Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Продуктивность топольников Тувы

ВАК РФ 06.03.02, Лесоустройство и лесная таксация

Автореферат диссертации по теме "Продуктивность топольников Тувы"

РГ6 од

На правах рукописи

1 1 СЕН 159В

НЕМИЧ Николай Семенович

ПРОДУКТИВНОСТЬ ТОПОЛЬНИКОВ ТУВЫ

Специальность 06.03.02. - Лесоустройство и лесная таксация

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

На правах рукописи

НЕМИЧ Николай Семенович

ПРОДУКТИВНОСТЬ ГОПОЛЬНИКОВ ТУВЫ

Специальность 06. 03.02. - Лесоустройство и лесная таксация

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Работа выполнена в Сибирском государственном технологическом университете на кафедре лесной таксации и лесоустройства.

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Э.Н. Фалалеев,

доктор биологических

наук, профессор В.В. Кузьмичев

Официальные оппоненты- доктор сельскохозяйственных

наук, старший научный сотрудник В.А. Соколов;

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник А.И. Бондарев .

Ведущая организация- Восточно-Сибирское государственное

лесоустроительное предприятие

Защита диссертации состоитс5^7октября 1998 года в// часов на заседании диссертационного совета Д 063. 83. 02. при Сибирском государственном технологическомо университете по адресу : 660049 Красноярск , пр. Мира 82, СибГТУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского государственного технологического университета.

Автореферат разослан августа 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета профессор

П.М. Матвеев

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Основная задача всей лесохозяйствен-ной науки - повышение продуктивности лесов, а в ее оценке большую роль играет таксация. В современном понимании продуктивность леса включает в себя не только таксационные показатели стволовой древесины, но и оценку массы других компонентов лесного биоценоза. Изучение фитомассы лесных растительных сообществ позволяет, кроме ресурсоведческих задач, решать ряд общебиологических проблем, связанных с распространениям и кругооборотом вещества и энергии, количественной оценкой невесомых полезностей леса.

Тополевые леса Тувы приурочены к поймам крупных и средних рек, занимая и первую надпойменную террасу. Заросли тополя узкими лентами вдоль пересыхающих летом водотоков глубоко врезаются в степные и полупустынные районы, поэтому они имеют большое хозяйственное значение, являясь источником древесины для местных нужд в малолесных степных районах, и играют водоохранно-защитную роль.

Данные о продуктивности фитомассы топольников могут быть использованы при инвентаризации лесов, отводе лесосек, оценке эффективности выполненных мероприятий, позволят обосновывать при лесоустройстве некоторые лесохозяйственные мероприятия: главное и промежуточное пользование, лесовосстановление и др.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы было изучение структуры и закономерностей изменения фитомассы отдельных компонентов как дерева, так и древостоя, и выявление связей между традиционными таксационными показателями и фи-томассой деревьев и древостоев. В соответствии с этим определились следующие задачи:

1. Изучение продуктивности фитомассы топольников.

2. Создание нормативов для глазомерной и перечислительной таксации.

3. Обоснование лесохозяйственных мероприятий с учетом лесозащитной и водоохранной функций топольников, с учетом структуры и динамики фитомассы.

Научная новизна работы Изучено строение топольников по толщине и закономерности его изменения в древостоях разного диаметра и возраста. Разработаны математические модели, отражающее форту стволл через тлкис псксХзнтсл*!, •'"■' коэффициент формы и видовое число. Установлен один из важнейших показателей физико-механических свойств древесины и коры - условная плотность. Изучена структура фитомассы дерева, выявлены связи между диаметром, высотой дерева, полнотой древостоя и массой корней, стволов, ветвей, листьев, и составлены математические модели, аппроксимирующие их. Для топольников пойменных по материалам пробных площадей составлена таблица хода роста модальных дре-востоев. Выявлена закономерность изменения предельных значений сумм площадей сечений и запасов топольников с изменением их средней высоты. Изучена динамика структуры фитомассы древостоя. Исследовано изменение массы подлеска, подроста, живого напочвенного покрова с возрастом под пологом древосгоев разной полноты. Составлена таблица динамики надземной фитомассы модальных тополевых насаждений. Обоснованы основные принципы проектирования главного и промежуточного пользования в топольниках.

Практическая значимость работы Составленные объемные таблицы позволят повысить точность определения запаса при таксации лесосек главного и промежуточного пользования и пробных площадей. Установленные в работе закономерные связи сумм площадей сечений и видовых высот максимально полных древостоев со средней высотой повысят точность определения при глазомерной таксации полноты и запаса древостоя. Таблицы хода роста модальных топольников могут быть использованы при актуализации материалов лесоустройства. Выявленные закономерности изменения фитомассы насаждений тополя и ее структуры с возрастом и полнотой могут быть использованы при обосновании возраста и способа рубки главного пользования, интенсивности рубок ухода.

Апробация работы Основные положения диссертации отражены в докладах, представленных на межвузовских и научно-практических конференциях: "Совершенствование подготовки кадров в связи с перспективным развитием лесной промышленности по программе "Сибирь", "Научный поиск молодежи - лесной промыш-

ленности края", " Разработка технологий полного использования биомассы дерева", "Ресурсо- и экологосберегагощие технологии в лесной промышленности", в информационном листке Красноярскою межотраслевого территориального ЦНТИиГТ.

Публикации Основное содержание диссертации изложено в 12 печатных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 145 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав и заключения. Список литературы насчитывает 181 наименование, в том числе 9 иностранных. Текст иллюстрирован 49 таблицами и 13 рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ И ТОПОЛЕВЫХ ЛЕСОВ ТУВЫ

Рельеф Тувы образует чрезвычайное разнообразие гольцовых хребтов с высокими и плоскими нагорьями слабохолмистых равнин и котловин. Значительную часть территории занимают пониженные пространства Центрально-Тувинской, Тоджинской и Убсунурской котловин.

Климат Тувы резко континентальный, что подтверждается высокой годовой и суточной амплитудой температуры воздуха и малым количеством осадков. В окруженных горными хребтами котловинах зима безветренная, холодная с преобладанием ясной и солнечной погоды. Лето в межгорных понижениях теплое, нередко жаркое. Наибольшее количество осадков приходится на теплое время года. Зимой их выпадает мало и мощность снежного покрова невелика.

Резкие контрасты в рельефе и климате обусловили большое разнообразие и территориальную неоднородность почв Тувы. Преобладают три группы типов почвообразования: степного и пустынно-степного; таежно-лесного; высокогорного (лугового, тундрового). Почвенный покров в поймах рек очень неоднороден и представлен большим числом видов и вариантов: аллювиальные слоистые,

аллювиальные дерновые, аллювиальные дерновые солончаковые, аллювиально-заболоченные и др.

Реки Тувы носят горный характер: имеют быстрое течение (2-5 м/сек), множество порогов и перекатов. Крупнейшей рекой республики является Верхний Енисей (Улуг-Хем), образующийся от слияния Большого Енисея (Бий-Хема) и Малого Енисея (Каа-Хема). К крупным рекам можно отнести Хемчик, приток Енисея, и Тес-Хем, впадающей в бессточное озеро Убсу-Нур. Вся территория Тувы расчленена большим количеством малых рек и ручьев.

Горные реки Тувы, выходя на равнины, образуют обширные, изрезанные протоками и старицами, поймы. Здесь, а также на первой надпойменной террасе, тополь лавролистный (РорЫиэ 1аипГоНа Ь.) является основной лесообразующей породой. Топольники Тувы занимают площадь более тридцати тысяч гектаров. Преобладают топольники II - IV классов бонитета (средний класс бонитета -111,3), с относительно низкой полнотой (средняя полнота - 0.5), старовозрастные (средний возраст древостоев - 58 лет). Доля древостоев VII и старше классов возраста - 53.6 %, сравнительно много древостоев старше 100 лет - 8.5 %.

Большинство топольников произрастает в засушливых районах Тувы с очень низкой лесистостью и поэтому они играют большую водоохранную, водорегулирующую роль (переводят поверхностный сток в внутрипочвенный, уменьшают паводки при весеннем таянии снега, увеличивают полноводность рек в меженный период). Тополевые леса оказывают существенное влияние на микроклимат как собственной территории, так и прилегающих земель (снижают скорость ветра, увеличивают влажность, ослабляют вредное воздействие суховеев). Для Тувы характерны пыльные бури, и топольники -один из немногих факторов, смягчающих их вредное воздействие.

Топольники имеют большое хозяйственное значение также и как источник древесины для местных нужд в малолесных степных районах.

2. ОСНОВНЫЕ ПРОГРАММНЫЕ ВОПРОСЫ. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ И ХАРАКТЕРИСТИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО МАТЕРИАЛА

Оценка продуктивности леса является приоритетной проблемой лесной таксации, а повышение продуктивности леса - основная задача всей лесохозяйственной науки. Различные исследователи в понятие "продуктивность леса" вкладывали неодинаковое содержание. В классических работах по лесной таксации (Орлов, 1929; Третьяков, 1927; Тюрин, 1931,1945; Воропанов, 1961,1965; Захаров, 1967; Моисеев, 1970; Анучин, 1982) продуктивность леса определяется прежде всего таксационными показателями стволовой древесины (бонитетом, запасом, приростом и другими).

В настоящее время оценка продуктивности леса включает в себя показатели древесины сучьев, технической зелени, лекарственного и технического сырья, съедобных плодов и других ресурсов леса. В практику вошло еще более широкое понятие - биологическая продуктивность, включающая в себя фитоценоз, зооценоз и микробиоценоз. В лесных биоценозах, как правило, ограничиваются изучением основной его части - фитомассы. Сведения о структуре и характере распределения фитомассы конкретных лесов позволяют решить не только ресурсоведчекие задачи, но и оценить невесомые полезности леса, а следовательно обосновать некоторые лесохозяйственные мероприятия в водоохранно-защитных лесах.

В таксационном отношении топольники исследованы недостаточно. Изучение биологической продуктивности топольников Тувы ранее не проводилось.

Методика изучения биологической продуктивности леса разработана достаточно глубоко и подробно. Ее основные принципы изложены в "Программе и методике биологических исследований" (1966) под редакцией В.Н. Сукачева, "Методах учета фитомассы лесов при их комплексном освоении" (Поздняков, 1968), "Методических указаниях к изучению динамики и биологического кругооборота в фитоценозах" (Родин и др., 1968). Критический анализ применяемых методов изучения биологической продуктивности, а также их обоснование содержится в ряде крупных работ отече-

ственных исследователей (Алексеев, Гортинский и др. 1967; Поздняков, Протопопов, Горбатенко, 1969; Уткин, 1975; Смирнов, 1971; Поздняков, 1973; Габеев, 1976; Семечкина, 1978; Аткин 1994; Усоль-цев 1988, 1985, ¡937, и др.) н зарубежных ученых (Baskerville, 1965, 1966; Satoo, 1965, 1966, 1982). Рекомендации, изложенные в перечисленных выше работах, и легли в основу методики наших исследований.

Полевые работы сводились к закладке пробных площадей. Участки для них подбирались однородные, чистые по составу, достаточно удаленные от открытых пространств, принадлежащие к одному типу леса - топольнику пойменному. В процессе исследований в насаждениях разного возраста и полноты было заложено 27 пробных площадей, на которых срублено и обмерено 359 модельных деревьев. Пробные площади заложены в древостоях II-III классов бонитета, с возрастом от 8 до 120 лет, и с полнотой от 0.4 до 1.0. Кроме того, использованы материалы 13 пробных площадей, и данные 151 модельного дерева, заложенных другими исследователями.

Масса крон учитывалась весовым способом непосредственно в лесу. Крона срубленного дерева делилась на три части (низ, середина, верх), которые взвешивалась сразу же после обрубки ветвей. Для определения массы листьев у 30-50 % ветвей в каждой части кроны обрывались листья. У молодых деревьев листья обрывались полностью. После этого ветви взвешивались снова и по разности определялась масса листьев.

На каждой пробной площади у трех модельных деревьев брались образцы ветвей и листьев для определения их влажности. Образцы взвешивались сразу после рубки и в лабораторных условиях после высушивания их при температуре +105° С до постоянного веса.

Учет массы корней проводился по методу предложенному Н.П. Гординой (1979). При проведении полевых работ были полностью раскопаны корневые системы у двадцати деревьев разных размеров. По этим данным получено уравнение, апроксимирующее связь между толщиной основания бокового корня и его массой. Еще у тридцати растущих деревьев была раскопана только приствольная часть корневой системы и измерена толщина основания боковых корней.

Учет массы подроста и подлеска проводился на учетных площадках. Растения взвешивались по видам сначала целиком, а затем без листьев.

Масса живого нагточвеккого покрова определялось на каждой пробной площади по учетным площадкам. Растения срезались на уровне поверхности земли и взвешивались.

Для перехода к абсолютно сухой массе брались образцы подроста, подлеска и живого напочвенного покрова на влажность.

Рубка модельных деревьев, учет массы подроста, подлеска, живого напочвенного покрова проводились в августе - начале сентября, то есть после формирования основной части годичного прироста древесины, достижения наибольшей массы листьев, травяной растительности и до начала листопада.

Определение условной плотности древесины и коры проводилось на четырех пробных площадях способом максимальной влажности (Полубояринов, 1980), для чего у семидесяти модельных деревьев брались образцы.

Однородность собранного материала проверялась путем анализа строения топольников по толщине.

Обработка экспериментальных материалов, а также оценка точности полученных результатов осуществлялась методами математической статистики с использованием пакетов программ STATGRAPHICS и STATIST1CA.

3. ФИТОМАССА ДЕРЕВЬЕВ ТОПОЛЯ

Составные части дерева (древесина и кора стволов, корни, ветви и листья) по своей форме и размерам крайне неоднородны, поэтому масса их исследовалась отдельно.

Для определения массы стволов были предварительно составлены таблицы объемов и определена условная плотность древесины и коры. Объемные таблицы получены через уравнения связи между вторым коэффициентом формы (q:), диаметром на высоте 1.3 м (Д) и высотой (Н) и между видовым числом (f), вторым коэффициентом формы и высотой дерева:

q2 = 0.7084 * Д + 0.0145 * Д -<>•»<»* Н R* = 0.934(1)

Г=0.48*Ч22 + (0.19/Н*Ч2) + 0.227; И2 = 0.951(2)

Полученные объемные таблицы имеют самостоятельное практическое значение, так как проведенный анализ показал, что применяемые в настоящее время при перечислительной таксации таблицы, составленные для осины, дают значительные погрешности.

Для вычисления объемов стволов без коры составлено уравнение, отражающее связь процента объема коры (Пк) с диаметром (Д) и высотой древа (Н):

Пк=21.98-0.0707*д-0.0996*н+0.00056*д2+0.00п5*н2+0.00008*д*н,

Я2=0.862 (3)

Исследования выявили значительные отличия в условной плотности тополей Тувы от тополей других регионов. Собранные материалы показали небольшую изменчивость плотности, поэтому в расчетах использовалась средняя условная плотность древесины - 368 кг/м3, коры - 421 кг/м3.

Для определения массы ствола отдельных деревьев в древосто-ях разной полноты и классов бонитета было рассмотрено изменение высоты ствола с изменением среднего диаметра (Д), полноты (Р) древостоя и класса бонитета (Б). По результатам регрессионного анализа было получено уравнение, отражающее эти связи :

Н=-2.71 + 0.937*Д + 8.37*Р -0.0066*Д2-2.96*Р2 + 0.179*Д*Р -0.621*Р*Б + -0.029*Б*Д, Ы2=0.98 (4)

При изучении продуктивности лесов большое внимание уделяется массе корней древостоя. Это связано не только с тем, что в почве сосредоточена значительная часть фитомассы, но и с ее определяющим влиянием на рост и развитие надземной фитомассы. Кроме того, масса корней, их структура и размещение являются важными биологическими показателями, характеризующими средообра-зующую роль леса (Протопопов, 1975).

Масса корневой системы дерева определялась через связи ее элементов (стержневого (Мс), боковых (Мб) корней, пня (Мп)) с диаметром на высоте 1.3 м, описываемые уравнениями:

Мп= 0.29- 0.098 *Д + 0.0123 * Д2 , И2 = 0.913; (5)

Мбд=7.15 - 1.853Д+0.16169Д2- 0.001408Д3, И2=0.866; (6)

М,= 0.17 - 0.046Д + 0.0077Д2, 112=0.817. (7)

В кроне дерева сосредоточена значительная часть фитомассы.

Нами были рассчитаны уравнения, аппроксимирующие связь массы

ветвей (Мв) и массы листьев (Мл) с диаметром на высоте 1.3 (Д), от........ ~ -....." /тл\ ----------- -------- /T--S, ГТ--TT

ttucnicJiutiuH nujinuiun v1 ) п uumii^ia i^j- ¿V^ ** ivjmwa yy

нитета был взят индекс 2, для III класса бонитета - 3.

М„ = -5.46 + 1.02Д - 6.7Р + 4.73Б + 0.0261 Д2 + 8.44Р2 - 0.80Б2 - 0.90ДР--0.13ДБ -0.73РБ, R2 = 0.932; (8)

Мл = 0.43 + 0.261Д - 3.805Р - 0.233Б + О.ООЗЗД2 + 2.556Р2 + 0.024Б2 -0.093ДР - 0.025ДБ + 0.267РБ , R2 = 0.891. (9)

Анализ структуры весовой продуктивности деревьев тополя показал, что при одинаковых полноте и классе бонитета с увеличением диаметра дерева возрастает доля стволов и уменьшается доля ветвей и листьев. Особенно это заметно при изменении диаметров от 6 до 20 см (табл. 1). Подобная закономерность отмечалась многими авторами, исследовавшими другие породы.

4. ФИТОМАССА НАСАЖДЕНИЙ ТОПОЛЯ

Основной компонент насаждения - древостой - оказывает определяющее влияние на другие его части - подрост, подлесок, живой напочвенный покров. Поэтому рассмотрение фитомассы насаждения целесообразно начать с хода роста древостоев. Подбор пробных площадей производился по типологическому методу (Третьяков, 1956) в топольниках пойменных (Фалалеев, Поляков, 1971). Всего было использовано 39 пробных площадей, заложенных в древостоях разного возраста и полноты.

Создание математических моделей парных связей высоты, среднего диаметра и суммы площадей сечений древостоев с возрастом проводилось при помощи уравнений Коллера (Peschel, 1938) и Митчерлиха (1919 ):

Н = 26.7*(1- ехр(-0,0265*А))л 1.3 ,R2=0.942, (10) Д = 0.131*(Ал1.38)*ехр(-0.0775*А) , R2=0.913, (11) С = 0.105*(Ал1.804)*ехр(-0.026*А) , R2 = 0.739. (12)

Видовое число было определено через связь видовой высоты со средней высотой древостоя:

НР = 0.33+0.44*Н , Я3 = 0.956. (13)

Число стволов, запас, изменение запаса были рассчитаны традиционными методами. По полученным уравнениям составлена таблица хода роста модальных топольников пойменных.

Сравнение изменения запасов в таблицах хода роста естественных топольников разных регионов показало, что топольникн Тувы отличаются меньшей продуктивностью, а возраст количественной и естественной спелости наступает значительно позже. Так, количественная спелость в топольниках Украины (Редько,1975) и Поволжья (Нормативы для таксации лесов Казахстана, 1987) наступает в 25 - 30 лет, а в топольниках Тувы - около 50 лет. По-видимому, это связано с различиями в условиях местопроизрастания.

Как известно, полнота является важным таксационным показателем, характеризующим степень использования древостоем пространства и отражающим фактическую производительность леса.

По материалам пробных площадей были установлены предельные значения сумм площадей сечения (в) при полноте 1.0, в зависимости от средней высоты древостоя (Н):

в = 4.17 + 3.70*Н-0.069*Н2, (14)

Они оказались выше, чем у осины из таблицы ЦНИИЛХ, по которой в настоящее время таксируются полнота и запас, и близкими к таковым у топольников Украины и Дона.

Используя таблицу хода роста, а также выявленные закономерности изменения массы кроны и корней, составили таблицу весовой продуктивности древостоев тополя. На рисунке 1 показано изменение структуры древостоев топольников с возрастом. Наиболее существенное изменение в структуре фитомассы древостоя наблюдается до возраста 40-50 лет: значительно увеличивается доля древесины (1) и коры(1-2) (в полтора - два раза) и уменьшается доля ветвей (3-4) и листьев (4-5).

Изменения, происходящие в древостое, определяют массу нижних ярусов насаждения.

Подрост состоит почти исключительно из тополя, лишь в незначительных количествах присутствуют береза и лиственница. Количество подроста в большинстве случаев не более нескольких сот

штук на гектаре. При высокой степени сомкнутости древесного полога численность и масса подроста примерно в два раза меньше, чем в редкостойных насаждениях. Зависимость между массой подроста, средин;« ьозрастом(А) и полнотой (Р) может быть выражена уравнением:

Мплр=-12.643+6.8931пА-1.263Р+0.830*(1п А)2+0.0301пА1пР,

Я2=0.682 (15)

Подлесок под пологом тополя редкий и размещен неравномерно. Представлен в основном ивами каспийской и русской, карагана-ми колючей и кустарниковой, по опушкам и в просветах - облепихой. В старых, особенно разреженных, топольниках подлесок более густой и разнообразный: смородина красная, кизильник, дерен сибирский, бузина красная, черемуха, боярышник.

Изменение массы подлеска, в зависимости от возраста и полноты древостоя, передается следующим выражением:

МгщЛ=-0.08+0.0451пА+0.3541пР-0.1531пА1пР (16)

Состав живого напочвенного покрова меняется в зависимости от возраста древостоя. Существенное влияние на состав трав оказывают пастьба скота, замывание паводками, пожары, а на некоторых участках - сенокошение. Средний возраст и полнота древостоя оказывают большое влияние на массу живого напочвенного покрова, особенно это касается молодых насаждений, где при одинаковом среднем возрасте масса покрова в редких насаждениях в 10 раз больше, чем в сомкнутых. Математически это выражается следующим образом:

Мпкр= 18.39-0.1024А-22.72Р+0.000235А2+5.14Р2+0.12 АР,

112=0.601, (17)

С использованием таблиц хода роста модальных топольников, а также выявленных закономерностей в изменении массы древосто-ев, подроста, подлеска, живого напочвенного покрова, получена таблица, отражающая изменение с возрастом наземной фитомассы насаждений и ее отдельных компонентов. Максимальная масса насаждений в абсолютно сухом состоянии наблюдается в возрасте 80 лет, что совпадает с максимумом массы древостоя. Масса подроста увеличивается до возраста 40 лет, а далее практически не изменяется.

Стабильно увеличивается с возрастом масса подлеска. Масса живого напочвенного покрова уменьшается до 50 лет, а затем увеличивается почти вдвое к 120 годам.

>^1руКТура фИТОмлССЫ ТОПОЛЬНПКОБ С БСОраСТО**! МСМЯСТСл (рИС. 2) в основном, за счет изменения доли массы древостоя и живого напочвенного покрова. Гак, доля живого напочвенного покрова к 60 годам уменьшается почти в 5 раз, а затем увеличивается в 1.5 раза. Доля подроста и подлеска с возрастом изменяется незначительно. В целом следует отметить, что доля нижних ярусов невелика и меняется от 2.6 % до 0.6 %.

Подобные закономерности в изменении структуры фитомассы насаждений отмечалась в осинниках Приобья (Габеев,1976) и осинниках Поволжья (Рождественский, 1982).

5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРОДУКТИВНОСТИ ТОПОЛЕВЫХ НАСАЖДЕНИЙ ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ И ВЕДЕНИИ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА

Многие исследователи относят пойменные леса к высшим классам защитности, особо выделяя их берегозащитную, почвозащитную, водоохранную, колъматирующую и руслообразующую роль.

Берегозащитная роль топольников заключается прежде всего в укреплении прибрежной полосы корнями древостоя, подроста и подлеска. Корни, пронизывая всю толщу почвы, выполняют армирующую роль и оказывают существенное сопротивление ее размыву. Надземные части деревьев и кустарников во время паводков, происходящих неоднократно в течение лета, способствуют снижению скорости течения и косвенно уменьшают размыв берега. Скорость течения по фарватеру реки при этом увеличивается, что препятствует заилению. Вымытые крупные корни уменьшают разрушение берега во время ледохода.

Заселяя свежие наносы на выпуклых частях русла реки, тополевые молодняки закрепляют их и тем самым положительно влияют на русловые процессы.

Почвозащитная (противоэрозионная) роль пойменных тополь-ников заключается в уменьшении смыва и размыва почвы. Почвы пойм рек Тувы сложены в основном из аллювиальных галечниковых и песчаных наносов, и поэтому особенно подвержены эрозии. Неглубокий гумусовый горизонт иногда полностью смывается или заносится свежими наносами. Древесная и кустарниковая растительность увеличивают шероховатость поймы и уменьшают скорость течения до скорости ниже критической размывающей. Особенно большую роль в этом играют подрост, подлесок и живой напочвенный покров.

Кольматирующая роль топольников заключается в осаждении твердых частиц во время половодья. Таким образом, лес выступает в качестве фильтра, препятствуя дальнейшему переносу продуктов эрозии, которые привели бы к его заилению. Лес также защищает от наносов заливаемые пастбища, сенокосы, пашни. Очищая воду, то-польншш создают более благоприятные условия для жизни рыб, особенно ценных пород, более требовательных к качеству воды.

Кольматирующая эффективность топольников определяется густотой подроста, подлеска, его составом, степенью задернения почвы. Тополь хорошо переносит засыпание стволов отложениями, образуя при этом дополнительный ярус корней. Размыв и повреждения корней способствуют образованию поросли.

Выявленные закономерности структуры и динамики фитомас-сы топольников позволяют провести оценку защитных свойств насаждений и разработать рекомендации по проектированию и проведению некоторых лесохозяйственных мероприятий.

Согласно действующих правил рубок главного пользования в большинстве топольников допускается только проведение добровольно - выборочных рубок слабой интенсивности. Однако, согласно нашим данным, даже снижение полноты до 0.4, приводит лишь к незначительному увеличению количества подроста.

Поэтому можно согласиться с мнением многих исследователей пойменных лесов, что применение в этих лесах сплошных рубок возможно и необходимо. Особенно это очевидно, если вырубаются древостой значительно старше возраста возобновительной спелости, так

как способность порослевого возобновления они утратили, а семенным путем топольники возобновляются очень плохо.

Проведение сплошных рубок с сохранением подроста, подлеска •л напочвенного покрова я -таксе время, своевременное лесозосста-новленис на вырубках только на непродолжительный срок и незначительно уменьшит противоэрозионные и кольматирующие свойства топольников.

Возраст рубки является важным элементом организации и ведения хозяйства. Главным аргументом при его обосновании в пойменных лесах является защитная спелость. Защитные свойства леса весьма разнообразны и плохо поддаются количественной оценке. Поэтому большинство исследователей предлагает методы определения возраста защитной спелости по косвенным признакам. На наш взгляд, наиболее приемлемым из них является метод, предложенный Э.Н. Фалалеевым и Н.П. Гординой (1979), опирающийся на балльную оценку защитной роли леса. При этом методе определения возраста защитной спелости учитывается максимальное количество показателей динамики фитомассы насаждений - возрасты максимальной массы стволов, ветвей, корней, листьев, подроста, подлеска, живого напочвенного покрова.

Возраст защитной спелости топольников, определенный по этому методу, получился равным 90 годам.

Для определения интенсивности рубок ухода необходимо прежде всего установить оптимальную полноту, то есть полноту, при которой насаждение выполняет свою защитную функцию наилучшим образом. Э.Н. Фалалеев и Н.П. Гордина (1980,1981) предложили расчет оптимальной полноты на тех же принципах, что и расчет возраста защитной спелости. Сделанные нами расчеты оптимальной полноты топольников Тувы по предложенной ими методике дали следующий результат: оптимальная полнота в возрасте от 20 до 60 лет примерно равна 0.65.

Важное значение имеет выбор метода рубок ухода. "Наставление по рубкам ухода в лесах Восточной Сибири" (1994) предлагает в чистых одновозрастных древостоях применять принцип низового ухода. Но, как видно из таблицы 3, составленной на основе анализа динамики строения топольников по толщине, естественное

Таблица 1

Весовая продуктивность деревьев тополя (кг)

Д, СМ Относительная полнота

0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | О.о | 0.9 | 1.0

II класс бонитета

8 13,1 12,7 12,5 12,5 12,6 12,5 12,6

16 74,5 75,3 76,1 77,0 77,9 78,9 79,8

24 209,2 213,8 218,1 222,2 226,3 230,0 233,4

32 429,2 440,8 452,1 462,7 472,8 482,3 491,4

40 736,7 759,6 781,7 803,0 823,4 842,8 861,4

III класс бонитета

8 11,9 11,4 11,2 11,4 11,4 И,4 11,5

16 70,2 70,7 71,4 72,1 72.7 73,4 74,0

24 199,0 203,1 207,0 210,6 214,0 217,1 220,1

32 409,8 420,4 430,7 440,4 449,6 458,3 466,4

40 703,3 724,7 745,3 765,0 783,9 801,9 818,8

Таблица 2

Динамика строения модальных топольников (шт)

А Д N Количество стволов по ступеням толщины

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

10 2.9 7873 2204 2519 1890 866 315 79

20 7.0 3612 108 217 325 433 506 470 433 361 289 181 144 72 36 36

г 4 б 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28

30 11.4 2185 66 153 284 350 393 350 262 175 87 44 22

40 15.6 1512 15 30 76 121 166 197 212 197 166 136 91 60 30 15

12 16 20 24 28 32 36 40

50 19.7 1093 98 164 240 251 186 109 33 И

60 23.4 830 33 75 125 174 174 133 75 33 8

I 3 - ствол и корни ¿'.у. I - древесина стволов - ствол, корни и ветви у 2 - весь ствол ! 5 - общая масса |

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Возраст, лет

Рис. 1 Изменение доли фракций в общей фитомассе древостоя с возрастом

97,0

20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Возраст, лет Рис. 2 Динамика структуры фитомассы модальных топольников

изреживание древостоев за счет нижних ступеней идет только в молодом возрасте, начиная с 30 лет идет отпад и средних по диаметру деревьев, а с 50 лет - и самых толстых. Поэтому низовой метод следует применять тслысс с молодых дргвостсях, а затем необходимо использовать комбинированный.

Другие результаты исследования могут также найти практическое применение. Составленные объемные таблицы могут быть использованы при отводе лесосек главного и промежуточного пользования, а также при закладке пробных площадей во время лесоустройства. Использование других таблиц, как было показано выше, приводит к систематическим ошибкам. Применение таблицы сумм площадей сечений и запасов топольников при полноте 1.0 повысит точность таксации относительной полноты и запаса, что, в свою очередь, позволит более обосновано проектировать хозяйственные мероприятия: выборочные рубки главного пользования, рубки ухода.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В топольниках Тувы таксационные исследования, охватывающие такой широкий круг вопросов, проведены впервые. Получены следующие результаты, имеющие теоретическое и практическое значение:

1. Тополевые леса Тувы, располагаясь по поймам рек степной и полупустынных зон, имеют большое хозяйственное значение как защитные леса, а также как источник древесины для местных нужд.

2. Распределение количества стволов по толщине в древостоях разного возраста и среднего диаметра подчинено определенным закономерностям, на основе которых составлена таблица динамики строения модальных топольников пойменных.

3. Выявленные закономерности в изменении коэффициента формы и видового числа деревьев тополя позволили разработать объемные таблицы.

4. Установлена средняя условная плотность древесины тополя лавролистного в условиях Тувы - 368 кг/ м3 и коры - 421 кг/м3.

5. Предложены модели, отражающие связь между массой корневой системы и ее элементов (стержневого, бокового корней и ння) с диаметром на высоте 1.3 м.

6. С помощью дисперсионного анализа установлено, что масса крон в наибольшей степени зависит от диаметра дерева, класса бонитета и полноты. Проведено математическое моделирование, этих зависимостей.

7. Составлена таблица хода роста топольников пойменных, ее анализ показал, что возрасты количественной (50 лет) и естественной спелости (80 лет) наступают значительно позже, чем в тополышках других регионов.

8. Предельные значения сумм площадей сечений и запасов оказались выше, чем у осины по таблице ЦНИИЛХ, и близкими к таковым у топольников Украины и Дона.

9. Изменение доли отдельных фракций в общей фитомассе древостоя наиболее заметно до возраста 40 лет. При этом увеличивается доля стволов и корней и уменьшается доля остальных фракций.

10. Масса подроста и подлеска увеличивается с возрастом древостоя и уменьшается с увеличением полноты. В изменении массы живого напочвенного покрова существует более сложная закономерность - в низкополнотных древостоях с возрастом она уменьшается, в высокополнотных - увеличивается.

11. Анализ защитных свойств топольников, особенностей их роста и возобновления показал возможность применения сплошных рубок.

12. Использование балльной системы оценки защитных свойств насаждений позволило установить возраст защитной спелости (90 лет) и оптимальную полноту, в возрасте от 20 до 60 лет (0.65).

13. Анализ динамики строения модальных топольников по толщине показал, что до возраста 30 лет оправдано применение низового метода рубок ухода, в древостоях более старшего возраста необходимо применять комбинированный метод.

Полученные результаты имеют практическое значение для лесоведения и лесоводства, могут быть использованы при учете растительных ресурсов, инвентаризации лесов, в лесоустроительном проектировании, оценке эффективности ведения хозяйства.

Исследование продуктивности топольников Тувы показало, что они не относятся к наиболее продуктивным, но в данных условиях альтернативы не имеют. Необходимо продолжить изучение то-llOjlbflHK.Uö. ПрсдсГйЬллсЮя йНТСрССНЫМй ü ВмЖКЪШЯ ДЛЯ ПрйХТНКЛ следующие направления исследований: изучение возрастной и товарной структуры, установление возраста возобновительной спелости в низкоствольном хозяйстве, связь возобновления с колебаниями обводненности территории.

По теме диссертации опубликованы следующие работы.

1. Немич Н.С. Акуленок В.А. Плотность древесины тополя лавролистного // Совершенствование подготовки кадров в связи с перспективным развитием лесной промышленности по программе "Сибирь". Тезисы докладов. Красноярск, 1981, с. 36-38.

2. Немич Н.С. Грицкевич H.H. Обоснование метода учета массы корней топольников Тувинской АССР // Научный поиск молодежи - лесной промышленности края. Тезисы докладов. Красноярск, 1982, с. 179-181.

3. Немич Н.С. Опыт таксации топольников // Информационный листок Красноярского межотраслевого территориального ЦНТИиП. Красноярск, 1982, 2 с.

4. Немич Н.С. Телицын Н.В. Таблицы объемов тополя лавролистного Тувинской АССР // Научный поиск молодежи - лесной промышленности края. Тезисы докладов. Красноярск, 1982, с. 181183.

5. Немич Н.С. Кидакова Н.В. Описание распределения деревьев тополя по диаметру с помощью функции Вейбулла // Научный поиск молодежи - лесной промышленности края. Тезисы докладов. Красноярск, 1987, с. 13-14.

6. Немич Н.С. Топольники Тувинской АССР и особенности их таксации // Лесная таксация и лесоустройство. Красноярск, 1987, с. 87-91.

7. Немич Н.С. Кидакова Н.В. Масса крон тополя лавролистного // Тезисы докладов краевой научно-технической конференция

"Ресурсо- и экологосберегатощие технологии в лесной промышленности" Красноярск: СТИ, 1988, с. 45-46.

8. Немич Н.С. Филоненко В.М. Изменение массы нижних ярусов топольников Тувы // Разработка технологий полного использования биомассы дерева. Тезисы докладов. Красноярск: СТИ, 1989, с.

9. Немич Н.С. Ход роста топольников Тувы // Использование и восстановление ресурсов Ангаро-Енисейского региона. Красноярск: СТИ, 1991, с. 89-93.

10. Немич Н.С. Динамика фитомассы тополевых древостоев II Использование и восстановление ресурсов Ангаро-Енисейского региона. Красноярск: СТИ, 1991, с. 141-146.

11. Немич Н.С. Условная плотность древесины и коры тополя лавролистного // Таксация и лесоустройство. -Красноярск : КГТА, 1997, с. 125-128.

12. Гончарук В.В. Кузьмичев В.В. Немич Н.С. Немич В.Н. Субочев Г.К. Таксация и устройство лесов Сибири: Справочное пособие к составлению курсовых и дипломных проектов по лесоустройству для студентов специальности 26.04.00 всех форм обучения. -Красноярск: КГТА, 1997.- 112с.

35-36.

Подписано в печать 11.08.98 Сдано в производство

Усл. тп. л. 1,0 Уч.-изд. л. 1,0 Тираж 100 экз. Лицензия N 020346. 27. 011997. Заказ Печать офсетная.

Редакционно - издательский отдел СибГТУ 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 82, тип. СибГТУ

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Немич, Николай Семенович, Красноярск

СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

НЕМИЧ Николай Семенович

ПРОДУКТИВНОСТЬ ТОПОЛЬНИКОВ ТУВЫ

Специальность 06. 03. 02. - Лесоустройство и лесная таксация

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Э.Н. Фалалеев,

доктор биологических наук, профессор В.В. Кузьмичев

Красноярск - 1998

СОДЕРЖАНИЕ

Введение.......................................................................................3

Глава 1. Краткая характеристика природных условий и тополевых лесов Тувы...................................................................6

1.1. Геологическое строение и рельеф.................................6

1.2. Гидрография..................................................................8

1.3. Климатические условия.................................................9

1.4. Почвенный покров........................................................10

1.5. Растительность..............................................................14

1.6. Краткая характеристика тополевых лесов..................18

Глава 2. Основные программные вопросы . Методика исследований и характеристика экспериментального материала.......... 29

Глава 3. Фитомасса деревьев тополя...........................................48

3.1. Объемы стволов.............................................................48

3.2. Масса стволов................................................................58

3.3. Масса корневой системы деревьев тополя....................67

3.4. Масса крон....................................................................74

3.5. Таблицы весовой продуктивности деревьев тополя.....78

Глава 4. Фитомасса насаждений тополя и ее динамика................94

4.1. Ход роста топольников..................................................94

4.2. Весовая продуктивность древостоев.............................105

4.3. Изменение массы нижних ярусов насаждения..............110

4.4. Весовая продуктивность и структура фитомассы

насаждений.....................................................................................113

Глава 5. Использование показателей продуктивности тополевых насаждений при организации и ведении лесного хозяйства.........117

5.1. Водоохранно-защитное значение тополевых лесов......117

5.2. Ведение хозяйства в тополевых лесах...........................119

Заключение.....................................................................................130

Литература......................................................................................133

©

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Основная задача всей лесохозяйствен-ной науки - повышение продуктивности лесов, а в ее оценке большую роль играет таксация. В современном понимании продуктивность леса включает в себя не только таксационные показатели стволовой древесины, но и оценку массы других компонентов лесного биоценоза. Изучение фитомассы лесных растительных сообществ позволяет, кроме ресурсоведческих задач, решать ряд общебиологических проблем, связанных с распространениям и кругооборотом вещества и энергии, количественной оценкой невесомых полезностей леса.

Тополевые леса Тувы приурочены к поймам крупных и средних рек, занимая и первую надпойменную террасу. Заросли тополя узкими лентами вдоль пересыхающих летом водотоков глубоко врезаются в степные и полупустынные районы, поэтому они имеют большое хозяйственное значение, являясь источником древесины для местных нужд в малолесных степных районах, и играют водоохранно-защитную роль.

Данные о продуктивности фитомассы топольников могут быть использованы при инвентаризации лесов, отводе лесосек, оценке эффективности выполненных мероприятий, позволят обосновывать при лесоустройстве некоторые лесохозяйственные мероприятия: главное и промежуточное пользование, лесовосстановление и др.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы было изучение структуры и закономерностей изменения фитомассы отдельных компонентов как дерева, так и древостоя, и выявление связей между традиционными таксационными показателями и фи-томассой деревьев и древостоев. В соответствии с этим определились следующие задачи :

1. Изучение продуктивности фитомассы топольников.

2. Создание нормативов для глазомерной и перечислительной таксации.

3. Обоснование лесохозяйственных мероприятий с учетом лесозащитной и водоохранной функций топольников, с учетом структуры и динамики фитомассы.

Научная новизна работы Изучено строение топольников по толщине и закономерности его изменения в древостоях разного диаметра и возраста. Разработаны математические модели, отражающие форму ствола через такие показатели, как коэффициент формы и видовое число. Установлен один из важнейших показателей физико-механических свойств древесины и коры - условная плотность. Изучена структура фитомассы дерева, выявлены связи между диаметром, высотой дерева, полнотой древостоя и массой корней, стволов, ветвей, листьев, и составлены математические модели, аппроксимирующие их. Для топольников пойменных по материалам пробных площадей составлена таблица хода роста модальных дре-востоев. Выявлена закономерность изменения предельных значений сумм площадей сечений и запасов топольников с изменением их средней высоты. Изучена динамика структуры фитомассы древостоя. Исследовано изменение массы подлеска, подроста, живого напочвенного покрова с возрастом под пологом древостоев разной полноты. Составлена таблица динамики надземной фитомассы модальных тополевых насаждений. Обоснованы основные принципы проектирования главного и промежуточного пользования в топольниках.

Практическая значимость работы Составленные объемные таблицы позволят повысить точность определения запаса при таксации лесосек главного и промежуточного пользования и пробных площадей. Установленные в работе закономерные связи сумм площадей сечений и видовых высот максимально полных древостоев со средней высотой повысят точность определения при глазомерной таксации полноты и запаса древостоя. Таблицы хода роста модаль-

ных топольников могут быть использованы при актуализации материалов лесоустройства. Выявленные закономерности изменения фи-томассы насаждений тополя и ее структуры с возрастом и полнотой могут быть использованы при обосновании возраста и способа рубки главного пользования, интенсивности рубок ухода.

Апробация работы Основные положения диссертации отражены в докладах, представленных на межвузовских и научно-практических конференциях: "Совершенствование подготовки кадров в связи с перспективным развитием лесной промышленности по программе "Сибирь", "Научный поиск молодежи - лесной промышленности края", " Разработка технологий полного использования биомассы дерева", "Ресурсо- и экологосберегающие технологии в лесной промышленности", в информационном листке Красноярского межотраслевого территориального ЦНТИиП.

Публикации Основное содержание диссертации изложено в 12 печатных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 147 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав и заключения. Список литературы насчитывает 190 наименований, в том числе 9 иностранных. Текст иллюстрирован 49 таблицами и 13 рисунками.

ГЛАВА 1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ И ТОПОЛЕВЫХ ЛЕСОВ ТУВЫ

Республика Тыва расположена в центре Азии между 49° 45' и 53°46' северной широты, 89°49' и 98° 56' восточной долготы. Площадь республики -170,5 тыс. квадратных километров. На западе она граничит с Горным Алтайем по хребтам Алтайской горной страны; на севере - с Красноярским краем и Хакасией по хребтам Западного Саяна; не северо-востоке - с Иркутской областью и Бурятией по хребтам Восточного Саяна; на востоке и на юге - с Монголией по хребтам Прихубсугулья и по полупустынным пространствам Убсу-нурской котловины.

1.1. Геологическое строение и рельеф

В течение протерозоя и нижнего кембрия на территории Тувы происходило reo синклинальное погружение. В среднекембрийское время оно сменилось мощными горообразовательными движениями (Кудрявцев, 1963). Последние вызвали дифференцированные поднятия, образование мощных глубинных разломов (Саяно-Тувинского, Каахемского). В среднем палеозое происходит постепенное превращение центра и запада Тувы в платформу. С верхнего карбона вплоть до миоцена существовал режим денудации, приведший к общей пенепленизации страны. Максимальные высоты не превышали 1000-1500 м ( Обручев, 1946).

В результате энергичных глыбовых движений в миоцене - пли-гоцене сформировались основные элементы современной орографии Тувы - выдвижение Западного Саяна, резкий подъем системы хребта академика Обручева. В восточных районах по линиям разломов в нижнечетвертичное время произошли многочисленные излияния базальтов (Лебедева, 1938; Леоньтьев, 1956; Кушев, 1952).

Одновременно с выдвижением горных систем происходили относительные опускания депрессионных зон и оформление основных котловин - Центрально-Тувинской, Тоджинской, Убсунурской. Важную роль в формировании рельефа высокогорных районов сыграло двукратное четвертичное оледенение (Леонтьева, 1938; Обручев, 1953), а в поясе среднегорья - эрозионная деятельность рек.

Рельеф Тувы образует чрезвычайное разнообразие гольцовых хребтов с высокими и плоскими нагорьями слабохолмистых равнин и котловин (Михайлов, 1961). Значительную часть республики занимает пониженное пространство Центрально-Тувинской котловины. Она вытянута в широтном направлении на 400 км и располагается на высоте 530-1100 м. Котловина ограничена на севере отрогами Западного Саяна, на юге - склонами Западного и Восточного Танну-Ола и представляет собой район открытых степных пространств. Горные хребты, пересекающие котловину, делят ее на три части: Хемчикскую, Улук-Хемскую и Турано-Урюкскую по долинам одноименных рек.

В северо-восточном секторе Тувы находится Тоджинская котловина, обрамленная с северо-западной стороны Западным Саяном, с северо-востока и востока - дугой Восточного Саяна, а с южной стороны - Восточно-Тувинским нагорьем. Она представляет собой заболоченную депрессию, лежащую на высоте 800-1200 м; длина ее 200 км, а ширина свыше 50 км. Южнее Тоджинской котловины находится хребет академика Обручева. Массивы и горные группы этого хребта вытянулись в широтном направлении почти на 300 км. Высота его 2700 м.

Южная часть республики занята горными массивами хребтов Западного и Восточного Танну-Ола и гор Сангилен. Западный Тан-ну-Ола в западной своей части достигает высоты 2800 -3000 м, многие его вершины имеют здесь альпийский характер. К востоку хребет понижается до 2300-2500 м и имеет характер плато с отдельными не-

высокими скальными останцами. Западный Танну-Ола в районе верховья реки Элегест переходит в хребет Восточный Танну-Ола. Максимальная высота его 2591 м, южные склоны его обычно менее крутые, чем северные. Крайне восточным окончанием системы гор Южной Тувы является хребет Сангилен. Отдельные массивы его достигают высоты 3000-3200 м, вершины их отличаются альпийскими формами.

Южнее Танну-Ола и Сангилена расположена Убсунурская котловина. Находящаяся на территории Тувы, северная ее часть занята подгорными делювиально-пролювиальными шлейфами конусов выноса. В бассейне реки Тес-Хем встречаются останцовые массивы, а на речных террасах - развеваемые барханные пески.

На западе и северо-западе Тувы выделяется горный район, представленный хребтами Восточного Алтая (Цаган-Шибету, Чи-хачева, Шапшальский) и Западного Саяна (Куртушибинский, Хем-чикский, Саянский).

1.2 Гидрография

Реки Тувы носят горный характер: имеют быстрое течение (2-5 м/сек), множество порогов и перекатов. В котловинах скорость рек понижается, и они порой образуют обширные поймы. Русла в этих местах разделяются многочисленными островами на протоки.

Крупнейшей рекой республики является Верхний Енисей (Улуг-Хем), образующийся от слияния Большого Енисея (Бий-Хема) и Малого Енисея (Каа-Хема). Верхний Енисей имеет ширину 200-300 м, глубину до 3.5 и скорость течения 1.2 м/сек, судоходен. Самым крупным притоком его является река Хемчик, ширина которой в нижнем течении 100-160 м, глубина - до 3 м, скорость течения - 1.7 м/сек.

Самой крупной рекой, впадающей в бессточное озеро Убсу-Нуру, является р. Тес-Хем. Протяженность ее в пределах Тувы со-

ставляет 375 км, ширина - 50-80 м. Вся территория республики расчленена большим количеством малых рек и ручьев, берущих начало на склонах горных хребтов. Многие из них маловодны и не доходят до основных рек. В степной части Тувы поймы всех рек заняты то-польниками. и нет сомнения, что они играют здесь огромную водоохранную, берегоукрепляющую и водорегулирующую роль.

1.3. Климатические условия

Климат Республики Тыва резко континентальный, что подтверждается высокой годовой и суточной амплитудой температуры воздуха и малым количеством осадков. Средняя температура воздуха в республике колеблется от -4° до -6° и ниже высоко в горах. В целом преобладает антициклональная сухая и ясная погода, зимой холодная, а летом жаркая.

В окруженных горными хребтами котловинах зима безветренная, холодная с преобладанием ясной и солнечной погоды. Наблюдаются инверсии температур. Средняя температура января от -25° до -34°, но в отдельные дни случаются морозы до -550, -580.

Лето в межгорных понижениях теплое, нередко жаркое. Июльская температура - 17°-20°, временами жара достигает 38° -40°. В горах наблюдается закономерное понижение температуры.

Обрамление Тувы с запада и севера высокими горами обуславливает малое, а в иных местах очень малое количество осадков. Основные влагоносные воздушные течения - северо-западные циклоны - приходят в Туву сильно обедненными влагой, большая часть которой остается на наветренных склонах Алтая и Саян. В центральной части Улугхемской котловины выпадает всего 220 мм осадков. Заметное снижение Саянских гор в районе Амыльского перевала способствует лучшему увлажнению Тоджинской котловины. Годовое количество осадков достигает здесь 500-600 мм.

Наибольшее количество осадков - до 65-85 % годовой суммы -приходится на теплое время года, главным образом на июль и август

месяцы. Зимой их выпадает мало и мощность снежного покрова почти везде, за исключением восточных районов, невелика (10-30 см). Малая мощность снежного покрова и сильные морозы зимой способствуют глубокому промерзанию почвы и формированию островной многолетней мерзлоты.

Сумма активных температур выше 10° по долине Енисея, Хемчика и в Убсунской котловине превышает 1800°, а в горах на высоте более 1500 м уменьшается до 1000° и менее. Период с температурами выше 10° в долинах составляет 100-125 дней, а в горах высотой 1400 м - менее 80 дней. Безморозный период колеблется от 60 до 125 дней. Ветры в Туве обычно слабые, но весной они сильные (более 15 м/сек), что вызывает пыльные бури.

По агроклиматическому районированию (Агроклиматические ресурсы Красноярского края и Тувинской АССР, 1974) местопроизрастания топольников относятся к недостаточно теплому району, характеризующемуся суммой температур свыше 10° равной 1800°-20009. Как видно из таблицы 1.1. области произрастания топольников получают почти одинаковое количество осадков, близки они и по другим показателям климата. Следовательно, можно считать, что топольники Тувы, не смотря на некоторую территориальную разобщенность, произрастают в относительно близких (однородных) климатических условиях.

1.4 Почвенный покров

Резкие контрасты в рельефе и климате обусловили большое разнообразие и территориальную неоднородность почв Тувы. В.А. Носин [1963] выделил три группы типов почвообразования: степного и пустынно-степного; таежно-лесного; высокогорного (лугового, тундрового).

Таблица 1,1

Климатическая характеристика основных районов произрастания топольников

Метеоста Абсо- Термические условия Условия Наиболь

нция лют- увлажнения шая

ная Темпера Темпера Годовая Сумма Сумма Годовая Сумма глубина

высо- тура тура амплитуда темпера- темпера- сумма осадков снежного

та января, июня, температур, тур выше тур выше осадков, в период покрова,

м °С °С °С 10°С 5°С мм IV-X, мм см

Тэли 983 -29.2 17.5 46.7 1848 2145 243 207 17

Чадан 724 -31.0 18.3 49.0 1930 2251 243 206 18

Эрзин. .1100 -34.9 17,8 52.7 . 1864 2138 223 178 22

Кызыл 625 -33.7 19.6 53.3 2036 2334 253 196 24

о.-

Высокогорные почвы занимают четверть площади республики. Наибольшее распространение среди них имеют горнотундровые почвы, начинающиеся на верхней границе леса, примерно с 1800 м и захватывающие почти весь высокогорный пояс. Относящиеся к этой группе горнолуговые и луговые почвы распространены гораздо меньше.

Таежно-лесные почвы занимают половину всей территории Тувы. В составе этой группы первое место по распространенности принадлежит горнотаежным неоподзоленным и слабооподзоленным почвам. Они покрывают нижнюю и среднюю часть горного пояса и свойственны, в основном, высокопроизводительным лиственничным лесам. Характерными особенностями этих почв является интенсивное накопление органического вещества в верхних горизонтах при отсутствие или слабом проявлении оподзоленности, не смотря на то, что почвы формируются под пологом хвойной растительности. Эти особенности объясняются засушливостью и резкой континен-тал