Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Переформирование производных мягколиственных насаждений в лиственничники с целью повышения продуктивности лесов Южного Урала

ВАК РФ 06.03.02, Лесоустройство и лесная таксация

Автореферат диссертации по теме "Переформирование производных мягколиственных насаждений в лиственничники с целью повышения продуктивности лесов Южного Урала"

Оплетаев Антон Сергеевич

На правах рукописи 0

ПЕРЕФОРМИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДНЫХ МЯГКОЛИСТВЕННЫХ НАСАЖДЕНИЙ В ЛИСТВЕННИЧНИКИ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ ЛЕСОВ ЮЖНОГО УРАЛА

06.03.02 «Лесоведение, лесоводство, лесоустройство и лесная таксация»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

2 и' ! ,и13

00506214»

Екатеринбург 2013

005062148

-Работа выполнена на кафедре лесоводства ФГБОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Сергей Вениаминович Залесов

Официальные оппоненты: Нахимов Зуфар Ягфарович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор; ФГБОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет», кафедра лесной таксации и лесоустройства, заведующий

Теринов Николай Николаевич, кандидат сельскохозяйственных наук; ФГБУ науки «Ботанический сад» УрО РАН, лаборатория популяционной биологии древесных растений и динамики леса, научный сотрудник

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный

аграрный университет»

Защита диссертации состоится 18 июня 2013 г. в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д 212.281.01 при ФГБОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет» по адресу: 620100, г. Екатеринбург, Сибирский тракт, 37, УЛК-1, ауд. 401.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет».

Автореферат разослан 15 мая 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета канд. с.-х. наук, доцент ^УР^иу " А.Г. Магасумова

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследований. В связи с широким распространением сплошных рубок наблюдается смена коренных хвойных древосто-ев на производные мягколиственные, что неуклонно ведет к снижению продуктивности лесов. На сегодняшний день в целом по Уральскому экономическому региону площадь березняков достигает 9,2 млн. га. Большая часть представленных на Урале производных березняков достигла возраста спелости и имеет под пологом подрост хвойных пород.

Традиционно рубки спелых и перестойных березняков осуществляются сплошнолесосечным способом, применяемые технологии проведения рубок не позволяют в должной мере сохранить хвойный подрост, и как следствие этого, вырубки возобновляются вегетативным путем, а поросль мягколиственных пород не оставляет шансов хвойным породам. Решение проблемы может быть обеспечено проведением рубок переформирования как в защитных, так и в эксплуатационных лесах.

Лиственница Сукачёва (Ьаггх Зикасгеми йу1.) является одной из наиболее ценных пород-лесообразователей на Урале. Однако по ряду объективных и субъективных причин площади лиственничников неуклонно сокращаются. Последнее и определяет необходимость восстановления лиственничников, а также увеличения доли этой породы в составе древостоев насаждений других пород.

Лесничим Ленинского лесничества Миасского лесхоза (ныне Миас-ское лесничество) В.В. Селивановым в 1991-2004 гг. проводились опытно -производственные рубки переформирования в производных березняках с наличием под пологом подроста лиственницы Сукачева. К сожалению, до настоящего времени опыт проведения указанных рубок не обобщен, что и определило направление наших исследований.

Степень разработанности темы исследований. На основании изучения материалов постоянных пробных площадей (111111) и анализа опытно-производственных рубок переформирования производных березняков в лиственничники разработаны рекомендации по формированию лиственничников, не прибегая к искусственному лесовосстановлению.

Диссертация является законченным научным исследованием.

Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось изучение лесоводственно-экономической эффективности рубок переформирования производных мягколиственных насаждений в лиственничники и разработка на этой основе рекомендаций по повышению продуктивности лесов Южного Урала.

В соответствии с целью исследований задачей настоящей работы яв-

лялось:

1) изучение научных и ведомственных материалов по проведению рубок переформирования, а также перспективности выращивания лиственничных древостоев;

2) обследование мест рубок переформирования и закладка пробных площадей по изучению таксационных показателей сформировавшихся после рубки древостоев;

3) оценка роли лиственницы Сукачева в повышении продуктивности

лесов Южного Урала;

4) подготовка рекомендаций производству по формированию лиственничников на Южном Урале.

Научная новизна. Впервые установлены лесоводственно-таксационные показатели древостоев, сформированных после проведения рубок переформирования производных березняков в лиственничники. Описаны особенности строения лиственничников в подзоне предлесостеп-ных сосново-березовых лесов Южного Урала. Проведен анализ лесного фонда Миасского лесничества и установлена площадь производных березняков, пригодных для переформирования в лиственничники с целью повышения продуктивности лесов региона. Изучены количественные и качественные показатели подроста под пологом лиственничников и производных березняков. Определены видовое разнообразие и надземная фитомасса живого напочвенного покрова под пологом лиственничных молодняков и производных березняков Южного Урала.

Теоретическая и практическая значимость работы. Получены экспериментальные данные о способности подроста лиственницы, освобожденного из-под березового полога, сформировать полноценное насаждение. Определена лесоводственно-экономическая эффективность рубок переформирования в производных березовых насаждениях.

Разработаны и реализуются производством на территории Свердловской и Челябинской областей (Справка исх. №06-04-4611/9 от 30.07.2009) рекомендации по проведению рубок переформирования производных березняков в лиственничники.

Результаты исследований применяются в учебном процессе на кафедре лесоводства при обучении студентов по направлению 250100.62 «Лесное дело».

Методология и методы исследований. При получении фактического материала были использованы традиционные научно обоснованные способы сбора полевого материала с закладкой постоянных пробных площадей (Сеннов, 1972; ОСТ 56-69-83; Залесов и др., 2007; Бунькова и др., 2011). Закладка пробных площадей, сбор экспериментальных данных, ана-

лиз и обработка полученных материалов выполнены лично автором или при его непосредственном участии.

Положения, выносимые на защиту:

1) повышение продуктивности лесов Южного Урала может быть достигнуто увеличением доли лиственничных насаждений, а также примеси лиственницы Сукачева в составе древостоев насаждений других пород;

2) производные мягколиственные насаждения могут быть переформированы в коренные хвойные лиственничники рубками переформирования не прибегая к искусственному лесовосстановлению;

3) подрост лиственницы Сукачева предварительной генерации в производных березняках отличается высокой пластичностью и может служить основой при формировании высокопродуктивных устойчивых насаждений.

Степень достоверности и апробация результатов. Обоснованность и достоверность результатов обеспечиваются применением общепринятых научно обоснованных методик и длительным периодом экспериментальных исследований.

Основные положения и результаты исследований докладывались и обсуждались на V научно-практической конференции, посвященной памяти и 155-летию со дня рождения A.A. Дунина-Горкавича (Ханты-Мансийск, 2009), на V-IX всероссийских научно-практических конференциях студентов и аспирантов «Научное творчество молодежи - лесному комплексу России» (Екатеринбург, 2009 - 2013), на VII международной научно-технической конференции «Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса в рамках концепции 2020» (Екатеринбург, 2009), на международной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов «Современные проблемы и перспективы рационального лесопользования в условиях рынка» (Санкт-Петербург, 2011), на международной конференции «Возобновляемые лесные ресурсы: инновационное развитие в лесном хозяйстве» (Санкт-Петербург, 2012), на XIII международной научно-технической интернет-конференции «JIec-2012» (Брянск, 2012), на международной конференции «Актуальные вопросы сохранения биоразнообразия и ведения лесного хозяйства» (Астана, 2012).

По материалам диссертации опубликовано 15 научных работ, в том числе 4 работы в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, рекомендаций производству и 7 приложений. Библиографический список включает 207 наименований, в том числе 7 на иностранных языках. Основной текст изложен на 229 страницах, иллюстрирован 33 таблицами и 44 рисунками.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНО-ГЕОГРАФИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ

Район исследований расположен на территории Областного государственного учреждения «Миасское лесничество» Челябинской области. Климат умеренно-континентальный, с относительно прохладным летом, холодной зимой и повышенным количеством атмосферных осадков. На западных склонах, перехватывающих атлантические воздушные массы, осадков выпадает в 1,5 раза больше, чем на восточных. Основная масса осадков выпадает в тёплое время года с максимумом в июле.

По характеру рельефа территорию лесничества можно разделить на 2 части: северную - гористую и южную - холмистую. Северная часть в основном расположена на восточном склоне Уральского хребта, здесь местность пересечена хребтами, высотой от 400 до 700 метров над уровнем моря. Рельеф южной части лесничества более сглаженный и представляет собой равнину с возвышающимися над ней отдельными бессистемно разбросанными сопками высотой не более 100-200 м. Коренные породы залегают неглубоко, часто выходят на поверхность (Фильрозе, 1967; Колесников, 1969, Борисенок и др., 2000).

Леса Миасского лесничества характеризуются довольно высокой производительностью. Средний класс бонитета в целом по лесничеству II (11,39). По площади преобладают лиственные насаждения - 50,1%, но по общему запасу доминируют хвойные - 61,6%. На площади 43663 га произрастают производные березняки, из них на 4680 га в составе имеется лиственница с разной долей участия. Эти данные свидетельствуют о возможности замены мягколиственных насаждений на коренные хвойные.

2. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧАЕМОЙ ПРОБЛЕМЫ

Изучением возобновления в березняках на Урале занимались Б .П. Колесников (1969), P.C. Зубарева (1970), H.A. Луганский (1974), H.A. Луганский и др. (1978), H.A. Луганский, Л.А. Лысов (1991), Л.П. Абрамова и др. (2007). Ими были выделены общие черты в характере предварительного возобновления в березняках. Большинством исследователей отмечается, что под пологом спелых лиственных древостоев имеется хвойный подрост в количестве, достаточном для восстановления вырубки коренными породами, при условии его сохранения при лесозаготовках.

Леса Челябинской области представлены производными группировками, возникшими под прямым воздействием человека либо испытавшими его косвенное преобразующее влияние (Горчаковский, 1956; Кирин, 1964; Фильрозе, 1967; Колесников, 1968). Повышение продуктивности лесов обеспечивается целым рядом лесоводственных мероприятий, одним из ко-

торых является правильный выбор древесной породы для лесовыращива-ния (Залесов, Луганский, 2002). В качестве главной породы при формировании хвойных молодняков для условий Южного Урала наиболее подходит лиственница Сукачева (Larix Sukaczewii Dyl.). Лиственница обладает высокой ценностью древесины и является наиболее продуктивным лесооб-разователем с высокой степенью устойчивости к неблагоприятным факторам, в том числе к лесным пожарам. Последнее свойство лиственницы в совокупности с долговечностью позволяет рекомендовать ее использование при формировании как эксплуатационных, так и защитных лесов.

При анализе литературных источников установлено, что опыт рубок переформирования производных березняков в коренные хвойные насаждения в лесоводстве имеется, однако при выборе породы предпочтение отдается теневыносливым породам, так как они временно способны переносить недостаток освещения под пологом лиственного древостоя (Желдак, 2003; Сидоренков, 2004; Дудин и др., 2005; Абрамова и др., 2007). Переформирование проводят как правило за счет подроста предварительной генерации либо с помощью создания лесных культур. Опыта переформирования мягколиственных насаждений в лиственничники, не прибегая к искусственному лесовосстановлению, в научной литературе нами не обнаружено.

3. ПРОГРАММА, МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБЪЕМ ВЫПОЛНЕННЫХ РАБОТ

В соответствии с целью исследований была составлена следующая программа работ.

1. Изучение природных условий, лесного фонда и других особенностей района исследований.

2. Оценка роли лиственницы Сукачева в повышении продуктивности лесов Южного Урала.

3. Изучение научных и ведомственных материалов по проведению рубок переформирования.

4. Восстановление опытно-производственных объектов рубок переформирования В.В. Селиванова и закладка постоянных пробных площадей по изучению таксационных показателей сформировавшихся после рубки древостоев.

5. Анализ лесоводственной эффективности рубок переформирования.

6. Разработка практических рекомендаций по совершенствованию технологии переформирования производных березовых древостоев Южного Урала в лиственничники.

В основу исследований был положен метод пробных площадей, которые закладывались с учетом требований ОСТ 56-69-83 «Пробные площади лесоустроительные. Метод закладки» и методических рекомендаций по закладке постоянных пробных площадей (111111) (Сеннов, 1972; Свалов, 1982; Залесов и др., 2007; Бунькова и др., 2011). На ППП выполнен сплош-

7

ной перечет деревьев с помощью мерной вилки раздельно по породам, изучены количественные и качественные показатели подроста (Победин-ский, 1966), морфологические параметры хвои по методике IO.JL Цельни-кер (1982) с некоторыми дополнениями. Живой напочвенный покров (ЖНП) описывался на учетных площадках (0,5x0,5 м), равномерно размещенных по ППП (Залесов и др., 2007; Бунькова и др., 2011).

Минимальные размеры пробных площадей устанавливались с учетом коэффициента варьирования диаметра и заданной точности определения его среднего значения (Анучин, 1982). Было заложено 20 ППП, площадь которых зависела от возраста древостоя и его густоты. Результаты сравнивались с таковыми на контрольных ППП.

4. ХАРАКТЕРИСТИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ

При изучении лиственничников были проанализированы насаждения с различным участием лиственницы в составе древостоя. В табл. 4.1 приведено распределение насаждений по группам типов леса и долевому участию лиственницы в составе древостоев.

Таблица 4.1. - Площадь насаждений основных групп типов леса Миасско-го лесничества с участием лиственницы Сукачева в составе древостоев, га / %

Группы типов леса Коэффициент участия лиственницы в составе древостоя Итого

1 и менее 2-3 4-5 6-7 8-10

Нагорная, лишайниковая 46,40 0,66 125,80 1,80 67,60 0,97 19,30 0,28 11,10 0,16 270.20 3,86

Брусничная 0 0 0 0 0 0 2,60 0,04 0 0 2.60 0,04

Ягодниковая 251,70 3,59 1568,00 22,39 918,30 13,11 1266.00 18,08 710,90 10,15 4714,90 67,33

Разнотравная, кисличная, сложная 816.70 11,66 374.70 5,35 386,40 5,52 280.30 4,00 153,00 2,18 2011.10 28,72

Приручьевая, дол-гомошная 3.40 0,05 0 0 0.70 0,01 0 0 0 0 4.10 0,06

Итого 1118.20 15,97 2068.50 29,54 1373.00 19,61 1568.20 22,39 875,00 12,49 7002,90 100,00

Среди насаждений с участием лиственницы Сукачева в составе древостоя доминируют насаждения ягодниковой (67,33 %) и разнотравной (28,72 %) групп типов леса. Последнее объясняется высокотрофными условиями местопроизрастания.

Основная часть насаждений с участием лиственницы (95,57 %) представлена сосняками и березняками. Участие лиственницы в составе пихтовых и осиновых насаждений наблюдается крайне редко (0,45 и 0,19 % площади изучаемых древостоев соответственно). При этом доля участия лиственницы в составе не превышает 5 единиц. По возрастной структуре распределение лиственничников неравномерное: молодняки (50,60 %),

8

средневозрастные и приспевающие (11,24 %), спелые и перестойные (38,15 %).

Данные об основных лесоводственно-таксационных показателях производных березняков до рубки приведены в табл. 4.2, а сформировавшихся после проведения рубок переформирования лиственничников -в табл. 4.3.

Изменение запаса лиственничников с возрастом описывает логарифмическая кривая, она оптимальна для описания величины, которая вначале быстро растет или убывает, а затем стабилизируется. Величина коэффициента детерминации (Я2=0,8974) свидетельствует о высокой достоверности тренда и точности прогноза. Максимальный запас сформированных лиственничников был зафиксирован на ППП-18 и составил 141 м3/га, при среднем возрасте древостоя 30 лет. Для сравнения: производный березняк (ППП-19) в возрасте 70 лет имеет запас 208 м3/га. По данным лесоустройства 1997 г., этот же березняк в возрасте 55 лет имел запас 160 м /га. То есть лиственница в возрасте 30 лет способна формировать высокопродуктивные насаждения.

Таблица 4.2. - Основные таксационные показатели производных

березняков до проведения рубок переформирования

№ ппп Состав Возраст, лет Средние Полнота Запас, м3/га Класс бонитета

Высота, м Диаметр, см

1 8Б2Б+Лц 50 19,0 18,0 0,7 180 II

2 9Б1Лц+Лц 50 20,0 20,0 0,8 210 II

3 8Б2С 60 22,0 22,0 0,7 200 II

4 10Б 75 22,0 26,0 0,5 140 II

5 10Б 50 20,0 18,0 0,9 230 II

6 8Б2Лц 50 17,0 16,0 0,6 116 III

7 6Б4Лц 55 19,0 18,0 0,6 170 II

8 8Б2Лц 50 17,0 16,0 0,6 116 III

9 8Б2Лц 50 17,0 16,0 0,6 116 III

10 10Б 50 18,0 18,0 0,6 80 II

11 9Б1Лц 55 19,0 18,0 0,7 97 II

12 9Б1Лц 55 19,0 18,0 0,7 180 II

13 ЮБ+Лц 55 21,0 20,0 0,7 180

14 6ЛцЗБ1Б 180 27,0 52,0 0,6 310 II

15 ЮБ+Лц 55 21,0 20,0 0,7 180 II

16 ЮБ+Лц 55 21,0 20,0 0,6 160 II

17 9Б1Лц 55 19,0 18,0 0,7 97 II

18 ЮБ+Лц 55 21,0 20,0 0,6 160 II

19 9Б1С+ЛЦ 60 21,2 20,06 0,6 208 II

20 6БЗЛц1С 60 22,0 24,0 0,6 180 II

После проведения рубок переформирования поросль березы не оказывает существенного влияния на формирующийся лиственничный древостой, поскольку подрост березы значительно отстает по высоте от подроста лиственницы. В результате формируются лиственничники с незначительной примесью березы в составе древостоев (табл. 4.3).

Таблица 4.3. - Основные таксационные показатели молодняков, сформировавшихся после проведения рубок переформирования_

Номер ППП Год рубки Состав Средние показатели Число деревьев, шт./га Запас, м3/га Полнота абсолютная, м2/га

Высота, м Диаметр, см

3 2004 5Лц5С+Б 10,90 12,12 1484 51 7,0

7 2001 6БЗЛц1С 7,00 8,46 1647 66 9,3

2 2000 8Лц2Б+С 6,90 7,85 2346 39 11,3

1 2000 7ЛцЗБ ед.С 8,10 8,78 1823 54 11,0

15 2000 6Б4Лц 9,60 9,45 1905 88 12,0

16 2000 8Лц2Б 8,20 8,25 2300 97 12,3

8 2000 7Лц2С1Б 10,20 9,54 2168 118 15,5

6 1999 7Лц2Б1С 13,50 13,81 1184 132 16,0

4 1998 5Лц5С + Б 7,40 11,25 1252 97 12,4

5 1998 5С4Лц1Б 9,00 10,43 2312 115 16,3

17 1996 8Лц2Б 8,10 11,00 1063 82 10,1

И 1996 9Лц1С ед.Б 10,10 10,93 1789 132 16,8

12 1995 9Лц1С ед.Б 9,20 10,18 1872 115 15,22

9 1992 7Лц2Б1С 13,50 14,15 868 117 13,6

10 1992 6ЛцЗБ1С 10,20 12,82 2288 135 18,2

18 1992 ЮЛц+Б 9,60 12,03 1520 141 17,3

13 1991 7Лц2Б1С 8,30 8,32 4304 105 17,0

20 Контроль 2003 4Лц2С4Б 10,4 14,2 1250 80 10,6

19 Контроль 9Б1С+ЛЦ 21,20 20,06 2560 208 24,1

14 Контроль 9Лц1Б+С 25,10 50,13 196 579 38,7

Материалы таблицы 4.3 наглядно свидетельствуют о том, что уже в первые 7 лет после проведения рубок переформирования на месте бывших производных березняков формируются лиственничные молодняки, которые спустя три года после рубки можно перевести в покрытую лесом площадь.

Выполненные нами исследования на участках, пройденных 2, 3 и 6 лет назад рубками переформирования показали, что прирост центрального побега у подроста лиственницы на секциях, пройденных рубками, существенно превышает таковой на контроле. Различия наблюдаются уже в первые годы после уборки березового полога, что свидетельствует о высокой пластичности подроста лиственницы и положительной реакции его на снятие конкуренции березового древостоя. Подрост лиственницы быстро адаптируется к новым экологическим условиям, обусловленным удалением полога березы. Уже на второй - третий годы после рубки средняя длина хвои увеличивается на 230 %, масса 1000 хвоинок - на 126,9 % и охвоенность побегов — на 157,3 %.

Анализ процессов лесовосстановления на 111111 отражают данные табл. 4.4.

Таблица 4.4. - Количественная характеристика подроста под пологом лиственничников, шт./га / %

№ ппп Год рубки Породный состав подроста Всего, шт./га Итоговая густота в пересчете на крупный, шт./га Встречаемость, %

Лц С Б Ос

14 Контроль Лц 250 7,69 250 7,69 2750 84,62 0 0 3250 100,00 1015 45

19 Контроль Б 6000 92,30 500 7,70 0 0 0 0 6500 100,00 2293 93

3 2004 167 4,18 833 20,82 0 0 3000 75,00 4000 100,00 1100 60

2 2002 1167 50,00 167 7,16 833 35,68 167 7,16 2334 100,00 860 60

1 2000 500 33,33 167 11,13 833 55,54 0 0 1500 100,00 447 40

6 1999 0 0 333 13,32 1667 66,68 500 20,00 2500 100,00 793 47

4 1998 132 5,02 1579 59,99 921 34,99 0 0 2632 100,00 637 32

5 1998 500 12,90 2500 64,52 875 22,58 0 0 3875 100,00 1305 55

16 1996 313 33,37 156 16,63 469 50,00 0 0 938 100,00 281 31

13 1991 2167 68,42 500 15,79 500 15,79 0 0 3167 100,00 1087 67

Анализ табл. 4.4 свидетельствует о том, что максимальное количество подроста зафиксировано под пологом производного березняка (густота в пересчете на крупный составила 2293 шт./га) при равномерном размещении его по площади. Доля лиственницы при этом составляет 92,3 %, а сосны 7,7 % от общего количества подроста.

Наиболее динамичным компонентом лесного насаждения, оперативно реагирующим на изменения лесной среды, является живой напочвенный покров (ЖНП). Для изучения ЖНП были проведены исследования на семи ППП под пологом лиственничных молодняков разного возраста. Для сравнения установлены данные о ЖНП под пологом контрольных насаждений в спелых березняке и лиственничнике. В результате составлен флористический список из 48 растений, который характеризует видовое разнообразие травянистой растительности на экспериментальных объектах. Распределение количества видов в зависимости от возраста насаждений (года проведения рубки переформирования) проиллюстрировано на рисунке.

13/1991 18/1992 16(1996 4/1998 1/2000 20- 3/2004 14/ 19/

лесные Контроль Контроль

культуры Лц Б

под пологом/ 2003

Постоянная пробная площадь. .V / год рубки переформирования

Количество видов ЖНП на ППП

Количество видов ЖНП под пологом лиственничников в зависимости от давности проведения рубки переформирования варьируется от 17 до 24, при этом коэффициент вариации (У=12,78 %) характеризует среднее рассеивание измеряемой величины относительно среднего значения. В самых молодых лиственничных насаждениях (2003 и 2004 годы рубки) наблюдается максимальное количество видов ЖНП (24 и 22 соответственно). Оба участка имеют низкую относительную полноту древостоев, поэтому ЖНП формируется в условиях хорошей освещенности. Результат исследования ЖНП можно оценить, как достаточно точный, поскольку показатель точности наблюдений не превышает 5 % (Р=4,26 %).

Максимальное количество видов ЖНП относится к семейству сложноцветных (8 видов), бобовых (7 видов) и розоцветных (7 видов). Количе-

ство злаковых видов в общем видовом разнообразии незначительное, долевое участие данного семейства составляет лишь 8,33 %. Спустя 10 лет после проведения рубок переформирования наблюдается накопление лесной подстилки, что вызывает снижение видового разнообразия ЖНП: через 12 лет после рубки был зафиксирован 21 вид, а через 14 лет - 18 видов. Спустя 20 лет после проведения рубки переформирования было зафиксировано наименьшее количество видов ЖНП - 17. Для удобства анализа в табл. 4.5 отражено распределение надземной фитомассы ЖНП по ценоти-пам в абсолютно-сухом состоянии на 111111.

Таблица 4.5. - Надземная фитомасса ЖНП в абсолютно-сухом состоянии на ППП, кг/га / % (фрагмент)

Группа видов № ППП / год рубки переформирования

13 1991 16 1996 I 2000 20 2003 3 2004 14 Контроль Лц 19 Контроль Б

Лесные 64.0 19,9 42.3 10,6 80,0 11,4 203,1 16,5 102,9 8,4 133,7 21,7 60.6 10,9

Лесо-луговые 40.2 12,5 33.2 8,4 39,7 5,7 240,7 19,5 19.9 1,6 442,5 71,5 277,8 49,6

Луговые 186,1 57,9 288,6 72,6 555,3 79,4 722,1 58,5 1075.7 88,0 24,1 3,9 216,5 38,8

Лесные 12.5 31,8 22.0 Щ) 24.0 16,3 Ъ2.

синантропы 3,9 8,0 3,2 0,0 2,0 2,6 0,6

Луговые 18.7 15 23l 67.8 0£ 2А аз

синантропы 5,8 0,4 0,3 5,5 0,0 0,3 од

321,5 397.4 699.2 1233.7 1222,5 618.7 558.4

Всего 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0

Максимальные показатели надземной фитомассы отмечены на ППП, где рубка переформирования проводилась менее 10 лет назад, в частности на ППП 20 (2003 г. рубки) и ППП 3 (2004 г. рубки), этот показатель составил 1233,7 и 1222,5 кг/га соответственно. Спустя 15 лет после освобождения лиственничного подроста от березового полога наблюдается резкое снижение надземной фитомассы ЖНП. Через 13 лет после рубки надземная фитомасса ЖНП составила 699,2 кг/га, а через 15 лет - 331,4 кг/га. Сокращение надземной фитомассы ЖНП с увеличением возраста листвен-

ничника объясняется смыканием крон деревьев и изменением условий освещенности. В частности, надземная фитомасса ЖНП спустя 20 лет после рубок переформирования (ППП 13) составляет 321,5 кг/га.

При анализе видового состава ЖНП можно оценить продуктивность недревесной продукции леса. Доминирование костяники обыкновенной и земляники лесной (40 и 24 % от надземной фитомассы лесных видов соответственно) под пологом лиственничных молодняков свидетельствует о высокой хозяйственной ценности ЖНП. Указанные виды относятся к группе пищевых, медоносных и кормовых растений. Причем доминирование этих видов отмечено и на контрольных площадях, следовательно, после переформирования производного березняка в лиственничник хозяйственная ценность живого напочвенного покрова не ухудшается.

5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАБОТ ПО ПЕРЕФОРМИРОВАНИЮ БЕРЕЗНЯКОВ В ЛИСТВЕННИЧНИКИ

Технико-экономическое обоснование работ по переформированию березняков в лиственничники рассматривается нами в двух вариантах:

1) базовый вариант: сплошнолесосечная рубка спелых и перестойных мягколиственных насаждений с последующим созданием лесных культур стандартными сеянцами лиственницы Сукачева;

2) внедряемый вариант: рубка переформирования производного березняка в хвойное насаждение за счет лиственничного подроста предварительной генерации.

После экономических расчетов установлено, что в базовом варианте общие текущие затраты на выполнения комплекса работ на 1 га составили 104567,13 руб. Оновные расходы связаны с содержанием машин и механизмов - 58,5 %, а также с приобретением посадочного материала -14,3 % от общих текущих затрат. При проведении рубок переформирования (внедряемый вариант) исключаются затраты на лесокультурные работы, при этом расходы на переформирование 1 га мягколиственных насаждений в лиственничники составляют 83141,85 руб. Экономический эффект от внедрения данного лесохозяйственного мероприятия составляет 21425,28 руб. на 1 га.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

Повышение продуктивности лесов является одной из важнейших задач лесоводства. В результате широкомасштабного применения сплошно-лесосечных рубок на многих тысячах гектаров произошла смена коренных высокопродуктивных хвойных насаждений на производные мягколиствен-ные. Картина усугубляется вегетативным происхождением мягколиственных древостоев. В частности, на территории Миасского лесничества площадь производных мягколиственных насаждений составляет 43633 га, или 43,9 % покрытой лесной растительностью площади.

Одной из наиболее высокопродуктивных древесных пород на Южном Урале является лиственница Сукачева (Ьаггх Зикасгеыи Цу1.). Поскольку природные условия указанного района благоприятны для произрастания лиственницы, увеличение доли лиственничников и примеси данной породы в древостоях насаждений других пород будет способствовать повышению продуктивности лесов.

Одним из путей увеличения доли лиственничных насаждений являются рубки переформирования в производных мягколиственных насаждениях с подростом лиственницы Сукачева.

Выполненные нами исследования показали, что количество подроста лиственницы под пологом производных березняков варьируется от 1500 до 3270 шт./га. После удаления березового древостоя подрост лиственницы быстро адаптируется к новым экологическим условиям и уже на второй -третий год после рубки средняя длина хвои увеличивается на 230 %, масса 1000 хвоинок - на 126,9 % и охвоенность побегов на 157,3 %.

Сохранение подроста лиственницы при рубках переформирования позволяет уже через 3 года перевести участки в покрытую лесной растительностью площадь, а спустя 12-20 лет на месте производных березняков формируются лиственничники с запасом 39 - 141 м /га.

Проведение рубок переформирования не нарушает лесную среду. Доля лесных видов в фитомассе ЖНП увеличивается с возрастом лиственничного молодняка. Так, под пологом лиственничника, сформированного 9 лет назад, лесные виды составляют 8,4 %, а спустя 20 лет после рубки, доля лесных видов в ЖНП достигает 25,88 %. В спелом лиственничнике при этом аналогичный показатель составляет 21,6 %, а под пологом производного березняка - 10,9 %. Фитомасса ЖНП в абсолютно-сухом состоянии под пологом лиственничных молодняков варьирует от 1233,7 до 321,5 кг/га и имеет тенденцию к уменьшению по мере увеличения периода после проведения рубок переформирования. В результате замены мягколиственных насаждений на хвойные повышение продуктивности лесов достигается увеличением не только запаса стволовой древесины, но и недревесной продукции леса. Под пологом лиственничников в фитомассе лесных видов ЖНП доминируют костяника обыкновенная (40 %) и земляника лесная (24 %), что свидетельствует о высокой хозяйственной ценности ЖНП, поскольку эти растения относятся к группе пищевых, медоносных и кормовых.

Главным результатом проведения рубок переформирования является восстановление коренных лиственничников, не прибегая к искусственному лесовосстановлению.

Рекомендации производству. При проектировании и проведении рубок переформирования, очень важно правильно выбирать технологию проведения рубок. Исходя из высокой ценности насаждений рекомендуется щадящая технология. Для трелевки древесины используются легкие трактора или малогабаритные трелевочные механизмы, позволяющие из-

бежать сдирания лесной подстилки, уничтожения ЖНП и подроста. Рубки планируются на зимний период, когда снежный покров защищает подрост лиственницы от механических повреждений при трелевке древесины, а отсутствие листвы на деревьях минимизирует массу крон.

Целесообразна раскряжевка поваленных деревьев березы на месте валки с последующим выносом мелких сортиментов вручную. Трелевка крупных сортиментов должна осуществляться с помощью лебедок. По причине низкой полноты древостоев прокладка технологических коридоров не планируется. Валка деревьев осуществляется на прогалины, а также на полосы отчуждения дорог.

При проектировании проведения рубок переформирования должен учитываться тот факт, что насаждения, даже на незначительной площади, могут существенно отличаться по полноте, сомкнутости крон и другим таксационным показателям убираемого древостоя, а также по количественным и качественным показателям подроста лиственницы. Если на участке имеется подрост лиственницы в количестве 1500 шт. / га (в пересчете на крупный), березовый древостой может быть вырублен полностью за один прием площадью не более 5 га. Если количество подроста лиственницы будет меньше, то при отводе насаждения в рубку должны вырубаться только деревья, под пологом которых имеется подрост лиственницы. В биогруппах, где подрост лиственницы отсутствует, деревья березы оставляются, за исключением больных, сильно поврежденных или перестойных. Оставшиеся деревья рекомендуется удалять после появления под их пологом подроста лиственницы.

На участках, где подрост лиственницы отсутствует, крайне желательна минерализация почвы как мера содействия естественному возобновлению, поскольку тонкомер лиственницы после уборки березового древостоя начинает интенсивно плодоносить.

Очистка лесосек рекомендуется путем утилизации лесосечных отходов или сжиганием на полянах, прогалинах, в местах отсутствия подроста лиственницы. Сжигание порубочных остатков производится в пожаробезопасный период. Размер куч не должен превышать в весенне-осенний период 2x2x1,5 м, в зимний период 4x4x2 м. Данный способ очистки, помимо снижения пожарной опасности, способствует появлению подроста лиственницы последующей генерации.

При проведении рубок на склонах с уклоном более 5 рекомендуется измельчение и разбрасывание порубочных остатков по площади. Данный способ очистки способствует повышению плодородия почвы, а также предотвращению развития эрозионных процессов.

Особо следует отметить, что почвы в районе исследований маломощные, отличаются каменистой структурой и выходами горных пород. Данная особенность Миасского лесничества затрудняет проведение лесо-культурных работ.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ АВТОРОМ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

По списку ВАК

Залесов, C.B. Перспективы использования сортиментной технологии лесозаготовок / C.B. Залесов, A.C. Оплетаев, A.A. Зверев // Научно-производственный журнал «Аграрная Россия». Материалы науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы дендроэкологии и адаптации растений». Специальный выпуск. - 2009. - С. 25-27.

Оплетаев, A.C. Лесоводственная эффективность рубок переформирования В.В. Селиванова / A.C. Оплетаев, C.B. Залесов // Аграрный вестник Урала. - 2011. - №6(85). - С. 47-49.

Оплетаев, A.C. Особенности строения древостоев с участием лиственницы в Миасском лесничестве Челябинской области / A.C. Оплетаев // Аграрный вестник Урала. - 2011. -№11(90). - С. 24-26.

Оплетаев, A.C. Рост и продуктивность лиственничников после рубок переформирования в березняках Южного Урала / A.C. Оплетаев, C.B. Залесов // Аграрный вестник Урала. - 2012. - №4(96). - С. 27-28.

Статьи в материалах конференций

Шайхисламова, Д.В. Сравнительная продуктивность сосны и лиственницы в лесостепной зоне / Д.В. Шайхисламова, Ю.А. Кабакова, A.C. Оплетаев // Материалы V науч.-практ. конф., посвященной 155 летаю со дня рождения A.A. Дунина-Горкавича. - Ханты-Мансийск: 2009. -С. 49-50.

Рыльская, Ю.А. Сравнительная характеристика искусственных сосняков и лиственничников в лесостепи Зауралья / Ю.А. Рыльская, A.C. Оплетаев // Научное творчество молодежи - лесному комплексу России: матер. V всерос. науч.-техн. конф. - Екатеринбург: Урал. гос. ле-сотехн. ун-т, - 2009. - Ч. 2. - С. 59-60.

Шайхисламова, Д.В. Лиственничники лесостепной зоны Башкортостана / Д.В. Шайхисламова, A.C. Оплетаев // Научное творчество молодежи - лесному комплексу России: матер. V всерос. науч.-техн. конф. - Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т. - 2009. - Ч. 2. — С. 60 -62.

Кабакова, Ю.А, Особенности роста лесных культур лиственницы в условиях Билимбаевского лесничества / Ю.А. Кабакова, A.C. Оплетаев // Научное творчество молодежи - лесному комплексу России: матер. VI всерос. науч.-техн. конф. - Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т. -2010.-Ч. 1.-С. 102-104.

Оплетаев, A.C. Восстановление коренных лиственничников на месте вторичных березняков в Челябинской области / A.C. Оплетаев // Научное творчество молодежи - лесному комплексу России: матер. VII всерос. науч.-техн. конф. - Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т. - 2011. -Ч. 2.-С. 114-116.

Оплетаев, A.C. Роль лиственницы Сукачева в повышении продуктивности лесов на Южном Урале / A.C. Оплетаев // Современные проблемы и перспективы рационального лесопользования в условиях рынка: матер. междунар. науч.-техн. конф. молодых ученых и специалистов.-Санкт-Петербург: СПбГЛТУ. - 2011. - С.101-104.

Зверев A.A. Особенности роста сосны и лиственницы в чистых и смешанных лесных культурах на рекультивируемых землях / A.A. Зверев, A.C. Оплетаев // Научное творчество молодежи - лесному комплексу России: матер. VIII всерос. науч.-техн. конф. - Екатеринбург: Урал. гос. лесо-

техн. ун-т. - 2012. - Ч. 2. С. 31-32.

Оплетаев, A.C. Эффективность рубок переформирования березняков Южного Урала в лиственничники / A.C. Оплетаев // Возобновляемые лесные ресурсы: инновационное развитие в лесном хозяйстве: Матер, междунар. конф. - Санкт-Петербург: СПбГЛТУ. - 2012. - С. 261-267.

Оплетаев, A.C. Возобновительные процессы под пологом лиственничников в лесах ХМАО-ЮГРЫ / A.C. Оплетаев, А.И. Чермных, C.B. За-лесов // Лес-2012: Матер. XIII междунар. научно-техн. интернет - конф. -

Брянск: БГИТА. - 2012. - С. 78-82.

Оплетаев, A.C. Влияние рубок переформирования в производных березняках Южного Урала на естественное лесовозобновление / A.C. Оплетаев, C.B. Залесов // Актуальные вопросы сохранения биоразнообразия и ведения лесного хозяйства: Сборник научных трудов - Астана. - 2012. -С.191-194

Чермных, А.И. Анализ таксационной базы данных с помощью SQL-запросов в программе MAPINFO / А.И. Чермных, A.C. Оплетаев // Научное творчество молодежи - лесному комплексу России: матер. VIII всерос. науч.-техн. конф. - Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т. - 2013. - 4.1 -С.130-132.

Отзывы на реферат просим направлять в двух экземплярах с заверенными подписями по адресу: 620100 г. Екатеринбург, Сибирский тракт, 37. Ученому секретарю диссертационного совета А.Г. Магасумовой. Факс: (343) 254-62-25. E-mail: aspir_USFEU@rambler.ru

Подписано в печать 13.05.2013 Объем 1,0 пл. Заказ №114 Тираж 100. 620100, г. Екатеринбург, Сибирский тракт, 37. Уральский государственный лесотехнический университет. Отдел оперативной полиграфии.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Оплетаев, Антон Сергеевич, Екатеринбург

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФГБОУ ВПО «УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

На правах рукописи

04201360597

Оплетаев Антон Сергеевич

ПЕРЕФОРМИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДНЫХ МЯГКОЛИСТВЕННЫХ НАСАЖДЕНИЙ В ЛИСТВЕННИЧНИКИ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ ЛЕСОВ ЮЖНОГО УРАЛА

06.03.02. - Лесоведение, лесоводство, лесоустройство и лесная таксация

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Залесов Сергей Вениаминович

Екатеринбург - 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

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

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНО-ГЕОГРАФИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ.............................................................................8

1.1. Географическое положение..................................................................8

1.2. Климат...................................................................................................10

1.3. Рельеф и почвы.....................................................................................16

1.4. Гидрологическая характеристика.......................................................22

1.5. Характеристика растительности и животного мира.........................25

1.6. Характеристика лесного фонда Миасского лесничества.................27

Выводы........................................................................................................34

2. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧАЕМОЙ ПРОБЛЕМЫ.............................................35

2.1. Смены пород и их причины................................................................35

2.2. Повышение продуктивности лесов....................................................44

2.3. Выбор наиболее перспективной породы...........................................59

2.4. Опыт проведения рубок переформирования.....................................71

Выводы........................................................................................................76

3. ПРОГРАММА, МЕТОДИКА И ОБЪЕМ ВЫПОЛНЕННЫХ РАБОТ. 78

3.1. Программа исследований....................................................................78

3.2. Методика исследований......................................................................79

3.3. Объем выполненных работ.................................................................84

4. ХАРАКТЕРИСТИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ..........86

4.1. Характеристика производных березняков Южного Урала.............86

4.2. Коренные лиственничники Миасского лесничества........................91

4.3. Особенности строения древостоев с участием лиственницы в Миасском лесничестве Челябинской области....................................................95

4.4. Описание пробных площадей...........................................................103

4.5. Таксационная характеристика древостоев экспериментальных объектов ......................................................................................................105

4.6. Влияние рубок переформирования на ассимиляционный аппарат и прирост центрального побега подроста лиственницы....................................111

4.7. Оценка естественного лесовозобновления после рубок переформирования березняков в лиственничники..........................................123

4.8. Живой напочвенный покров под пологом лиственничников.......127

4.8.1. Видовой состав и встречаемость живого напочвеного покрова 129

4.8.2. Распределение видов живого напочвенного покрова

по ценотипам ......................................................................................................134

4.8.3. Надземная фитомасса живого напочвенного покрова................140

Выводы......................................................................................................145

5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАБОТ ПО ПЕРЕФОРМИРОВАНИЮ БЕРЕЗНЯКОВ В ЛИСТВЕННИЧНИКИ... 148

5.1. Общие сведения.................................................................................148

5.2. Расчет потребности в машино-сменах.............................................151

5.3. План использования машин и механизмов.....................................153

5.4. Расчеты по труду и заработной плате.............................................158

5.5. Расчет амортизационных отчислений и затрат на ремонты.........164

5.6. Расчет потребности в горюче-смазочных материалах..................166

5.7. Составление плановых калькуляций................................................168

5.8. Экономический эффект от внедряемых мероприятий...................173

Выводы......................................................................................................174

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ.....................175

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.....................................179

ПРИЛОЖЕНИЯ................................................................................................199

Приложение 1. Картографический материал.........................................200

Приложение 2. Таксационная характеристика древостоев на пробных

площадях ......................................................................................................210

Приложение 3. Список растений, упоминаемых в тексте диссертации211 Приложение 4. Видовой состав живого напочвенного покрова и его

встречаемость на пробных площадях...............................................................214

Приложение 5. Распределение видов живого напочвенного покрова по

ценотипам ......................................................................................................218

Приложение 6. Надземная фитомасса ЖНП в абсолютно-сухом состоянии

на пробных площадях.........................................................................................220

Приложение 7. Фото экспериментальных объектов.............................224

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследований. В связи с широким распространением сплошных рубок наблюдается смена коренных хвойных древостоев на производные мягколиственные, что неуклонно ведет к снижению продуктивности лесов. На сегодняшний день в целом по Уральскому экономическому региону площадь березняков достигает 9,2 млн. га. Большая часть представленных на Урале производных березняков достигла возраста спелости и имеет под пологом подрост хвойных пород.

Традиционно рубки спелых и перестойных березняков осуществляются сплошнолесосечным способом, применяемые технологии проведения рубок не позволяют в должной мере сохранить хвойный подрост, и как следствие этого, вырубки возобновляются вегетативным путем, а поросль мягколиственных пород не оставляет шансов хвойным породам. Решение проблемы может быть обеспечено проведением рубок переформирования как в защитных, так и в эксплуатационных лесах.

Лиственница Сукачёва (Ьапх Зикасгеш1 Иу1.) является одной из наиболее ценных пород-лесообразователей на Урале. Однако по ряду объективных и субъективных причин площади лиственничников неуклонно сокращаются. Последнее и определяет необходимость восстановления лиственничников, а также увеличения доли этой породы в составе древостоев насаждений других пород.

Лесничим Ленинского лесничества Миасского лесхоза (ныне Миасское лесничество) В.В. Селивановым в 1991-2004 гг. проводились опытно -производственные рубки переформирования в производных березняках с наличием под пологом подроста лиственницы Сукачева. К сожалению, до настоящего времени опыт проведения указанных рубок не обобщен, что и определило направление наших исследований.

Степень разработанности темы исследований. На основании изучения материалов постоянных пробных площадей (IIIIII) и анализа опытно-производственных рубок переформирования производных березняков в лиственничники разработаны рекомендации по формированию лиственничников, не прибегая к искусственному лесовосстановлению.

Диссертация является законченным научным исследованием.

Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось изучение лесоводственно-экономической эффективности рубок переформирования производных мягколиственных насаждений в лиственничники и разработка на этой основе рекомендаций по повышению продуктивности лесов Южного Урала.

В соответствии с целью исследований задачей настоящей работы являлось:

1) изучение научных и ведомственных материалов по проведению рубок переформирования, а также перспективности выращивания лиственничных древостоев;

2) обследование мест рубок переформирования и закладка пробных площадей по изучению таксационных показателей сформировавшихся после рубки древостоев;

3) оценка роли лиственницы Сукачева в повышении продуктивности лесов Южного Урала;

4) подготовка рекомендаций производству по формированию лиственничников на Южном Урале.

Научная новизна. Впервые установлены лесоводственно-таксационные показатели древостоев, сформированных после проведения рубок переформирования производных березняков в лиственничники. Описаны особенности строения лиственничников в подзоне предлесостепных сосново-березовых лесов Южного Урала. Проведен анализ лесного фонда Миасского лесничества и установлена площадь производных березняков, пригодных для переформирования в лиственничники с целью повышения продуктивности

лесов региона. Изучены количественные и качественные показатели подроста под пологом лиственничников и производных березняков. Определены видовое разнообразие и надземная фитомасса живого напочвенного покрова под пологом лиственничных молодняков и производных березняков Южного Урала.

Теоретическая и практическая значимость работы. Получены экспериментальные данные о способности подроста лиственницы, освобожденного из-под березового полога, сформировать полноценное насаждение. Определена лесоводственно-экономическая эффективность рубок переформирования в производных березовых насаждениях.

Разработаны и реализуются производством на территории Свердловской и Челябинской областей (Справка исх. №06-04-4611/9 от 30.07.2009) рекомендации по проведению рубок переформирования производных березняков в лиственничники.

Результаты исследований применяются в учебном процессе на кафедре лесоводства при обучении студентов по направлению 250100.62 «Лесное дело».

Методология и методы исследований. При получении фактического материала были использованы традиционные научно обоснованные способы сбора полевого материала с закладкой постоянных пробных площадей (Сеннов, 1972; ОСТ 56-69-83; Залесов и др., 2007; Бунькова и др., 2011). Закладка пробных площадей, сбор экспериментальных данных, анализ и обработка полученных материалов выполнены лично автором или при его непосредственном участии.

Положения, выносимые на защиту:

1) повышение продуктивности лесов Южного Урала может быть достигнуто увеличением доли лиственничных насаждений, а также примеси лиственницы Сукачева в составе древостоев насаждений других пород;

2) производные мягколиственные насаждения могут быть переформированы в коренные хвойные лиственничники рубками переформирования не прибегая к искусственному лесовосстановлению;

3) подрост лиственницы Сукачева предварительной генерации в производных березняках отличается высокой пластичностью и может служить основой при формировании высокопродуктивных устойчивых насаждений.

Степень достоверности и апробация результатов. Обоснованность и достоверность результатов обеспечиваются применением общепринятых научно обоснованных методик и длительным периодом экспериментальных исследований.

Основные положения и результаты исследований докладывались и обсуждались на V научно-практической конференции, посвященной памяти и 155-летию со дня рождения A.A. Дунина-Горкавича (Ханты-Мансийск, 2009), на V - IX всероссийских научно-практических конференциях студентов и аспирантов «Научное творчество молодежи - лесному комплексу России» (Екатеринбург, 2009 - 2013), на VII международной научно-технической конференции «Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса в рамках концепции 2020» (Екатеринбург, 2009), на международной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов «Современные проблемы и перспективы рационального лесопользования в условиях рынка» (Санкт-Петербург, 2011), на международной конференции «Возобновляемые лесные ресурсы: инновационное развитие в лесном хозяйстве» (Санкт-Петербург, 2012), на XIII международной научно-технической интернет-конференции «JIec-2012» (Брянск, 2012), на международной конференции «Актуальные вопросы сохранения биоразнообразия и ведения лесного хозяйства» (Астана, 2012).

По материалам диссертации опубликовано 15 научных работ, в том числе

4 работы в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения,

5 глав, заключения, рекомендаций производству и 7 приложений. Библиографический список включает 207 наименований, в том числе 7 на иностранных языках. Основной текст изложен на 229 страницах, иллюстрирован 33 таблицами и 44 рисунками.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНО-ГЕОГРАФИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Географическое положение

Район исследования расположен на территории Областного государственного учреждения «Миасское лесничество». Миасское лесничество занимает обширную территорию в центральной части Челябинской области. Эта территория весьма разнородна по комплексу физико - географических условий, по климату, геоморфологии, геологии, гидрологии, характеру и особенностям развития почв и растительности. Согласно схеме лесорастительного районирования Челябинской области лесничество расположено частично в Южно-Уральском высокогорном и Катавско-Златоустовском округе Южно-Уральской провинции горных южно-таежных и смешанных лесов; а также в Ильмено-Вишневогорском и Верхнее-Миасском округе Восточно-Уральской провинции предгорных березово-сосновых лесов (Колесников Б.П. Очерк растительности Челябинской области в связи с ее геоботаническим районированием // Флора и лесная растительность Ильменского государственного заповедника им. В.И. Ленина. Свердловск, 1961. С. 107-132).

Согласно перечня лесорастительных зон и лесных районов Российской Федерации, район исследований относится к лесостепной зоне ЮжноУральского лесостепного района (Приказ Минсельхоза России от 4 февраля 2009 г. №37 "Об утверждении перечня лесорастительных зон и лесных районов Российской Федерации". Зарегистрировано в Минюсте РФ 15 апреля 2009 г. N 13764).

По схеме природной зональности области профессора Б.П. Колесникова (Колесников Б.П. Лесорастительные условия и лесохозяйственное районирование Челябинской области // Вопросы лесовосстановления и повышения продуктивности лесов Челябинской области. - Свердловск: УФ АН СССР. 1961. № 26. С. 3-44) северо-западная часть лесничества относится к подзоне горных южно-таежных и смешанных (хвойно-широколиственных) лесов. Условно в дальнейшем она называется в тексте подзоной темнохвойных лесов. Большая же часть лесничества (восточная его часть) относится к подзоне сосново-березовых лесов. Небольшая часть территории Миасского лесничества на юго-востоке отнесена к зоне лесостепи, северной ее подзоне.

Район исследований расположен на северо-западе Челябинской области (рисунок 1.1.), в 70 км к западу от г. Челябинска, в верхнем течении реки Миасс и ее многочисленных левобережных притоков (Большой Киалим, Тыелга, Куштумга, Сыростан, Иремель и др.).

По территории округа проходят:

1. Транссибирская железнодорожная магистраль Москва - Владивосток; автодорога федерального значения М-5 «Урал» (Москва - Челябинск-Екатеринбург);

2. Магистральные нефтепродуктопроводы Туймазы-Омск-Новосибирск (ТОН-1, ТОН-2);

3. Магистральные нефтепроводы «Нижневартовск - Курган - Куйбышев» (НКК), «Усть-Балык - Курган - Уфа - Альметьевск» (УБКУА);

4. Магистральный газопровод Бухара - Урал; отводы от «Бухара - Урал» до ГРС «Еланчик», ГРС Черновское, ГРС Миасс, ГРС Сыростан;

5. Высоковольтная линия 500 кВ «Шагол - Златоуст» (Перечень мероприятий по охране окружающей среды. Миасский городской округ. Генеральный план. Том 2. - Челябинск, 2008. 41 е.).

По территории лесничества проходят два горных хребта - Уральский и Ильменский, являющиеся частью системы параллельных горных хребтов меридионального направления области горно-складчатого Урала. Восточная

часть округа, примыкающая к городу Миассу, занята Ильменским государственным заповедником (комплексным). Характерной особенностью территории округа является обилие больших и малых озер, прудов, изрезанность руслами многочисленных рек и ручьев, к поймам которых приурочены заболоченные территории.

Рис. 1.1. Географическое положение района исследований, масштаб 1:500000

1.2. Климат

Климат района исследований умеренно континентальный (Колесников Б.П. Очерк растительности Челябинской области в связи с ее геоботаническим районированием // Флора и лесная растительность Ильменского государственного заповедника им. В.И. Ленина. Свердловск,

1961. С. 107-132; Колесников Б.П. Зонально-географические системы ведения лесного хозяйства - научная основа его интенсификации на Урале. // Леса Урала и хозяйство в них. 1978. № 11. С. 3-16; Атлас лесов СССР. М., 1973. 222 е.), с относительно прохладным летом, холодной зимой и повышенным количеством атмосферных осадков. Факторами, определяющими климатические условия, являются: различие циркуляционных процессов - в умеренных широтах над Европейской и Азиатской частями России, субмеридиональная ориентация Уральских гор, осаждающих, в силу действия «барьерного эффекта», значительную часть влаги из теплых и влажных западных атлантических масс воздуха. На восток от горных цепей быстро увеличивается континентальность климата и преобладание в течение года континентальных воздушных масс.

Количество и распределение осадков в течение всего года определяется главным образом прохождением циклонов �