ ЛЕСА

И ЕГО ИЗГШШИК ПОД ВОЗДЕЙСТВИИ! ЭКЗОГЙПШХ ФАКТОРОВ

5.1. Темпепатуоа и влажность возд^а. По результатам 8-летних наблюдений средняя многолетняя годовая температура воздуха в лиственничнике багульниковом равна -5,2 °С, на вырубке на 1,2 °С зыше. Наиболее холодный месяц - январь, наиболее теплый - июль. Абсолютный минимум составил в обоих случаях -43°, абсолютный максимум в лиственничнике - на вырубке -+32 °С.

Инерционность лесного полога сохранять холод после весны и тепло после лета составляет 7 дней.'Продолжительность вегетационного периода з среднем составляла в лиственничнике 95 ± 17 дней, на вырубке - 102 ± 12 дней.

Среднемесячная температура воздуха' в вегетационный период з лиственничнике ниже на 0,7 0 по сравнению с вырубкой. В связи с этим влажность в лесу всегда выше в среднем на 2-6 чем на эырубке. Наименьшая влажность воздуха наблюдалась в июне (30 %).

Необходимо отметить, что сумма положительных температур воздуха в лиственничнике всегда айне, чем на вырубке, эта разница более существенна в градации более 5 0 и равна 145 а средняя сумма положительных температур воздуха соответственно составляла 917 и 1062 Средняя дата перехода среднесуточной температуры воздуха через 5 сС - 8-14 июня ч 8—II сентября (лес - вырубка).

5.2. TemiemTvna почвы, самая высокая температура на поверхности почвы отмечается в июне, когда еще не развита травянистая растительность и береза только распускает лист. Аналогичное явление наблпдаетоя в условиях Сахалина (Клинцов, 1973) и Приморья (Гаранков, 1974). В горных лиотЕевничниках в вегетационный

период абсолютная максимальная температура иа поверхности поч-зы достигала 45 °С, а иа вырубке 50 °С, с средняя ¡.-аксиальная температура нике в лесу, чей на вырубке, к разница увеличивается от июля к августу от 2,3 до 4,9 °С. Средняя минимальная температура вице в лесу, за исключением июля, чем на вырубке (РЕС. I).

Однки из неблагоприятных климатических явлений в горных лиственничниках являются заморозки на почве, имеющие место в течение зеего вегетационного периода. Количество :ix с абсолютными значениями до -5 сС mozot бить. 17-35 в лиственничнике и 15-31 на вырубке.

температурный -режим почвы до глубины 20'см в течение вегетационного периода характеризуется положительными показателями. С июня до рэгуота почва в 'лесу холодное, чем на вырубке, а затем становится теплее иа 0,5-0,8 °С. Прогревание почвы заканчивается в августе,'где средняя многолетняя температура почвы на глубине 20 см в обоих случаях равна 8,9 °с. Температура почвы, которая определяет начало роста корней древесных пород, 5-6 °С устанавливается-в первой декаде июля и деркится до третьей декады севгября (рис. I). Основная масса корней древесных пород ваходитоя на гйубине 0-60 см, т.к. ниже этой глубины температура почвы иовее 5°С.

5.3. Лимит« nuesBoro noKooBü. Простравственное распределение сценного покрова в лиственничниках в основной зависит от рельефа, высоты местности, полноты насаждений. Мощность снежного покрова на опытном водосборе постепенно возрастает с 58 до 119 он о повыповиоы .местности-от 400 до 8Ü0 ы над уровнем моря.. На склонах Ютой экопозиции высота снежного покрова в 2 раза мень-a0t*40u на противоположных.' При повышении'полноты лиственничников ог 0,1 до 0,5 выоото снежного покрова уменьшается на 15 J», а далее до полноты 0,9 - только на 8 Кронами лиственниц эа-дерзиваетоп от 9 до 20 % твордых осадков. При повышении высоты местности от 400 до 800 и над уровнем моря плотность снекного пехрова и запао воды также повышаются ооответствевно от 0,20 до.0,28 г/си3 и ог 116 до 375 «и.

Установление снекного покрова в лиственничнике и на вырубке наблюдается одноврменно. Период снеготаяния наступает рань-ве на вырубке в ореднеи ка 4 дня. В овязи с атим период оо онсшыи покровом в леоу больше, к составляет 209 дней. Средняя

Условные обозначения:

4 О -4

мм

80

60 40

1.3 - средняя максимальная температура воздуха.

2.4 - средняя минимальная температура воздуха.

5.5 - температура почвы на глубине 20 см. 7,0 - высота снежного покрова.

9,10- глубина промерзания почзк. 11,12- жидкие осадки.

13,14- среднемесячная температура воздуха.

1,2,5,7,9,11,13 - лес. 3 3,4,6,0,10,12,14 - вырубка.

см 80

60 40 20 0 20 40 60 ЬО

I 12

месяц

У1 УП УШ IX

XI УШ I П Ш 1У У У1 УП

Рис. I. Микроклиматические особенности горного

лиственничника багульникового и его вырубки, (данные 1972 - 1979 гг.).

многолетняя мощность снега в лиственничнике багульниковом составляла 76 см, ко вырубке - 82 см (рис. I). Разница з отдельные годы мо:гет достигать 2-8 см (3-9 %). Запас воды в снеге, ' соответственно составлял 171 я 185 ма с колебаниями от 2 до 37 мм (2-21 %) в отдельные годы.

5.4. Снеготаяние. Период снеготаяния начинается в апреле и составляет 37 к 34 дня (лес, вырубка). Снеготаяние начинается на 32-33 дня рапьше перехода среднесуточной температуры воздуха через С °С. На ивсолпруемых склонах таяние снега протекает з 1,2 раза быстрее, чем на противоположных. Интенсивность снеготаяния уменьшается в 3,2 раза при повышении местности от 4G0

до 650 м над уровнем моря. Выделено три основных гтапа снеготаяния.

5.5. Криогенный ре;:си1!. Почва в лесу замерзает на 2 дня, а оттаивает на 3 дня раньше, чем на вырубке. Период мерзлоты в почве в обеих случаях одинаков и составляет 258 дней. Ка вырубко наблюдается более интенсивное промерзание почвы с максимальной глубиной 126 см, в лиственничнике - 118 см. Начало замерзания почвы наблюдается в начале третьей- декады октября, полное оттаивание - в середине первой декады июля. Оттаивание почвы до ' глубины 50 см отмечается в лиственничнике 2 июля, на вырубке -25 июня (рис. I). Влияние мощности снеиного покрова на глубину промерзания почвы не наблюдается.

5.6. Особенности водного,режима_почвы. Количество жидких осадков в вегетационный период по годам в лесу и на вырубке колоб- . детая в пределах 33-77 % от средней многолетней годовой суммы осадков. Наименьшйе количество осадков выпадает в мае, наибольшее - а августе, с увеличением высоты'местности количество осадков повышается, что подтверждается данными других авторов для разных регионов (Лебедев, 1982; Таранкоз, 1968, 1970). Кронами лиственниц задерживается около 15 $ жидких осадков.

Динамика зланнссти почвы показывает, что влагозарядка начинается в апроле в пориод снеготаяния и заканчивается в мае. Максимальная влааность по всему профилю почвы наблюдает-' ся в мае - 80-100 % и 50-100 JS (лес-вырубка). Минимальная влажность почвы.отмечается в июле-сэнтябрс в лесу и-в августе-сентябре на вырубке (30-100 %).

Средние .запасы влаги э корвеобитаемом слое (0-50 см) з течение вегетационного периода составляли в лесу 189 мм и 222 12

I а

им - на вырубке. Максимальный запао' влаги характерен для мап -ЗУ? и ¡.¡и (лес-вырубка) с отклонением з отдельные годы от 13 до 38 % и с? 13 до 51 Цпнимальныв запасы приурочены в лиственничнике к авгурту (174 мм),'на вырубке - к сентябрю (206 мм), Средняя многолетняя разница з запасах злаги в почве менду лесом и зырубксИ в течение вегетационного периода колеблется з пределах 37-58 мм, что составляет 15-23 /» от количества выпадающих осадкой за этот период-

5.7. Стон и эрозия 'почвы. В лиственничнике коэффициент поверхностного стока в весенним и летииЛ периоды варьирует в пределах 2-7 /3, на вырубке - 9-13 смиз мелкозема, соответственно, -

6 п 720 и3/га.

Зысокая водопроницаемость оттаявшей (21 мм/мин) и мерзлой (3 !'•.■/мин с поверхности) почвы приводит к формировании знутри-печвенного стока, коэффициент которого равен 0,303.

5.8. Водный баланс лесных почв со статьями прихода и расхода влаги составляет лесогидрологическу» особенность, которую необходимо учитывать з водоохранной роли леса. Приходной части водного баланса - осадкам и запасу влаги в почве - дана характеристика выше. Остановимся на рассмотрении элементов расходной част.

Инфильтрация води в слои почвы глубже 50 см составляла за вегетационный период в лесу и на вырубке 73 мм, или 30 % от количества жидких осадков. Она оказывает решающее влияние но величину внутрипочвенного стока.

Испарение с поверхности почвы к травянистого покрова равно 107 + II мм в год как в лесу, так'и на вырубке. Наибольшая величина испарения с поверхности почвы отмечается в июле - 35 мм, наименьшая - в сентябре - 1В мм.

Средняя многолетняя величина трзнспирзции в лиственничнике составляет 103 ± 19 мм, на вырубке - 84 * 10 мм. Расход влаги на транспирацию в лиственничнике в среднем составляет 41 на вырубка - 34 а суммарное испарение, соответственно, 83 к 79 % от общего количества выподаемых осадков за вегетационный период. ?

Горные лиственничники Центральной Камчатки переводят во внутрипочзевныП сток в среднем 30 %, на иопаревиэ расходуй 42 %, а на травсяирацип 41 % от количества жидких осадков, выпадавшее в июне-сентябре.

5.9. Влияние современного.вулканизма на фитоценоз. На Каичатке насчитывается 29 действующих вулканов, при извержении которых выделяется огромное количество пироклзстики. .

Извержение вулкана Толбачик в 1975-76 гг., когда.было вы -брошено около .2 км3 пироклаотики, оказало влияние на окружающую экосистему в радиусе 40 км. Слой выпавшего пепла составил от 0,1 мм до 6 м. Выделено 5 зон интенсивности пеплопадов и их влияния на древесно-кустарниковую растительность: мертвая, погиб весь фитоценоз; очень сильная, поврекденность составила 85-95 сильная - 50-60 средняя - 16-26 % и слабая - 1,5-6,0 %. Отмечено, что лиственница в годы извержения резко снизила прирост в высоту на расстоянии до 14 км. В среднем прирост понизился на . 52 с колебанием от 44 до 69 % по сравнении с многолетним приростом.

6.ГИДР0ЮЕ1МАТИЧЕС1ШЕ ОСНОВЫ ВШИБИ ХОЗЯЙСТВА, В ГОИШХ ЛЕСАХ

G.I. Принцип организации хозяйства и целевого использования лес.т ных ресуссоэ. В основу организации хозяйства в горных лесах Камчатки входят: охранно-защитныи фувкции, непрерывность пользова-, ния сырьевых ресурсов, повыиение продуктивности лесов, лесовос-становлевие.

Горные леса Камчатки принадлежат в основном к эксплуатационным лесам Ш группы и в них запланировано глазное пользование леоом - заготовка древесины, но оно должно быть непрерывным и неистоцительным. При проведении лесохозяйственных мероприятий ■в горных лесах Камчатки необходимо учитывать слабую противозро-зионную устойчивость легких вулканических почв, особенность гидроклиматического режима, специфику естественного возобновления с учетом типа леса.

6.2. Рубки глазного пользования.По данным УЛХ Камчатской области ежегодно вырубается лес на площади около 8 тыс.га. На данный период значительная площадь долинных лиственничников уже пройдена рубками, а на более половины территории рубками прошлись второй раз. С 1970 г.' промыпленные рубки ведут уже в горных лесах.

Как при условно-сплоаных рубках, так и при подневольно-выбо рочных, оставшаяся часть древостоя распадается. Особенно нужно ответить, что в районах с сильным ветровым режимом (15-30 м/с) распад кд51 интенсивней. После условно-сплошной рубки за 13 лет было потеряно 177 деревьев с I га с запасом 80 ма.

к •

При подневольно-выборочных рубкэх за те яе годы в оставшемся насаждении лиственниц выпадает э 3 раза меньше. Количество оставшихся деревьев увеличивается по'пере возрастания объема вырубаемой частй (табл.,1)«

С.З.Естсствеизое возобновление и мероприятия по лессвосстанов-лению. Естественное возобновление лиственницы в горных лиственничниках дозолыю слабое ввиду сложных экологических и гидрокли-агтичесних условий и экспоэитивной деятельности вулканов. В горных лиственничниках количество подроста на I га колеблется от 10 до 400 шт. После рубки и увеличения степени минерализации количество подроста резко возрастает. При 5 7> минерализации почвы на склоне северо-восточной экспозиции количество подроста достигало 1020 шт/га, 10 % - 3500, 30 £ - 23000 и при 100 % -80С00 шт/га. На противоположном склоне подроста в 3-6 раз меньше, где сказываются неблагоприятные сочетания гидроклиматического режима з весенний период (высокая температура на поверхности почвы, незначительное количество осадков).

По результатам, наблюдений за динамикой оттаивания почвы на минерализованных эолоках и под естественной растительностью целесообразно рекомендовать посадку лесных культур на вырубках с первых чисел июня.

При восстановлении горных лиственничников необходимо учитывать возраст вырубок, степРнь минерализации почвы, мощность лесной подстилки, крутизну склона. Весенняя посадка леса сопряжена с неблагоприятными климатическими данными, в связи с этим большую часть объема лесных культур рекомендуется выполнять в осенний период. Имеет смысл уделять больше внимания мераа содействия естественному возобновлению, проводить которые мокно.на вырубках 5-10-летнего возраста с учетом количества подроста и степени минерализации почвы с середины июля до глубокой осени (табл. 2). 6.4. Экономический эффект о учетом гидсоклиматичеокого режима в лесохоэяйственвом производстве. Предварительная условная гффек-тивность при проведении лесохозяйстаенных пероприятий'в зоне горных лесов лиственничников Камчатки Ьыла взята из работы Б.А. Афанасьева (1984). Эффект вычислен о поправкой на коэффициент приведения (0,02) разновременных затрат к начальвоиу моменту. Эффект при выборочных рубках выраясается оценкой получения дополнительного почзенао:->сзетового прироста, ооблюдения противогро-эзоввол гехвойогии, водности горвых рек и оокраееапя срока воэ-

15

<

О-.

-Таблица I

Трансформация с?арых вырубок горных лиственничников с кедровый стлаником (средние данные 18 пробных площадей) -

м;

"•П/11

т——Л

яр,/ 1;мла -

¿¿слона.» град.

иозрасз;, лгет

Ссстаз насаждений

Зысота, м •

м-"-* Пол-

метр, нота

си

Число деревьев на I|Число'внпаввпх деревьев на

га. шт.

до

рубки

выруб-¡после ленных!рубки

I га после рубки, пт.

всего

в том числе

-1-1-

слом ¡вывал|сухо-

| ¡стой

-Условно-сплошные рубки лиственничник разнотравный .1. 10 .12 ЮЛ 14,0 24,0 0,1 527 310 40

Подневольно-выборочные рубки лиственничник разнотравный

2. 5 13 6Л4Б 19,7 38,0 0,2 144 38 84

лиственничник багульниковый

3. 7 13 8Л2Б ^ 19,0 32,0 0,2 III II 75

лиственничник мшистый

4. 20 13 ' ЮЛ+Б 17,0 24,0 0,3 157 5 НО

177 125 31 21

22 25

7

6

42 14

13 . 2 16 3

14 14

Таблица 2

Рекомендуемые лесохозяйстзеавые мероприятия з горных листзенничниках

Тип леса

¡Степень и глубина (см) иинералл-; "зацци почвы в зависимости от ко-г лачества подроста на I га п ти- }

_па ласа__;

Посадка и срока

¡Добровольно-выбороч-|ные рубкя в ¡5 от } . запаса

1=£) 5

4-6 10

0.2-3 ручная 15 "1.:

I

механизи- ¡_ рованная ¡слабый

ветровой резни

сильный

Развотравный • 10

Голубичвый 13

Багульниковый 15

Мшистый 18

Разнотравный 12

Лилайвиколо-голу-

оичво-шикаевый 14

Лиственничника с кедровым стлаником

10

13

15 18

12

14

10 13

15

18

осень

весна осень

зесаа осень

весна осень

Лиственначнаки субальпийские

12 , весна - осень

14

весна осень

зесаа осеаь

30 20

20

20

30 20

20 10

10

10

20 10

3 числителе - количество подроста, тыс.шт., з знаменателе - степень минерализации почвы, %.

» •

обновления,а такие выращивания лиственничников взамен березняков.

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ .

1. Горные лиственничники образуют две группы типов леса:лист-взнничники горные с кедровым стлаником и лиственничники субальпийские. В первоП группе выделены следующие типы: багульниковый, раз-потравный, голубпчкый и мшистый; во второй группе: разнотравный и лишайнпково-голубично-шикшевый. Наиболее продуктивны лиственничники разнотравные (И-1У класс бонитета). Довольно широко распространены лиственничники багульниковые с кедровым стлаником.

Высота лиственничных насаждений тесно коррелирует с мощностью почвы. Крутизна склона оказывает статистическое влияние ка мощность почвы.

2. Отличительной особенностью горных лиственничников является расположение их з зоне современного активного вулканизма. В результате частых извержений сформировались полигенетические вулканические почвы с легким механическим составом и высокой водопроницаемостью (21,5 мм/мни), которая обусловливает поверхностный сток в пределах 2-7 > и приводит к образованию значительного внутрипоч-венного стока 28-32 >«. Хозяйственная деятельность человека нарушает создавшееся равновесие экосистемы. Уничтожается растительный покров и лесная подстилка, уплотняется почва, вследствие чего увеличивается поверхностный сток до 9-13 ¡а и в связи с этим возникает антропогенная плоскостная и линейная эрозия легко уязвимых вулканических почз. Поверхностный' смыв мелкозема может достигать

720 м3/га, то есть в 120-140 раз больше, чем з естественном состоянии. ' ■

3. Основная масса корней размещается'в слое почзы 0-50 см, так как глубже температура не поднимается выше 5°С. В этом слое почвы наблюдается активный влагооборот. Зап&сы влаги за вегетационный период в среднем составляют 189 мм в лесу и 222 мм на вырубке. Инфильтрация воды за пределы этого слоя почвы в o6j:ix случая/, равна по 72 мм, г,ли 29,3 от количества жидких осадков, выладае-мых за вегетационный период. Этот объем воды горные лиственничники ежегодно переводят во внутрппочвенный сток. Суммарное испарение в лиственничнике составляет 209,3 мм, на вырубке - 190-.4 мм, пли 47 ир» от среднего многолетнего'годового количества осадков.

4. Естественное возобновление под пологом леса, в основном по-залезу, очень слабое и зависит ох типа леса и экспозиции склона

J

и в общем на превышает 5UU шт на I га. Установлено, что теневые склоны обладают более лучЬими лесорастительнымн условиями по сравнению с противоположными, поэтому количество подроста па последних з 1,5-40 раз меньше. Здесь сказываются отрицательно экстремаль-низ гпдронлЬ.атпчоскпе услозпя (высокая температура воздуха п поверхности печзы з июне месяцз, заморозки ::а почве г. течение всего зегстсциоинсго периода, незначительное количество гвдккх осадков з ;.::.c~;:í:::c, пепле пади при зулиапичееких извержен:, их). Количество подрсста завис::? от стопе:::* минерализации почза при позя"с?вепно!{ даята^ЗЕОстн человека. íia знруб.чох, з сз.сзи с улучшение:.: поч^е.чио-езотезэго aj.-jcKTa, прирост э знсогу лиственницы, зкосдиеЯ из-под полета леса, с каздык годен увеличивается и :: 10-13 годам достигает сгзего максимума SO -СО см. Период адаптации" подроста длится 3-5 лет.

5. Динамическая типология лкстзенкичникоз и его вырубок eue не изучена. Типологический диапазон вырубок довольно узок, особенно

з горных лесах. Нухно отметить, что на месте лиственничника багульникового . формируется тот по тип вырубки (Ефремов, 1969). Ото положение подтверждается нашими 10-летними наблюдениями за динамикой напочвенного покрова на условно-сплошных вырубках лиственничника багульникового.

6. После рубок главного пользования оставшаяся часть древостоя горных лиственничников сильно трансформируется, то есть наблюдается отпад деревьев, количество которых зависит от интенсивности вырубаемой части дрезестоя. Значительный отпад деревьев приводит к полней деградации д розосюп, особенно на ал о мощных почвах, з результате действия з основном зетра и снега.

7Расчетный экономический э^ект учета гидроглиматического реяима з лссохозпйстзенном производстве горных лиственничников Центральной Камчатки на общей площади 180 тыс .га составил £05,5 тыс .руб. , ■ •■.

Но предварительным расчвтам хозяйственная оценка лесных и не-дрезесных ресурсов, пушнины, а такхо санитарно-гигиенического и рекреационного эффекта составите 765 руб с I га евдгодно.

По результатам научно-исследовательских работ производству предлагается:

I. Рациональный споеоб рубки главного пользования. В горных лиственничниках рекомендуются только регулируемые добровольно-

> .(.

выборочные рубки слабой интенсивно см, не более 30 $ от запаса древесины на I га. В лиственничниках разнотравных.обеих групп типов леса рубки можно прово,цить с конца июля по апрель с выборкой 20-30 % от запаса, в остальных типах леса - только в поздне-осенний и зимний периоды по март с выборкой 10-20 % от запаса. В районах с усиленным ветровым режимом объем выборки древесины уменьшается на 10 %.

2. Мероприятия по лесовосстановлекию на вырубках. Наиболее перспективным является содействие естественному возобновлению леса. Меры содействия включают в себя плужные борозды или площадки минерализованной почвы. Борозды проводят-только поперек склона на 5-10-летних вырубках. Степень минерализации почвы за-, висит от количества подроста главной породы (табл. 2).

3. Мероприятия по лесокультурным работам. Посадку лесных культур в лиственничниках разнотравных нужно проводить механизированно только осенью, а в остальных типах леса посадка проводится вручную весной и осенью. Весной посадка проводится только на теневых склонах. На световых склонах посадку можно производить только в том случае, если проективное покрытие кедровым стлаником достигает 0,4. Посадочный материал должен быть выращен из местного семенного фонда.

Осенние посадки проводятся с началом пожелтения хвои лиственницы в данном районе, а весенние посадки - с момента оттаивания почвы до глубины 50 см, когда возможен проезд лесохозяйс-твенной техники.

4. Мероприятия по прокладке лесовозных дорог и волоков в горных лесах. Лесовозные дороги по возможности устраивать на теневых склонах и с наименьшим уклоном, волоки — поперек склона. При несоблюдении этих мероприятий наблюдаются интенсивные эрозионные процессы.

5. Уделлть особое внимание противопожарным мероприятиям в горных лиственничниках, в первую очередь лиственничникам разнотравным, а затем лиственничникам багульниковым, голубичным и другим типа и леса.

ОСНОШШ ЛЛУ4!Ш РАБОТЫ ПО ТШЕ ДИССЕРТАЦИИ:

I.Опит бонитировки почв под лиственничниками восточных склонов срединного хребта //Камчатская лесная опытная станция -производству. - Петропавловск-Камчатский. 1976. - С. 14-18.

2. Размещение леонях формаций на восточных склонах Срединного хребта в зависимости от почвенных условий. //Рациональное использование и повышение продуктивности лесов Камчатки: Тез. докл. к Камч. обл. науч.-техн. конф. 7-8 сентября 1977 г. -Петропавловск-Камчатский, 1977. - С. 54-56.

3. Динамика влажности почв в лиственничных лесах Центральной Камчатки //Труды ДальНШЬТХ. - Использование и воспроизводство лесных ресурсов Дальнего Востока. - Вып. 19. - Хабаровск, 1977. - С. 44-51. (В соавторстве о В.А.Афанасьевым).

4. Ход роста подроста лиственницы курильской в разных типах леса и вырубок. //Тезисы докладов научно-практической конференции по охране природы и рациональному использованию природных ресурсов Камчатки. 17-18 апреля 1979 г., ■ Петропавловск-Камчатский, 1979. - С. 212-219.

5. Роот лиственничных насаждений на вулканических почвах Камчатки. //Лесное хозяйство, 1979. - № 8. - С. 24-25.

6. Температурный режим вулканических почв под лиственничниками Центральной Камчатки. //Почвоведение.- 1980, й 5. - С. 114119.

7. Эрозия горных леоных почв Камчатки. //Проблемы комплексного географического изучения и освоения горных территорий: (Тез. докл. секции- У1, УП съезда Географического общества СССР/. -Л., 1980. - С. 44-48.

8. Водоохранная роль горных лесов Камчатки. //Комплеконое использование и охрана водных ресурсов Дальнего Востока. Тез. докл. Q Дальневост. регион, науч.-пракг. кОнф. 21-23 мая 1981 г,-Часть П.- Владивосток, 1981,- С. 137-138.

9. Водорегулирующая и почвозащитная роль горных лесоз Камчатки. //Проблемы дальнейшего комплексного развития производительных сил Камчатской области'. Тез. докл. к'1У науч. конф. 13-14 октября 1977 г. - Петропавловск-Камчатский, 1981. - С. 386-388.

10. Водная эрозия почв на Камчатке. //Третья Всесоюзная научная конференция. Закономерности проявления эрозионных и руо-яовых процессов в различных природных, условиях. Москва, 22-24 декабря 1981 г. Тез. докл. - М., 1981. - С. 33-34.

II. Нормальная и ускоренная водная арозия й лесах Камчатки.

//Почвоведение. - 1982. - N2 I. - С. 104-108.

12. Опыт комплексной экономической оценки лесных ресурсов. .//Информационный листок, ДБНТ11. - К» 74-82. Петропавловск-Камчатский. - 1982. - 4 с.

13. Рациональный подход при лесозосстановлении лиственничников на горных вырубках Камчатки. //ЦНТИ, Петропавловск-Камчатский. - й 2-83. - 1983. - 5 о.

14. Влияние рубок на снегоотложение, снеготаяние и сток в горных лиственничниках Камчатки. //Труды ДальНИйЛХ. - 1982. -Вып. 24: Лесное хозяйство в горных лесах Дальнего Востока. Хабаровск. - С. 51-59. '

15. Водный баланс горных листзэнничникоз и его изменение под воздействием рубок. //Тез. докл. на 2-й науч. конф. по проблемам гидрологии рек зоны БАМ я Дальнего Воотока. - Владивосток, 1983. - С. 101-102.

, "16. Сравнительная характеристика микроклимата в лесу и на вырубке з лиотвенннч*ни.ке 'багульниковом о кедровым стлаником. //Труды ДальШШЛХ. -/1983.-Вып. 25. Повыаезие продуктивности лесов. Дальнего Востока.'Хабаровск! - С. 76-86.

17. Средозащитная роль горных лесов Камчатки. //Средоулучшаю-цая'роль лесоз..Тез. докл. Всесоюзн. научв.-практ. конф. 14-16 августа 1984 г. - Новосибирск, 1984. - С.-73-74.

18. Водный баланс горных лиственничников.' //Вопросы географии Камчатки. - 1985. - Вып. 9.-- Петропавловск-Камчатский. -1985.-С. 41-46. . • •

19. Экологическая роль горных'лиственничников Камчатки. // Экологическая роль горных лесов. Тез. докл. Всесоюзн. конф. 19-21-августа 1986 г. -'Бабушкин, 1986.* - С. 166-168. ■

20'. Водный 'баланс ^горных лиственничников и его изменение под воздействием рубок. //Материалы науч. конф. по проблемам гидрологии рок зоны БАМ и Дальнего Востока, сентябрь 1383 г..Владивосток. - Л., Гидройетеоиздат, 1986. - С. 482-487.

21. Структура почвенного покрова под горными лиственничниками Камчатки. //Почвы и лес: Тез. докл. XI Всесоюзн. симп. "Биологические проблемы севера". - Якутск,1986. - Вып. '1.-е. 35-36.

22. Типы горных лиственничников Камчатки. //Итоги изучения лесов Дальнего Востока и задачи интенсификации многоцелесого лесопользования. - Тез. докл. регион, науч.-практ. конф. 26-29 сентября 1989 г. •- Хабаровск, 1989. - С. 23-24.