Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Типология, анализ строения и рекреационный потенциал культур сосны обыкновенной лесопаркового защитного пояса г. Москвы

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Типология, анализ строения и рекреационный потенциал культур сосны обыкновенной лесопаркового защитного пояса г. Москвы"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЛЕСА

—о-!-

2 3 МАГ ШЗ^ На правах рукописи

РЫСИН Сергей Львович

ТИПОЛОГИЯ, АНАЛИЗ СТРОЕНИЯ И РЕКРЕАЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ КУЛЬТУР СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ •СОПАРКОВОГО ЗАЩИТНОГО ПОЯСА г. МОСКВЫ

03.00.16 — Экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой стелем кандидата биологических наук

Москва —

1994

Работа выполнена на кафедре лесных культур Мое] ского государственного университета леса.

Научный руководитель — академик Международной

академии наук Высшей школ] доктор сельскохозяйственных н профессор А. Р. Родин.

Научный консультант —доктор сельскохозяйственных

наук, доцент М. Д. Мерзленк

Официальные оппоненты — доктор технических наук,

профессор Е. Д. Сабо;

доктор биологических наук, профессор Н. Г. Васильев.

Ведущая организация — Центр по проблемам экологии

продуктивности лесов РАН.

Защита состоится « 1994 г. на з

Дании специализированного совета Д 053.31.05 при Мос1 ском государственном университете леса по адресу: 141< Мытищи-1, Московской области, Московский государст[

ный университет леса в /Р. час. 30. мин., ауд. 313.

Ваши отзывы на автореферат просим направлять ДВУХ ЭКЗЕМПЛЯРАХ С ЗАВЕРЕННЫМИ ПОДПИСИ по адресу: 141001. Мытищи-1, Московской области, А ковский государственный университет леса, учен секретарю.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке N ковского государственного университета леса.

Автореферат разослан « ¡М » . /УЗ.рТЭ . . 1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат биологических наук, доцент Е. Г. КУЛИКОВА.

Подп. к печ. 1.03.94 г. Объем 1 п. л. Зак. 101 Тир.

Типография Московского государственного университета леса

озшая характеристика работы

Актуальность темы. Леса лесопаркового защитного пояса 'ЛПЗП) г.Москвы играчзт огромную роль в решении экологических проблем города, выполняя средообрааушие, средозашитные, сани-•тарно-гигиенические и рекреационные функции. В связи со значительным увеличением антропогенной (в том числе рекреационной) нагрузки на эти леса, сохранение их оптимальной возрастной. структуры н породного состава, повышение функциональной значимости. устойчивости и рекреационной ценности сегодня возможно лишь путем создания искусственных насаждений. При этом необходимо учесть и проанализировать накопленный опыт выращивания лесных культур. В основе такого анализа должна лежать типология искусственных насаждений, учитывавшая з равной мере лесорастительные условия и эколого-биологические особенности компонентов культур-фитопенозов.

Учительная часть лесов в ближнем Подмосковье в той или иной степени используется Населением для массового отдыха. Это все чале становится дополнительным фактором экологического риска для лесных экосистем, йеистошительное рекреационное лесопользование должно основываться на'комплексной оценке рекреационного потенциала насаждений. В связи с увеличением рекреационной роли лесных культур возникает необходимость оценки искусственных насаждений с этих позиций. Культуры сосны обыкновенной (как чистые по составу, так и смешанные с другими древесными и кустарниковыми породами) широко распространены на территории ближнего Подмосковья; именно поэтому они были выбраны в качестве объекта исследований.

Пель исследований - разработка принципов лесотипологической классификации искусственных насаждений; выявление основных типов культур с участием сосны обыкновенной, оценка их состояния в различных условиях местообитания, прогноз их дальнейшего роста и оазвития: изучение особенностей строения культурфнтоценозов: определение критериев и-разработка методики оценки рекреационного потенциала лесных культур.

Научная новизна. На территории лесопаркового защитного пояса г.Москвы и ближнего Подмосковья проведены многоаспектные

комплексные исследования искусственных насаждений с участием сосны обыкновенной, позволившие выявить присущие изучаемым культурам динамические тенденции. Предложена новая концепция лесоти-пологической классификации искусственных насаждений, выделен и описан ряд типов лесных культур с участием сосны обыкновенной, характерных для ближнего Подмосковья. Исследованы особенности строения и структуры культурфитоценозов. Разработана и апробирована методика экспертной оценки рекреационного потенциала искусственных насаждений.

Практическая значимость. Представленные материалы дают основу для реконструкции существующих и создания новых лесных культур (с учетом их возможного рекреационного использования) на территории лесопаркового защитного пояса г.Москвы и ближнего Подмосковья.

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов ШЛИ (1986-1994), Всесоюзных научных конференциях молодых ученых: "Изучение, охрана, и рациональное использование природных ресурсов" (Уфа,1967), "Человек в биосфере" (Москва,1988), "Совершенствование научного обеспечения лесо-хогяйственного производства" (Пушкино,1990), "Охрана и рациональное использование лесных ресурсов" (Москва,1990), "Эколо-го-географические проблемы сохранения и восстановления лесов Севера"- (Архангельск,1991) и Второй всесоюзной конференции "Охрана лесных экосистем и рациональное использование лесных ресурсов" (Москва,1991).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ.

Личный вклад. Автором выполнены научное обоснование, программа и методика работ, сбор, обработка и анализ полевых материалов. Разработаны концептуальные положения типологии искусственных насаждений; выделены и описаны основные типы лесных культур с участием сосны обыкновенной на территории ближнего Подмосковья. Выявлены существующие динамические тенденции и дан прогноз дальнейшего развития этих культур. Предложена схема выделение основных типов строения и структуры культурфитоценозов. Разработана и апробирована методика оценки рекреационного потенциала искусственных насаждений с применением IBM PC.

На защиту выносятся: концепция и основные положения лесоти-пологической классификации искусственных насаждений; выводы относительно состояния наиболее распространенных типов лесных icy ль тур с участием сосны обыкновенной в различных условиях местообитания и прогноз их дальнейшего роста и развития; результаты анализа строения культурфитоданозов и особенностей взаимовлияния составляющих их компонентов: принципы и методика функциональной опенки рекреационного потенциала лесных культур.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы, включающего 190 русских и 13 иностранных названий, и 22 приложений. Она изложена на 226 страницах машинописного текста, содержит 6 таблиц и 13 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1.ПРОГРАММА, МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБЪЕМ ВЫПОЛНЕННЫХ РАБОТ

Зля решения поставленных задач нами была намечена следующая программа исследований.

1) Выработать методический подход и принципы лесотипологи-ческой классификации искусственных насаждений. Выявить и описать типы лесорастительных условий и лесных культур, наиболее характерные для условий части территории ближнего Подмосковья. Дать прогноз развития выделенных типов искусственных насаждений.

2) Изучить отроение культурфитоиенозов и выявить особенности взаимовлияния их компонентов при совместном произрастании.

3"< Создать методику комплексной функциональной оценки рекреационного потенциала искусственных насаждений, учитывающую их целевое назначение и происхождение, позволяющую оценить достоинства и недостатки, а также наметить пути повышения рекреационного потенциала лесных культур.

Исследования искусственных насаждений проводились на постоянных к временных пробных плошадях общепринятыми в таксации методами (Анучин,19S2). Нами использовались также методики изучения лесных культур старших возрастов (А.?.Родин, Мерзленко,1984) :г создания системы пробных плошадей на особо охраняемых лесных территориях (Л.п.рысин. Комиссаров, Маслов и др.,1988). Объектом

исследований были культуры с участием сосны обыкновенной 11-111 класса возраста. При атом оценивалось их общее и санитарное состояние, а также интенсивность рекреационного воздействия (степень рекреационной дигрессии насаждения определялась по методике Н.С.Казанской и В.В.Ланиной (1975)).

На всех пробных плошадях по разработанной нами методике проводили оценку рекреационного потенциала искусственных насаждений. -Для камеральной обработки полученных результатов нами была создана программа на языке BASIC для IBM FC.

На большинстве пробных 'площадей закладывался 1-метровый почвенный-разрез с последующи),) бурением до глубины 1,7-2,2 м. Отобранные образцы подвергались гранулометрическому и химическому анализу по общепринятой методике (Аринушкина,19б1). Содержание гумуса в почвах оценивалось по существующим методикам (Орлов, Гришина,1968; Гришина, 1986; Ефремова, 1990). Для оценки плодородия почв пользовались шкалами Почвенного ' института им.Б.В.Докучаева и Росгипрозема.

Обработку и анализ полученных результатов проводили . с применением методов математической статистики (Митро-польский,1961; Тюрин,1961; Рокицкий,1964; Зайцев,1973,1984,1991; H.H.Свалов,1S77; Лакин,1990). Для статистической обработки материалов нами были разработаны новые и адаптированы существующие (Симпсон, 1988; Теннант-Смит,1988;.Дьяконов.1989; Соколов,Черных, 1990) программы на языке. BASIC для персональных компьютеров ROBOTRON 1715 и IBM PC. Использовались также стандартные пакеты STATGRAPHICS и CHART для IBM PC. •

Работы проводились в течение 9 лет (1985-1993 гг.). За этот срок было заложено 48 пробных площадей (в их числе 13 постоянных). Исследованиями охвачены искусственные насаждения на территории Серебряноборского опытного лесничества Института лесоведения РАН, Подушкинского лесопарка Москворецкого леспаркхоза, Дедовского лесничества Истринского лесокомбината и Свердловского лесничества Щелковского учебно-опытного лесхоза ЫГУЛ.

Были проведены замеры биометрических показателей у 9678 деревьев; на постоянных пробных площадях через 3-5 лет после закладки перечеты повторялись. Обследование состояния нижних ярусов растительности проводилось на 624 учетных площадках общей площадью 12480 м2. Для изучения гранулометрического и химического

состава почв на пробных плошадях было заложено 39 почвенных разрезов и взято 237 образцов. Для определения рекреационного потенциала лесных культур проводилась их функциональная оценка на каждой пробной плошали; на 17 пробных плошадях эта работа повторялась для выявления динамики изучаемых показателей. Зля камеральной обработки собранных материалов нами было создано 11 программ на языке BASIC.

2. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РЕГИОНА ИССЛЕДОВАНИЯ.

Полевые исследования проводились в центральной части Московской области. Согласно схеме дробного лесорастительного районирования Нечерноземного центра 1Курнаев,IS82), здесь смыкаются три района южной полосы подзоны смешанных лесов. Регион исследований можно условно разбить на две большие части - Западное и Восточное Подмосковье, значительно отличающиеся друг от друга по природным условиям; обшим для них является только климат, который можно определить как умеренно-континентальный. Для Западного Подмосковья наиболее характерны дерново-среднеподзолистые почвы, Формирующиеся на суглинисто-супесчаных отложениях. В Восточном Подмосковье преобладают подзолистые почвы с разной степенью ог-леенности; большие плошали занимают торфянисто- и торфяно-подзолистые почвы. На территории Западного Подмосковья преобладают лиственные леса, производные от сложных ельников; на террасах р.Москвы растут сосняки. В Восточном Подмосковье сложные ельники и производные от них лиственные типы лес?., приуроченные к суглинистым останцам, сочетаются с простым-! сосняками разных типов, характериными для песчаных равнин Метерскои низменности. Значительные плошади на территории Московской области занимают культуры сосны обыкновенной (чистые и смешанные с другими древесными и кустарниковыми породами). По мнению Л.М.Носовой (1992), такого рода искусственные насаждения перспективны не только для промышленного лесовырашивания, но и для рекреационного использования.

Лесопарковый защитный пояс г.Москвы был создан в 1935 г. В настоящее время его плошаль составляет 172 тыс.га, обпая плошадь лесонасаждений - свыше 72 тыс.га, лесистость - приблизительно ■12%. Основное назначение ЛПЗП - оздоровление воздушного бассейна города, снижение вредного воздействия на него промышленных комп-

лексов и создание условий для отдыха населения (Пономаренко, 1677,1985). В лесах ЛПЗП в настоящее время наблюдается не всегда приемлемая смена сосны, ели и луба березой, а также происходит сокращение площади, занимаемой молодняками. Так как в пригородных лесах не приходится рассчитывать на удовлетворительное естественное возобновление хозяйственно ценных пород, решить задачу сохранения их оптимальной возрастной структуры и породного состава можно лишь путем создания искусственных насаждений.

3. лесотшологическая нлассифжация искусственных насакщений.

В основе лесотипологической классификации искусственных насаждений должно лежать понятие типа лесных культур (ТЛК), которое до сих пор трактуется неоднозначно. По нашему мнению, под типом лесных культур следует понимать "тип искусственных лесных экосистем с определенным породным составом древостоя в одном и том же типе условий местопроизрастания". При определении ТЛК главную роль играют породный состав насаждения и лесораститель-ные условия, в которых оно произрастает. Прочие же параметры (способ подготовки площади и обработки почвы, размещение посадочных или посевных мест и т.д.) нужно использовать для выделения более мелких градаций при систематизации многообразия лесных культур, для выделения ТЛК целесообразно пользоваться предложенной -нами структурной схемой форм мезорельефа (рис.1-). Название ТЛК складывается из двух компонентов (рис.2): первая часть названия характеризует породный состав насаждения, вторая - тип ле-сорастительных условий, в котором оно произрастает. Характеристика породного состава культур дается по их состоянию на момент обследования. На первое место помещается название главной или преобладающей в составе насаждения породы, на следующие по порядку места - названия пород сопутствующих. На последнее место ставится название кустарника, введенного в состав искусственного насаждения при его создании. Породы, возобновившихся естественным путем включать в название типа культур не следует. При формировании второй части названия ТЛК сначала характеризуется генетическая форма рельефа, затем мезорельеф, - и наконец - почвы участка под искусственным насаждением. В. результате название ТЛК .приобретает следующий вид: культуры сосны с дубом на выравненных

Иерархическая схема форм мезорельефа, принятая для выделения типов лесных культур.

Рис.1

Схема выделения типа лесных культур.

Рис. 2

участках речных террас со среднеподзодистыми песчаными хорошо дренированными почвами на речном аллювии и т.п. На территории обследованной части ЛПЗП г.Москвы и ближнего Подмосковья нами " было выделено и описано 23 типа лесных культур.

Необходима различать исходные и производные типы лесных культур. В решении этой проблемы, имеющей весьма гажное значение, мы исходим из принципов динамической типологии леса (Мелехов. 1968,1у?6.1980). Исходные типы искусственных насаждений складываются в момент их создания и могут существовать в течение более или менее продолжительного времени. Пол воздействием различных факторов (взаимовлияние пород, болезни и вредители, хозяйственная деятельность человека, рекреация и т.п.) происходят превращения исходных их типов в типы производные; такие трансформации продолжаются до стабилизации состояния искусственного насаждения. С биогеоценологической точки зрения лесные культуры можно рассматривать как регулируемые антропогенные сильвоценозы (КучерявыйД991)а смену их типов - как образование относительно устойчивых узловых сообществ, которые являются конечной стадией сукцессии (последовательной смены биоценозов, преемственно возникающих на одной и той же территории в результате влияния комплекса факторов) в условиях антропогенной нарушенности (Рей-мерс, 1580). При создании лесных культур в лесах зеленых гон необходимо учитывать, что с течением времени возможны коренные изменения их исходных типов, -приводящие к существенному снижению устойчивости и привлекательности искусственных насаждений.

Многообразие ТЛК в пределах конкретного типа условий местообитания в значительной степени определяется его плодородием, т.к. от этого существенно зависит возможность введения в культуры тех или иных пород и, следовательно, применения более сложных схем смешения. Стабильность ТЛК весьма тесно связана с условиями местопроизрастания, породных! составом искусственного насаждения и • особенностями взаимовлияния его компонентов. Большинство обследованных нами чистых . культуры сосны обыкновенной при отсутствии грибных заболеваний (корневая губка) отличается хорошим ростом и высокой устойчивостью. В сосново-еловых культурах характер роста каждой из пород, в значительной степени зависит от лесорастигельных условий (в первую очередь - от дренированности

- и -

почв). При совместном произрастании с сосной лиственница на первых этапах обычно оказывается конкурентно более слабой и уступает первой по всем показателям; впоследствии рост этих пород выравнивается. Береза в обследованных культурах явно угнетает хвойные породы (сосну, ель) и вытесняет их из насаждения,* что ведет к формированию чистого березового древостоя. Широколиственные породы (дуб черешчатый, ясень обыкновенный, клен остролистный, вяз гладкий) значительно отстают в росте от хвойных, теряют декоративную и буферную роль и с возрастом практически полностью выпадают из культурфитоиеноза, что делает бесполезным их введение в состав культур. Успешность роста кустарников в значительной степени зависит от их светолюбия.

4. ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ СТРОЕНИЯ И СТРУКТУРЫ ИСКУССТВЕННЫХ НАСАЖДЕНИЙ

Больше возможности для выявления закономерностей роста и взвимовлияния пород в искусственных насаждениях предоставляет изучение таксационного строения древостоев, для чего важно правильно подобрать описывающую их статистическую модель. Главным критерием при выборе модели является возможность содержательной биологической интерпретации параметров используемой функции. В последнее время при исследованиях лесных сообществ предпочтение нередко отдается функции Бейбулла, которая первоначально применялась главным образом в технике и для некоторых исследований в биологии (С.Н.Свалов.1985). Важным преимуществом функции Бейбулла перед другими является то, что ее параметры имеют биологическую интерпретируемость, зависят от характеристик древостоя и меняются вместе с ними (Ганина, 1984). R.Bailey и T.Dell (1973) предложили в качестве модели распределения деревьев по диаметру х функшш Бейбулла f (х) следующего вида:

г" (х)-(с/Ь) (x/b)c_1expï- (x/b)c3 х>0, b>0. c>û. гле b - параметр масштаба: с - параметр формы кривой. Н.Burkhart и M.Strub (.1974) указали на преимущества функции Бейбулла при исследовании сосновых лревостоев. Она оказалась одной из лучших при моделировании строения древостоя по диаметру (К.von Gadow, 1983). Шзледъ Бейбулла была выбрана как наилучшая

- и: -

при исследовании динамики древостоев (Каплунов, Кузьмичев, 1965). Это распределение оказалось оптимальным и при изучении сложных сосняков (Ганина,1963,1984; Карманова,Судницына,Ильина, 1987), чистых одновоарастных древостоев хвойных пород (С.Н.Свалов,1984), а также при моделировании роста древостоев (Yang*, Kozak,Smith, 1978). На основе кривых распределения деревьев по диаметру по функции Бейбулла была разработана концепция строения и ¡типологии сложных сосняков (Лебков,1989). Анализ кривых и параметров модели Ьейбулла дает весьма интересный материал для изучения особенностей строения искусственных насаждений и взаимовлияния составляющих их компонентов. Нами были рассмотрены свыше 50 рядов распределения деревьев по диаметру. Проведенная проверка достоверности теоретического распределения эмпирических данных по критерию х2 на 5%-м уровне значимости показала 79%-е их соответствие кривой распределения Бейбулла.

Для удобства изучения строения культурфитоценозов все искусственные, древостой мы условно разделили на четыре основных типа по аналогии со структурно-типологической шкалой Е'.Ф.Лебкова (1989):

A) моноэлементные древостой с унимодальной кривой распределения стволов по диаметру;

B) полиэлементные древостой с четко выраженными границами распределения стволов по диаметру у составляющих их пород;

C)•полиэлементные древостой без четко выраженных границ распределения;

D) полиэлементные древостой, сочетающие признаки типов В и С. Последний тип строения культурфитоценозов характерен для древостоев ЛПЗП г.Москвы, в состав которых для достижения декоративного эффекта вводился весьма широкий ассортимент древесных и кустарниковых пород с разными эколого-биологическими особенностями.

В результате проведенного корреляционного анализа нами была выявлена очень тесная связь между, средним диаметром и параметром масштаба распределения Бейбулла (коэффициент корреляции г-0.9991), а также между параметром формы и коэффициентом вариации (r-ö.9468). Зависимость между первой парой-показателей может быть описана линейным уравнением вида: .

Ъ я 0.Б74 + Dep.

где Dcp - средний диаметр, см.

Коэффициент детерминации Rz-0.998 (99,871).

Зависимость между параметром формы и коэффициентом вариации также описывается линейным уравнением вида: с = 8.833 - 0.163V,

где v - коэффициент вариации,X.

Коэффициент детерминации Rz-0.895 (89,52).

Достаточно тесная связь выявлена между параметром формы с и средним диаметром насаждения (г-0.6912), между параметром масштаба- b и возрастом древостоя (г-0.6687), между параметрами b и с (г-0.6625), между b и коэффициентом вариации v(X) (г—0.6257), а также между b и средним классом Крафта (г—0.5159). Очевидно, что параметры распределения Вейбулла зависят от характеристик насаждения и вполне могут использоваться для оценки егр состояния и конкурентоспособности входящих в него пород.

Б работе рассмотрены наиболее характерные примеры лесных культур относящихся к разным типам строения (табл.1,2; рис.3-6). '"чевидно, что для видов более устойчивых и конкурентоспособных характерны пологие кривые распределения, близкие к нормальным или с отрицательной (левосторонней) асимметрией; кривые островершинные с положительной (правосторонней) асимметрией свидетельствуют о нестабильном и угнетенном положении вида. Если границы между кривйми распределения четко выражены (тип строения культурфитоценогов В), можно сделать вывод о наличии значительной конкуренции между составляющими насаждение породами; если же э^и кривые близки по форме и не гадают сезких границ, то насаждение образовано породами, взаимно дополняющими друг друга и не конкурирующими между собой (тип С).

5. КОМПЛЕКСНАЯ ОПЕНКА РЕКРЕАЦИОННОГО ПОТЕНПИАЛА ИСКУССТВЕННЫХ НАСАЖДЕНИЙ

К настоящему времени накоплен определенный опыт разработки схстем показателей для сценки рекреационного потенциала естест-генных лесов (Тюльпанов,1975; Рожков,1980; Фурсова,1984; Ханбе-ксв,1983,1986,1990; Л.П.Рыснн, Карманова. Бгзкцсез и др. ,1938,

Таблица 1

Характеристики лесных культур по типам строения искусственных насаждений (типы А-С)

Тип строения 'искусственного насаждения Номер пробной площади Возраст культур (лет) Порода Статистические показатели Параметры . распределения Вейбулла Средний класс Крафта

Средний диаметр, см (М ± т) б, см v.%

формы, с масштаба, Ь

А 6/86 5/86 6/85 4/86 2/85 1/85 40 . ■ 40 41 41 50 51- с С ■ Л ' с с . Б С 20,4+0,4 19,6±0,6 18,1+0,3 18,9+0,2 14,4+0,3 20,5±0,4 ■ 4,49 6,44 3,72 3,31 5,27 3,98 22,0 32,9 20,6 17,5 36,7 19,5 5,19 3,40 5,36 6,21 2,96 5,26 22,21 21,85 19,55 20,31 16,15 22,11 2,55 2,87 2,53 3,03 2,50 3,01

В 136 13в 3/90 3/85 8/89 9/89. 33 33 33 41 54 54 с Е ' Л Е С Е С д с Е 'С Е 18,1±0,5 10,7+0,4 14,8±0,6 13,4+0,4 16,0+0,2 10,1+0,3 19,5+0,3 6,3+0,3 23,7±0,4 19,7+0,4 20,6+0,5. 21,0±0,4 3,68 4,14 3,64 4,37 3,13 4.25 3,94 1,94 3,68 5.26 2,96 5,41 20,3 38,7 24.5 32,3 19.6 42.3 20,2 30.6 15,5 26.7 14.4 25.8 5,22 2,80 4,43 3,33 5,89 2,53 5,22 3,39 7,62 4,16 7,69 4,52 19,64 12,03 16,26 14.89 17,26 11,37 21,16 7,04 25,22 21,68 21.90 23,05 1,67 3,01 2,46 2,54 2,33 3,22 2,72 3,83 2,50 2,60 2,90 2,18

2/90 40 С 19,0+0,3 4,17 21,9 4,96 20,70 2,28

С Е 18,2±0,5 4,50 24,8 • 4,96 19,86 2,48

1/86 55 С 26,2+0,7 4,79 18,3 5,83 28,21 2,36

• Л 27,1+0,6 5,18 19,2 5,68 29,20 2,35

Таблица 2

Характеристики искусственного насаждения типа строения Б

Порода Статистические показатели Параметры распределения Вейбулла Средний класс Крафта

Средний диаметр, см (М ± т) б, СМ 4,7.

формы, с масштаба, Ь

Сосна между рядами клена и березы 21,4+0,9 4,94 23,1 4,82 23,31 2,72

Сосна между рядами дуба ■ и клена 24,0+1,1 ■7,23 30,1 3,88 26,66 2,56

Ель между рядами березы и дуба 13,3±0,8 5,86 43,9 2,45 15,08 4,30

Ель между 2 рядами клена' 21,9+1,0 7,31 33,4 3,41 24,38 2,85

Береза между рядами сосны и ели 26,8±1,2 8,03 30,0 3,95 29,61 2,00 !

РаспреЭеленив веревьеВ по биамвтру В культур фитоценозе типа А

СОСНА Dcp=20,5+0,4cM с=5,26 Ь=22,11

Рис.3

Распределение ОереСьеб по Йиа метру Б культур<ритоценозв тшпа В

— 1 - COCHA Dcp—23,7+Q,4c* е-7,62 Ь-25.22

— 2 - ЕЛЬ Dcp—19,7+0,4с* С-4.1В Ь-2168

РисЛ

Распределение верейьеВ по Виаметру в культурфитоценозе типа С

— 1- СОСНА Dcp-19.0±P,3c* с«4,96 Ь-20,70

- 2 - ЕЛЬ Dcp~1B,2+0,5cM р-4.96 Ь-19,86

Рис£

Распревеление верейьей по виа метру Б культурфитоцвнозе типа О

0.2-г ^х)

Х,см

О 8 16 24 32 40 <

- 1 - СОСНА (МЕЖДУ РЯДАМИ КЛЕНА И БЕРЕЗЫ)

-2 - СОСНА (МЕЖДУ РЯДАМИ ДУБА И КЛЕНА) -3 - ЕЛЬ (МЕЖДУ РЯДАМИ БЕРЕЗЫ И ДУБА)

- 4 - ЕЛЬ (МЕЖДУ 2 РЯДАМИ КЛЕНА)

- 5 - БЕРЕЗА (МЕЖДУ РЯДАМИ СОСНЫ И ЕЛИ)

Рис.6 (см.табл.2)

1090; Репшас,1990; Хайретдинов,1990 и др.), а также лесных культур до ¿0-летнего возраста (Малинаускас,Репшас,1985). На основе его анализа нами была разработана методика . комплексной оценки рекреационного потенциала искусственных насаждений всех возрастов. Мы предлагаем использовать 3 группы показателей, характеризующих привлекательность (эстетическую ценность) культур, их комфортность для посетителей и устойчивость к рекреационному воздействию (рис.7). Все 28 параметров оцениваются по 5-балльной шкале. При камеральной обработке полученных результатов рассчитываются коэффициенты, оценивающие качество культур по каждой группе показателей. Для интегральной оценки рекреационного потенциала искусственные насаждения целесообразно подразделять на 4 класса рекреационной ценности (КРЦ). Выло установлено, что большая часть обследованных искусственных насаждений относится к IV (самому низкому) КРЦ и, следовательно, малопригодна в рекреационном отношении. На остальной части культур реально лишь ограниченное рекреационное использование. . Причина этого заключается в малой привлекательности для отдыхающих и низкой устойчивости к рекреационным нагрузкам большинства искусственных насаждений. Связь привлекательности насаждений с показателями этой группы (их величина выражена в баллах) описывается уравнением множественной регрессии следующего вида:

- 0.052 + 0.028X1 + 0.022хг + 0.024хз -0.025X4 + 0.025X5 + * 0.025X6 + 0.022X7 + 0.026X8 + 0.025хд * 0.024хю , где у - коэффициент привлекательности; XI - возраст древостоя; хг - состав; хз - смешение пород; Х4 - высота древостоя; хб - ярусность; хе - мозаичность; х? - декоративность; хв - рекреационная нарушенность; хд - гамусо-ренность; хю- санитарное состояние. Коэффициент множественной .детерминации Рг-0.997 (99.77.). Связь комфортности насаждений с соответствующей показателями (в баллах) описывается уравнением:

••> - 0.064 + 0.029X1'+ 0.059X2 + 0.029X3 + 0.023X4 + * 0.030X5 + 0.023X5 + 0.030X7 , где у - коэффициент комфортности; XI,- рельеф; хг - влажность местообитания; хз - состояние дорожно-трояиночной сети; Х4 - доступность; хб - расстояние до рек; »ацирн-кого водоема; хз - присутствие кровососущих и беспокоящих насекомых; Х7 - качкчке "/¡¿а. йг-0.9784 (97.#/.).

Система показателей комплексной опенки рекреационного потенциала искусственных насаждений

Рис.7

Зависимость устойчивости насаждения от определяющих ее показателей (в баллах) описывается уравнением: -

у - 0.041 + 0.002x1 + 0.024x2 + 0.021x3 + 0.029x4 + * 0.028x5 + 0.018x6 + 0.043x7 + 0.023x8 . где у - коэффициент устойчивости; XI - возраст древостоя;

. У-2 - наличие жизнеспособного подроста; хз - наличие подлеска; хд - устойчивость нижних ярусов растительности; Х5 - гранулометрический состав почвы; хв - мощность подстилки; х? - мощность гумусового горизонта; хд - уклон поверхности. й2-0.9439 (94.4%). Теснота связи оценочных показателей с коэффициентами, характеризующими качество лесных культур, а также значения коэффициентов частной детерминации, наглядно показывающих удельный вес каждого фактора в конечном результате приведены'в табл.3.

Анализ полученных результатов позволяет оценить перспективы рекреационного использования лесных культур и выявить причины, обусловливающие снижение их качества. . Помимо этого появляется возможность наметить пути устранения выявленных недостатков, а также спрогнозировать изменение качества насаждений после проведения запроектированных мероприятий. Привлекательность участка культур может быть повышена в результате подсадки декоративных кустарников, введения е состав травяного покрова красивоцЕетущих видов, установки малых архитектурных форм и своевременных санитарных рубок. За счет благоустройства дорожно-тропиночной сети, создания опушечных посадок кустарников, можно добиться повышения комфортности и устойчивости культур (путем снижения нагрузок непосредственно на насаждения).

ЗАКЮЧ2ШЕ

3 основе лесотипологической классификации искусственных насаждений должно лежать понятие типа лесных культур. Под.этим термином мы предлагаем понимать "тип искусственных лесных экосистем с определенным породным составом древостоя в однс /. и том же типе условий местопроизрастания". При определении типа лесных культур главную роль играют породный состав насаждения и лесо-растительные условия, е которых оно произрастает; соответственно

Таблица 3

Теснота связи параметров оценки рекреационного потенциала искусственных насаждений с оценочными коэффициентами и значения коэффициентов частной детерминации

Значение коэффициентов

Показатель

1

парной корреля-1 частной

ции с оценочным! детерминации <3

коэффицентом \

О

1 1 абсолютное x от

Еоэраст древостоя 0.2914 + | 0.0426 4.4

Состав 0.5189 +++| 0 13°3 14.4

Смешение пород 0.5680 +++1 о!1715 17.7

Высота древостоя . 0.5817 +-Н-! 0.0970 10.0

Ярусность 0.6253 +1-+! 0.1466 15.1

Мозаичность 0.1191 I 0.2200 2.3

Декоративность 0.2942 + I 0.0569 . 5.9

Рекреационная наруиен- I

ность 0.4849 ++ I 0.1134 11.7

Замусоренность 0.4862 ++ I 0.1431 14.8

Санитарное состояние 0.2781 I 0.0358 3.7

Рельеф -0.0121 i I 0 0

Влажность местообитания 0.3531 + I 0.0602 6.5

Дорожно-тропиночная сеть 0.2929 + I 0.1044 11.3

Доступность 0.5267 +-Г+1 0.0934 10.1

Расстояние до рекреацион- 1

ного водоема 0.7614 +++! 0.4200 45.4

Присутствие кровососущих

насекомых 0.6598 +++1 0.1317 14.2

Наличие шума 0.3627 + 1 0.1164 12.6

Возраст древостоя 0.6529 1 +++1 0.0009 1.0

Наличие жизнеспособного 1

подроста 0.3555 + 1 0.0868 9.1

Наличие подлеска 0.5177 +++1 0.1977 20.7

Устойчивость нижних 1 2.8 /

ярусов 0.1251 1 0.0263

Гранулометрический состав 1

почвы 0.7063 +++! 0.3046 31.9

Мощность подстилки 0.4184 ++ 0.0832 8.7

Мощность гумусового 1

горизонта 0.7504 +++1 0.2334 24.5

Уклон поверхности 0.1310 1 0.0127 1.3

1римечание: + - уровень значимости 0.05, ++ - 0.01,+++ - 0.001; И2 - коэффициент множественной детерминации

из двух компонентов складывается и название. Прочие же параметры нужно использовать для выделения более мелких градаций при систематизации многообразия лесных культур.

Чрезвычайно важную роль в прогнозировании динамики лесных культур играет анализ взаимоотношений составляющих их пород. Большинство обследованных чистых культуры сосны обыкновенной при отсутствии широкого распространения грибных заболеваний отличается хорошим ростом и высокой устойчивостью. В сосново-еловых культурах характер роста каждой из пород в значительной степени зависит от лесорастительных условий ( в первую очередь - от дре-нированности почв). При совместном произрастании с сосной лиственница на первых этапах обычно уступает первой по всем показателям; впоследствии рост этих пород выравнивается. Береза в обследованных культурах угнетает хвойные породы и вытесняет их из насаждения, что ведет к формированию чистого березового древостоя. Применение кулисного смешения этих пород и введение буферных рядов кустарника позволит ослабить конкуренцию; при этом доля березы в составе смешанных культур не должна превышать 25%. Широколиственные пароды (дуб черешчатый, ясень обыкновенный, клен остролистный, вяз гладкий) значительно отстают в росте от хвойных, теряют декоративную и буферную роль и с возрастом практически полносты. выпадают из культурфитоиеноза, что делает бесполезным их введение в состав культур. Успешность роста кустарников в значительной степени определяется их светолюбием.

Для изучения свойств древостоя важно правильно подобрать статистическую модель, в полной мере описывающую его таксационное строение. В качестве модели распределения деревьев в насаждении по диаметру целесообразно использовать функцию Вейбулла, важным преимуществом которой является биологическая интерпретируемость ее параметров. Для удобства систематизации и изучения культурфитоиенозов нами предложены 4 основных типа строения искусственных насаждений.

В основе организации рекреационного лесопользования должна лежать комплексная оценка рекреационного потенциала насаждений. В связи со значительным увеличением рекреационной роли лесных культур, возникает необходимость создания методики оценки искусственных насаждений с этих позиций. Для опенки рекреационного

потенциала искусственных насаждении № предлагаем использовать три группы показателей, характеризующих привлекательность культур, комфортность и устойчивость к рекреационному воздействию. В целях интегральной оценки рекреационного потенциала искусственные насаждения подразделяются на классы рекреационной ценности. В результате проведенного обследования с использованием разработанной методики немн установлено, что в ближнем Подмосковье значительная часть искусственных насаждений малопригодна в рекреационном отношении.

Разработанная методика оценки рекреационного потенциала уже существующих искусственных насаждений открывает принципиально ноЕые возможности не только для их реконструкции, но и для создания устойчивых и высокоэстетичных культур, оптимальных для каждых конкретных условий. На основе предложенной методики мажет быть организован'мониторинг лесных культур рекреационного назначения. Регулярные наблюдения за ростом и состоянием искусственных насаждений позволят выявить существующие динамические тенденции, а также установить необходимость проведения хозяйственных мероприятий в случае снижения их качества.

- СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Изучение состояния и рекреационного значения лесных культур в пригородных лесах // Научн.тр./ МЛТИ. -1986. -Зып.185. - С. 68-71.

2. Мониторинг состояния лесных культур. // Научн.тр./ МЛТИ. - 1987. - Вып.187. - С.51-54.

3. Лесные культуры в условиях интенсивной рекреации.// Изу-1ение, охрана и рациональное использование природных ресурсов: Гез.докл.конференции молодых ученых.- Уфа, 1987. - С. 18.

4. Эколого-биологический мониторинг состояния искусственных насаждений г.Москвы и ее лесопаркового защитного пояса: Гез.докл.научно-техн.конференции молодых экологов "Человек в визе фе ре".- М., 1988. - С.57.

5. Исследования роста географических культур сосны обыкновенной // Научн.тр./ МЛТИ. - 1989. - Вып.210. - С.40-43. (в со-1Вторстве).

6. Рост культур сосны в западной части лесопаркового задит-юго пояса г.Москвы // Научн.тр./ ИДТИ. - 1990. - Вып.223. -

С.139-14J.

7. Взаимоотношения пород в культурах лесопаркового защитного пояса г.Москвы //Охрана и рациональное использование лесных ресурсов: Тез.докл. Всесоюзн. конференции молодых ученых и специалистов. - II.: МЛТИ, 1991. - С.44.

8. Взаимоотношения сосны обыкновенной с породами-спутниками в культурах лесопаркового защитного пояса г.Москвы //Охрана лесных экосистем и рациональное использование лесных ресурсов: Тез.докл.Второй научно-техн.конференции. - Ч.2.- М.: МЛТИ, 1991. -С.56.

9. Методические аспекты функциональной функциональной оценки лесных культур рекреационного назначения // Научн.тр./ МЛТИ. - 1991.- Вып.245. - С.106-113.

10. Функциональная оценка лесных культур рекреационного назначения в пригородных лесах //Зколого-географические проблемы сохранения и восстановления лесов Севера: Тез.докл. Всесоюзной научн. конференции, посвященной . 280-летию со дня . рождения М.В.Ломоносова. - Архангельск, 1991. - С. 244-246.

11. Рост культур сосны в западной части лесопаркового защитного пояса г.Москвы // Совершенствование научного обеспечения лесохозяйственного производства: Тез.докл.Всесоюзн. научно-прак-тич. конференции молодых учёных, аспирантов и специалистов отт расли (Пушкино,15-17 октября 1990 г.).- Пушкино, 1991. - С.98.

12. Взаимоотношения сосны обыкновенной с породами-спутниками в культурах лесопаркового защитного пояса г.Москвы // Лесо-хоз.информ. - М.: ЦБНТИлесхоз, 1992. - N11. - С.40-41.

13. Особенности взаимовлияния древесных пород в сложных культурфитоценозах ' // Научн.тр./ МЛТИ. - 1993. - Вып.248. -С.167-195.

14.. Типология лесных культур. // Изв.высш.учеб.заведений. Лесной журнал.- 1993. - N2-3.- С.10-13. (в соавторстве).