Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Состояние и рост подроста сосны на осушенных сфагновых болотах Среднего Урала

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

Автореферат диссертации по теме "Состояние и рост подроста сосны на осушенных сфагновых болотах Среднего Урала"

На правах рукописи

Иматова Ирина Александровна

СОСТОЯНИЕ И РОСТ ПОДРОСТА сосны НА ОСУШЕННЫХ СФАГНОВЫХ БОЛОТАХ СРЕДНЕГО УРАЛА

/ 06.03.03 - Лесоведение и лесоводство; лесные пожары и борьба с ними

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Автореферат

Екатеринбург 1997

Работа выполнена в Уральской Государственной лесотехнической академии

Научные руководители:

Научный консультант:

Ведущая организация:

кандидат сельскохозяйственных наук, профессор |в.А. Щавровский

Официальные оппоненты:

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент C.B. Залесов

доктор биологических наук, профессор, академик МАН ВШ, •чл,- корр. РАЕН

A.C. Чиндяев

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, чл,- корр. РАЕН

B.К. Константинов; кандидат сельскохозяйственных наук, с.н.с.

Г.П. Макаренко

Свердловское управление лесами

Защита состоится "30" октября 1997 г. в 10°° часов на заседании диссертационного совета Д.063.35.01 Уральской государственной лесотехнической академии по адресу: 620032 г. Екатеринбург, Сибирский тракт, 37.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии

Автореферат разослан "<ЗУ" сентября 1997 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат сельскохозяйствен наук, доцент __

C.B. Залесов

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В последние годы, ввиду истощения лесосырьевой базы в наиболее доступных районах Свердловской области, на первый план выходит задача перевода лесного хозяйства на принципы непрерывного и неистощительного лесопользования. Для избыточно увлажненных лесных земель решение этой задачи невозможно без дальнейшего развития теории и практики гидролесомелиорации.

На территории Свердловской области из 3,5 млн.га гидролесомелиоративного фонда более 1 млн. га - приходится на долю верховых болот. Значительную часть этой площади занимают спелые и перестойные сосновые насаждения, проведение гидролесомелиоративных работ в которых, без дополнительных лесо-хозяйственных мероприятий, малоэффективно.

Известно, что в сосняках на верховых болотах процессы естественного возобновления проходят вполне успешно, обычно под пологом таких древостоев имеется значительное количество подроста. Однако вопросы, связанные с обоснованием путей формирования нового поколения древостоев из подроста сосны предварительной генерации на осушенных сфагновых болотах остаются малоизучеными, но весьма актуальными.

Цель и задачи исследований. Основная цель работы - на основании изучения качественных и количественных показателей подроста сосны предварительной генерации после осушения и вырубки материнского древостоя, установить возможность и эффективность применения узколесосечных сплошных рубок в сфагновых сосняках, для ускоренного выращивания продуктивных древостоев на осушенных землях. Для достижения поставленной цели исследован широкий круг вопросов, связанных с трансформацией отдельных компонентов болотных биогеоценозов и адаптацией подроста к изменившимся условиям среды.

Научная новизна. Впервые для Среднего Урала рассмотрена лесоводственная эффективность сплошной рубки в сфагновых сосняках. Изучено комплексное влияние осушения и вырубки материнского древостоя на состояние и рост подроста сосны предварительной генерации. Исследована динамика биометрических показателей подроста. Рассмотрены особенности сезонного роста корней. Проанализировано содержание комплекса основных

макро- и микроэлементов в хвое. Дан прогноз формирования древостоев из подроста сосны предварительной генерации на осушенных сфагновых болотах.

Практическая ценность работы. В результате проведенных исследований изучен комплекс факторов, определяющих состояние и рост подроста сосны на осушенных верховых болотах. Производству предложен способ проведения рубок главного пользования в осушенных сфагновых сосняках, позволяющий повысить продуктивность новых древостоев и сократить срок их вырашдаания на 20...30 лет.

Апробация работы. Результаты работ докладывались на координационном научно-производственном совещании "Гидролесомелиорация: задачи и координация исследований" (С.-Петербург, 1994), областной научно-технической конференции "Вклад ученых и специалистов в развитие химико-лесного комплекса" (Екатеринбург, 1995), совещании "Эколого-биологическое обоснование гидролесомелиорации и реконструкции осушительных систем" (Петрозаводск, 1996), региональной молодежной научной конференции "Актуальные проблемы лесоведения" (Екатеринбург, 1996), совещании 'Тидролесомелиорация: наука - производству" (С.-Петербург, 1996).

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 8 печатных работах. Одна - находится в печати.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 8 глав, заключения, приложение и списка использованной литературы, включающего 374 работ, в том числе 17 - на иностранных языках. Основной материал изложен на 156 страницах машинописного текста, иллюстрирован 47 таблицами и 33 рисунками.

ГЛАВА 1. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ И ГИДРОЛЕСОМЕЛИОРАТШШЙ ЗОНД СРЕДНЕГО УРАЛА

На основании литературных данных дано описание географического положения, климатических особенностей, растительного покрова и почв Свердловской области. Указано, что по 57°с.ш. на западном склоне Уральских гор и по 58°с.ш. - на восточном, проходит граница избыточного увлажнения, севернее которой имеются потенциальные возможности развития болотооб-

разовательного процесса. Констатируется, что в области второе место по ландшафтообразующему значению принадлежит болотам и заболоченным землям, причем на долю верховых приходится более 29% их общей площади.

Проанализированы работы В.И. Маковского и др. (1977, 1978), в которых представлено гидролесомелиоративное районирование Свердловской области. Неоднородность гидролесомелиоративного фонда, составляющего около Д Ь" млн.га, требует тщательного изучения вопросов лесоосушения и ведения лесного ■хозяйства на заболоченных и болотных землях.

ГЛАВА 2. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

Вопросы естественного возобновления лесов на осушенных площадях интересовали ученых и практиков уже давно. Положительное влияние осушения на процессы естественного возобновления отмечали еще Е.В. Оппоков (1911) и Ш.Э. Шабак (1915).

На увеличение количества подроста (в 1,4...6 раз) в первые годы после осушения указывают многие авторы (Корепанов, 1980; Сабо и др., 19816-, Ипатьев и др., 1984; Чиндяев, 1988, 1995; Пахучий, 1990; Шишов, 1993; Гаврилов, 1994; Матюшкин, 1994; Матвеева, Чиндяев, 1996).

Процесс появления древесной растительности и формирования молодняков на осушаемых землях зависит от целого ряда факторов, таких как тип болота, характер торфяной залежи, зольность торфа, степень осушения, таксационные характеристики древостоя и др. Однако большинство ученых (В.А. Ананьев, А.И. Артемьев, В.З. Вайнблат, М.М. Елпатьевский, С.П. Ефремов, В.А. Ипатьев, А.И. Кузнецова, В.М. Медведева, Г.Е. Пятецкий, В.Г. Рубцов, Л.П. Смоляк, П.А. Феклистов, A.C. Чиндяев, L.Heikurainen) сходятся во мнении, что определяющим в характере возобновления является тип болота.

Известно, что на низинных и богатых переходных болотах возобновление происходит не всегда успешно из-за разрастания травянистой растительности (Ефремов, 1976; Бельков, Козлова, 1977; Елпатьевский и др., 1978; Вайнблат, Медведева, 1980; Вайнблат, 1982). Кроме того, на таких объектах наблюдается смена сосны березой (Чертовский, Истомин, 1970; Медведева, Матюшкин, 1984).

На бедных переходных и верховых болотах предварительное возобновление сосны (относительно момента осушения) протекает вполне успешно. Под пологом болотных сосняков всегда имеется достаточное, для успешного возобновления, количество подроста (Рубцов, 1961; Феклистов, Баидина, 1979, Феклистов др., 1995; Артемьев и др., 1980; Раткевич и др., 1980; Не1-кигашеп, 1971).

Прямая связь между количеством подроста сосны, росшего на болоте до осушения и густотой естественного возобновления после осушения, отмеченная В.М.Медведевой (1978), позволяет определять перспективные для возобновления хвойными породами площади. Необходимое количество жизнеспособного хвойного подроста варьирует от 1,5...3,0 до 9...15 тыс.шт/га (Технические указания..., 1971; Рубцов, 1973; Пятин, 1975; Елпать-евский и др., 1978; Руководство..., 1986).

Разнообразие лесорастительных условий и типов заболоченных лесов обусловливают необходимость разработки дифференцированных принципов хозяйствования в них. Анализ литературы показал, что до настоящего времени научные основы проведения рубок в таких насаждениях пока не разработаны: не обоснованы оптимальные возраста рубок, нет четких принципов отбора деревьев, методов формирования оптимальной структуры лесов, сроков вырубки древостоев. Производственного опыта проведения рубок в древостоях на осушенных торфяных почвах у нас в стране почти нет. Имеются лишь несколько работ, посвященных отдельным вопросам этой проблемы (Медведева, Матюш-кин, 1978, 1980; Ионин, 1980; Столяров, Кнйзе, 1980; Федю-ков, Рубцов, 1980; Рубцов, Федюков, 1980; Попов, Петрук, 1980; Попов, 1993).

ГЛАВА 3. ПРОГРАММА, МЕТОДИКА РАБОТ И ОБЪЕМ СОВРАННОГО МАТЕРИАЛА. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1 Программа, методика работ и объем собранного материала.

В соответствии с поставленной целью исследований были сформулированы следующие программные вопросы:

1. Изучить влияние осушения сфагновых болот на лесово-зобновительные процессы.

2. Оценить динамику гидротермического режима торфяных

почв.

3. Изучить реакцию подроста сосны предварительной генерации на осушение и удаление материнского полога.

4." Разработать прогноз формирования новых древостоев из подроста сосны предварительной генерации.

Исследования и обработка полевых материалов велись по общепринятым методикам. Так, динамика уровня почвенно-грунтовых вод (ПГВ) изучалась по методике С.Э. Вомперского (1964). Размещение скважин проводилось с учетом рекомендаций СевНИГиМа (1951). Измерения температуры почвы на глубине 5, 10 и 20 см выполнялись с помощью термометров Савинова. Численность подроста определяли методами сплошного перечета и учетных площадок. При перечете проводились замеры высоты, диаметра на уровне корневой шейки и годичных приростов в высоту за последние 14 лет.

Сезонный рост изучался на модельных экземплярах подроста сосны, которые отбирались по средним показателям для каждой группы высоты. Определение сезонного прироста корней проводили с учетом рекомендаций С.Э. Вомперского (1968).

При определении общей фитомассы подроста проводилась полная сухая раскопка корневых систем. На срезе корневой шейки измерялся радиальный прирост, а по годичным кольцам устанавливался возраст подроста.

Продуктивность травяно-кусгарничкового яруса определялась на учетных площадках (0,5x0,5 м). Отбор хвои для определения морфометрических показателей и химических анализов проводили с учетом рекомендаций 17еЬгтапп (1959) и Э. Паа-вилайнена (1983). Поверхность хвои определялась по методике Ю.Л.Цельникер (1982), зольность - методом сухого озоления (Гришина, Самойлова, 1971), содержание макро- и микроэлементов - в химической лаборатории "Уральского электромеханического завода".

В процессе выполнения программы исследований в период с 1993 по 1995 гг. нами было обследовано 17 постоянных пробных площадей (ППП), в том числе две вырубки, на которых рубка древостоев была проведена одновременно с осушением. На двух опытных участках было заложено по 10 секций, расположенных

'S-

на разном расстоянии от канала. На всех секциях был выполнен сплошной перечет подроста сосны с подразделением его по категориям состояния. Общая площадь сплошного перечета составила 0,5 га. Перечет подроста на остальных ППП проводился на учетных площадках размерами 2x2 м. Определение продуктивности травяно-кустарничкового яруса выполнено на 60 площадках (0,5x0,5 м).

Всего было выполнено замеров приростов по высоте около 6000, по диаметру - 800, приростов корней - 500.

Для определения биометрических показателей и фитомассы подроста сосны выкопано и обмерено 45 моделей. Отобрано и подготовлено к химическим анализам 198 образцов хвои, в том числе для определения зольности-- 85, азота - 28, микро- и макроэлементов - 85 штук.

3.2. Характеристика объектов исследования

Все исследования проводились на стационаре "Северный", расположенном на территории учебного и научно-производственного комплексного государственого предприятия УГЛТА, который представляет собой верховое болото, площадью более 150 га, осушенное зимой 1988-1989 года под руководством проф. А.С. Чиндяева. Осушители глубиной О,8...1,2 м, расположены через 64...200 и. Торфяная залежь представлена сфагновым, пушицие-вым и фускум торфом и имеет среднюю и сильную степень разложения (29...62^). Исследования, проведенные на стационаре до осушения показали, что зольность корнеобитаемого слоя торфа для верховых болот высокая, что объясняется высокой запыленностью атмосферы и многократными пожарами. ' При недостатке калия (0,05...0,11%), содержание азота и фосфора в верхнем 30-см горизонте почвы (соответственно 0,93...1,65% и 0,09... 0,59%) достаточно для роста леса.

На стационаре произрастают чистые по составу сосновые древостой, кустарничково-сфагновых, осоково-кустарничковых и багульниковых типов V-V® классов бонитета. Их возраст варьирует в пределах 68...110 лет, полнота 0,47...1,24, запас 78...215 мэ. До осушения под пологом сосняков имелось значительное количество подроста сосны (2,48...12,39тыс. шт/га) высотой до 0,7 м.

3.3. Климатические особенности района исследований

По данным Северского метеопоста, расположенного на расстоянии 3 км от стационара, среднее многолетнее значение температуры воздуха за вегетационный период составляет 12,9°С, а за год - 1,2°С, количество осадков за V-IX месяцы

- 343, за год - 536 мм. Мощность снежного покрова - 52 см. Количество дней со средней суточной температурой выше +Ю°С составляет 110, выше +15°С - 55 дней. Средний многолетний коэффициент увлажнения за вегетацию равен 1,08 и характеризует климат, как влажный.

ГЛАВА 4. ЛЕСОВОЗОБНОВИТЕШШЕ ПРОЦЕССЫ В СОСНЯКАХ НА ОСУШЕННЫХ СФАГНОВЫХ БОЛОТАХ

4.1 Оценка естественного возобновления в основных типах сфагновых сосняков

Учет подроста через 7 лет после осушения показал, что его численность сильно варьирует в зависимости от типа леса. Успешнее всего проходят процессы естественного возобновления под пологом кустарничково-сфагновых сосняков, где численность подроста сосны составляет 8,8...17,4 тыс. шт./га. Сильно варьирует численность подроста под пологом. сосняков багульниковых (от 1,0 до 10,9 тыс. шт./га). На осушенных вырубках насчитывается от 9,6 до 18,4; а под пологом неосушен-ных древостоев - 5,8...7,9 тыс.шт./га. Доля благонадежного на осушенных плошздях составляет 62...80Х, на неосушенных -35...51% от его общего количества. Неблагонадежного подроста

- от 5 до 25%, наибольшее его количество отмечено на контрольных участках. Основное количество подроста сосны на стационаре (76...99%) имеет высоту до 1 м.

В целом можно отметить, что осушение оказало положительное влияние на ход лесовозобновительных процессов. Численность подроста увеличилась: под пологом древостоев - в 1,6...2,2, на вырубках в 1,5...3,9 раза. Количество последующего возобновления составило в среднем 378 шт/га - под пологом древостоев и 1826 шт/га - на вырубках, кроме того, на кавальерах насчитывается более 3,7 тыс.шт./га всходов сосны. В соответствии с нормативными документами (Рубцов, 1973; Руководство ..., 1986; Основные положения ..., 1995) естест-

венное возобновление на стационаре оценивается как успешное.

4.2 Рост подроста сосны после вырубки материнского древостоя

Установлено, что подрост на вырубке характеризуется не только лучшими количественными и качественными показателями, но и имеет значительное преимущество в росте, по сравнению с подростом под пологом осушенного, но не затронутого рубкой сосняка (табл. 1).

Таблица 1

Средний годичный прирост подроста сосны в высоту за 7 лет после осушения (см)

Группа Под пологом Вырубка Отношение, Достоверность

высоты древостоя •% различия, 1

1 3,12 + 0,07 4,54 + 0,09 146 12,5"

2 4,56 + 0,08 6,72 + 0,10 147 17,6

3 7,87 + 0,16 9,11 + 0,19 116 9,5

* - различие статистически достоверно

Подрост разной высоты неодинаково реагирует на осушение и сплошную рубку. Так, под пологом древостоя, подрост второй (от 0,5 до 1,0 м) и третьей (выше 1,0 м) групп высоты в первый же год йосле осушения достоверно увеличил осевой прирост в 1,3...1,4 раза. У мелкого подроста (до 0,5 м) достоверное увеличение прироста наблюдается только на третий год осушения, так как его корневая система расположена в верхних горизонтах почвы, не подтапливаемых водой. На вырубке достоверное увеличение осевого прироста у подроста всех групп высоты произошло только на 2-ой год после осушения.

Положительное влияние осушения подтверждается и данными радиальных приростов, которые увеличиваются после осушения в 1,6... 3,5 раза (табл. 2). Подрост сосны под пологом леса уже с первого года осушения успешно адаптируется к новым экологическим условиям и увеличивает приросты по диаметру в 1,9...2,6 раза. На осушенной вырубке подрост имеет однолетний период адаптации, в течение которого формирует невысокие приросты. В целом, лучший рост по диаметру отмечен у подрос-

-и-

Таблица 2

Динамика радиальных приростов подроста сосны

Группа высоты

Опытные участки

под пологом древостоя

вырубка

контроль

1 2 3

0,8 1,5 1,5

3.3 2,1

3.4

1,6 2,8

2.3

5.4

2.5 8,8

0,6 0,7

1.3

1.4 2,1 2,4

Примечание: в числителе - прирост по диаметру за 7 лет до,

в знаменателе - за 7 лет после осуш&иия. та на вырубке. Здесь за 7-летний период осушения радиальный годичный прирост составил 2,8. ..8,8 мм. Это в 1,6...2,6 раза больше, чем под пологом древостоя, и в 3,7...4,0 - чем на контроле.

4.3 Размещение и рост подроста сосны в зависимости

от интенсивности осушения Четкой зависимости численности подроста от расстояния до осушителя не обнаружено, хотя имеется некоторая тенденция увеличения количества благонадежного подроста с удалением от канала. Подрост последующей генерации сосредоточен на расстоянии до 18 м от'осушителя. Отмечено изменение биометрических показателей подроста на разном расстоянии до канала. Подрост, расположенный у осушителей по сравнению с таковым на середине межканальной полосы имеет большие высоту и диаметр - на вырубке, и меньшую высоту и больший диаметр - под пологом осушенного древостоя. Дифференциация прироста по высоте в зависимости от расстояния до канала невелика, что связано с малым сроком осушения и небольшим расстоянием между каналами (84 м). Тем не менее с удалением подроста сосны от осушителя на 20...28 м прирост по высоте уменьшается, после чего он почти не изменяется. Форма связи между приростом по высоте и расстоянием до осушителя описывается уравне-

сг-

нием полинома второй степени.

ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ ОСУШЕНИЯ НА ОТДЕЛЬНЫЕ КОМПОНЕНТЫ БИОГЕОЦЕНОЗА

5.1 Трансформация гидрологического режима Известно, что после осушения наиболее быстро изменяется гидрологический режим торфяных почв. Это подтверждается и нашими наблюдениями. Так, за 3-летний период, средневегета-ционный уровень ПГВ на осушенных участках понизился до 21-25 см, в то время как на . контроле он составил 9 см (табл. 3). На вырубке уровни ПГВ были выше по сравнению с участком под пологом древостоя на 3...5 см - на середине 84 - метровой межканальной полосы и на 10... 13 см вблизи ка-

Таблица 3

Уровни ПГВ на середине межканавных полос

Опытный участок Уровни ПГВ по месяцам и декадам, см Сред нее за У-1Х

Май За месяц Июнь За месяц Ию ль Ав- гу сг Сен- тя брь

2 3 1 2 3

Вырубка 17 26 20 17 18 19 18 23 21 20 21

Под пологом 19 28 22 20 21 21 21 26 29 27 25

Контроль 4 7 6 4 6 9 6 7 13 12 9 1_________

ла. На расстоянии 20 м от осушителя уровни ПГВ располагаете ниже по сравнению с серединой межканальной полосы в средне в 1,1-1,4 раза.

Установлено,, что в зависимости от условий увлажнен! сезона, средневегетационные уровни ПГВ различаются 2,0...2,9 раза. Наиболее благоприятным, в гидрологичесга отношении, был 1995 год. Во влажные 1993 и 1994 гг. (кол чество осадков превысило норму соответственно на 131 и I мм) подтопление 20-см слоя почвы отмечалось в течении вс вегетации.

-УЗ-

Тесная зависимость глубины стояния ПГВ от количества осадков свидетельствует о недостаточном осушениия болотного массива. Эффективная работа осушителей распространяется лишь на 20 м.

5.2 Термический режим торфяных почв

Установлено, что верхний 10-см слой сфагнового торфа, в зависимости от температуры воздуха, прогревается до 5. ..б°С, в среднем к концу второй, началу третьей декады мая. Раньте прогревается и остается более теплой в течении всего сезона почва на вырубке. Средняя температура 10-см слоя почвы на вырубке составила 13,6; под пологом осушенного древостоя- 12,8; на контроле-11,3°С.

Данные, иллюстрирующие динамику гидротермического режима почвы через 7 лет после осушения и сплошной вырубки материнского древостоя позволяют сделать вывод об его значительном улучшении (табл. 4).

Таблица 4

Трансформация гидротермического режима почвы

Опытный участок Месяц, декада До осушения После осушения

Темперз-тура почвы, °с* Уровень ПГВ, см Температура почвы, °С Уровень ПГВ, см

Вырубка Под пологом древостоя II декада мая 1.5 6,6 6,0 5,4 17 19

Вырубка Под пологом древостоя III декада мая 4,0 9,3 8,9 7,7 26 28

* - на глубине 10 см.

5.3 Состав и продуктивность травяно-кустарничкового

яруса

Флористический состав стационара характеризуется наличием всего 8 видов высших растений. После осушения из покро-

-УУ-

ва исчезли сфагновые мхи, которые и до осушения находились в угнетенном состоянии. Почти половина (49%) общей фитомассы яруса на неосушенном болоте приходится на болотные кустарнички (вт. ч. 44% на багульник), 31% - на осоковые, 16% -на морошку. Под пологом осушенных древостоев участие болотных кустарничков достигает 76%, при меньшей доле осоковых (17%) и морошки (2,5%). Общая фитомасса яруса составляет здесь 153,3 г/м2, что в 1.8 раза больше, чем на контроле.

Под влиянием осушения и сплошной рубки продуктивность травяно-кустарничкового яруса увеличивается в 1,5 раза, в основном за счет осоковых, доля которых достигает на вырубке 52%. Участие болотных кустарничков уменьшается до 40%, морошки - до 1%. Однако отмечено значительное разрастание клюквы. Увеличение продуктивности травяно-кустарничкового яруса после осушения и вырубки материнского древостоя не оказывает отрицательного влияния на естественное возобновление.

ГЛАВА 6. РЕАКЦИЯ ПОДРОСТА СОСНЫ НА ОСУШЕНИЕ И УДАЛЕНИЕ МАТЕРИНСКОГО ДРЕВОСТОЯ

6.1. Формирование сезонного прироста по высоте.

Установлено, что подрост сосны на сфагновых болотах начинает рост в высоту в среднем во второй-третьей декаде мая. Самые ранние сроки окончания роста в высоту отмечены в 1995 (18. VI), самые поздние - в 1993 году (2. VII). Продолжительность роста определяется погодными условиями сезона и в частности, количеством осадков. В дождливо© лето 1993 года был зафиксирован самый продолжительный период роста, равный 51 дню. В следующий за дождливым год, продолжительность роста в высоту сократилась до 31...37 дней.

На осушенных участках рост осевого побега начинается на 5...20 дней раньше и заканчивается на 6...10 дней позже, чем на неосушенном болоте. Таким образом, продолжительность роста в высоту у подроста под влиянием осушения увеличивается на 1...3 недели. Подрост второй и третьей групп высоты начинает рост на 6...8 дней раньше, чем мелкий подрост. Удаление материнского древостоя не изменяет продолжительности роста, оно лишь сдвигает сроки начала и окончания роста. На

вырубке подрост начинает и заканчивает рост в среднем на 5...7 дней позже, чем под пологом осушенного древостоя.

Установлено, что осушение и удаление материнского древостоя не оказывают существенного влияния на характер формирования сезонного прироста по высоте. Отмечен один максимум прироста по высоте, который наблюдается через месяц после начала роста.

6.2. Особенности сезонного роста корневых систем

Подрост сосны на всех опытных участках формирует поверхностную корневую систему, сосредоточенную, в основном, в верхнем 10-см слое почвы. Глубина проникновения корней у подроста на осушенных участках (3,0. ..10,5 см) в 1,4-1,7 раза больше, чем на неосушенном. Слабое распространение корневых систем вглубь компенсируется мопдаым их развитием в горизонтальном направлении, особенно на осушенных участках, где их длина достигает 2,5 м. На вырубке зафиксированы самые мощные корневые системы, масса которых в 1,7...2,2 раза превышает таковую под пологом осушенного древостоя и в 4,5 - на контроле.

Установлено, что рост корней подроста сосны начинается в третьей декаде мая, через 10-15 дней после начала роста верхушечной почки, при температуре почвы 5,1...7,3°С. Окончание роста наблюдалось в конце июля-начале августа. Продолжительность роста составляет 58...86 дней на осушенных участках и 29...83 - на контроле. В среднем годичный линейный прирост корней составляет 1,94 см.

Сезонная динамика приростов корней определяется гидротермическим режимом почвы. На осушенных участках сроки начала и окончания роста корней в длину различаются всего на 2...3 дня. На контроле продолжительность роста корневых систем меньше, ввиду высокого уровня ПГВ, особенно во влажные годы. Основная часть прироста корней формируется в июне.

6.3. Качественная и количественная характеристики

фитомассы подроста

Установлено, что в общей фитомассе подроста доля надземной части составляет 78...93%, причем отмечено ее уменьшение с увеличением высоты подроста. В фракционном составе надземной фитомассы лидирующее положение занимают фракции

стволика (24...51%) и хвои (18...41%). Отмечено уменьшение долевого участия хвои с увеличением высоты подроста.

Наибольшую общую фитомассу, составляющую (в абсолютно сухом состоянии) от 13,9 г на модельном экземпляре подроста первой группы высоты до 301,3 г - третьей - имеет подрост на осушенной вырубке. Здесь его фитомасса в 2,0...2,5 раза превышает таковую под пологом осушенного древостоя и в 3,2...3,6 - на контроле. Особенно существенно после осушения и вырубки материнского древостоя увеличивается масса хвои, которая в 2,4...3,6 раза больше.таковой у подроста под подогом осушенного древостоя и в 3,9...5,6 - на контроле.

ГЛАВА 7. ВЛИЯНИЕ ОСУШЕНИЯ И ВЫРУБКИ МАТЕРИНСКОГО ДРЕВОСТОЯ НА СОСТОЯНИЕ АССИМИЛЯЦИОННОГО АППАРАТА ПОДРОСТА СОСНЫ

7.1 Динамика биометрических параметров хвои

Установлено, что продолжительность жизни хвои у подроста сосны на вырубке составляет-3...4 года, под пологом осушенного древостоя и на контроле 5,.6 лет. Около половины всей массы хвои (45...64%) приходится на хвою первого, 21...35% -на хвою второго года жизни. Доля трехлетней хвои составляет 8...15%.

Морфометрические характеристики хвои значительно варьируют по годам, что объясняется нестабильностью погодных условий, кроме того их величины зависят от высоты подроста. Длина и ширина хвои у подроста третьей группы высоты в 1,2...1,6, а масса 1000 штук хвоинок в 1,4.'..2,6 раза больше, чем у подроста первой группы высоты.

Анализ полученных данных показал, что подрост на вырубке по всем морфометрическим показателям хвои превосходит таковой под пологом осушенного древостоя и на контроле. Длина и ширина хвои у подроста на вырубке в 1,2...1,5 раза, а масса 1000 штук хвоинок в 1,4...2,1 раза больше, чем под пологом леса и на контроле. Поверхность одной хвоинки, составляющая на вырубке в зависимости от группы высоты 1,26... 1,86 см2, превышает аналогичные показатели на других опытных участках в 1,2...1,5 раза. Кроме того, подрост на вырубке имеет большее количество хвоинок на модельном дерев-

-<Т-

це и б итоге большую ассимиляционную поверхность хвои, превышающую в 2,0...2,9 раза таковую на участке под пологом осушенного древостоя и в 2,6...4,4 - на контроле.

7.2 Содержание химических элементов в хвое

Наибольшей зольностью характеризуется хвоя подроста на вырубке (2,14...2,37%) и под пологом осушенного древостоя (2,05...2,35%), наименьшей (2,2...2,21%) - на контроле. Концентрация N на осушенных участках варьирует в пределах 1,09...1,56%, на контроле- 0,98...1,02%, причем на осушенных участках отмечена тенденция к уменьшению концентрации данного элемента с увеличением возраста хвои в 1,1...1,3 раза.

Концентрация Р (0,11...0,17%) и К (0,46...0,50%) в хвое подроста на осушенных участках меньше, чем на контроле (соответственно 0,12...О,21% и 0,40...0,56%). Несоответствие между темпами роста деревьев и концентрацией в хвое основных элементов подтверждается литературными данными (Вомперский, 1968 и др.) и объясняется эффектом "разбавления" (Нешэ-(ЗогГ, 1966). Оценивая обеспеченность подроста сосны элементами минерального питания по "листовым стандартам" (Паави-лайнен, 1983) можно констатировать, что подрост на осушенных участках нуждается в Р, а на контроле испытывает острый недостаток N. Концентрация К в хвое подроста на всех участках достаточна.

Установлено, что наиболее сбалансированное минеральное питание имеет подрост на вырубке, где й:Р в среднем составляет 10,4:1; а И:К - 3:1. Под пологом осушенного древостоя соответственно -9,3:1 и 2,9:1 (при норме соответственно 11:1 и 3,5:1). На контроле соотношение К:Р (5,9:1) подтверждает сделанный ранее вывод о недостаточности снабжения сосны азотом на болоте.

Концентрация Са составляет 0,45...0,54%, причем наибольшее его содержание в хвое отмечено у подроста на вырубке (0,59%) и под пологом осушенного сосняка (0,50%). Концентрация Мд варьирует в пределах 0,06...0,13, Ма - 0,02...О,03, Б - 0,065...О,076, .- 0,015...0,031, Ре - 0,003...0,011, А1 - около 0,023%.

Установлено, что концентрация микроэлементов в хвое на-

■ iß-

ходится в допустимых пределах. Концентрация Kin составляет 0,038.. .0,043, CU - 0,0046...0,0065, Zn - 0,014.. .0,022%.

ГЛАВА 8. ПРОГНОЗ ФОРМИРОВАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ ДРЕВОС-ТОЕВ СОСНЫ ИЗ ПОДРОСТА ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ГЕНЕРАЦИИ НА ОСУШЕННЫХ СФАГНОВЫХ БОЛОТАХ СРЕДНЕГО УРАЛА

Целью нашей работы являлось обоснование одного из путей формирования высокопродуктивных- древостоев из подроста сосны предварительной генерации на осушенных сфагновых болотах. Для этого на стационаре было заложено два опытных участка, на одном из которых 16 лет назад был удален материнский древостой, а 8 лет назад оба участка были осушены. При одинаковом возрасте подроста, равном 36 годам, высота его на этих участках различается более, чем в 1,7 раза (рис.). На сегодняшний день на экспериментальном участке, где был удален материнский древостой, сформировались молодняки сосны, имеющие среднюю высоту - 3 м, средний диаметр - 3,4 см, полноту -0,51 и число стволов - 3975 шт/га. Подрост, оставшийся под пологом древостоя^имеет высоту лишь 1,8 м.

В результате эксперимента выявлено раздельное влияние осушения и удаления материнского полога на рост подроста сосны предварительной генерации. Установлено, что удаление

tfP&riOCIÜJJ

материнского^риводит к увеличению среднего годичного прироста в высоту на 94%, а последующее осушение-еще на 97%.

Таким образом,удаление материнского полога и последующее осушение обусловливает увеличение прироста по высоте у подроста сосны предварительной генерации не менее, чем в 1,8 раза. Сейчас молодняки сосны растут по II-III классу бонитета, Их среднегодичный прирост в высоту за последние 8 лет составляет 18,1 см, в то время как у подроста под пологом древостоя всего-9,2 см.

Проведенный эксперимент позволяет сказать, что осушение и сплошные рубки в спелых сосняках с полнотой 0,5...О,6 и наличием достаточного, для успешного возобновления, количеством подроста являются вполне приемлемыми лесохозяйствен-ными мероприятиями по ускоренному формированию высокопродук-

Рис. Динамика прироста ло Дь/со&& у подрос/па сосны

- на эисп&риментальмом и-----контрольном уиас/ятх.

------ Значение среднелериодииесним приросгпоЗ по Ёосьмшетиям

-м-

•гивных сосновых древостоев на сфагновых болотах Среднего Урала.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

Выполненные исследования позволяют констатировать следующее. Численность подроста сосны после осушения сфагновых болот увеличивается: под пологом сосняков - в 1,6...2,2 раза, на вырубках - до 3,9 раз. Заметно возрастают темпы роста подроста сосны предварительной-генерации. Средний годичный прирост в высоту увеличивается в 1,4...2,2 раза, по диаметру - в 1,6...5,9 раза. Наибольшая численность (18,44 тыс. шт./га), доля благонадежного подроста (8QX) и наилучшие биометрические характеристики отмечены у подроста сосны на вырубке. Средний годичный прирост в высоту у подроста здесь в 1,5; а по диаметру в 1,9 раза больше, чем у такового под пологом древостоя. Подрост на вырубке формирует корневые системы, масса которых в 2 раза превышает таковую у подроста под пологом осушенного древостоя и в 4,5 раза на контроле. Глубина проникновения корней подроста сосны на вырубке в 1,4.. .1,7 раза больше, чем на болоте. Длина горизонтальных корней достигает 2,5 м.

Рост корневых окончаний начинается при температуре почвы на глубине 10 см от 5,1 до 7,3°С и приходится на конец мая-начало июня, спустя 10...14 дней после начала роста осевого побега. Продолжительность роста составляет 60...86 дней на осушенных участках и 31...83 - на контроле.

Продуктивность травяно-кустарничкового яруса после осушения увеличивается в 1,8 раза, в основном за счет значительного увеличения фитомассы багульника и мирта болотного. На вырубке фитомасса яруса в 1,5 раза больше, чем под пологом осушенного древостоя. Сильно разрастаются осоковые, голубика, брусника и клюква, но уменьшается масса морошки (в 1,5 раза).

В результате осушения и удаления материнского полога 3,2...3,6 раза увеличивается общая фитомасса подроста сосны. Масса хвои у подроста на вырубке в 2,4...3,3 раза больше, чем под пологом осушенного и 4,1...5,6 раза больше, чем под

-Zi-

пологом неосушенного древостоя. Длина, ширина, масса 1000 штук хвоинок у подроста на вырубке в 1,2.. .2,1 раза, а общая ассимиляционная поверхность хвои среднего модельного деревца - в 2,0...2,9 раза больше.чем под пологом древостоя и в 2,6...4,4 - чем на болоте.

Данные химических анализов показали, что на осушенных участках зольность хвои и содержание в ней N несколько Еыше, чем на болоте и составляет соответственно 2,1?...2,23% и 1,09.. .1,56%. Концентрация Р, К и Mg на осушенных участках несколько меньше, что при лучшем росте подроста можно объяснить эффектом "разбавления". Наиболее сбалансированное минеральное питание имеет подрост на осушенной вырубке, где отношение N:P составляет в среднем 10,4:1 (при норме - 11:1), а N:К - 3:1 (при норме - 3,5:1).

На основании вышеизложенного можно сделать вывод о лучшем состоянии и росте подроста после осушения и вырубки материнского древостоя, а следовательно рекомендовать узколесосечные сплошные рубки в спелых и перестойных сосняках на верховых болотах, под пологом которых находится достаточное количество подроста. Рубку целесообразно проводить одновременно с осушением, применяя технологии, позволяющие сохранить имеющийся подрост предварительной генерации, как основу будущих древостоев.

ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:

1. Перспективы формирования древостоев из подроста сосны предварительной генерации на осушенных сфагновых болотах Среднего Урала // Гидролесомелиорация: задачи и координация исследований. - С.-Петербург:СПбНИИЛХ, 1994. - С. 35-36 (со-авт. A.C. Чиндяев).

2. Лесоводственные мероприятия по повышению продуктивности сосновых лесов на болотах // Вклад ученых и специалистов в развитие химико-лесного комплекса. - Екатеринбург, 1995. - С. 82-83 (соавт. A.C. Чиндяев).

3. Фитомасса подроста сосны на осушенных сфагновых болотах Среднего Урала // Эколого-биологическое обоснование гидролесомелиорации и реконструкции осушительных систем: Ин-формац. матер, к совет. - Петрозаводск, 1996. - С. 44-45

- S2 -

(соавт. A.C. Чиндяев).

4. Биометрические показатели хвои подроста сосны на осушенных сфагновых болотах // Актуальные вопросы лесоведения. - Екатеринбург, 1996. - С. 30-31 (соавт. C.B. Залесов, A.C. Чиндяев).

5. Влияние осушения сфагновых болот на корневые системы подроста сосны // Гидролесомелиорация: наука - производству. - С.-Петербург: СПбНИИЛХ, 1996. - С. 35 (соавт. A.C. Чиндя-ев).

6. Формирование лесов из подроста сосны на осушенных болотах // Лесоведение, 1996. - N 4-5. - С. 36-40 (соавт. A.C. Чиндяев).

7. Влияние вырубки древостоя и осушения на рост молод-няков сосны на сфагновых болотах // Гидротехническая мелиорация земель: ведение лесного хозяйства и вопросы экологии: Тр. СПбНШЛХ. - С.-Петербург, 1997. С. 80-82 (соавт. A.C. Чиндяев).

8. Особенности роста корневых систем подроста сосны на осушенных сфагновых болотах // Там же. С.82-83 (соавт. C.B. Залесов, A.C. Чиндяев).

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Иматова, Ирина Александровна, Екатеринбург

Министерство науки, высшей школы и технической политики Российской Федерации УРАЛЬСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

Иматова Ирина Александровна

Состояние и рост подроста сосны на осушенных сфагновых болотах Среднего Урала

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

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научные руководители:

кандидат сельскохозяйственных наук,

профессор [В.А.Щавровский!

кандидат сельскохозяйственных наук

доцент С.В.Залесов

Научный консультант:

доктор биологических наук, профессор,

академик МАН ВШ,чл.-корр. РАЕН

А.С.Чиндяев

Екатеринбург - 1997

СОДЕРЖАНИЕ

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

ГЛАВА 1. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ И ГИДРОЛЕСОМЕЛИОРАТИВНЫЙ ФОНД СРЕДНЕГО УРАЛА

1.1. Особенности географического положения и геологического строения............................ 6

1.2. Климатическая характеристика Свердловской области......................................... 8

1.3. Растительный покров и почвы............... 11

1.4. Гидролесомелиоративный фонд Среднего Урала 14

ГЛАВА 2. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА............................... 17

ГЛАВА 3. ПРОГРАММА, МЕТОДИКА РАБОТ И ОБЪЕМ СОБРАННОГО

МАТЕРИАЛА. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. Программа, методика исследований и объем собранного материала............................ 50

3.2. Характеристика объектов исследования....... 54

3.3. Климатические особенности района исследоваий..................................... 61

ГЛАВА 4. ЛЕСОВОЗОВНОВИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ В СОСНЯКАХ НА ОСУШЕННЫХ СФАГНОВЫХ БОЛОТАХ.

4.1. Оценка естественного возобновления в основных типах сфагновых сосняков........................ 67

4.2. Рост подроста сосны после вырубки материнского древостоя....................................... 80

4.3. Размещение и рост подроста сосны в зависимости от интенсивности осушения................. 98

ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ ОСУШЕНИЯ НА ОТДЕЛЬНЫЕ КОМПОНЕНТЫ БИОГЕОЦЕНОЗА

5.1. Трансформация гидрологического режима..... 111

5.2. Термический режим торфяных почв........... 122

5.3. Состав и продуктивность травяно-кустар-ничкового яруса................................ 130

ГЛАВА 6. РЕАКЦИЯ ПОДРОСТА СОСНЫ НА ОСУШЕНИЕ И УДАЛЕНИЕ МАТЕРИНСКОГО ДРЕВОСТОЯ. 6.1. Формирование сезонного прироста по высоте......................................... 141

6.2. Особенности сезонного роста корневых систем......................................... 156

6.3. Качественная и количественная характеристики фитомассы подроста........................ 168

ГЛАВА 7. ВЛИЯНИЕ ОСУШЕНИЯ И ВЫРУБКИ МАТЕРИНСКОГО ДРЕВОСТОЯ НА СОСТОЯНИЕ АССИМИЛЯЦИОННОГО АППАРАТА ПОДРОСТА СОСНЫ

7.1. Динамика биометрических параметров хвои... 177

7.2. Содержание химических элементов в хвое.... 187 ГЛАВА 8. ПРОГНОЗ ФОРМИРОВАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ ДРЕВОСТОЕВ

СОСНЫ ИЗ ПОДРОСТА ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ГЕНЕРАЦИИ НА ОСУ-

ШЕННЫХ СФАГНОВЫХ БОЛОТАХ СРЕДНЕГО УРАЛА................202

Заключение..........................................................................209

Литература..........................................................................212

Приложение.........................................244

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В последнее время, ввиду истощения лесосырьевой базы в наиболее доступных районах Свердловской области, на первый план выходит задача перевода лесного хозяйства на принципы непрерывного и неистощительного лесопользования. Для избыточно увлажненных лесных земель решение этой задачи невозможно без дальнейшего развития теории и практики гидролесомелиорации.

На территории Свердловской области из 3,5 млн.га гидролесомелиоративного фонда около 30% приходится на долю верховых (около 1 млн.га) болот. Значительную часть этой территории занимают спелые и перестойные сосновые леса, требующие помимо лесомелиоративных, проведения других лесохозяйствен-ных мероприятий.

Известно, что в сосняках на верховых болотах процессы естественного возобновления проходят вполне успешно, обычно под пологом таких древостоев имеется достаточное количество подроста. В связи с этим особую актуальность приобретает проблема обоснования путей формирования на осушенных сфагновых болотах нового поколения древостоев из подроста сосны предварительной генерации.

Научная новизна. Впервые для Среднего Урала рассмотрена лесоводственная эффективность сплошной рубки в осушенных сфагновых сосняках. Изучено комплексное влияние осушения и вырубки материнского древостоя на состояние и рост подроста сосны предварительной генерации. Исследована динамика биометрических показателей подроста, корневых систем, ассимиляционного аппарата и фитомассы. -Впервые рассмотрены особенности сезонного роста корней. Проанализировано содержание основных макро- и микроэлементов в хвое. Дан прогноз формирования древостоев из подроста сосны предварительной генерации на осушенных сфагновых болотах.

Практическая ценность работы. В результате проведенных исследований рассмотрен комплекс факторов, определяющих состояние и рост подроста сосны на осушенных верховых болотах. Установленные закономерности формирования, а также анализ количественных и качественных показателей подроста после

проведения сплошнолесосечных рубок в осушенных сфагновых сосняках позволяют рекомендовать эту систему рубок в качестве эффективного средства повышения продуктивности будущих древостоев и сокращения сроков их выращивания на 20...30 лет.

Апробация работы. Результаты работ докладывались на координационном научно-производственном совещании "Гидролесомелиорация: задачи и координация исследований" (С.-Петербург., 1994), областной научно-технической конференции "Вклад ученых и специалистов в развитие химико-лесного комплекса" (Екатеринбург, 1995), совещании "Эколого-биологическое обоснование гидролесомелиорации и реконструкции осушительных систем" (Петрозаводск, 1996), региональной молодежной научной конференции "Актуальные проблемы лесоведения" (Екатеринбург, 1996), совещании "Гидролесомелиорация: наука- производству" (С.-Петербург, 1996).

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 8 печатных работах. Одна - находится в печати.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 8 глав, заключения, приложения и списка использованной литературы, включающего 374 работы, в том числе 17 - на иностранных языках. Основной материал изложен на 156 страницах, иллюстрирован 47 таблицами и 33 рисунками.

ГЛАВА 1= ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ 1 ГВДРОЛЕСОМЕЛИОРАТМВШЙ

ФОНД СРЕДНЕГО УРАЛА

1,1. Особенности географического положения и геологического отроения

Свердловская область расположена на центральном водоразделе Среднего Урала, на границе Европы и Азии, в значительном удалении от морей и океанов. Она находится в северной половине умеренного климатического пояса Земли и почти целиком лежит в пределах ее лесной зоны. Географическое положение области определяется координатами 56и03' и 61и58* с.ш; 5?и13*и бби12*в.д. Площадь составляет 193,3 тыс, км*. Вытянутость б меридиональном направлении более чем на 800 км - одна из причин того, что на территории области представлены все основные подзоны лесной (таежной) зоны: от северотаежной до подзоны смешанных хвойно-широколиственных лесов в западной части и сосново-березовой - в восточной, а также окраинной северной подзоны лесостепной зоны.

Для Свердловской области характерна большая неоднородность отроения поверхности, В геолого-тектоническом отношении Урал является областью поверхностного залегания сложно-дислоцированных геологических образований палеозойского периода (герцинские складчатые структуры), подвергшиеся энергичной денудации и нивелировке в мезозое и вновь омоложенных горнообпазовательными процессами в третичный и четвертичный периоды.

Воя западная часть Свердловской области относится к Уральской горной физико-географической стране (Прокаев, Оле-нев, 1962) и занята горными цепями и возвышенностями Северного и Среднего Урала, Границу между Северным и Средним Уралом принято проводить в истоках рек Лобвы и Ляли (притоки иооьвы) по южному подножию Тылайско-Конжаковского горного массива, где расположены высшие точки Свердловской области -Конжаковский Камень (1569 м) и Косьвинский Камень (1519 м).

Ландшафт Северного Урала можно охарактеризовать как среднегорный (средние высоты около 500-600 м, максимальные- 1600 м. Значительные пространства заняты каменистыми

склонами, часты каменистые россыпи и скалистые обнажения, тогда как на Среднем Урале, особенно в его причуоовой, наиболее сниженной части -ландшафт низкогорный. Средние высоты здесь 300-400 м, максимальные очень редко превышают 700 м, (горы Качканар - 883 м и Шунгут - 724 м), Преобладают пологие и очень пологие, но длинные склоны, редко встречаются россыпи.

Восточный склон Урала включает две орографические полосы: Восточную увалистую и Зауральский пенеплен. Первая представляет собой восточную часть Уральского хребта о горно-холмистым и уваяиото-холмиотым рельефом. Здесь выделяют три микрорайона: Нейво-Шегультанский, Шегультаноко-Выйский ореднегорнокряжистый и Выйско-Ревдинский низкогорнокряжистый (Прокаев, 1976), Зауральский пенеплен на Среднем Урале в восточном направлении простирается на 50-60 км, ко к северу от широты г, Алалаевска, полоса его сильно сужается (Урал и Приуралье, 1968 ). Абсолютные отметки на пенеплене колеблются от 400-350 м в западной части, до 200-160 м - в восточной, Соответственно и рельеф с холмисто-увалистого на западе, к востоку переходит во всхолмленную равнину. Характерная черта рельефа - глубоко врезанные долины рек Тагила, Нейвы, Ницы, Режа, верхнего течения Пышмы и Иоети,

Сниженные предгорья Урала к востоку переходят в Зауральскую равнину, являющуюся частью громадной Западно-Сибирской низменности. От восточных предгорий Урала и Зауральского пенеплена она отграничена структурно-тектоническим поясом расчлененной денудационной равнины, называемой Туринской равниной или Туринским выступом (Мещеряков,1968; Городецкая, Мещеряков,1968), в отроении которого главную роль играют дочетвертичные породы, покрытые элювиально-делювиальным чехлом (Кашшнская, Тарноградский, 1980; Лунгерсгаузен, 1955), Северная часть зтой равнины (к северу от долины р.Туры) имеет почти идеально выровненный характер, сильно заболочена и заторфована; южная - более всхолмлена и дренирована.

На крайнем юго-западе Свердловской области, в состав ее предуральской части входят расчлененные окраины невысоких Уфимских плато и иылвенского кряжа (максимальная высота -

508 м, средняя-250 м),относящихся уже к системе периферийных возвышенностей Восточно-Европейской равнины. От западных увалистых предгорий Урала они отделены неширокой холмисто-равнинной Юрюзано-Сылвенской депрессией, занятой в Свердловской области Краоноуфимокой островной лесостепью,

В пределах возвышенных частей Свердловской области выражена высотная поясность всех географических явлений и процессов, осложняющая нормальную широтную зональность (Говорухин, 1961), По этой причине многие зональные границы в Свердловской области вдоль Урала языками опускаются к югу, меняя широтное направление местами почти на меридиональное.

Хорошо развитая гидрографическая сеть Свердловской области представлена большим количеством рек и озер, относящихся к бассейну р. Оби, Все крупные реки - Чусовая, Уфа, Сосьва, Лозьва, Пелым и Тавда берут начало на Уральском хребте, По долинам Уральских рек в пределах области шел сток вод в ледниковое время (Колесников, 1969), оставивший след в виде широких песчаных террас и огромных торфяно-болотных массивов, вытянутых по направлению долин.

Вся южная и юго-восточная части Свердловской области в четвертичную эпоху входили в состав приледниковой зоны с характерным для нее развитием явлений многолетней мерзлоты почво-грунтов. Участки многолетней мерзлоты и в настоящее время встречаются на Северном Урале и в междуречье Лозьвы и Пелыма (Маковский, 1962).

1,2, Климатическая характеристика Свердловской области.

Климат Свердловской области формируется под воздействием воздушных масс трех типов: атлантических влажных и прохладных, приходящих с запада; холодных и относительно сухих полярных (арктических), распространяющихся вдоль Уральского хребта; теплых и сухих континентальных - со стороны Казахстана, Значительная роль принадлежит также циклонам, подходящим к Уралу преимущественно с запада.

Климат Урала принято характеризовать, как континентальный, Температурный режим в пределах области сравнительно однороден, Он довольно суров в зимнее время, умерен летом и

характеризуется постепенным понижением температуры к северу. Среднегодовые температуры в южной части области положительные» в северной - отрицательные. Продолжительность вегетационного периода колеблется от 160-170 дней на юго-востоке (бассейн р. Пышмы) и до НО-120 - в ropaje Северного Урала (Агроклиматический справочник, 1962). Продолжительность периода с устойчивым снежным покровом достигает 6 месяцев, для всего Урала характерны поздние весенние и ранние осенние заморозки, заметно укорачивающие безморозный период.

Влага на территорию области поступает, в основном, о атлантическими воздушными массами и циклонами, в меньшей степени с полярными потоками воздуха. На распределение влаги по территории решающее влияние оказывает барьерная роль Уральского хребта, отчасти Уфимского плато и Сылвенокого кряжа, В барьерной тени этих возвышенностей увлажненность (осадки, относительная влажность воздуха) снижена, для западных склонов характерна обратная закономерность,

В восточных предгорьях Урала, годовое количество осадков на 100-150 мм, местами даже на 200-300 мм ниже, чем в пределах горной полосы и составляет 350-520 мм в год.

Важным климатическим показателем является коэффициент увлажнения. Он известен (Маковский, Чиндяев, 1988) для ряда районов Свердловской области (табл, 1), По коэффициентам увлажнения, определенным по уравнению Н,И,Иванова (Бушманов, 1958) установлено, что граница избыточного увлажнения на западном склоне Урала находится на 57° о.ш., а на восточном -на 58й с.ш. Эти данные позволяют сделать вывод, что к северу от границы избыточного увлажнения имеются потенциальные возможности развития болотообразовательного процесса, особенно во влажные климатические циклы. Но в горных районах эти возможности не реализуются в широких масштабах, вследствие сильно пересеченного рельефа. Следует отметить, что в первую половину вегетации почти по всей равнинной территории наблюдается дефицит влаги, который частично восполняется таянием снежного покрова.

По временам года климат Свердловской области характеризуется следующими особенностями (Агроклиматический справочник, 1962),

Таблица 1

Средние многолетние коэффициенты увлажнения (по Маковскому, Чиндяеву, 1988)

Метеостанции

Месяц

IV V VI VII VIII IX - < IV—к i 3a ro:

Гари 0. 64 0, 60 0, 65 0, 78 0 98 1 19 1 94 и ¡ 841 1, 10

Сосьва 0 65 0, 69 0, 75 0, 89 1 15 1 56 2 .30 0 96 j 1, 39

Верхотурье 0 60 0, 61 0. 67 0, 85 1 07 1 vQ 1 86 0, 87! 1, 14

Тавда 0 68 и. 47 0, 45 0, 79 0 81 1 из 1 75 0. >-í —i i ? s-- ¡ 0, 97

Алалаевск 0 61 0, 50 0, 61 0, 82 0 87 1 07 1 .40 0 65 i 0, 96

Ирбит-Волков 0. 72 0, 56 и. 60 1, 08 1 03 1 38 1 81 0, 91! 1, 17

Шамары 1. 29 и. 86 0, 87 0, 88 1. 03 1 89 1 45 1, 20 ¡ 1, 72

Егоршино 0. 69 0, 60 и. 62 0, 82 0. 90 1. 06 1 61 и. 78 i 1, 03

Камыпглпв 0. 69 0, 49 0, 52 0, 74 и 86 0 78 1 30 и. 69| 0, 93

Краоноуфимок и. 93 0. 58 0, 66 0, 87 и. 95 0 96 1 52 0. 86! 1, 14

Весна: В первой декаде апреля среднесуточная температура воздуха поднимается выше 0°С5 а в третьей - выше 5иС. Количество осадков в алреле в виде дождя или снега составляет в среднем 15-20 мм. Переходным периодом от весны к лету является май. Для этого месяца характерны заморозки, В отдельные годы они могут .быть и в июне. Среднее количество осадков в мае составляет 40-50 мм.

Дето: для июня и первой половины июля характерно нарастание среднесуточной температуры воздуха. Средняя температура в июне 14-16иС, в июле 16-18иС. В июне поздние весенние заморозки возможны ежегодно, в июле в отдельные годы, С середины июля начинается постепенное снижение среднесуточной температуры воздуха. Средняя температура августа ниже на 2,5иС. Средняя продолжительность безморозного периода составляет около 100 дней.

Осень: Средняя температура октября составляет 8-9и0. Количество осадков в сентябре по сравнению о августом уменьшается, но продолжительность их увеличивается, В первой декаде октября выпадает снег, В конце месяца средняя суточная

температура опускается ниже 0

Зима: Устойчивый снежный покров устанавливается в начале ноября. Средняя суточная температура воздуха не поднимается выше 5 °С, в отдельные годы она опускается до 40-48 °С ниже нуля, В декабре средняя температура равна -14° С, в январе -16° С, в Феврале - 14-16° С. В течении ноября и декабря идет интенсивное накопление снежного покрова и к концу декабря его высота достигает 55% от его максимальной высоты за зиму. Март считается последнимй зимним месяцем. Средняя температура колеблется от 7,5 до 9,3 °С ниже нуля.

Таковы общие характерные черты климатических условий Свердловской области,

1,3, Растительный покров и почвы

Почвы горных и предгорных районов области