Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Особенности роста пирогенных березняков Приветлужья в разных ландшафтно-типологических условиях

ВАК РФ 06.03.02, Лесоустройство и лесная таксация

Автореферат диссертации по теме "Особенности роста пирогенных березняков Приветлужья в разных ландшафтно-типологических условиях"

На правах рукописи

АЛЕКСЕЕВ

Александр Владимирович ? Г б 0 •*!

- з \т ™

Особенности роста пирогенных березняков Приветлужья в разных ландшафтно-типологических условиях

06.03.02 - лесоустройство и лесная таксация;

06.03.03 - лесоведение и лесоводство;

лесные пожары и борьба с ними

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Йошкар-Ола - 2000

Работа выполнена на кафедре садово-паркового строительства, ботаники и дендрологии Марийского государственного технического университета.

Научный руководитель: доктор с.-х. наук, проф. Пчелин В.И.

Официальные оппоненты: доктор с.-х. наук Сухих В.И.

кандидат с.-х. наук, доц. Коновалов В.Ф.

Ведущая организация: Поволжское государственное

лесоустроительное предприятие

Защита диссертации состоится 29 марта 2000 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 064.30.01 в Марийском государственном техническом университете по адресу: 424000, Республика Марий Эл, г. Йошкар-Ола пл. Ленина 3.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями просим присылать ученому секретарю диссертационного совета Д 064.30.01.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Марийского государственного технического университета.

Автореферат разослан февраля 2000 года

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Лесной кодекс Российской Федерации (1997), Федеральная целевая программа «Леса России»(1997-2000г.г.), Концепция устойчивого управления лесами РФ (1998) определяют необходимость рационального и непрерывного неистощительного использования лесного фонда, исходя из принципов устойчивого управления лесами, сохранения биологического разнообразия лесных экосистем, повышения экологического и социально-экономического потенциала лесов.

В связи с этим изучение особенностей роста пирогенных березняков, Широко распространённых в условиях Среднего Поволжья, является актуальной задачей. Известно, что продуктивность и устойчивость, рост и развитие насаждений прежде всего определяются лесорастительными условиями. Наиболее полно они могут быть отражены при зональном ландшафтно-типологическом подходе к исследованию природы лесных экосистем, в том числе и пирогенных березняков Приветлужья.

Полученные данные могут быть использованы при непрерывном лесоустройстве, лесотаксационных работах, лесной типологии и лесохозяйственной оценке сукцессионных процессов в пирогенных березняках.

Исследования проводились в рамках основного научного направления факультета лесного хозяйства и экологии МарГТУ «Лес, экология, человек», а так же в порядке выполнения для Нижегородского управлением лесами хоздоговорной темы «Проверка основ организации и ведения хозяйства в пирогенных березняках с биотехнологическими рубками»,

Цель и задачи исследований. Целью работы является выявление особенностей роста пирогенных березняков Приветлужья на ландшафтно-типологической основе, моделирование закономерностей роста этих насаждений.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Путём анализа предшествующих работ и собственных исследований выявить морфологическую структуру ландшафтов Приветлужского лесорастительного района.

2. Изучить естественные ряды пирогенных березняков на ландшафтно-типологической основе, правомерность их выделения по существенности различия в продуктивности древостоев.

3. Разработать методы подбора функций роста для моделирования возрастной динамики основных таксационных показателей пирогенных березняков по выделенным естественным рядам.

4. Составить таблицы хода роста пирогенных березняков на ландшафтно-типологической основе, определить районы их применения.

Научная новизна. На основании лесорастительного эффекта пирогенных березняков выявлена морфологическая структура ландшафтов исследуемого лесорастительного района: ландшафтные местности, урочища и фации. Подобраны естественные ряды пирогенных березняков на ландшафтно-типологической основе с использованием мониторинга исследований. Установлена большая степень зависимости от ландшафтно-морфологических условий сумм площадей сечений и связанных с ними запасов древостоев пирогенных березняков сравнительно с их средними высотами. Выявлены дендрометрические закономерности, которые легли в основу составления таблиц хода роста пирогенных березняков в зависимости от ландшафтно-типологических условий, и установлены критерии их применения как в исследуемом, так и в сопредельных районах с аналогичными ландшафтами. Разработана методика по подбору функций роста , оптимально описывающих возрастную динамику основных таксационных показателей пирогенных березняков.

Практическая значимость. Даны научно обоснованные рекомендации о необходимости применения таблиц хода роста пирогенных березняков на ландшафтно-типологической основе. Обозначены районы их применения. Таблицы могут применяться при лесоучетных работах и инвентаризации лесного фонда лесхозов. Модели роста ландшафтно-типологических инвариантов пирогенных березовых насаждений предлагается использовать при непрерывном лесоустройстве для актуализации данных запаса и других таксационных показателей древостоев.

Обоснованность выводов и рекомендаций обеспечивается 30-40 -летним мониторингом опытных объектов, значительным объемом экспериментального материала и использованием современных методик изучения хода роста. Анализ данных проведен с применением способов математико-статистической обработки и моделирования на ЭВМ.

Научные положения выносимые на защиту:

1. На основании лесорастительного эффекта, полученного при дендрометрических исследованиях пирогенных березняков, обосновать необходимость использования в лесохозяйственной деятельности ландшафтно-типологического подхода.

2. Доказать правомочность выделения естественных рядов и создания математических моделей на ландшафтно-типологической основе по существенности их различия.

3. Рекомендации по применению таблиц хода роста на ландшафтно-типологической основе.

4. Выделение ландшафтной морфологической структуры исследуемого лесорастительного района.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на следующих научных конференциях:

1. Республиканская научно-практическая конференция: Проблемы леса и охраны природы в республике Марий Эл . Йошкар-Ола, МарПИ 1516 декабря 1992г.

2. Международная конференция Проблемы динамической типологии и экологии деградированных и преобразованных лесов. Брянск, БГИТА, 25-28 сентября 1996г.

3. Вавиловские чтения. Постоянно действующая междисциплинарная научная конференция «Диалог наук на рубеже XX-XXI веков и глобальные проблемы современности» . Йошкар-Ола, МарГТУ, 17-18 декабря 1996г.

4. Научная конференция профессорско-преподавательскогого состава, докторантов, аспирантов и сотрудников МарГТУ, Йошкар-Ола, МарГТУ 27-31 мая 1997г.

5. Вавиловские чтения. Постоянно действующая всероссийская междисциплинарная научная конференция. Йошкар-Ола, МарГТУ, 16-18декабря 1997г.

6. Научная конференция профессорско-преподавательскогого состава, докторантов, аспирантов и сотрудников МарГТУ, посвященная Дню университета и 65-летию вуза. Йошкар-Ола, МарГТУ, 27-31 мая 1997г.

7. Научная конференция профессорско-преподавательскогого состава, докторантов, аспирантов и сотрудников МарГТУ, по итогам НИР за 1997г. Йошкар-Ола, МарГТУ 16-19 апреля 1998г.

8. Международная конференция «Европейские исследования: проблемы и перспективы развития». Йошкар-Ола, 9-11 апреля 1998г.

9. Международная конференция «Экология таежных лесов». Сыктывкар, 14-18 сентября 1998г.

Личный вклад автора. Автору принадлежит постановка цели и задач исследования. Все виды работ от составления программы и методики исследований до планирования эксперимента, выбора объектов и анализа полученных результатов осуществлены автором или с его непосредственным участием.

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 10 научных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав, заключения, списка литературы, включающего 129 наименований, в т.ч. 5 на иностранных языках. Она изложена на 160 стр., содержит 44 таблицы, 3 рисунка. Отдельным томом прилагаются 96 приложений, на 209 стр.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Краткий аналитический обзор и выбор направления исследований

Приводится обзор литературы, посвященной исследованиям пирогенных березняков, проблемам районирования лесного фонда (Морозов, 1949; Сукачев, Дылис 1948,1964; Ткаченко, 1955; Мелехов 1972,1980; Погребняк, 1968; Нестеров, 1961; Атрохин, 1980; Загреев, 1978; Мошкалев, 1981; Тихонов, 1979; Аглиуллин, 1983; Верхунов, 1975; Соколов, 1978 и др.), истории моделирования хода роста березняков (Козловский , Павлов, 1978; Курбацкий, Мокеев ,1937; Алексеев, 1958, 1961 и др.) и районированию таблиц хода роста (Морозов, 1943; Колесников, 1958,1960,1979,1974; Загреев, 1978; Крестьяшин, Рубцов, Мошкалёв, 1971; Алексеев, 1966; и др.).

Анализ показал, что исследований дендрометрических закономерностей роста древостоев Приветлужья на ландшафтно-типологической основе не проводилось. Современный уровень лесоведения устанавливает необходимость организации и ведения лесного хозяйства на ландшафтно-типологической основе. Границы лесорастительных районов необходимо уточнить не только их зонально-провинциальными параметрами, но и контурами ландшафтов, установленными ландшафтной картой СССР (Исаченко, 1988).

Объектом исследований в работе выбраны пирогенные березняки Приветлужья. Они в основном представлены березой повислой (Betula pendula Roth). Береза пушистая (Betula pubescens Ehrh) принимает незначительное участие в составе, занимая положение во втором ярусе или подчиненной части.

Берёзовые насаждения в целом по Нижегородской области составляют 34% от общей лесопокрытой площади. Две трети березняков произрастают в северных левобережных лесхозах.. По данным лесоустройства в Приветлужском районе большая их часть представлена пирогенными древостоями.

Несмотря на длительную историю моделирования хода роста древостоев и большое количество работ по данной теме, интерес к исследованиям в этой области растет, особенно со стремительным развитием компьютерной техники. Появляется реальная возможность математического обоснования выделения ландшафтных местностей и районов Приветлужья по различию в лесорастительном эффекте.

2. Программа и методика исследований. Объем выполненных работ

Программа работ включала исследования следующих вопросов:

1. Десорастительные и ландшафтно-морфологические особенности Приветлужья.

2. Подбор естественных рядов роста и развития пирогенных березняков на ландшафтно-типологической основе.

3. Обоснование ландшафтной морфоструюуры исследуемого района на основании анализа лесорастительных условий и дендрометрических исследований пирогенных березняков.

4. Моделирование хода роста пирогенных березняков на ландшафтно-типологической основе.

Исследуемый лесорастительный район выделялся в подзонально -провинциальных параметрах. Границы его уточнялись на ландшафтно-типологической основе с использованием Ландшафтной карты СССР (Исаченко,1988). Морфологическую структуру ландшафтов лесорастительного района (ландшафтные местности, типы урочищ и типы фаций) выявлялись на основании лесорастительного эффекта пирогенных березняков.

Закладка пробных площадей проводилась согласно ГОСТ 16128-70 и ОСТ 56-69-83 с рубкой модельных деревьев: в первом ярусе берёзы повислой, а на суглинистых почвах и примеси осины; во втором ярусе ели, березы пушистой и липы мелколистной. Принадлежность пирогенного березняка к типу леса по методике В.Н. Сукачёва (1938) устанавливалась на основе описания живого напочвенного покрова по шкале Друде. Описывался полный профиль почвенного разреза на каждой пробной площади. Определялись местоположение участка пробной площади в рельефе и экспозиция склона.

Обработка данных срубленных моделей и таксационных показателей пробных площадей проводилась по принятым при лесотаксационных работах методикам. Второй ярус по таксационным показателям характеризовался в целом, без выделения элементов леса.

Подобранные по этой методике естественные ряды имели высокую однородность, что обусловливалось также мониторингом исследований: на ряде пробных площадей периодические повторные наблюдения проводились в течение 30-40 лет; для них было установлено 4,-7 возрастных состояний хода роста.

Для моделирования хода роста древостоев использовались в качестве математической модели функции роста, имеющие Б- образные кривые, наиболее подходящие для описания динамики основных таксационных показателей древостоя. Выбор оптимальной функции проводился на основании анализа среднеквадратического отклонения, среднего

относительного отклонения, максимального отклонения, коэффициента корреляции и критерия Фишера (F).

В основу работы легли данные исследования 37 пробных площадей. Количество возрастных состояний древостоев составило 129, из них исследованных автором 48. Общее число модельных деревьев равно 930, в т.ч. срубленных автором 343 модельных деревеа. Остальная часть данных была предоставлена доцентом П.В. Алексеевым, ведущим многолетнюю работу по исследованию пирогенных березняков Приветлужья.

3. Лесорастительное и ландшафтно-морфологическое районирование Приветлужья.

Зональность природы лесов и её влияние на формирование лесной растительности установлена В.В. Докучаевым, исследованиями других авторов (Сукачёв,1936; Кожевников, Ефимова, 1939; Лавренко, 1947; Берг, 1947,1952; и др.). Позднее проводятся геоморфологические и физико-географические исследования (Григорьев, 1954; Мильков, 1956; и др.). В результате было проведено геоботаническое, лесорастительное, геоморфологическое и физико-географическое районирование. В.Г. Зольников (1959) устанавливает, что зрелая зональная почва и растительная ассоциация образуется только в плакорных типичных физико-географических условиях. Б.И. Иваненко (1960) считает, что лесорастительные районы должны отличаться всем комплексом природных условий : климатом, геоморфологией, почвами и типами леса. Ведущими факторами признаются почвы и типы леса.

Ф.Н. Мильков (1953,1964) считает, что дальнейшее изучение и конкретизация зональных областей должны проходить путём выделения внутри их физико-географических провинций с учётом геолого-геоморфологических и климатических различий внутри зоны. Проблемы провинциальности изучали ВЛ.Комаров (1921), И.П. Герасимов (1933, 1945), A.A. Григорьев, Б.Б. Полынов (1932).

В работе автор использовал физико-географическое районирование Среднего Поволжья, выполненое под руководством профессора A.B. Ступишина (1964).

Изучаемая территория Приветлужья отнесена к Приветлужскому лесорастительному району (Курнаев, 1973), в пределах подзоны смешанных лесов с липой без дуба.

Современные исследования позволяют сделать вывод , что структуру лесного фонда , рост и развитие древостоев и ведение лесного хозяйства нужно проводить на ландшафтно-типологической основе. По исследованиям СПбНИИЛХ и А.Н. Громцева (1993) в лесорастительные районы следует включать группы ландшафтов близкой производительности. Границы лесорастительных районов устанавливаются по контурам ландшафтов.

Методической основой ландшафтно-морфологического

районирования Приветлужья явились методические разработки картирования лесов Киреева Д.М. и Сергеевой В.Л. (1995), Ландшафтная карта СССР масштабом 1:4000000 1988г. под редакцией А.Г. Исаченко и карта физико-географических районов Среднего Поволжья, масштабом 1:15000000 1964 г. под редакцией А.В. Ступишина (На рис.1 физико-

географические районы 6,7.....13 соответствуют номерам этой карты).

Кроме них были использованы: схематическая карга лесов Горьковской области , масштабом 1:600000 1960 г., Поволжской экспедиции, схема лесорастительного и лесохозяйственного районирования Нижегородской области 1993 г., Поволжского леспроекта и геологическая карта Поволжья и Прикамья, масштабом 1:2000000 1949 г. Геологии СССР.

4. Ландшафты, ландшафтные местности лесорастительного района и климатические их условия

Ландшафтной картой СССР (Исаченко, 1988) в Среднем Приветлужье устанавливаются два крупных ландшафта с моренно-эрозионными и аккумулятивно-морскими отложениями. По долинам рек и древних крупных потоков талых вод к ним примыкают мелкие ландшафты с древнеаллювиальными и зандровыми отложениями (рис.1)! \

Более детально исследован район Среднего Приветлужья. Он находится в тектоническом прогибе и объединяет менее продуктивные ландшафты. Заветлужский район (Основные положения, 1993) более обширен и на северо-востоке включает а аккумулятивно-морских отложениях, по контурам которых установлены границы района.

Район включает следующие ландшафты: моренно-эрозионный, Узоло-средне-Керженский флювиогляциально-зандровый равнинный и Полесский древнеаллювиапьный с озерными отложениями на левобережных равнинах средней Ветлуги и нижней Унжи. Неоднородность моренно-эрозионного ландшафта обусловили необходимость выделения в нем следующих ландшафтных местностей: 1) Верхне-Керженская водораздельно-моренная; 2) Правобережная Ветлужская и Унжинская моренно-эрозионная и долинно-зандровая.

Анализ изменения климата в регионе, сделанный на основании физико-географического районирования Среднего Поволжья (1964), убеждает в более четких границах ландшафтов не только по продуктивности березняков, но и по климатическим условиям.

5. Морфологическая структура ландшафтных местностей и ее дендрометрическое обоснование

Фация-предельная категория геосистемной иерархии, характеризуемая однородными условиями местоположения и местообитания и одним

Кировская область

Волга

Рис. 1. Карта-схема изучаемого района -1 -—граница изучаемого района

;----граница лесорастительных подзон

• • — граница климатических провинций ■ ■ ■ • граница ландшафтов и ландшафтных местностей (1,2,3.4,5)

--границы физико-георафических районов (6,7,8,9,10,11,12,13)

---административные границы

Ландшафты:

чМоренно-эрозионный,. '41,2)

Узоло-средне- _

V Керженский флювиогляциально-

— Полесский древнеаллювиальный с озерными отложениями (4)

3 Аккумулятивно-морских -отложений (5).

зандровый равнинный (3)

1 - Верхне-Кержинская водораздельно-моренная ландшафтная местность.

2 - Правобережная Ветлужская и Унжинская моренно-эрозионная и долиш зандровая ландшафтная местность.

11 -■"■¡-.г,..

биоценозом. Большое их разнообразие определяет актуальность по выявлению их типов и систематизации. При классификации фаций необходимо подбирать наиболее универсальные критерии, подходящие к их подавляющему большинству. Учитывая вышесказанное, для более полной характеристики первичной функциональной единицы ландшафта, с учетом лесохозяйственной специфики, в работе дается следующее описание объектов исследований: березняк кленово-липовый на плакорных повышениях (СД2), 1г>Г класса бонитета или с учетом экспозиции и крутизны - березняк чернично-кисличный на верхних частях южных пологих склонов (С2-з), 1.8-1.1 класса бонитета.

Урочище представляет собой систему сопряженных фаций, связанных с отдельными элементами рельефа и формирующихся на одном субстрате (Исаченко, 1966; Исаченко, Шляпников,1989). Наиболее отчетливо они выражены в условиях расчлененного рельефа с чередованием выпуклых и вогнутых форм мезорельефа -холмов и котловин, гряд и ложбин, межовражных плакоров и оврагов (Исаченко, 1966).

В районе наших исследований наиболее контрастны условия на верхних и нижних частях склонов. Для практической работы как в лесном хозяйстве, так и в других отраслях наиболее рационально и удобно использовать урочище. Фация для этих целей оказывается слишком дробным объектом.

Для исследований особенностей роста пирогенных березняков в разных ландшафтно-типологических условиях необходимо первоначально выявить морфологическую структуру ландшафтов и ландшафтных местностей исследуемого района.

Для Верхне-Керженской водораздельно-моренной ландшафтной местности типичны размытые моренные холмы. На юге местности при переходе к Узоло-средне-Керженскому флювиогляциально-зандровому равнинному ландшафту распространены пологие всхолмления с флювиогляциальными отложениями. В данной местности основными урочищами являются: пологие размытые холмы, нижние части склонов пологих размытых холмов и сглаженные повышения с пологими склонами, покрытыми флювиогляциальными отложениями. Для них характерны следующие типы фаций: плакорные повышения с мулевогумусными сильноподзолистыми суглинисто-супесчаными свежими почвами на валунных отложениях, занимаемые пирогенными березняками липняковыми; верхние части склонов разных экспозиций с модергумусными сильноподзолистыми суглинисто-супесчаными свежими почвами на моренных отложениях, занимаемые березняками чернично-кисличными; нижние части склонов с грубо!умусными сильноподзолистыми суглинисто-супесчаными свежими, временами влажными, почвами на валунных и флювиогляциальных отложениях, занимаемые березняками кислично-черничными; сглаженные повышения с

пологими склонами расположенных за пределами размытых моренных холмов, на южной периферии местности с модергумусными сильноподзолистыми супесчаными свежими почвами на флювиогляциальных отложениях, занимаемые пирогенными березняками кисличными.

Данные наблюдения доказывают несущественные различия их по запасу стволовой древесины как по первому, так и по второму ярусу в сопряженных фациях урочища - пологие размытые холмы (табл. 1). Это позволяет составить для него общую таблицу хода роста. Подобное объединение необходимо для укрупнения выделов при инвентаризации лесного фонда, так как плакорные повышения в моренной ландшафтной местности по площади меньше минимальной нормы выдела при лесоустройстве по II разряду.

В Унжинско-Ветлужско моренно-эрозионной и долинно-зандровой ландшафтной местности выделяются следующие основные урочища: низкие всхолмления с глубоким подстиланием пермских пород и обширные сглаженные холмы с подстиланием пермской толщи около 2 метров. В урочище - низкие всхолмления с глубоким подстиланием пермских пород выделяются следующие типы фаций: плакорные повышения с мулевогумусными сильноподзолистыми супесчаными свежими почвами на флювиогляциальных супесях, переходящих в сильно размытую морену, занимаемые березняками липняковыми (С2); на верхних частях пологих склонов этих повышений (табл. 2) с супесчаными свежими почвами на флювиогляциальных супесях, переходящих в сильно размытую морену, распространены березняки кисличные (Сг-з); средние и нижние части склонов с грубогумусными сильноподзолистыми супесчаными свежими временами влажными почвами на флювиогляциальных супесях, переходящих в сильно размытую морену занимают березняки кислично-черничные. Березняки на средних и нижних частях склонов следует разделять по экспозиции. Нами были исследованы кислично-черничные березняки на юго-западных и северных склонах. Наличные запасы стволовой древесины и суммы площадей сечений березняков сопоставляются с учетом экспозиции в возрастах количественной ( 50 лет) и технической ( 70 лет) спелостей. Основные таксационные признаки березняков на северных склонах существенно ниже, что доказывается расчетом процентов и показателя существенности различия (табл.3). Такая разница в продуктивности обязывает подбирать для каждой фации свои функции роста и составлять обособленные таблицы хода роста.

В урочище обширные сглаженные холмы с близким подстиланием пермской толщи, были выделены следующие основные типы фаций: 1) плакорные повышения с мулевогумусными сильноподзолистыми супесчаными свежими почвами на флювиогляциальных отложениях, переходящих в покровные суглинки с близким подстиланием пермских пород, занимаемые березняками кленово-липовыми(СДг);

Таблица 1

Запасы пирогенных березняков в сопряженных фациях размытых моренных холмов Верхнеб-Керхсенской водораздельно-моренной ландшафтной местности( в

м3 на 1 га)

Урочища, фации и типы леса Яру- Состав Запасы по воз-

с индексом ТЛУ са древостоя растам спелости

и классами бонитета техническая естественная

Фации:

а) плакорные повышения.

Березняк липняковый, 1 ?ЗБпов 40с ЗБп 318+10 336+11

(Сг), 1.5 класса бонитета 2 73Е 27Лп 28±1 106+4

б) верхняя часть южных пологих

склонов

Березняк чернично-кисличный 1 )2Бпов 50с ЗБп 298+9 334±11

(Сы), 1.8-1.1 класса бонитета 2 >7Е ЗБп 31±1 107±4

-различия : в % %, , 6.2

-существенность различия (1) Урочище: 1.5

Пологие размытые холмы Березняк кислично-липняковый, 1 >2Бпов 50с ЗБп 308±9 336111

(Сг-з), 1.3 класса бонитета 2 !5Е 13Лп 2Бп 30±1 106±11

Условные обозначения: Бпов - береза повислая; Бп - береза пушистая

Таблица 2

Запасы по возрастам спелости пирогенных березняков Правобережной Ветлужской и Унжинской ландшафтной местности в плакорных условиях и на верхних частях склонов с подстнланием и без подстилання пермских пород (запас стволовой древесины в м3 на 1 га )

Аналоги типов насаждений , индекс ТЛУ, класс бонитет и критерии различия их продуктивности в первом ярусе Запасы по возрастам спелостей, м3/га

количественная техническая естественная

Березняки плакорных условий

1 Березняк кленово-липовый (СДг), 1б-1\ кл. бон. 371+11 461±14 512±15

2.Березняк липняковый (С2), I ".-1.1, кл. бон. 288±9 402+12 428±12

Различия : в % %, 29 15 20

-критерий существенности различия (0 5.8 3.2 4.3

Березняки па склонах

3. Березняк кислично-липовый 359±10 453±14 508±15

(СД 2-з ), I б-Г, кл . бон. н

4.Березняк кисличный ( С2-з), I. -1.3 кл. бон. 271±9 385±12 409±12

Различия : в % % , 32 18 22

-критерий существенности различия 0) 6.5 3.7 4.7 ■

Таблица 3

Влияние экспозиции средних склонов на производительность кислично-черничных березняков

Воз- Экспозиция Площадь сечения, м2/га Запас, м3/га

раст и яруса итого яруса итого

различия I II I II

50 Юго-Западная 28.6±0.6 9.7±0.2 38.5±0.8 327±6 41±1 368±7

Северная 22.3±0.5 4.4±0.1 26.7±0.5 216±4 25±1 241 ±5

Различие в % 22 54 30 34 39 34

Существ. 8 24 12 15 17 15

70 различия Юго-Западная 28.2±0.6 16.4Ю.З 44.6±0.9 359±7 86±2 445±9

Северная 24.6±0.5 6.3±0.1 30.9±0.6 314±6 53±1 367±7

Различие в % 13 61 31 12 36 18

Существ. 5 33 12 5 16 7

различия

2) пологие склоны с модергумусными сильноподзолисгами супесчаными свежими почвами на флювиогляциальных отложениях, переходящих в покровные сугленки с близким подстиланием пермских пород, занимаемые березняками кислично-липовыми с индексами ЛРУ СД2-3.

В Узоло-средне-Керженском флювиогляциально-зандровом равнинном ландшафте исследованы два его урочища: сглаженные песчаные всхолмления и пологие склоны флювиогляциальной равнины с более продуктивными насаждениями.

В этих двух урочищах изучены дендрометрическими исследованиями березняки зелёномошно-чернично-кисличные (СВ2) с модергумусовыми сильноподзолистыми супесчаными свежими почвами на мелких суглиносупесях переходящих, в мощные связанные пески и березняки кисличные (С2-3) с модергумусовыми сильноподзолистыми супесчаными свежими, временами влажными почвами на флювиогляциальных наносах.

Полесский древнеаллювиальный с озерными отложениями на левобережных равнинах средней Ветлуги и нижней Унжи ландшафт с геоморфологической точки зрения разделяется на три части : 1) озерную равнину, 2) останцы коренных пород с моренными чехлами , 3) речные долины. Большая часть ландшафта представляет заполненную озерными осадками равнину, рельеф которой частично осложняется эоловыми образованиями, возвышающимися на 4-7 м над её поверхностью. Их можно считать урочищами данного ландшафта. Березняки в данном ландшафте изучены недостаточно, но можно спрогнозировать, что по продуктивности они будут близки к березнякам Узоло-средне-Керженского ландшафта.

6. Моделирование хода роста пирогенных березняков на ландшафтно-типологическон основе

В Верхне-Керженской водораздельно-моренной местности моренно-эрозионного ландшафта для моделирования хода роста насаждения взяты 3 естественных ряда: березняк липняковый (Сг), березняк кислично-липняковый (С2-3), березняк кислично-черничный (СВг). Для Правобережной Ветлужской и Унжинской моренно-эрозионной и долинно-зандровой местности моренно-эрозионного ландшафта были проанализированы 5 естественных рядов: березняк кленово-липовый (СДг), березняк кислично-липовый (СД2-3), березняк кисличный (С2-3), березняк кислично-черничный (СВ2-з) на западном склоне и березняк кислично-черничный (СВ2.3) на северном склоне. Для Узоло-средне-Керженского флювиогляциально-зандрового равнинного ландшафта был рассмотрен естественный ряд для березняка зеяеномошно-чернично-кисличного (СВ2) как одного из самых распространенных типов.

В качестве функции роста при моделировании хода роста древостоя использовалась функция Митчерлиха:

ехр (к-и.)

у =и0(1-ехр(-кА)) у 1У

где и - нелинейные параметры функции; ио-параметр роста; И]-параметр формы кривой; А - возраст древостоя, лет.

Коэффициент к в данной функции - величина переменная, и изменяется в зависимости от выравниваемого таксационного показателя. Так А.К. Кивисте (1987) на основании эмпирической зависимости параметров ио и Ц] определил коэффициенты для высоты, диаметра и запаса. к = где для высоты, ц=0.047, \у=0.0173; для диаметра Я=0.015, \*=Ю.0111; для запаса я=0.280, \у=0.0173.

Преимущество функции роста Митчерлиха перед другими функциями определилось в результате анализа коэффициента корреляции и критерия Фишера. Подбор параметров для неё был произведен для следующих основных таксационных признаков: средней высоты, среднего диаметра, суммы площадей сечения и запасов. Параметры и коэффициенты функции Митчерлиха непосредственно для каждого моделируемого таксационного признака представлены в табл. 4.

Модели описывают оптимально рост древостоев с 20 лет. Верхний возраст ограничивался индивидуально для каждого естественного ряда, исходя из возрастов естественной спелости. Для естественных рядов Верхне-Керженской водораздельно-моренной местности моренно-эрозионного ландшафта были установлены следующие возрастные границы : для березняка липнякового (Сг)-90 лет, для березняка кислично-липнякового (Сг-з)-100 лет, для березняка кислично-черничного (СВг)-110 лет. Для естественных рядов Правобережной Ветлужской и Унженской моренно-эрозионной и долинно-зандровой местности моренно-эрозионного

Таблица 4

Коэффициенты и параметры функции для основны\ таксационных показателей древостоя полученные в результате анализа

наименование естественного ряда U0 U1 к

и выравниваемого параметра

Верхне-Керженская водоразделъно-моренная местность моренно- эрозионного ландшафта Березняк липняковыйый Сг

Березняк кислично-липняковый С?..з

Березняк кислично-черничный СВ2.3

Нср . 34.16 7.26 .... 0.024

Dcp 53.82 33.67 0.012

EG 26.37 4.04 0.087

М 395.96 15.61 0.035

Нср 33.66 9.07 0.022

Dcp 46.15 29.47 0.012

EG 24.49 3.81 0.091

М 362.47 16.45 0.034

Нср 29.75 ■ . 6.50 0.025

Dcp 39.18 . , 26.21 0.012

EG 23.51 3.90 0.089

М 334.23 16.70 0.034

(некая моренно-эрозионная и далинно-зандровая местность

Березняк кленово-липовый СД2

моренно-эрозионного ландшафта

Березняк кислично-липовый СД2.3

Березняк кисличный Сг-з

Нср 38.43 5.50 0.026

Dcp 55.19 19.97 0.012

EG 30.44 3.77 0.092

М 621.90 21.70 0.030

Нср 38.54 5.67 0.026

Dcp 46.60 16.10 0.012

EG 29.25 4.80 0.076

М 593.66 23.02 0.029

Нср 32.40 3.95 0.029

Dcp 42. И- " 12.59 0.012

EG 28.02 4.79 0.076

М 450,73 17.82 , 0.033

юго-западных склонах

Нср 30,75 5.24 0.026

Dcp 29,40 4.12 0.015

EG 27.49 ' 5.00 0.073

М ' 393:80 18.10 0.033

северных склонах

Нср 30.89 3.48 0.031

Dcp 35.02 7.50 0.01:

EG . 25.03 6.92 0.05!

М 352.96 16.54 0.03'

Узоло-средне-Керженскнй ф.иовиогляциально-зандровьш равнинный ландшафт Березняк зеленомощно-чернично-кислйчный СВ2

Нср 37.12 16.83 0.021

. Dcp 58.57 54.57 0.01

... £G 25.90 4.10 О.О81

М 332 15.70 0.03

S

ландшафта были установлены" следующие возрастные границы: для березняка кленово-липового (СДг)-90 лет, для березняка кислично-липового (СДг-з)-90 лет, для березняка кисличного (Сг-зНОО лет, для березняка кислично-черничного (СВ2.з) на западном склоне -110 лет, для березняка кислично-черничного (СВ2.3) на северном склоне - 110 лет. Для естественного ряда березняка зеленомошно-чернично-кисличного (СВ2) Узоло-средне-Керженского флювиогляциально-зандрового равнинного ландшафта был установлен предельный возраст 110 лет. Вне установленных диапазонов возрастов модели роста будут давать низкую точность результатов. Поэтому, при использовании моделей хода роста необходимо строго придерживаться определённого диапазона возрастов.

7. Таксационный анализ составленных таблиц

С установлением ландшафтно-типологической основы само понятие аналогов типа леса и указанное различие их в разных географических районах стало понятным. Биогеоценоз соответствует локальному природно-территориальному комплексу фации, но его нельзя рассматривать в отрыве от ландшафта и его морфологических частей. Это видно из сопоставления аналогов типов березовых насаждений в рассмотренных ландшафтных местностях.

В разных ландшафтах и ландшафтных местностях аналоги типов берёзовых насаждений при одинаковом положении в рельефе существенно отличаются в ходе роста. Причиной этого является различие в почвообразующих и подстилающих породах. Так, в Верхне- Керженской водораздельно-моренной ландшафтной местности они представлены валунными суглинками и супесями, в Правобережной Ветлужской и Унжинской моренно-эрозионной и долинно-зандровой флювиогляциальными супесями, подстилаемыми размытой мореной и пестроцветной пермской толщей. В табл. 5 приведены значения запасов сопоставляемых аналогов типов пирогенных березняков по возрастам спелости. Сделаны расчеты различий их в процентах и показателях существенности различия. Как видно из данных, продуктивность аналогов типов насаждений пирогенных березняков зависит не только от положения участков в рельефе, но и от ландшафтной местности. Березовые насаждения в условиях возвышенных плакоров, на верхних и нижних частях склонов во 2-й Правобережной Ветлужской и Унжинской моренно-эрозионной и долинно-зандровой местности существенно выше по продуктивности аналогов типов насаждений 1-й Верхне-Керженской водораздельно-моренной ландшафтной местности. Различия продуктивности аналогов типов насаждений пирогенных березняков в зависимости от ландшафтных местностей значительны, и с увеличением возрастов спелости возрастают как в процентах , так и по показателю существенности различия.

Таблица 5

Сопоставление продуктивности аналогов березовых насаждений по возрастам спелости в ландшафтных местностях: 1- ВерхнеКерженской водораздельно-моренной; 2 - Правобережной Ветлужской и

Унжинской моренно-эрозионной и долинно-зандровой (по запасу _стволовой древесины в м3 на га)_

№ Аналоги типов насаждений, Запасы древостоев по

мест- класс бонитета и критерии возрастам спелостей

нос- различия их продуктивности количес- техни- естест-

тй- в первом ярусе твенная ческая венная

Возвышенные плакорные условия

1 Березняк липовый (Сг), 218И4 340±16 356±16

1,4-1,5 кл. бонитета

2 Березняк кленово-липовый (СДг), 273±15 485±18 519±26

1а,4-1а,7 кл. бонитета

Различия:

- в % 25 43 46

— существенность различия (1) 2.8 6.0 5.4

Верхние части пологих склонов

1 Березняк кислично-липняковый(С2-зХ

11,9-11,4 кл. бонитета 193±17 307+17 334И8

2 Березняк кислично-липовый(СД2-з),

Г,3-1",6 кл. бонитета 249113 454±16 514117

Различия:

-в% 29 48 54

— существенность различия (1) 2.7 6.4 7.2

Нижние части пологих склонов

!:: ] Березняк черничный (СВз),

11,7-11,7 кл.бонитета 1 176±9 282111 315111

2 Березняк кислично-черничный (СВз),

1,2 -1,з кл.бонитета 197±18 325±1^ 367120

Различия:

-в% 12 15 17

— существенность различия (0 1.1 2.0 2.7

Внутри Верхне-Керженской водораздельно-моренной ландшафтной местности пирогенные березняки более однородны. Они отличаются менее существенно в условиях возвышенных плакоров, на небольших размытых холмах и верхних частях их склонов с черничными типами насаждений. Для сопоставления их продуктивности за 100% взяты запасы наличного древостоя, более распространенного типа насаждений березняков кислично-липняковых. Березняки липовые в плакорных возвышенных условиях их продуктивнее на 10 % и более. Они начинают вступать в

период инерционного роста и распада раньше на 10 лет; березняки черничные же на столько же менее продуктивны, но более устойчивы. Подобные различия для пирогенных березняков данной ландшафтной местности имеются по сумме площадей сечений , в средних высотах и средних диаметрах. Относительно березняка кислично-липнякового они сказываются в тех же направлениях , но с меньшими абсолютными значениями . При этом больше они влияют на значения £G и Dcp, чем на величины Нср.

В правобережной Ветлужской и Унжинской моренно-эрозионной и долинно-зандровой ландшафтной местности почвенно-грунтовые условия более разнообразны. Этим обуславливается разнообразие фациальных условий, связанных с почвообразующими и подстилающими породами. При их сопоставлении за 100 % приняты параметры березняка кисличного (С2-3) на верхних частях пологих склонов. По отношению к ним березняки кленово-липовые ( СД2.3 ) на пологих склонах существенно продуктивнее. Живой надпочвенный покров неморальный; во втором ярусе наряду с елью участвуют липа , клен и ильмовые породы . Березняки кислично-черничные на нижней части средних склонов , особенно при северной экспозиции, менее продуктивны. Близкие различия у пирогенных березняков анализируемой ландшафтной местности имеются в сумме площадей сечений, средних высотах и средних диаметрах.

Территория Узоло-средне-Керженского флювиогляциально-зандрового равнинного ландшафта входит в область размыва водами ледника коренных верхнепермских отложений и аккумуляции рыхлых , преимущественно песчаных и супесчаных наносов. Динамика роста березняков кисличных (С2-3) здесь близка к ходу роста этих типов насаждений в Правобережной Ветлужской и Унжинской моренно-эрозионной и долинно-зандровой местности. Значения Нср и Dcp с 40-летнего возраста и старше отличаются только на десятые доли метра и сантиметра, при 5 % среднеквадратичной ошибке выравнивания и высоком значимом коэффициенте корреляции. Также одинаковы HF, £G и М до 40-j летнего возраста. Но после него значения их отличаются: HF делаются в Узоло-средне-Керженском флювиогляциально-зандровом равнинном ландшафте выше, a £G и М снижаются, особенно в период депрессионного роста пирогенных березняков к возрасту естественной спелости. В итоге анализа можно заключить о близком ходе роста кисличных березняков в сопоставляемых Узоло-средне-Керженском флювиогляциально-зандровом равнинном ландшафте и Правобережной Ветлужской и Унжинской моренно-эрозионной и долинно-зандровой ландшафтной местности. Это убедительно подтверждает правомерность отнесения их к одному лесорастительному району среднего Приветлужья. Кроме березняков кисличных на флювиогляциальных супесях (С2-3)., в анализируемом Узоло-средне-Керженском флювиогляциально-зандровом равнинном ландшафте

произрастают березняки зеленомошно-чернично-кисличные (СВ2), из-за бедности почвообразующих и подстилающих пород они менее продуктивны.

8. Аналитическое сопоставление таблиц хода роста пирогенных березняков Приветлужья с таблицами других авторов

Составленные таблицы хода; роста березняков сопоставлялись с таблицами"хода роста наиболее широко применяемыми в лесоустройстве. В плакорных условиях они сопоставлялись с всеобщими таблицами хода роста A.B. Тюрина 1а класса бонитета, а на склонах и их нижних частях с таблицами I класса бонитета. С таблицами Варгаса де Бедемара для Самарской и Ленинградской областей. К ним березняки Приветлужья более близки , что обуславливается одним пирогенным происхождением насаждений. Березняки кисличные, черничные и зеленомошно-чернично-кисличные сопоставлялись по аналогичным типам леса с таблицами Н.В. Огородова, составлеными для Северо-Востока европейской части России (для севера Кировской области и юга республики Коми). Так же было проведено сравнение с таблицами хода роста для пирогенных березняков Приветлужья П.В. Алексеева, составленными на почвенно-типологической основе.

Выяснилось, что с таблицами хода роста A.B. Тюрина, Варгаса де Бедемара и Н.В. Огородова существуют существенные различия по всем таксационным показателям. Это свидетельствует о необходимости применения в Приветлужье региональных таблиц хода роста, составленными на ландшафтно-типологической основе.

В Правобережной ландшафтной местности и в Узоло-средне Керженском зандровом ландшафте устанавливается интенсивное повышение видовых высот с возрастом в отличие от данных таблиц других авторов.

Для пирогенных березняков Приветлужья и березняков в таблицах Варгаса де Бедемара характерны два периода в динамике площадей сечений : ' период быстрого роста в молодых и средневозрастных насаждениях и период его депрессии. В Самарской области он начинается с 60 лет, а в Ленинградской с 70 лет. В ландшафтных условиях Приветлужья он начинается на супесчаных почвах с 50 лет, а на суглинистых с 40 лет. Это связано с пирогенным происхождением сопоставляемых березняков не только в Приветлужье, , но также в Самарской и Ленинградской областях. Наступление периода депрессии древостоя березы обуславливается формированием и усиленным ростом 2-го яруса еяи и липы. В этот период между ярусами обостряются конкурентные отношения.

Таблицы хода роста пирогенных березняков Приветлужья П.В. Алексеева составлены на почвенно-типологической основе по методике

ЦНИЛХ с графическим выравниванием таксационных показателей в целом для региона. В них выявлено определяющее значение почвенно-грунтовых условий, но они не связывались с ландшафтами и их морфологическими частями. Наши таблицы пересоставлены на ландшафтно-типологической основе. Это позволяет определить границы их применения. По ВерхнеКерженской водораздельно-моренной ландшафтной местности сделан анализ хода роста березняков на сопряженных фациях пологих размытых холмов. Выявлены несущественные различия в их запасах, что позволило, в отличие от П.В. Алексеева, для липняковых и чернично-кисличных березняков составить одни таблицы хода роста.

При пересоставлении таблиц по правобережной ландшафтной местности для березняков кислично-черничных на нижних частях средних склонов установлено существенное влияние их экспозиции, что обусловило составление таблиц на фациальном уровне, отдельно для юго-западных и северных склонов.

Заключение и предложения

В результате проведённых исследований выявлены особенности роста пирогенных березняков Приветлужья в разных ландшафтно-типологических условиях, проведено их математическое моделирование.

1. Контурами ландшафтов уточнены границы Приветлужского лесорастительного района в подзонально-провинциальных параметрах, в среднем течении р. Ветлуги.

2. Выявлены основные морфологические структуры ландшафтов и ландшафтных местностей исследуемого района на уровне урочищ и фаций.

3. Выявлены существенные различия в производительности пирогенных березняков в разных ландшафтно-типологических условиях.

4. Доказана возможность объединения смежных фаций, для составления одних таблиц хода роста при их близкой производительности.

5. Доказана необходимость составления разных таблиц хода роста для участков северной и юго-западной экспозиций на средних и нижних частях склонов средней крутизны.

6. При сопоставлении продуктивности пирогенных березняков в разных ландшафтно-типологических условиях выявлено, что они более однородны в бедных, с точки зрения плодородности ландшафтах .

7. Выявлено отсутствие тесной связи средних высот с запасами и другими таксационными показателями.

8. При сравнении полученных таблиц хода роста с широко известными таблицами, составленными как на бонитетной, так и на типологической основе, доказана необходимость использования региональных таблиц хода роста, составленных на ландшафтно-типологической основе.

Таким образом, в результате проведенных исследований получены материалы, которые позволяют более обоснованно решать вопросы организации хозяйства, лесоустроительного проектирования, совершенствовать лесоинвентаризационные работы в пирогенных березняках исследуемого района.

Выполненная научно-исследовательская работа позволила подготовить для производства следующие рекомендации и нормативные документы:

1. Таблицы хода роста пирогенных березняков Приветлужья в разных ландшафтно-типологических услов1$ях.

2. Уточненные границы и основные морфологические единицы ландшафтов, ландшафтных местностей Приветлужского лесорастительного района на уровне типов урочищ и фаций.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1.Ход роста липняковых и кислично-черничных пирогенных березняков Приветлужья // Проблемы леса и охраны природы в республике Марий Эл: Матер, республиканской науч.-практ. конф.- Йошкар-Ола: МарПИ, 1992.-С 60-61. - В соавторстве.

2. Резервы ели в пирогенных березняках Приветлужья и их использование при формировании рубкой ельников // Вавиловские чтения: Матер, междисциплинарной науч. конф. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 1996.-С. 325-327.

3. Зависимость роста пирогенных березняков от ландшафтов в лесорастительных районах Приветлужья // Вавиловские чтения: Матер, междисциплинарной науч. конф. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 1997.-С. 18-20.

4. О дифференцированном и рентабельном хозяйстве в березняках Учебно-опытного лесхоза.//Тр./ МарГТУ. -1997.-С. 26-28.'- В соавторстве.

5. Продуктивность пирогенных березняков в разных ландшафтах Среднего Приветлужья.// Экология и генетика популяций: Сб. науч. тр./ МарГУ.-Йошкар-Ола, 1998.-С. 170-172.

6. Ландшафтно-фациальная структура и производительность пирогенных березняков Приветлужья // Экология таёжных лесов: Тез. докл. Междулар. Конф. - Сыктывкар, 1998.-С. 162.

7.Формирование древостоя пирогенных березняков// Вавиловские чтения: Матер, междисциплинарной науч. конф. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 1998,-С. 79. - В соавторстве.

8. Биотехнологические рубки формирования продуктивных, биологически устойчивых ельников// Современные проблемы учета и рационального использования лесных ресурсов: Матер. Науч.-практ. конф. - Йошкар-Ола: 1998.-С 179-180. - В соавторстве.

9. Типы пирогенных березняков различных ландшафтов Приветлужья// Вклад ученых и специалистов в национальную экономику: Матер, междунар. Конф. -Том 1- Брянск, БГИТА, 1999. -С. 132-135

10. Биотехнологический подход к ведению лесного хозяйства// Экология и леса Поволжья: Сборник статей. -Йошкар-Ола: МарГТУ, 1999. -С. 92-95. - В соавторстве.

ЛР №020302 от 18.02.97, ПЛД №2018 от. 06.10.99. Подписано в печать 16.02.2000. Формат 60x84 /16 Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ № 1956

ООП МарГТУ. 424000 Йошкар-Ола, ул. Панфилова, 17

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Алексеев, Александр Владимирович

Введение

1. Краткий аналитический обзор и выбор направления исследований

1.1. Пирогенные березняки Приветлужья и их формирование

1.2. Районирование лесного фонда

1.3. История моделирования хода роста березняков

1.4. Районирование таблиц хода роста

1.5. Анализ и выбор направления исследования

2. Программа и методика исследований. Объем выполненных работ

2.1 . Программа работ

2.2 . Методика исследований

2.3 . Подбор естественных рядов на ландшафтно-типологической основе

2.4 . Подбор функций роста оптимально описывающих рост исследуемого древостоя

2.5 Моделирование хода роста древостоев на основании экспериментальных данных с использованием функций роста

2.6. Методика выделения ландшафтов, ландшафтных местностей и их объединения объединение в лесорастительный район

2.7. Объем выполненных работ

3. Лесорастительное и ландшафтно-морфологическое районирование Приветлужья

3.1. Зональность и провинциальность

3.2. Физико-географическое районирование

3.3. Лесорастительное районирование С.Ф. Курнаева

3.4. Ландшафтное и ландшафтно-морфологическое районирование лесного фонда

4. Ландшафты, ландшафтные местности лесорастительного района и климатические их условия

4.1. Ландшафт как основа лесорастительного района

4.2. Верхне Керженская водораздельно-моренная ландшафтная местность

4.3. Правобережная Ветлужская и Унжинская моренно-эрозионная и долинно-зандровая ландшафтная местность

4.4. Узоло-средне-Керженский флювиогляциально-зандровый равнинный ландшафт

4.5. Полесский древнеаллювиальный с озерными отложениями на левобережных равнинах средней Ветлуги и нижней

Унжи ландшафт

4.6. Анализ климатических и лесорастительных условий ландшафтов и ландшафтных местностей района

4.7. Выводы 62 5. Морфологическая структура ландшафтных местностей и ее таксационное обоснование

5.1. Урочища и фаций по положению участков в рельефе

5.2. Урочища и фации Верхне-Керженской водораздельно-моренной ландшафтной местности

5.3. Правобережная Ветлужская и- Унжинская моренно-эрозионная и долинно-зандровая ландшафтная местность

5.4. Урочища и фации Узоло-средне-Керженского флювиогляциально-зандрового лщздшафта

5.5. Морфологическая структура Полесского древнеаллювиального с озерными отложениями на левобережных равнинах средней Ветлуги и нижней Унжи ландшафта

5.6. Выводы

6. Моделирование хода роста пирогенных березняков

6.1. Подбор функций роста наиболее оптимально описывающих динамику возрастных изменений основных таксационных показателей древостоя

6.2. Моделирование хода роста пирогенных березняков

6.3. Выводы

7. Таксационный анализ составленных таблиц

7.1. Аналоги типов насаждений пирогенных березняков в ландшафтных местностях

7.2. Сопоставление составленных таблиц по Верхне-Керженской водораздельно-моренной ландшафтной местности

7.3. Сравнительная оценка таблиц по Правобережной Ветлужской и Унжинской моренно-эрозионной и долинно-зандровой местности '

7.4. Особенности хода роста пирогенных березняков Узоло-средне-Керженского флювиогляциально-зандрового равнинного ландшафта

7.5. Выводы

8. Аналитическое сопоставление таблиц хода роста пирогенных березняков Приветлужья с таблицами других авторов

8.1. Принятый порядок сопоставления

8.2. Сопоставление таблиц хода роста пирогенных березняков с таблицами A.B. Тюрина

8.3. Сопоставление таблиц хода роста пирогенных березняков с таблицами Варгаса де Бедемара

8.4. Сравнение таблиц хода роста пирогенных березняков с таблицами Н.В. Огородова для березняков Северо-востока Европейской части России

8.5. Выводы 142 Заключение 143 Литература 146 Приложения см. отдельный том

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Особенности роста пирогенных березняков Приветлужья в разных ландшафтно-типологических условиях"

Актуальность темы. Лесной кодекс Российской Федерации (1997), Федеральная целевая программа «Леса России»(1997-2000г.г.), Концепция устойчивого управления лесами РФ (1998) определяют необходимость рационального и непрерывного неистощительного использования лесного фонда, исходя из принципов устойчивого управления лесами, сохранения биологического разнообразия лесных экосистем, повышения экологического и социально-экономического потенциала лесов.

В связи с этим изучение особенностей роста пирогенных березняков, широко распространённых в условиях Среднего Поволжья, является актуальной задачей. Известно, что продуктивность и устойчивость, рост и развитие насаждений прежде всего определяются лесорастительными условиями. Наиболее полно они могут быть отражены при зональном ландшафтно-типологическом подходе к исследованию природы лесных экосистем, в том числе и пирогенных березняков Приветлужья.

Полученные данные могут быть использованы при непрерывном лесоустройстве, лесотаксационных работах, лесной типологии и лесохозяйственной оценке сукцессионных процессов в пирогенных березняках.

Исследования проводились в рамках основного научного направления факультета лесного хозяйства и экологии МарГТУ «Лес, экология, человек», а так же в порядке выполнения для Нижегородского управлением лесами хоздоговорной темы «Проверка основ организации и ведения хозяйства в пирогенных березняках с биотехнологическими рубками».

Цель и задачи исследований. Целью работы является выявление особенностей роста пирогенных березняков Приветлужья на ландшафтно-типологической основе, моделирование закономерностей роста этих насаждений.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Путём анализа предшествующих работ и собственных исследований выявить морфологическую структуру ландшафтов Приветлужского лесорастительного района.

2. Изучить естественные ряды пирогенных березняков на ландшафтно-типологической основе, правомерность их выделения по существенности различия в продуктивности древостоев.

3. Разработать методы подбора функций роста для моделирования возрастной динамики основных таксационных показателей пирогенных березняков по выделенным естественным рядам.

4. Составить таблицы хода роста пирогенных березняков на ландшафтно-типологической основе, определить районы их применения.

Научная новизна. На основании лесорастительного эффекта пирогенных березняков выявлена морфологическая структура ландшафтов исследуемого лесорастительного района: ландшафтные местности, урочища и фации. Подобраны естественные ряды пирогенных березняков на ландшафтно-типологической основе с использованием мониторинга исследований. Установлена большая степень зависимости от ландшафтно-морфологических условий сумм площадей сечений и связанных с ними запасов древостоев пирогенных березняков сравнительно с их средними высотами. Выявлены дендрометрические закономерности, которые легли в основу составления таблиц хода роста пирогенных березняков в зависимости от ландшафтно-типологических условий, и установлены критерии их и применения как в исследуемом, так и в сопредельных районах с аналогичными ландшафтами. Разработана методика по подбору функций роста , оптимально описывающих возрастную динамику основных таксационных показателей пирогенных березняков.

Практическая значимость. Даны научно обоснованные рекомендации о необходимости применения таблиц хода роста пирогенных березняков на ландшафтно-типологической основе. Обозначены районы их применения. Таблицы могут применяться при лесоучетных работах и инвентаризации лесного фонда лесхозов. Модели роста ландшафтно-типологических инвариантов пирогенных березовых насаждений предлагается использовать при непрерывном лесоустройстве для актуализации данных запаса и других таксационных показателей древостоев.

Обоснованность выводов и рекомендаций обеспечивается 30-40 -летним мониторингом опытных объектов, значительным объемом экспериментального материала и использованием современных методик изучения хода роста. Анализ данных проведен с применением способов математико-статистической обработки и моделирования на ЭВМ.

Научные положения выносимые на защиту:

1. На основании лесорастительного эффекта, полученного при дендрометрических исследованиях пирогенных березняков, обосновать необходимость использования в лесохозяйственной деятельности ландшафтно-типологического подхода.

2. Доказать правомочность выделения естественных рядов и создания математических моделей на ландшафтно-типологической основе по существенности их различия.

3. Рекомендации по применению таблиц хода роста на ландшафтно-типологической основе.

4. Выделение ландшафтной морфологической структуры исследуемого лесорастительного района.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на следующих научных конференциях:

1. Республиканская научно-практическая конференция: Проблемы леса и охраны природы в республике Марий Эл . Йошкар-Ола, МарПИ 15-16 декабря 1992г.

2. Международная конференция : Проблемы динамической типологии и экологии деградированных и преобразованных лесов. Брянск, БГИТА, 2528 сентября 1996г.

3. Вавиловские чтения. Постоянно действующая междисциплинарная научная конференция «Диалог наук на рубеже ХХ-ХХ1 веков и глобальные проблемы современности» . Йошкар-Ола, МарГТУ, 17-18 декабря 1996г.

4. Научная конференция профессорско-преподавательскогого состава, докторантов, аспирантов и сотрудников МарГТУ, Йошкар-Ола, МарГТУ 2731 мая 1997г.

5. Вавиловские чтения. Постоянно действующая всероссийская междисциплинарная научная конференция. Йошкар-Ола, МарГТУ, 16-18декабря 1997г.

6. Научная конференция профессорско-преподавательскогого состава, докторантов, аспирантов и сотрудников МарГТУ, посвященная Дню университета и 65-летию вуза. Йошкар-Ола, МарГТУ, 27-31 мая 1997г.

7. Научная конференция профессорско-преподавательскогого состава, докторантов, аспирантов и сотрудников МарГТУ, по итогам НИР за 1997г. Йошкар-Ола, МарГТУ 16-19 апреля 1998г.

8. Международная конференция «Европейские исследования: проблемы и перспективы развития». Йошкар-Ола, 9-11 апреля 1998г.

9. Международная конференция «Экология таежных лесов». Сыктывкар, 14-18 сентября 1998г.

Личный вклад автора. Автору принадлежит постановка цели и задач исследования. Все виды работ от составления программы и методики исследований до планирования эксперимента, выбора объектов и анализа полученных результатов осуществлены автором или с его непосредственным участием.

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 10 научных работах.

10

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав, заключения, списка литературы, включающего 129 наименований, в т.ч. 5 на иностранных языках. Она изложена на 160 стр., содержит 44 таблицы, 3 рисунка. Отдельным томом прилагаются 96 приложений, на 209 стр. ;

Заключение Диссертация по теме "Лесоустройство и лесная таксация", Алексеев, Александр Владимирович

8.5. Выводы

1. Сравнение хода роста пирогенных березняков Приветлужья с таблицами Варгаса де Бедемара также выявило у них наличие периода депрессии в ходе роста по сумме площадей сечения. Это свидетельствует о пирогенном происхождении эталонных березняков, исследуемых Варгасом де Бедемаром. Они появились в Самарской области в результате выжигания пчеловодами леса под кипрей. При этом , высокопродуктивные березняки Приветлужья ближе подходили к судубравным древостоям I кл. бонитета Самарской области, а менее производительные, на валунных суглинках и супесях, - к насаждениям берёзы II класса бонитета Ленинградской области.

2. Таблицы берёзовых насаждений A.B. Тюрина подобного периода депрессии роста сумм площадей сечений не устанавливают. Исследуемые им березняки были чистыми. При этом, таблицы 1а класса бонитета ближе подходят к высокопродуктивным березнякам Приветлужья, а таблицы I класса бонитета - к менее производительным на валунных суглинках и супесях. Сопоставление таблиц выявило резкое различие в ходе роста березняков по среднему диаметру. В таблицах Тюрина значения диаметров крупнее на 40 % и более. Это свидетельствует о том , что исследуемые им древостой были смолоду малосомкнутыми, в отличие от пирогенных березняков, сомкнутых с 5-10 лет.

143