Закономерности функционирования сосновых и еловых фитоценозов южной тайги на объектах комплексного ухода за лесом

Беляева, Наталия Валерьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Закономерности функционирования сосновых и еловых фитоценозов южной тайги на объектах комплексного ухода за лесом
ВАК РФ 06.03.03, Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними

Автореферат диссертации по теме "Закономерности функционирования сосновых и еловых фитоценозов южной тайги на объектах комплексного ухода за лесом"

Беляева Наталия Валерьевна

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СОСНОВЫХ И ЕЛОВЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ ЮЖНОЙ ТАЙГИ НА ОБЪЕКТАХ КОМПЛЕКСНОГО УХОДА ЗА ЛЕСОМ

06.03.03 - лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Беляева Наталия Валерьевна

06.03.03 - лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Работа выполнена на кафедре лесоводства Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии им. С. М. Кирова,

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Мельников Евгений Сергеевич

Официальные оппоненты - доктор биологических наук,

профессор Соловьев Виктор Александрович

кандидат сельскохозяйственных наук, Пирогов Николай Александрович

Ведущая организация - ФГУП Северо-западное государственное лесоустроительное предприятие

Защита состоится 22 марта 2006 года в 13.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.220.02 в Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии им. С. М. Кирова по адресу:

194021, Санкт-Петербург, институтский пер., д. 5, главное здание, зал заседаний.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии им. С. М. Кирова

Автореферат разослан «_» февраля 2006 г.

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА {

Ученый секретарь диссертационного совета

И. А. Маркова

¿906 А

ШО

Введение

Актуальность темы. В настоящее время перед лесным хозяйством стоят задачи улучшения воспроизводства и использования лесных ресурсов, а также осуществление постепенного перехода к ведению лесного хозяйства на принципах непрерывного и рационального лесопользования. Здесь следует увязывать задачу улучшения лесов с потребностью в досрочном, раньше наступления технической спелости, пользовании древесиной. Решение этих задач в первую очередь связано с применением современных, научно обоснованных технологий лесовыращивания и лесопользования.

Опыты, заложенные в Сиверском лесхозе ЛенНИИЛХа в 1970-х гг., свидетельствуют о значительном повышении эффективности целевого лесовыращивания при комплексном уходе, т.е. при сочетании рубок ухода с внесением удобрений. На основании этих опытов были получены данные о положитель-> ном воздействии комплексного ухода па прирост древесины, ее качество, фор-

му и полнодревесность ствола в сосновых и еловых древостоях.

Сосна и ель относятся к основным лесообразующим породам. В их реакции на комплексный уход проявляется много сходства, но экологические свойства сосны, особенно ее светолюбие, невысокая потребность в элементах питания и малая требовательность к почвам обусловливают ряд особенностей, отличающих ее от удобренных ельников. До настоящего времени почти не уделялось внимания сравнительной комплексной оценке структурных и функциональных изменений в сосновых и еловых фитоценозах под воздействием регулярного комплексного ухода за лесом. Вместе с тем, такая оценка необходима в целях более корректного и дифференцированного планирования ухода за этими насаждениями.

Цель исследования. Выявление закономерностей функционирования лесных фитоценозов под воздействием регулярного комплексного ухода за лесом, установление общих тенденций и различий в реакции на уход сосновых и еловых древостоев.

' Основные задачи исследования. 1. Изучение реакции сосновых и еловых

древостоев на регулярный комплексный уход. 2. Оценка повышения продуктивности и параметров устойчивости хвойных насаждений под воздействием \ комплексного ухода. 3. Выявление структурных и функциональных изменений

в сосняках и ельниках под воздействием комплексного ухода. 4. Уточнение режима комплексного ухода в сосновых и еловых древостоях.

Научная новизна. 1. Дана сравнительная комплексная оценка структурных и функциональных изменений в сосновых и еловых фитоценозах под воздействием регулярного комплексного ухода за лесом. 2. Выявлены закономерности изменений в системе «Продуктивность - устойчивость - видовое разнообразие лесных фитоценозов» под влиянием комплексного ухода за лесом. 3. Выявлены биолого-экологические различия в реакции сосны и ели на комплексный уход. 4. Получены математические модели, характеризующие зависимость продук-

тивности и устойчивости сосновых и еловых древостоев от климатических показателей.

Апробация диссертационной работы. По теме диссертации опубликовано 6 работ. Основные результаты диссертационной работы были отражены в докладах на научно-технических конференциях: по итогам научно-исследовательских работ СПб ГЛТА, г. Санкт-Петербург, 2004, 2005 гг., «Актуальные проблемы современной науки», г. Самара, 2005 г.; «Наука и образование на службе лесного комплекса», г. Воронеж, 2005 г.; «Актуальные проблемы лесного комплекса», г. Брянск, 2005 г.

Практическая значимость. Результаты исследования могут быть использованы для корректировки параметров ранее разработанных целевых программ комплексного ухода в сосновых и еловых древостоях. Применение этих программ позволит повысить эффективность ускоренного целевого лесовыращивания.

Диссертационное исследование осуществлялось в тесной связи с планом научно-исследовательских работ кафедры лесоводства Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии им. С. М. Кирова по темам: «Основные закономерности, динамика и меры регулирования восстановительных процессов в нарушенных хозяйственным воздействием лесных фитоценозах Северо-Запада России», «Лесоводственно-экологическая оценка структурных и функциональных изменений в нарушенных хозяйственным воздействием лесных экосистемах Северо-Запада России», «Совершенствование мер хозяйственного воздействия на лесные экосистемы в целях повышения устойчивости и биоразнообразия лесов Северо-Запада Российской Федерации».

Результат научной работы: корректировка программ комплексного ухода за лесом, применимых в условиях южной тайги Северо-Запада России и позволяющих повысить эффективность ускоренного целевого лесовыращивания.

Обоснованность и достоверность результатов подтверждаются значительным объемом экспериментального материала, полученного на стационарных объектах с 30-летним сроком наблюдений и неоднократным повторением приемов комплексного ухода. В работе использованы стандартные методики полевых исследований. Камеральная обработка экспериментальных данных выполнялась в соответствии с общепризнанными методиками, действующими ГОСТами и инструкциями. Полученный материал обрабатывался методами математической статистики с помощью приложения Microsoft Excel и пакета прикладных программ Statistika, достоверность различия между показателями определялась на 95-процентном доверительном уровне по критерию Стьюдента.

Предмет защиты. 1. Выявленные биолого-экологические различия в реакции сосны и ели на комплексный уход. 2. Выявленные закономерности изменений в системе «Продуктивность - устойчивость - видовое разнообразие лесных фитоценозов» под влиянием комплексного ухода за лесом. 3. Математические модели, отражающие зависимость таксационных показателей (текущего прироста и отпада) от погодных условий. 4. Практические рекомендации по опта-

мизации режима комплексного ухода за лесом в сосновых и еловых древостоях южной тайги.

Личный вклад автора. В процессе исследования периодически проводилась повторная таксация на 10 пробных площадях; выполнен учет живого напочвенного покрова на 5 пробных площадях; выполнен учет подроста и подлеска на 14 пробных площадях; проведена камеральная обработка данных; получены математические модели, отражающие зависимость таксационных показателей (текущего прироста и отпада) от погодных условий.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, библиографического списка использованной литературы, включающего 155 наименований, из них 12 на иностранных языках. Общий объем работы - 186 машинописных страниц, включая 15 рисунков, 23 таблицы и 39 приложений.

Представленная работа является продолжением исследований, начатых сотрудниками ЛенНИИЛХа и СПбГЛТА, в целях изучения влияния комплексного ухода за лесом на продуктивность и устойчивость хвойных насаждений.

ГЛАВА 1. Состояние вопроса

В обзоре литературных источников приведены доказательства высокой эффективности комплексного ухода за лесом, полученные в экспериментах с рубками ухода и удобрениями на опытных объектах в хвойных древостоях. Регулярными разреживаниями обеспечивается формирование древостоев хозяйственно-необходимого состава, структуры и качества, удобрениями - ускоренное восстановление текущего прироста и запаса, повышение общей производительности этих древостоев. Следствием внесения азотных удобрений является также повышение биологической активности и уровня актуального плодородия почвы, что сопровождается интенсификацией биокруговорота элементов питания. Вследствие этого ускоряются восстановительные процессы не только в разреженном древостое, но и в фитоценозе, во всех его структурных звеньях. В диссертационной работе автор ссылается на следующих исследователей действия комплексного ухода за лесом: С. Н. Сеннова, Е. С. Мельникова, С. М. Синькевича, Н. А. Баневу, А. Н. Мартынова, А. А. Клокова, М. А. Клинова и др.

Анализ литературных источников выявил наименее изученные аспекты комплексного ухода за лесом. К ним относятся: 1) Влияние комплексного ухода на продуктивность и устойчивость чистых сосновых древостоев. 2) Общие тенденции и биолого-экологические различия в реакции сосняков и ельников на регулярный комплексный уход за лесом в разных типах леса. 3) Закономерности изменений в системе «Продуктивность - устойчивость - видовое разнообразие лесных фитоценозов» под влиянием комплексного ухода. 4) Последействие разреживаний и удобрений в течение 30-35 лет после комплексного ухода.

Изучение эгих вопросов поможет внести необходимые коррективы в программы комплексного ухода за лесом, усовершенствовать технологию и повысить эффективность ускоренного целевого лесовыращивания.

ГЛАВА 2. Общеметодологический подход к исследованию эффективности комплексного ухода за лесом в лесных биогеоценозах

Комплексный уход является сложной, системной мерой ухода за лесом. Оценка эффективности данного мероприятия невозможна без глубокого познания природы лесного сообщества. Лес является исключительно сложным объектом системных исследований, обладающим целым рядом свойств. К ним относятся: целостность; открытость; структурно-функциональная сложность; динамичность; зависимость поведения от исторических причин.

Свойствами лесной экосистемы объясняется и сложность методики исследований эффективности комплексного ухода за лесом. Чрезвычайная сложность таких природных объектов, как лес, заставляет нас искать более адекватные способы их изучения, контроля состояния, оценки того или иного хозяйственного воздействия. Таким универсальным методом познавательной деятельности, применимым для оценки хозяйственного эффекта от комплексного ухода за лесом, является системный подход, позволяющий проанализировать структурно-функциональные связи в лесной экосистеме. При этом анализ целесообразно проводить по двум направлениям: в первую очередь, изучая структуру (компоненты экосистемы, иерархию отношений между ними и слагающими их элементами), во вторую - функциональные проявления (например, через биокруговорот, его звенья, выявление роли отдельных компонентов). Кроме того, системный подход позволяет не только познать механизмы регуляции отношений между компонентами лесной экосистемы, но и прогнозировать ее развитие во времени и пространстве.

ГЛАВА 3. Программа, методика и объекты исследования

Программа исследования включает следующие вопросы: 1) Дать сравнительную оценку влияния комплексного ухода на рост и продуктивность сосновых и еловых древостоев. 2) Выявить параметры устойчивости насаждений под влиянием комплексного ухода. 3) Выявить структурные и функциональные изменения в сосняках и ельниках под воздействием комплексного ухода. 4) Оценить воздействие комплексного ухода на видовое разнообразие напочвенной растительности в сосновых и еловых древостоях. 5) Выявить закономерности изменений в системе «Продуктивность - устойчивость - видовое разнообразие лесных фитоценозов» под влиянием комплексного ухода за лесом. 6) Установить зависимость таксационных показателей (текущего прироста и отпада) от погодных условий. 7) Дать рекомендации по оптимизации режима комплексного ухода в сосновых и еловых насаждениях.

Объектами исследования являются чистые средневозрастные сосновые и еловые древостой разных классов бонитета и типов леса (табл.1). Постоянные пробные площади размером 0,2 га заложены в 1970-х гг. сотрудниками лаборатории лесоводства СПбНИИЛХа под руководством проф. Сеннова С. Н. на территории ГОЛХ «Сиверский лес» в Ленинградской области. Во всех случаях выделялись контрольные; разреженные рубками ухода; разреженные и удоб-

ренные варианты опыта. При определении типов леса пользовались лесотипо-логической схемой, применяющейся в лесоустройстве и основанной на эдафо-фитоценотической классификации В. Н. Сукачева. Рубки ухода - поздние прореживания или ранние проходные. В качестве удобрения применяли гранулированную мочевину (карбамид), которую разбрасывали вручную по поверхности почвы в ближайший вегетационный период после разреживания древостоя в мае-начале июня в дозе 150 кг/га азота по д.в. за один прием. Повторяемость внесения - двух- или трехкратная, с интервалом в 5 и 10 лет.

Таблица 1

Краткая характеристика объектов исследования_____

№ ПП Год закладки Вариант опыта Исходный состав древостоя Исходный возраст, лет Класс бонитета Тип леса

10-1 1974 контроль 8Е1Б10с+С 47

10-21 1974 двукратная рубка (1974, 1983 гг.) 10Е ед.С,Б,Ос 47 Е. черн.

10-3 1974 двукратная рубка (1974, 1983 гг.) + трехкратное удобрение (1974,1979, 1986 гг.) 8Е1С1Е+Ос 47 II

11-1 1973 контроль 9Е1Б 35

11-2 1973 трехкратная рубка (1973, 1983,1993 гг.) 9Е1Б 35 1а Е.

11-3 1973 трехкратная рубка (1973, 1983, 1993 гт.) + двукратное удобрение (1973, 1983 гг.) 9Е1Б 35 кисл.

5-1 1971 контроль 10Сед.Б 48

5-2 1971 двукратная рубка (1971, 1981 гг.) ЮС ед. Б, Ос 48 I С. черн. вл.

5-3 1971 двукратная рубка (1971, 1981 гг.) + двукратное удобрение (1972, 1982 гг.) ЮСед. Б, Е 48

12-1 1976 контроль 10С+Б. ед.Е 47 С. черн. вл.

12-2 1976 рубка (1973 г.) ЮСед. Б,Е 47 II

12-3 1976 рубка (1973 г.) + двукратное удобрение (1974,1977 гг.) ЮС ед. Б, Е 47

6-3 1971 контроль ЮС ед. Б 36

6-2 1971 двукратная рубка (1971, 1981 гг.) ЮС ед. Б 36

6-5 1971 рубка (1971 г.) + трехкратное удобрение (1972,1977, 1982 гг.) ЮСед. Б 40 I С брусн.

6-6 1971 двукратная рубка (1971, 1981 гг.) + двукратное удобрение (1972,1982 гг.) ЮС ед. Б 40

6-9 1971 рубка (1971 г.) ЮСед. 45

1 Результаты исследований по ПП 10-2 приводятся за 20 лет в связи с распадом древостоя после ветровапа в 2000 г. По остальным пробным площадям приведены результаты за 30 лет наблюдений.

ГЛАВА 4. Сравнительный анализ влияния комплексного ухода за лесом на продуктивность и устойчивость сосновых и еловых древостоев

Для оценки эффективности комплексного ухода в сосняках и ельниках детально анализировалась динамика дополнительного прироста древостоев.

На основании полученных данных были установлены общие тенденции в реакции сосны и ели на комплексный уход за лесом:

1) Комплексный уход за лесом в сосновых и еловых древостоях увеличивает дополнительный прирост древесины (табл.2) по сравнению с рубками ухода. Процент увеличения определяется типом условий местопроизрастания.

Таблица 2

Дополнительный прирост древесины в сосновых и еловых древостоях_

Тип леса (№ пробной площади) Дополнительный прирост, м^га в год

после рубок ухода после комплексного ухода

Ельник черничный (ПП серии 10) 0,3 2.5

Ельник кисличный (ПП серии 11) 1.7 3,1

Сосняк черничный влажный (ПП серии 5) 0.3 2,4

Сосняк черничный влажный (ПП серии 12) 0,5 1,5

Сосняк брусничный (ПП 6-2 и ПП 6-6) 2,9 4.1

Сосняк брусничный (ПП 6-9 и ПП 6-5) 4,0 4,0

Примечание. Дополнительный прирост исчислялся как разница между накопленными запасами древостоев за 30 лет: пройденного комплексным уходом и контрольного варианта; разреженного без применения удобрений и контрольного варианта.

2) Формирование дополнительного прироста древесины после применения, комплексного ухода в сосняках и ельниках осуществляется в несколько этапов:

-I этап. После 1-го приема данного мероприятия наблюдается быстрое повышение прироста древостоя (рис.1), что объясняется высвобождением почвенных ресурсов на фоне возрастающей биологической активности почвы.

-П этап. Накопление дополнительных ресурсов одновременно со снижением дополнительного прироста в результате усиленного развития напочвенной растительности, резервирования части ресурсов в ризосфере и структурной перестройки в древостое (изменение в соотношения между стволовой, кроновой и подземной фитомассой в пользу двух последних), сопровождающейся энергетическими и ресурсными затратами, и реализация, таким образом, ресурсосберегающей функции лесной экосистемы (рис.1).

-Ш этап. Вовлечение биогеоценозом сохраненных ресурсов в биокруговорот и последующее увеличение дополнительного прироста (рис.1).

-IV этан. Затухание действия удобрения.

Продолжительность каждого этапа определяется экологическими свойствами сосны и ели, условиями их местопроизрастания и правильностью подбора режима комплексного ухода в данных древостоях.

3) Дополнительный прирост формируется за счет увеличения прироста деревьев по диаметру, вследствие более активной положительной реакции на комплексный уход большего числа деревьев и за счет сокращения отпада.

Ельник черничный ПП10-3

■

2 2Я

12 3 4 Пятилетие

■Дополштельшй прирост □Текущий прирост

Елымк кисличный ПП 11-3

2 3 4 5 6 Пятилетие

■ Дополнительный прирост р текущий прирост

Сосняк черничный ПП 5-3

« 80

2 40 | 20

■20

Шш

1 2 3 4 5 6 Пятилетие

■Дополнительный прирост □ Текущий прирост

Сосняк черничный ПП 12-3

3 4 5 Пятилетие

■ Дополнительный прироста Текущий прирост

Сосняк брусничный ПЛ 6-6

3 4 Пятилетие

■ Дополнительный прирост □ Текущий прирост

Сосняк брусничный ПП 6-5

100 50 0 -50

1 2

5 6

■ Дополнительный прирост □Текуцрй прирост

Рис. 1. Дополнительный2 и текущий прирост в сосняках и ельниках после комплексного ухода

В то же время были выявлены различия в реакции сосны и ели на комплексный уход за лесом:

1) Срок эффективного действия удобрений в сосняках черничных влажных и брусничных 5-7 лет, в ельниках кисличных и черничных - 10-15 лет (рис.1), что можно объяснить толерантной стратегией формирования и развития ельников, позволяющей им пользоваться дополнительными ресурсами на протяжении длительного времени, и конкурентной стратегией сосняков, старающихся освоить дополнительный объем элементов питания как можно быстрее.

2) Колебания дополнительного прироста в ельниках выражены меньше, чем в сосняках, что свидетельствует о более стабильном проявлении эффекта от комплексного ухода в еловых древостоях (рис.1).

Для более объективной оценки эффективности комплексного ухода анализировалась динамика общей производительности древостоя.

Регулярное применение удобрений в системе комплексного ухода позволяет восстановить общую производительность, снижающуюся после первого приема, в ельниках за 10-15 лет, в сосняках-за 5-10 лет до уровня контроля (рис.2).

2 Дополнительный прирост исчислялся как разница между накопленными запасами древо-стоев: после комплексного ухода за лесом и разреженного без применения удобрений.

Ельник черничный ПП 10

■■■НИМ -

1 2 3 4 5 6

■ Контроль Рубка

Ельник кисличный ТТЛ 11

Комплексный уход

шш

1 2 3 4 5 6

I Конгдеъ |рувкв

I Комплексный уход

Сосняк черничный ПП 5

цщИ

1 2 3 4 5 6

■Контроль

■ Рубка

■ Комплексный У»ОД_

сосняк черничный ПП 12

йв

1 2 3 4 5 9

■ Конгрогь в Руби

■ Комллаксшй уход

Сосняк брусничный ПП 6-3, 6-2, <4

Сосняк брусничный ПП 6-3,6-9,6-6

воо--Контроль |

1ййУЙРН

шШ

1 2 3 4 5 8

■ Контроль

■ Рубка

■ Комплексный

У»од

Рис.2. Динамика общей производительности в еловых и сосновых древостоях

В ельниках и сосняках (ПП 10-3, 11-3, 5-3, 6-6) пробные площади с комплексным уходом на протяжении всего периода опыта (30 лет) характеризуются большей производительностью по сравнению с участками, где проводились только рубки ухода (рис.2). На этих участках были проведены двух- или трехкратные рубки ухода с последующим двух- или трехкратным внесением азотных удобрений.

Иная картина наблюдается в сосняках брусничном (ПП 6-5) и черничном (ПП 12-3), где была проведена только одна рубка ухода с последующим трех-или двукратным внесением удобрений через каждые 5 лет. На этих пробных площадях участки с комплексным уходом (ПП 6-5, 12-3) на протяжении всего периода опыта (30 лет) характеризуются меньшей производительностью по сравнению с вариантами, где проводились только рубки ухода (1111 6-9, 12-2). Правда, исходные показатели общей производительности на этих'участках были меньше на 20-30%, чем в сопоставляемом варианте без удобрения. Это позволяет нам сделать вывод о том, что и на этих пробных площадях наблюдается эффект от комплексного ухода за лесом. В связи с вышесказанным желательно, чтобы режим комплексного ухода включал в себя двух- или трехкратные рубки ухода с последующим двух- или трехкратным внесением азотных удобрений.

Комплексный уход за лесом повышает общую производительность сосновых и еловых древостоев на 10-20% (табл.3). При этом для высокопродуктивных ельников кисличных характерен более высокий процент увеличения общей производительности по сравнению с высокопродуктивными сосняками брусничными. Это

объясняется более плодородными и буферными почвами, на которых произрастает ель; большей сложностью еловых фитоденозов, позволяющей в лучшей мере реализовать ресурсосберегающие функции системы; толерантностью ельников, обладающих более эффективной стратегией резервирования и использования дополнительных ресурсов. Сосняки в отличие от ельников быстрее расходуют дополнительные ресурсы, и поэтому процент увеличения общей производительности через 30 лет в них ниже. Для сосняков и ельников черничных процент увеличения общей производительности отличается незначительно (8-12%).

Таблица 3

Изменение общей производительности за 30 лет в сосновых и еловых древостоях

Тип леса и номер пробной площади Изменение общей производительности за 30 лет, в % к контролю

после рубок ухода После комплексного ухода

Ельник черничный ПП серии 10 0 +8

Ельник кисличный ПП серии 11 +7% +20%

Сосняк черничный влажный ПП серии 5 -3 +12

Сосняк черничный влажный ПП серии 12 -6 +12

Сосняк брусничный ПП 6-2 и ПП 6-6 +5 +12

Сосняк брусничный ПП 6-9 и ПП 6-5 -9 +14

Однако следует учитывать, что общая производительность включает в себя отпад за весь период наблюдения (30 лет). Поэтому для более объективной оценки эффективности комплексного ухода необходимо рассматривать показатель, не включающий в себя отпад. Таким показателем является продуктивность древостоя. Анализ рис.3 позволяет сделать вывод о возможности повышения с помощью регулярного комплексного ухода за лесом продуктивности как сосновых, так и еловых древостоев на 30-50%: за счет увеличения общей производительности древостоя на 10-20% (табл.3) и сокращения отпада более чем на 50% (табл.4) по сравнению с контрольным вариантом.

160-------_

иип

ПП10 ПП11 ПП5 ПП12 ПП6-2 ПП6-9 и 6-6 и 6-5

Пробны» площади

Гд Рубки ухода ■ Комплексный уход за лесом |

Рис.3. Изменение продуктивности сосновых и еловых древостоев через 30 лет после начала опытов по отношению к контролю

Переходя к такой важной проблеме, какой является устойчивость лесного биогеоценоза, следует, прежде всего, отметить, что действие удобрений наиболее ярко проявляется в стимулировании восстановительных процессов в фитоценозах. По-

знать действие механизмов, контролирующих устойчивость лесных фитоценозов, позволяет изучение динамики текущего прироста удобренного древостоя (рис.4).

Восстановление текущего прироста до уровня контроля в сосняках и ельниках происходит за 5-7 лет (рис.4) при проведении комплексного ухода в период с благоприятными погодными условиями (ГШ 10-3, 5-3, 6-5, 6-6). Если уход начат в худших условиях, период восстановления текущего прироста растягивается на более длительное время-до 15 лет (ПП 11-3,12-3).

В сосняках и ельниках на протяжении всего периода наблюдений текущий прирост в варианте с комплексным уходом в 1,5-2 раза выше по сравнению с контролем, а также с вариантом, где проводились рубки ухода (рис.4).

Как показали наши исследования, возраст древостоя, в котором наблюдается наиболее интенсивный прирост (рис.4), для ельников черничных и кисличных равен 50-55 годам, для сосняков черничных влажных и брусничных - 45-50 годам. Данное явление можно объяснить разными стратегиями развития сосны и ели.

Сосняк брусничный ПП 6-3,6-9,66

I ■ Контроль »Рубка

1ШШ

И Комплексный

уход

Рис.4. Текущий прирост в еловых и сосновых древостоях по вариантам опыта

Воздействие извне в виде комплексного ухода вызывает выраженные колебания текущего прироста в сосновых и еловых древостоях (рис.5). При этом здесь следует отметить два аспекта:

1) Амплитуда колебаний текущего прироста в высокопродуктивном ельнике кисличном (ПП 11-3) в 3 раза больше, чем в остальных древостоях. Объясняется это тем, что колебания тем сильнее, чем меньше вероятность перехода сис-

темы (биогеоценоза) на более высокий уровень продуктивности. И, наоборот, чем такая вероятность выше, тем слабее колебания.

2) В еловых древостоях (ПП серий 10, 11) в отличие от сосновых (ПП серий 5, 12, 6) меньше частота Колебаний текущего прироста. Это связано с тем, что еловый биогеоценоз обладает большей емкостью биокруговорота по сравнению с сосновым, а более емкая система быстрее поглощает и гасит колебания.

Рис.5. Колебания текущего прироста в еловых и сосновых древостоях после комплексного ухода

Таким образом, удобрение разреженных древостоев сглаживает амплитуду колебаний прироста и уменьшает их частоту, т.е. оптимизирует режим питания древесных растений и делает его менее зависимым от внешних и внутренних факторов среды. Такая зависимость характерна как для ельников, так и для сосняков.

Судить о характере и напряженности конкурентных отношений в древостое, его устойчивости и, соответственно, успешности того или иного лесохозяйственного мероприятия позволяет анализ величины и структуры отпада в древостоях, пройденных рубками ухода и комплексным уходом за лесом (табл.4).

Таблица 4

Отпад в еловых и сосновых древостоях за 30 лет в м3/га_

Тип леса-№ пробной площади Отпад по вариантам опыта, м3/га

Контроль Рубка ухода Комплексный уход

Е черн. - ПП серии 10 65 34 17

Е кисл. - ПП серии 11 165 74 84

С черн.вл. - ПП серии 5 79 31 5

С черн.вл. - ПП серии 12 79 39 38

С брусн. - ПП 6-3,6-2, 6-6 99 18 33

С брусн. - ПП 6-3, 6-9, 6-5 99 16 47

Как показывают данные табл.4 отпад за 30 лет и в сосновых, и в еловых древостоях, пройденных комплексным уходом за лесом (ПП 10-3, 11-3, 5-3, 12-4, 6-5, 6-6), в 2-3 раза ниже, чем на контроле. Однако по сравнению участками, где проводились только рубки ухода (ПП 11-2, 6-2, 6-9), итоговый отпад за 30 лет в разреженных и удобренных высокопродуктивных древостоях (1111 11-3, 6-6, 6-5) оказался в среднем 1,5 раза выше, что обусловлено интенсификацией биокруговорота и продукционных процессов (табл.4). При этом в древостоях меньшей продуктивности (ПП 10-3, 5-3, 12-3) отпад был ниже, чем в

сопоставляемых вариантах с рубками ухода (ПП 10-2, 5-2, 12-2). Все это говорит о том, что возможности повышения устойчивости древостоя путем применения удобрений в системе комплексного ухода за лесом ограничены. И эти возможности тем ниже, чем лучше условия местопроизрастания для конкретной породы в данной лесоклиматической зоне (табл.4).

Следует также отметить, что в сосновых древостоях, пройденных комплексным уходом за лесом, отпаду подвержены, прежде всего, тонкомерные деревья 8, 12 ступени толщины в сосняках И-Ш классов бонитета и 12, 16 ступеней толщины в сосняках I класса бонитета. Таким образом, удобрения не повышают толерантности и конкурентоспособности отставшей в росте сосны.

В ельниках наблюдается задержка отпада тонкомерных деревьев. Но при этом в них несколько усиливается отпад средних и крупных деревьев (20,24,28 и 32 ступеней толщины). Это еще раз подтверждает мнение многих исследователей о том, что прирост мелких экземпляров лимитируется нехваткой света, крупных - недостатком элементов почвенного питания. Таким образом, в разреженных и удобренных ельниках обостряется конкуренция между деревьями-лидерами за дополнительный азот, а отставшая в росте ель реагирует на улучшение режима освещенности. Дополнительное питание улучшает физиологическое состояние последней и способствует повышению ее толерантности. В то же время отпад средних и крупных деревьев, по крайней мере, в первое десятилетие, ослабляет напряженность внутривидовых отношений в древостое. Такая реакция дает основание более обоснованно ориентировать лесовыращивание в ельниках на балансы, в сосняках - преимущественно на получение пиловочника.

Анализ величины и структуры отпада не позволил нам сделать однозначно положительный вывод о возможности повышения устойчивости сосновых и еловых древостоев с помощью регулярного комплексного ухода за лесом. В то же время исследования интенсивности восстановления текущего прироста показали, что благодаря данному лесохозяйственному мероприятию текущий прирост древостоев и скорость его восстановления до уровня контроля в 1,5-2 раза выше по сравнению с площадями, пройденными только рубками ухода.

В связи с этим для разрешения возникшего противоречия нами был введен такой показатель, который включал бы в себя одновременно и текущий прирост, и отпад. Таким показателем является соотношение величин отпада и текущего прироста в древостоях, пройденных рубками ухода и комплексным уходом за лесом (рис.6). В разреженных и удобренных ельниках соотношение величин отпада и текущего прироста в среднем в 2 раза ниже, чем варианте с рубками ухода. Это позволяет нам с уверенностью говорить о том, что комплексный уход в еловых древостоях повышает упругость лесной экосистемы и, соответственно, устойчивость данных древостоев.

Следует также отметить, что комплексный уход за лесом повышает устойчивость сосновых древостоев на избыточно увлажненных почвах (сосняки черничные влажные), но несколько снижает на относительно сухих почвах (сосняки брусничники). Это явление можно объяснить повышением активности мелких

корней деревьев и увеличением их всасывающей способности в результате внесения удобрения в разреженные древостой, что в первом случае приводит к «подсушиванию» почвы и созданию оптимальных условий для роста сосняков, а во втором, наоборот, к ее «иссушению» и усилению внутривидовой конкуренции в древостое (рис.6).

80 -г 70 - во 1----

50 -3*40 - 30 -20 10 -0 -1---к -Ь—--1-1-ИРУ

Ц^Шйм ГП10 ПП11 ГПб ГП12 ГГв-6 ГПв-5 Пробны» площади

Рис.6. Процент отпада от текущего прироста в сосновых и еловых древостоях за 30 лет наблюдений

На продуктивность и устойчивость насаждений кроме конкуренции и антропогенных факторов оказывают влияние и погодные условия. Нами была получена математическая модель, отражающая причинно-следственные связи между таксационными (текущий прирост и отпад) и климатическими показателями.

Зависимость продуктивности и устойчивости древостоев от климатических показателей выражается в общем виде уравнением: у - а0 + + а25 + , где ею, 0.1, 02 аз- коэффициенты корреляции; ^ - средняя температура воздуха за год или вегетационный период, °С; Э - сумма осадков за год или за вегетационный период, мм.

Достоверность полученных уравнений проверялась по величине критерия Фишера Б, которая сравнивалась с табличным значением полученным при 5% уровне значимости, степенях свободы, равных количеству экспериментов (в нашем случае 6) и количеству исследуемых параметров (в нашем случае 3). Если Брасч<Ртабл, то уравнения считались достоверными. В нашем случае все уравнения, рассчитанные для 68 вариантов, оказались достоверными.

Полученные математические модели могут быть использованы для прогнозирования изменений текущего прироста и отпада в сосновых и еловых древостоях.

Анализ текущего прироста, рассчитанного по данным моделям за 30 лет по всем пробным площадям, подтверждает предположение других исследователей (Е, С. Мельников, И. Н. Люлькович), что на эффективность комплексного ухода оказывают влияние погодные условия в период его проведения и в последующие годы. Комплексный уход, приуроченный к периоду с благоприятными погодными условиями, способствует интенсивному, но относительно кратковременному повышению прироста. Если уход начат в худших условиях, особенно в сухой период, эффект проявляется в меньшей мере, но более длительное время - до 10 лет. Погодные условия влияют на интенсивность круговорота азота, скорость его потреб-

ления древостоем и, таким образом, на срок действия удобрения. Именно поэтому при неблагоприятных погодных условиях (засуха, выпадение обильных, затяжных дождей) внесение удобрения рекомендуется отложить до следующего года.

Кроме того, анализ полученных данных позволяет сделать вывод о том, что удобрения, внесенные в разреженные древостой, ослабляют зависимость изменения таксационных показателей от погодных условий. Об этом говорит также сглаживание амплитуды и уменьшение частоты колебаний текущего прироста.

ГЛАВА 5. Структурные и функциональные изменения в сосновых и еловых древостоях под влиянием комплексного ухода за лесом

На устойчивость фитоценоза оказывает влияние и его структура. Структура древостоя формируется под воздействием факторов внешней и внутренней среды и закономерно изменяется с его возрастом, а также является результатом генетически обусловленного развития деревьев, действия конкуренции и проявления механизмов устойчивости.

В еловых дрсвостоях после комплексного ухода за лесом на конец опыта отмечается некоторое увеличение доли мелких деревьев. Возрастает также и доля крупных деревьев.

Однако, в целом, доля средних и крупных деревьев через 30 лет после начала опыта с комплексным уходом в ельнике черничном увеличилась лишь на 5%, а в ельнике кисличном даже уменьшилась на 10%.

Данное явление, видимо, можно объяснить тем, что в ельнике кисличном, с повышенным почвенным плодородием, удобрения сначала стимулируют прирост крупных деревьев. При этом в дальнейшем неизбежно усиливается конкуренция между ними, вызывая их повышенный отпад, который, в свою очередь, компенсируется повышением устойчивости отставшей в росте части древостоя. Таким образом, происходит перераспределение конкурентной нагрузки внутри древостоя и тем самым сохраняется его устойчивость.

В ельнике черничном комплексный уход за лесом изначально способствует более равномерному распределению нагрузки по всей структуре древостоя и, соответственно, также повышению его устойчивости.

В сосновых древостоях после комплексного ухода доля средних и крупных деревьев на конец периода наблюдений возрастает по сравнению с началом опыта. Однако здесь следует отметить, что достигается это за счет уменьшения доли мелких и увеличения доли средних деревьев. Таким образом, еще раз подтверждается предположение, что удобрения в сосняках, в отличие от ельников, стимулируют отпад тонкомерных деревьев, что объясняется конкурентной стратегией формирования и развития сосняков.

Кроме того, это позволяет сделать вывод о том, что удобрения, внесенные в разреженные сосняки, способствуют более равномерному распределению конкурентной нагрузки по всей структуре древостоя, что в свою очередь свидетельствует о возможности повышения устойчивости сосновых древостоев с помощью регулярного комплексного ухода за лесом.

Таким образом, в целом, в сосновых древостоях после комплексного ухода может увеличиться доля средних и крупных деревьев до 1,5 раз. В ельниках увеличивается доля крупных деревьев, но при этом сохраняется значительная доля мелких.

Структурные изменения, происходящие в древостое под воздействием комплексного ухода за лесом, ведут к изменениям в структуре живого напочвенного покрова (ЖНП), обеспечивая стабильность биокруговорота элементов питания и, таким образом, устойчивость лесного фитоценоза.

В сосновых древостоях комплексный уход за лесом уменьшает долю кустарничков, а в еловых способствует разрастанию малины, что свидетельствует о повышении почвенного плодородия в данных древостоях.

В сосняках и ельниках после комплексного ухода наблюдается изменение соотношения проективного покрытия травяного и мохового ярусов в пользу ( первого. Активное развитие травяного яруса объясняется изменением экологи-

ческого режима в результате разреживания и применения удобрения, а именно, снижения конкуренции со стороны древостоя, высвобождения части почвенных ресурсов и повышения актуального почвенного плодородия.

В сосняках удобрения стимулируют разрастание злаковой растительности, которая вытесняет мхи, что свидетельствует об интенсификации биокруговорота. Данное явление объясняется биологическими особенностями злаковой растительности: быстрым захватом, связыванием и возвратом элементов питания в почву с опадом, а также образованием дернины, в которой накапливаются связанные элементы питания. В ельниках азотные удобрения стимулируют разрастание разнотравья, что также приводит к уменьшению доли мхов.

Видовой состав живого напочвенного покрова в хвойных древостоях обуславливается лесорастительными условиями: ельники характеризуются большим разнообразием видов и более сложной структурой, чем сосняки. Однако комплексный уход за лесом расширяет видовое разнообразие в 1,5-2 раза. При этом закрепляют свои позиции мезотрофы и ослабляется влияние олиготрофов. » В ельниках на богатых почвах увеличивается доля мегатрофов (ПП 10-3,11 -3).

Изучение ЖНП показывает, что рубки ухода и особенно комплексный уход ускоряют сукцессию. Подтверждение этому мы находим и при анализе влияния рубок и удобрений на развитие подлеска и подроста под пологом древостоя.

Комплексный уход за лесом стимулирует процесс естественного лесовозобновления в ельниках черничных, сосняках черничных влажных и сосняках брусничных (табл.5). При этом в ельниках обеспечивается преобладание главной породы (ели) в составе подроста, а в сосняках происходит замена главной породы (сосны) в составе подроста елью. Естественного лесовозобновления в ельнике кисличном не наблюдается в связи с высокой сомкнутостью крон (0,8), недостаточною освещенностью под пологом леса (94,6% от контроля) и усиленной конкуренцией со стороны древостоя.

В ельниках и сосняках комплексный уход сдерживает появление подлеска, что можно объяснить усиленной конкуренцией со стороны древостоя и живого

напочвенного покрова. Тем самым создаются благоприятные условия для появления подроста ели.

Таблица 5

№ ПП Кол-во подроста ели, пгг./га № 1111 Кол-во подроста ели, шт./га №11П Кол-во подроста ели, пгг./га

10-1 2310 5-1 955 6-3 379

10-2 18237 5-2 1186 6-2 645

10-3 24530 5-3 5250 6-6 912

11-1 - 12-1 1083 6-9 837

11-2 - 12-2 1175 6-5 1030

11-3 - 12-3 3830

Кроме структурных изменений, исследование эффективности комплексного ухода имело своей целью анализ функциональных изменений, связанных, прежде всего, с выявлением звеньев биокруговорота, их ролью в лесном биогеоценозе. В первую очередь азотные удобрения стимулируют биологическую активность почвы. В результате в разреженном и удобренном насаждении на фоне снижения конкуренции в древостое, при лучших условиях освещенности крон усиливается поглощение элементов питания, повышается продуктивность фотосинтеза и резко увеличивается прирост древостоя. Первоначально за счет дополнительных ресурсов усиливаются позиции наиболее важных структурообразующих элементов: в древостое это деревья диаметром выше среднего. Вместе с тем повышается жизнеспособность других элементов, играющих достаточно важную роль в под держании устойчивости растительного сообщества в целом. Это относится к отставшим в росте деревьям и выражается в повышении их толерантности (особенно это характерно для ели). В дальнейшем наблюдается временное ослабление роли эдификатора - древостоя, которое компенсируется развитием нижних ярусов растительности и усилением роли малого биокруговорота до тех пор, пока древостой не восстановит своих позиций.

По результатам работы можно сделать следующие основные выводы:

1) Удобрения, внесенные в разреженные насаждения, интенсифицируют биокруговорот, активизируют продукционные и восстановительные процессы в древостое, ускоряют сукцессию лесных фитоценозов.

2) Величина дополнительного прироста в еловых древостоях составляет от 2,4 до 3,1 м3/га в год; в сосновых - от 1,5 до 4,1 м3/га в год. При этом, чем выше продуктивность насаждения, тем выше дополнительный прирост.

3) Регулярный комплексный уход за лесом позволяет повысить к возрасту главной рубки продуктивность сосновых и еловых насаждений на 30-50%: за счет увеличения общей производительности древостоя на 10-20% и сокращения отпада более чем на 50% по сравнению с контролем.

4) Сосняки быстрее и активнее реагируют на комплексный уход, но реакция ельников более продолжительная, и конечный эффект выше. Срок эффективного действия удобрений в сосняках черничных влажных и брусничных -5-7 лет, в ельниках кисличных и черничных - 10-15 лет.

5) На этапе последействия удобрений для сосняков характерны более выраженные флуктуации прироста, для ельников - более стабильная реакция постепенного снижения прироста. В целом, ельники более длительное время после ухода функционируют на повышенном уровне продуктивности.

6) Восстановление текущего прироста до уровня контроля в сосняках и ельниках после комплексного ухода за лесом происходит за 5-10 лет, что в среднем в 2 раза быстрее, чем при рубках ухода.

7) Возраст древостоя, в котором наблюдается максимальный текущий прирост, для ельников равен 50-55, для сосняков - 45-50 годам, что объясняется стратегиями развития данных пород.

8) В сосняках и ельниках, пройденных комплексным уходом за лесом, на протяжении всего периода наблюдений текущий прирост в 1,5-2 раза выше, чем при рубках ухода.

9) В разреженных и удобренных ельниках кисличных и черничных, а также в сосняках на избыточно увлажненных почвах соотношение величин отпада и текущего прироста в 1,5-2 раза ниже, чем в варианте с рубками ухода, что свидетельствует о возможности повышения устойчивости данных насаждений с помощью регулярного комплексного ухода за лесом.

10) В сосновых и еловых древостоях после комплексного ухода увеличивается в 1,5-2 раза доля крупных деревьев. При этом в ельниках сохраняется значительная доля мелких. Такая реакция дает основание более обоснованно ориентировать лесовыращивание в ельниках на балансы, в сосняках - преимущественно на получение пиловочника.

И)В сосняках и ельниках после комплексного ухода наблюдается изменение проективного покрытия травяного и мохового ярусов в пользу первого. В сосняках разрастаются злаки, в ельниках - разнотравье, что свидетельствует об интенсификации биокруговорота. При этом существенно увеличивается видовое разнообразие фитоценоза, усиливают свои позиции мега- и мезотрофы.

12) Комплексный уход за лесом сдерживает развитие подлеска и стимулирует появление и рост подроста ели в ельниках черничных, сосняках черничных влажных и сосняках брусничных. В ельнике кисличном возобновления не наблюдается в связи с высокой сомкнутостью крон, недостаточною освещенностью под пологом леса и усиленной конкуренцией со стороны древостоя.

13) Получены математические модели, отражающие зависимость продуктивности и устойчивости древостоев от климатических показателей. Они могут быть использованы для прогнозирования изменений текущего прироста и отпада в сосновых и еловых древостоях. Удобрения, внесенные в разреженные древостой, ослабляют зависимость прироста древостоя от погодных условий.

На основании результатов работы предлагается внести следующие уточнения в целевые программы комплексного ухода за лесом: рубки ухода проводить в два-три приема с последующим двух- или трехкратным удобрением; периодичность повторного внесения азотного удобрения в сосняках - 5-7 лет, в ельниках - 10-15 лет; доза вносимого в один прием удобрения в ельниках 150 кг/га

по д.в.; в сосняках на избыточно увлажненных почвах дозу вносимого удобрения необходимо увеличить (например, сосняки черничные влажные), а на сухих - уменьшить (например, сосняки брусничные).

Таким образом, выявленные общие тенденции и различия в реакции сосны и ели на комплексный уход позволят более корректно и дифференцированно планировать уход за этими древостоями. Во-первых, посредством данного мероприятия можно будет выполнить поставленные хозяйственные задачи: повысить продуктивность древостоя, сократить сроки получения хозяйственно ценной древесной продукции и увеличить выход древесной продукции с единицы площади. И, во-вторых, что не менее важно, решить экологические задачи, а именно, повысить устойчивость насаждений, ускорить восстановительные процессы в лесных фитоценозах после хозяйственного воздействия на них, сохранить лесную среду и биоразнообразие лесных систем, улучшить средообра-зующие функции леса и тем самым повысить его социальную роль.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Беляева Н. В. Комплексный уход за лесом: итоги 25-летних опытов и перспективы использования в лесном хозяйстве // Аспирант и соискатель. -2005.- №3.-0.158-163.

2. Беляева Н. В. Системные исследования в лесоводстве // Тр. 1-го Международного форума (6-й Международной конференции молодых ученых и студентов) «Актуальные проблемы современной науки: Естественные науки» под ред. А. С. Трунина, Д. В. Зипаева. - Самара, 2005. -4.23-26": Сельское хозяйство-С.14-17.

3. Беляева II. В. Формирование дополнительного прироста древесины в сосновых и еловых насаждениях, пройденных комплексным уходом // Актуальные проблемы современной науки. - 2005. - №4. - С.125-135.

4. Беляева Н. В. Влияние комплексного ухода за лесом на общую производительность сосновых и еловых древостоев // Сборник научных трудов по итогам международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы лесного комплекса» под ред. Е. А. Памфилова. Выпуск 10. - Брянск: БГИТА, 2005.-С. 150-155.

5. Беляева Н. В. Общие тенденции и различия в реакции сосны и ели на комплексный уход за лесом // Сб. статей по материалам международной научно-практической конференции «Наука и образование на службе лесного комплекса (к 75-летию ВГЛТА).-Воронеж, 2005.-Т. 1.- С, 49-53.

6. Беляева Н. В. Многофакторный анализ зависимости продуктивности и устойчивости древостоев от климатических показателей // Естественные и технические науки. - 2005. - №6. - С.171-180.

Просим принять участие в работе диссертационного Совета Д 212.220.02 или прислать Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями по адресу: 194021, Санкт-Петербург, Институтский пер., д.5, Лесотехническая академия, Ученый Совет.

БЕЛЯЕВА НАТАЛИЯ ВАЛЕРЬЕВНА

АВТОРЕФЕРАТ

Подписано в печать с оригинал-макета 10.02.06. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Уч.-изд. л. 1,0. Печ.л. 1,25. Тираж 100 экз. Заказ №40. С 4а.

Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия Издательско-полиграфический отдел СПбГЛТА 194021, Санкт-Петербург, Институтский пер., 3

№-48 00

¿006% I

mo ( i

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Беляева, Наталия Валерьевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Состояние вопроса.

ГЛАВА 2. Общеметодологический подход к исследованию эффективности комплексного ухода за лесом в лесных биогеоценозах.

ГЛАВА 3. Программа, методика и объекты исследования.

3.1. Программа исследования.

3.2. Методика исследования.

3.3. Объекты исследования.

ГЛАВА 4. Сравнительный анализ влияния комплексного ухода за лесом на продуктивность и устойчивость сосновых и еловых древо стоев.

4.1. Продуктивность древостоев.

4.1.1. Дополнительный прирост.

4.1.2. Общая производительность древостоев.

4.2. Устойчивость древостоев.

4.2.1. Интенсивность восстановления текущего прироста.

4.2.2. Отпад.

4 4.2.3. Соотношение величин отпада и текущего прироста.

4.3 Анализ зависимости продуктивности и устойчивости древостоя от климатических показателей.

ГЛАВА 5. Структурные и функциональные изменения в сосновых и еловых древостоях под влиянием комплексного ухода за лесом. ф 5.1. Структурные изменения в фитоценозе.

5.1.1. Структурные изменения в древостое.

5.1.2. Структурные изменения в живом напочвенном покрове.

5.1.3. Структурные изменения в подросте и подлеске.

5.2. Функциональные изменения в фитоценозе.

5.3. Закономерности изменений в системе «Продуктивность - устойчивость - видовое разнообразие лесных фитоценозов».ИЗ

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Закономерности функционирования сосновых и еловых фитоценозов южной тайги на объектах комплексного ухода за лесом"

Актуальность темы. В настоящее время перед лесным хозяйством стоят задачи улучшения воспроизводства и использования лесных ресурсов, а также осуществление постепенного перехода к ведению лесного хозяйства на принципах непрерывного и рационального лесопользования. Здесь следует увязывать задачу улучшения лесов с потребностью в досрочном, раньше наступления спелости, пользовании древесиной. Решение этих задач в первую очередь связано с применением современных, научно обоснованных технологий лесовы-ращивания и лесопользования.

Одним из путей увеличения выхода продукции с единицы лесопокрытой площади и повышения ее качества является использование в практике рациональных систем ухода за лесом. Эффективность и качество ухода за лесом во многом зависят и от того, какую цель ставит перед собой хозяйство. На практике эта идея может быть реализована посредством применения целевых программ ухода за лесом. Уход за лесом растянут во времени на весь период лесо-выращивания и на каждом возрастном этапе имеет свои особенности.

Сформировать высокопродуктивный древостой заданной товарной структуры можно систематическими рубками ухода. Но рубки ухода за лесом были и остаются трудоемким, сложным и проблематичным лесохозяйственным мероприятием. Одним из путей повышения эффективности ухода за лесом стало внесение в разреженные насаждения минеральных удобрений, т.е. использование комплексного ухода за лесом.

Комплексным уходом называют целенаправленное и регламентированное сочетание рубок ухода с внесением удобрений, иногда с обрезкой сучьев. Основной интерес, как объект лесовыращивания в системе комплексного ухода, представляют чистые хвойные и хвойно-лиственные насаждения.

В 1960-е годы во многих европейских странах были заложены опыты с рубками ухода и внесением удобрений по программе ЛШШЭ (Международного союза лесных исследовательских организаций). В 1964 году такие опыты были заложены в Брянской области, несколько позднее - в Сиверском лесхозе

ЛенНИИЛХа и в Карелии (Петрозаводская ЛОС). Все эти опыты доказали целесообразность и перспективность комплексного ухода, выявили особенности и возможности его применения в разных лесорастительных условиях.

В подзоне южной тайги опыты с рубками ухода и внесением удобрений были заложены в Сиверском лесхозе ЛенНИИЛХа в 1970-х гг. под руководством проф. С. Н. Сеннова. На основании этих опытов были получены данные о положительном воздействии комплексного ухода на прирост древесины, ее качество, форму и полнодревесность ствола в сосновых и еловых насаждениях. Исследовались также реакции лесных фитоценозов, их отдельных компонентов на комплексный уход.

Сосна и ель относятся к основным лесообразующим породам таежной зоны. В их реакции на комплексный уход проявляется много сходства, но экологические свойства сосны, особенно ее светолюбие, невысокая потребность в элементах питания и малая требовательность к почвам обусловливают ряд особенностей, отличающих ее от удобренных ельников. До настоящего времени почти не уделялось внимания сравнительной комплексной оценке структурных и функциональных изменений в сосновых и еловых фитоценозах под воздействием регулярного комплексного ухода за лесом. Вместе с тем, такая оценка необходима в целях более корректного и дифференцированного планирования ухода за этими насаждениями.

Представленная работа является продолжением исследований, начатых сотрудниками ЛенНИИЛХа и СПбГЛТА в целях изучения влияния комплексного ухода за лесом на продуктивность и устойчивость чистых хвойных древостоев.

Цель и задачи исследований. Целью исследования является выявление закономерностей функционирования хвойных лесных фитоценозов под воздействием регулярного комплексного ухода, установление общих тенденций и различий в реакции на уход сосновых и еловых древостоев.

В соответствии с поставленной целью исследования предусматривалось решение следующих задач:

1) Изучение реакции сосновых и еловых древостоев на регулярный комплексный уход.

2) Оценка повышения продуктивности и параметров устойчивости фитоце-нозов под воздействием комплексного ухода.

3) Выявление структурных и функциональных изменений в сосняках и ельниках под воздействием комплексного ухода.

4) Уточнение режима комплексного ухода в сосновых и еловых древостоях.

Научная новизна:

1) Дана сравнительная комплексная оценка структурных и функциональных изменений в сосновых и еловых фитоценозах под воздействием регулярного комплексного ухода за лесом.

2) Выявлены закономерности изменений в системе «Продуктивность — устойчивость - видовое разнообразие лесных фитоценозов» под влиянием комплексного ухода за лесом.

3) Выявлены биолого-экологические различия в реакции сосны и ели на комплексный уход.

4) Получены математические модели, характеризующие зависимость продуктивности и устойчивости сосновых и еловых древостоев от климатических показателей.

Практическая значимость.

Результаты исследования могут быть использованы для корректировки параметров ранее разработанных целевых программ комплексного ухода в сосновых и еловых древостоях. Применение этих программ позволит повысить эффективность целевого лесовыращивания.

- Основные закономерности, динамика и меры регулирования восстановительных процессов в нарушенных хозяйственным воздействием лесных фитоценозах Северо-Запада России.

- Лесоводственно-экологическая оценка структурных и функциональных изменений в нарушенных хозяйственным воздействием лесных экосистемах Северо-Запада России.

- Совершенствование мер хозяйственного воздействия на лесные экосистемы в целях повышения устойчивости и биоразнообразия лесов Северо-Запада Российской Федерации.

Результат данной научной работы: корректировка программ комплексного ухода за лесом, наиболее применяемых в условиях Северо-Запада Российской Федерации и позволяющих повысить эффективность ускоренного целевого ле-совыращивания.

Обоснованность и достоверность результатов подтверждаются значительным объемом экспериментального материала, полученного на стационарных объектах с 30-летним сроком наблюдений и неоднократным повторением приемов комплексного ухода. При этом использованы современные методы сбора и обработки экспериментальных данных, элементы системного подхода к решению конкретных задач исследования. Полученный материал обрабатывался методами математической статистики с помощью приложения Microsoft Excel и пакета прикладных программ Statistika, достоверность различия между показателями определялась на 95-процентном доверительном уровне по критерию Стьюдента.

Предметом защиты являются:

1) Выявленные биолого-экологические различия в реакции сосны и ели на комплексный уход.

2) Выявленные закономерности изменений в системе «Продуктивность -устойчивость - видовое разнообразие лесных фитоценозов» под влиянием комплексного ухода за лесом.

3) Математические модели, отражающие зависимость таксационных показателей (текущего прироста и отпада) от погодных условий.

4) Практические рекомендации по оптимизации режима комплексного ухода за лесом в сосновых и еловых древостоях южной тайги Северо-Запада России.

- Ежегодные научно-технические конференции по итогам научно-исследовательских работ, г. Санкт-Петербург, СПб ГЛТА, 2004, 2005 гг.

Актуальные проблемы лесного комплекса», г. Брянск, 2005 г.

- «Актуальные проблемы современной науки», г. Самара, 2005 г.

- «Наука и образование на службе лесного комплекса», г. Воронеж. 2005 г.

Заключение Диссертация по теме "Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними", Беляева, Наталия Валерьевна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании данной исследовательской работы были получены следующие результаты:

I) Выявлены общие тенденции и биолого-экологические различия в реакции сосновых и еловых древостоев на воздействие регулярного комплексного ухода за лесом.

1. Дополнительный прирост древесины после применения комплексного ухода и в еловых, и в сосновых насаждениях формируется в несколько этапов:

- I этап. После 1-го приема данного мероприятия наблюдается быстрое повышение прироста древостоя, что объясняется высвобождением почвенных ресурсов на фоне возрастающей биологической активности почвы.

- II этап. Накопление дополнительных ресурсов одновременно со снижением дополнительного прироста в результате усиленного развития напочвенной растительности, резервирования части ресурсов в ризосфере и структурной перестройки в древостое (изменение соотношения между стволовой, кроновой и подземной фитомассой в пользу двух последних), сопровождающейся энергетическими и ресурсными затратами, и реализация таким образом ресурсосберегающей функции лесной экосистемы.

- III этап. Вовлечение биогеоценозом сохраненных ресурсов в биокруговорот и последующее увеличение дополнительного прироста.

- IV этап. Затухание действия удобрения.

Как показали исследования, дополнительный прирост формируется, во-первых, за счет увеличения прироста деревьев по диаметру, во-вторых, вследствие более активной положительной реакции на комплексный уход большего числа деревьев, по сравнению с только разреженным вариантом и, в-третьих, за счет сокращения отпада.

Нами были отмечены также колебания дополнительного прироста в сосновых и еловых древостоях. В ельниках они выражены менее, чем в сосняках, что свидетельствует о более стабильном проявлении эффекта от комплексного ухода в этих насаждениях.

Детальный анализ динамики дополнительного прироста за 30 лет в сосновых и еловых древостоях, пройденных комплексным уходом за лесом, позволил уточнить срок эффективного действия удобрений. В сосняках черничных влажных и брусничных он составляет 5-7 лет, в ельниках черничных и кисличных -10-15 лет, что можно объяснить следующими причинами:

- Для сосняков характерна конкурентная стратегия формирования и развития ценоза, поэтому они быстрее расходуют дополнительные ресурсы, тогда как для ельников более свойственна толерантная стратегия, что позволяет ей пользоваться дополнительными ресурсами на протяжении более длительного времени.

- Сосняки произрастают на относительно менее плодородных и малобуферных почвах, быстрее теряющих дополнительный азот, чем ельники, формирующиеся на более плодородных почвах.

- Для сосняков характерно более слабое развитие нижних ярусов и относительно небогатый видовой состав растительности, чем для ельников. Результатом этого является замедленное вовлечение дополнительных ресурсов в систему малого биокруговорота, так как значительно увеличивается время связывания и возврата элементов питания в почву с опадом и, как следствие, снижение дополнительного прироста. В противоположность соснякам, в ельниках обеспечивается более успешное закрепление дополнительных ресурсов в разных компонентах фитоценоза и вовлечение их продукционный процесс и, соответственно, повышение прироста.

2. Комплексный уход за лесом повышает общую производительность и сосновых, и еловых древостоев на 10-20%. При этом для высокопродуктивных ельников кисличных характерен более высокий процент увеличения общей производительности по сравнению с высокопродуктивными сосняками брусничными. Это объясняется более плодородными и буферными почвами, на которых произрастает ель; большей сложностью еловых фитоценозов, позволяющей в лучшей мере реализовать ресурсосберегающие функции системы; толерантностью ельников, обладающих более эффективной стратегией резервирования и использования дополнительных ресурсов. Сосняки в отличие от ельников быстрее расходуют дополнительные ресурсы, и поэтому процент увеличения общей производительности через 30 лет в них ниже.

Для сосняков и ельников черничных процент увеличения общей производительности отличается незначительно (8-12%).

При этом регулярный комплексный уход за лесом позволяет повысить к возрасту главной рубки продуктивность сосновых и еловых насаждений на 3050%: за счет увеличения общей производительности древостоя на 10-20% и сокращения отпада более чем на 50% по сравнению с контролем.

3. Одной из центральных проблем исследования была проблема устойчивости лесной экосистемы. Под устойчивостью мы понимали способность нарушенной системы возвращаться в прежнее состояние устойчивого равновесия, сохраняя при этом свою структуру и функции.

В нашем исследовании мы рассматривали устойчивость лесного биогеоценоза к разным режимам комплексного ухода за лесом, предполагая, что система должна быть устойчивой к одному режиму и неустойчивой - к другому.

Познать действие механизмов, контролирующих устойчивость лесных фитоценозов, позволяет изучение текущего прироста удобренного древостоя.

Удобрения ускоряют восстановительные процессы в разреженных сосняках и ельниках. Они стимулируют биологическую активность почвы и повышают интенсивность биокруговорота. В результате в удобренных насаждениях происходит не резервирование, а высвобождение почвенных ресурсов и вовлечение их в биокруговорот. Фитоценоз активно использует свободные ресурсы. Энергетический поток усиливается, и дополнительные ресурсы реализуются, в первую очередь, через древостой, в котором, повышается текущий прирост.

Восстановление текущего прироста до уровня контроля в сосняках и ельниках происходит в 1,5-2 раза быстрее, чем при проведении только рубок ухода.

В сосняках и ельниках на протяжении всего периода наблюдений текущий прирост в варианте с комплексным уходом в 1,5-2 раза выше (в высокопродуктивных сосновых древостоях даже в 3-4 раза выше) по сравнению, как с контролем, так и с вариантом, где проводились рубки ухода.

При этом возраст древостоя, в котором наблюдается его наиболее интенсивный прирост, для ельников равен 50-55, для сосняков - 45-50 годам, что в среднем на 5 лет раньше. Данное явление можно объяснить биолого-экологическими свойствами сосны и ели.

Воздействие извне в виде комплексного ухода вызывает изменение характера колебаний текущего прироста в сосновых и еловых древостоях, пройденных комплексным уходом за лесом. При этом здесь следует отметить два аспекта:

1) Амплитуда колебаний текущего прироста в высокопродуктивном ельнике кисличном в 3 раза больше, чем в остальных древостоях. Объясняется это тем, что колебания тем сильнее, чем меньше вероятность перехода системы (биогеоценоза) на более высокий уровень продуктивности. И, наоборот, чем такая вероятность выше, тем слабее колебания.

2) В еловых древостоях в отличие от сосновых меньше частота колебаний текущего прироста. Это связано с тем, что еловый биогеоценоз обладает большей емкостью системы и биокруговорота, в которые вливается поток дополнительной энергии по сравнению с сосновым биогеоценозом. Более емкая система быстрее поглощает и гасит колебания.

4. Судить о характере и напряженности конкурентных отношений в древостое, его устойчивости и, соответственно, успешности того или иного лесохозяйственного мероприятия позволяет анализ величины и структуры отпада в древостоях, пройденных рубками ухода и комплексным уходом за лесом.

Отпад за 30 лет и в сосновых и еловых древостоях, пройденных комплексным уходом за лесом, в 2-3 раза ниже, чем на контроле. Однако по сравнению участками, где проводились только рубки, итоговый отпад за 30 лет в разреженных и удобренных высокопродуктивных древостоях оказался в среднем 1,5 раза выше, что в целом обусловлено интенсификацией биокруговорота и продукционных процессов. При этом в древостоях меньшей продуктивности отпад за 30 лет наблюдений был ниже, чем в сопоставляемых вариантах с рубками ухода. Все это говорит о том, что возможности повышения устойчивости древостоя путем применения удобрений в системе комплексного ухода за лесом ограничены. И эти возможности тем ниже, чем лучше условия местопроизрастания для конкретной породы в данной лесоклиматической зоне.

Таким образом, удобрения, внесенные в разреженные древостой, в целом, способствуют снижению отпада и в сосняках, и в ельниках по сравнению с контрольным вариантом. Однако по сравнению с рубками ухода в высокопродуктивных насаждениях они могут увеличивать отпад. В связи с этим полученные результаты исследования не позволяют сделать однозначный вывод о преимуществах в этой части применения комплексного ухода за лесом по сравнению с рубками ухода ни в сосновых, ни в еловых древостоях.

Следует также отметить, что в сосновых древостоях, пройденных комплексным уходом за лесом, отпаду подвержены, прежде всего, тонкомерные деревья 8, 12 ступени толщины в сосняках II-III классов бонитета и 12, 16 ступеней толщины в сосняках I класса бонитета. Таким образом, удобрения не повышают толерантности и конкурентоспособности отставшей в росте сосны.

В ельниках наблюдается задержка отпада тонкомерных деревьев. Но при этом в них несколько усиливается отпад средних и крупных деревьев (20, 24, 28 и 32 ступеней толщины). Это еще раз подтверждает мнение многих исследователей [23, 68, 70, 72, 77] о том, что прирост мелких экземпляров лимитируется нехваткой света, крупных - недостатком элементов почвенного питания. Таким образом, в разреженных и удобренных ельниках обостряется конкуренция между деревьями-лидерами за дополнительный азот, а отставшая в росте ель реагирует на улучшение режима освещенности. Дополнительное питание улучшает физиологическое состояние последней и способствует повышению ее толерантности. В то же врем отпад средних и крупных деревьев, по крайней мере, в первое десятилетие, ослабляет напряженность внутривидовых отношений в древостое.

Такая реакция дает основание более обоснованно ориентировать лесовыра-щивание в ельниках на балансы, в сосняках же - преимущественно на получение пиловочника.

5. Анализ величины и структуры отпада не позволил нам сделать однозначно положительный вывод о возможности повышения устойчивости сосновых и еловых древостоев с помощью регулярного комплексного ухода за лесом. В то же время исследования интенсивности восстановления текущего прироста показали, что благодаря данному лесохозяйственному мероприятию текущий прирост древостоев и скорость его восстановления до уровня контроля в 1,5-2 раза выше по сравнению с пробными площадям, пройденными только рубками ухода.

В разреженных и удобренных ельниках соотношение величин отпада и текущего прироста в среднем в 1,5-2 раза ниже, чем варианте с рубками ухода. Это позволяет нам с уверенностью говорить о том, что комплексный уход в еловых древостоях повышает упругость лесной экосистемы и, соответственно, устойчивость данных древостоев.

Следует также отметить, что комплексный уход за лесом повышает устойчивость сосновых древостоев на избыточно увлажненных почвах например, сосняки черничные влажные), но несколько снижает на относительно сухих почвах (например, сосняки брусничники). Это явление можно объяснить повышением активности мелких корней деревьев после внесения удобрения в разреженные древостой и, соответственно, увеличением их всасывающей способности, что в первом случае приводит к «подсушиванию» почвы и созданию оптимальных условий для роста сосняков, а во втором, наоборот, к ее «иссушению» и усилению внутривидовой конкуренции в древостое.

6. На устойчивость фитоценоза большое влияние оказывает и его структура.

Структура древостоя формируется под воздействием факторов внешней и внутренней среды и закономерно изменяется с его возрастом, а также является результатом генетически обусловленного развития деревьев, действия конкуренции и проявления механизмов устойчивости.

В еловых древостоях после комплексного ухода за лесом на конец опыта отмечается некоторое увеличение доли мелких деревьев. Возрастает также и доля крупных деревьев.

7. Структурные изменения, происходящие в древостое под воздействием комплексного ухода за лесом, ведут к изменениям в структуре живого напочвенного покрова, обеспечивая стабильность биокруговорота элементов питания и, таким образом, устойчивость лесного фитоценоза.

Сравнительный анализ динамики структурных изменений и видового состава напочвенной растительности в сосновых и еловых древостоях дает возможность выявить закономерности в реакции лесной экосистемы на комплексный уход, облегчая тем самым его регламентацию с учетом породы и типа леса.

В сосновых древостоях комплексный уход за лесом уменьшает долю кустарничков, а в еловых древостоях способствует появлению растений нитрофи-лов (малины), что свидетельствует о повышении почвенного плодородия в данных древостоях.

В сосняках и ельниках после регулярного комплексного ухода наблюдается изменение соотношения проективного покрытия травяного и мохового ярусов в пользу первого. Активное развитие травяного яруса объясняется изменением экологического режима в результате одновременного разреживания и применения удобрения, а именно, во-первых, изменением условий освещенности под пологом, во-вторых, снижением конкуренции со стороны древостоя, и, в-третьих, высвобождением части почвенных ресурсов и повышением актуального почвенного плодородия.

В сосняках азотные удобрения стимулируют разрастание злаковой растительности, ослабляя позиции мхов. Увеличение доли злаков в сосновых древо-стоях после комплексного ухода свидетельствует об интенсификации биокруговорота. Данное явление объясняется биологическими особенностями злаковой растительности, а именно быстрым захватом, связыванием и возвратом элементов питания в почву с опадом, а также образованием дернины, в которой накапливаются связанные элементы питания.

В ельниках, в отличие от сосняков, азотные удобрения стимулируют разрастание разнотравья, при этом доля мхов также уменьшается.

После рубок ухода и комплексного ухода за лесом увеличивается видовое разнообразие напочвенной растительности в 1,5-2 раза. При этом закрепляют свои позиции мезотрофы и ослабляется влияние олиготрофов. В ельниках на богатых почвах увеличивается доля растений-мегатрофов.

8. Изучение ЖНП показывает, что рубки ухода и особенно комплексный уход за лесом ускоряют сукцессию. Подтверждение этому мы находим и при анализе влияния рубок и удобрений на развитие подлеска и подроста под пологом древостоя.

Комплексный уход за лесом стимулирует процесс естественного лесовозобновления в ельниках черничных, сосняках черничных влажных и сосняках брусничных. При этом в ельниках обеспечивается преобладание главной породы (ели) в составе подроста, а в сосняках происходит замена главной породы (сосны) в составе подроста елью.

Естественного лесовозобновления в ельнике кисличном не наблюдается в связи с высокой сомкнутостью крон (0,8), недостаточною освещенностью (94,6% от контроля) под пологом леса и усиленной конкуренцией со стороны древостоя.

В ельниках и сосняке брусничном комплексный уход за лесом сдерживает развитие подлеска, что можно объяснить усиленной конкуренцией со стороны древостоя и живого напочвенного покрова. Тем самым создаются благоприятные условия для появления подроста ели.

В сосняке черничном влажном комплексный уход за лесом способствует разрастанию березы, которая как очень сильный конкурент, также сдерживает развитие подлеска, тем самым, создавая благоприятные условия для появления и роста подроста ели.

Таким образом, в целом, можно сделать вывод о том, что комплексный уход - эффективная мера содействия естественному лесовозобновлению, которая и в сосняках, и в ельниках способствуют появлению и росту подроста.

9. Кроме анализа структурных изменений исследования эффективности комплексного ухода за лесом имели своей целью изучение функциональных изменений, связанных, прежде всего, с выявлением звеньев биокруговорота, их ролью в лесном биогеоценозе, а также с интенсивностью и емкостью биокруговорота.

В первую очередь азотные удобрения стимулируют биологическую активность почвы. Фонд азотного питания увеличивается не только за счет азота самих удобрений, но и за счет резервного азота, высвободившегося в результате резкого усиления деятельности микробоценоза. В результате улучшаются условия питания растений. В разреженном древостое на фоне снижения конкуренции в древостое, при лучших условиях освещенности крон усиливается поглощение элементов питания, повышается продуктивность фотосинтеза и резко увеличивается прирост древостоя.

Удобрения, внесенные в разреженный древостой, ускоряют восстановительные реакции в лесном биогеоценозе в целом, реализуясь, в первую очередь, в тех направлениях, которые являются жизненно необходимыми для экосистемы в данный период.

Первоначально за счет дополнительных ресурсов усиливаются позиции наиболее важных структурообразующих элементов: в древостое это деревья диаметром выше среднего. Вместе с тем, повышается жизнеспособность других элементов, играющих достаточно важную роль в поддержании устойчивости растительного сообщества в целом. В древостое это относится к отставшим в росте деревьям и выражается в повышении их толерантности (особенно это характерно для ели).

В дальнейшем наблюдается временное ослабление роли эдификатора - древостоя, которое компенсируется динамичным развитием нижних ярусов растительности и усилением роли малого биокруговорота до тех пор, пока древостой не восстанавливает своих позиций.

Таким образом, удобрения, внесенные в разреженные древостой, способствуют интенсификации биокруговорота в лесном биогеоценозе, повышению его устойчивости и продуктивности, что делает применение комплексного ухода за лесом вполне оправданным мероприятием и с экологической, и с лесохозяйст-венной точки зрения.

II) Получены математические модели, характеризующие зависимость продуктивности и устойчивости сосновых и еловых древостоев от климатических показателей.

На продуктивность и устойчивость насаждений оказывают влияние климатические показатели. Нами была получены математические модели, отражающие причинно-следственные связи между таксационными (текущий прирост и отпад) и климатическими показателями.

Зависимость продуктивности и устойчивости древостоев от климатических показателей выражается в общем виде уравнением: у = а0 + а^в+а28 + а^в3, где ao,aIt а2 аз~ коэффициенты корреляции; tB - средняя температура воздуха за год или вегетационный период, °С;

S - сумма осадков за год или за вегетационный период, мм.

Достоверность полученных уравнений проверялась по величине критерия Фишера F, которая сравнивалась с табличным значением ¥табЛ, полученным при 5% уровне значимости, степенях свободы, равных количеству экспериментов (в нашем случае 6) и количеству исследуемых параметров (в нашем случае 3). Если FpaC4<Fma6jl, то уравнения считались достоверными. В нашем случае все уравнения, рассчитанные для 68 вариантов, оказались достоверными.

Полученные математические модели могут быть использованы для прогнозирования изменений текущего прироста и отпада в сосновых и еловых древо-стоях.

Анализ текущего прироста, рассчитанного по данным моделям за 30 лет по всем пробным площадям, подтверждает предположение, что на эффективность комплексного ухода оказывают влияние погодные условия в период его проведения и в последующие годы. Комплексный уход, приуроченный к периоду с благоприятными погодными условиями, способствует интенсивному, но относительно кратковременному повышению прироста. Если уход начат в худших условиях, особенно в сухой период, эффект проявляется в меньшей мере, но более длительное время - до 10 лет. Погодные условия влияют на интенсивность круговорота азота, скорость его потребления древостоем и, таким образом, на срок действия удобрения. Именно поэтому при неблагоприятных погодных условиях (засуха, выпадение обильных, затяжных дождей) внесение удобрения рекомендуется отложить до следующего года.

III) Выявлены закономерности изменений в системе «Продуктивность - устойчивость — видовое разнообразие лесных фитоценозов» под влиянием комплексного ухода за лесом.

Целостность лесной экосистемы обусловлена таким важнейшим ее свойством, каким является устойчивость. В свою очередь, устойчивость проявляется через сложную систему структурно-функциональных связей, которые находят свое выражение в иерархичности и динамичности взаимоотношений между компонентами лесных биогеоценозов. Удобрение, как дополнительный ресурс почвенного питания, вовлекается в биокруговорот, интенсифицируют его и последовательно реализуется во всех его звеньях. Усиливая динамику восстановительных процессов в разреженных древостоях, оно, хотя и несколько изменяя, укрепляет иерархию отношений между компонентами лесной экосистемы. Таким путем повышается устойчивость и восстанавливается целостность системы. Лесной фитоценоз выходит на более высокий уровень продуктивности.

IV) Откорректированы программы комплексного ухода за лесом.

При составлении данных программ за основу брались программы рубок ухода, которые корректировались с учетом дополнительного прироста по среднему диаметру и запасу древостоев, полученного в результате действия удобрения. Как правило, рассчитывались целевые программы, ориентированные на ускоренное получение хозяйственно необходимых сортиментов или на максимально возможное увеличение выхода требуемой древесной продукции, реже составлялись многоцелевые программы.

Удобрения, вносимые в разреживаемые рубками ухода древостой, ускоряют восстановительные реакции и, таким образом, позволяют более динамично и эффективно корректировать ход роста выращиваемых целевых древостоев. Возможность реального повышения производительности древостоев, увеличения выхода ценной товарной продукции делает удобрения особенно привлекательным элементом системы целевого лесовыращивания. В свою очередь, достоинства удобрений в наибольшей мере могут быть реализованы именно в системах целевого лесовыращивания с полным набором технического и технологического обеспечения.

Результат данной научной работы заключается в корректировке ранее составленных целевых программ комплексного ухода за лесом с учетом биолого-экологических различий в реакции сосны и ели на комплексный уход.

Целевые программы комплексного ухода составлены на основе методических рекомендаций, разработанных в ЛенНИИЛХе (Сеннов, 1978) и периодически корректировались с учетом данных, получаемых при исследованиях [61, 66, 72, 77]. При расчете программ использовались таблицы (или эскизы таблиц) хода роста сосновых и еловых древостоев, регулярно разреживаемых рубками ухода. Таблицы составлены на основе данных, полученных на постоянных пробных площадях [72, 77,106,109].

Показателем, характеризующим достижение древостоем технической спелости, является целевой диаметр, т.е. средний диаметр древостоя, сортиментная структура которого наилучшим образом соответствует хозяйственной цели. Целевой диаметр при получении балансов принят 22 см, среднего пиловочника - 28 см и крупного пиловочника - 32 см. Рассчитаны программы, предусматривающие как сокращение сроков выращивания, так и получение максимального количества продукции к возрасту главной рубки. Программами устанавливается такой режим рубок ухода и внесения удобрений, который позволяет добиться заданной цели с минимумом затрат. Программами задается время начала комплексного ухода, интенсивность и повторяемость разреживаний, сроки внесения удобрений, возраст главной рубки. Указываются контрольные показатели формируемого древостоя: минимальные значения суммы площадей сечения древостоя до и после разреживания при очередном приеме рубки, минимальная густота древостоя в соответствующем возрасте. Помимо рекомендуемого процента выборки по запасу (для высокополнотных древостоев) устанавливается минимальная, экономически обоснованная, интенсивность рубки, показывающая, что меньшая выборка невыгодна, поскольку не позволяет окупить затрат. Таким образом, программами контролируется не только режим рубок ухода и внесения удобрений, но и показатели формируемых древостоев [61].

Программы составлялись для насаждений первых трех классов бонитета, поэтому в необходимых случаях при расчетах использовались также таблицы хода роста нормальных древостоев Ленинградской области [130].

На основании результатов исследования по выявлению общих тенденций и различий в реакции сосновых и еловых древостоев на регулярный комплексный уход предлагается внести следующие уточнения в целевые программы комплексного ухода за лесом:

1) Первый прием комплексного ухода: возраст насаждения - 30 лет.

2) Система ухода завершается последним внесением удобрений за 5-10 лет в сосняках и за 10-15 лет в ельниках до главной рубки.

3) Двух- или трехприемные рубки ухода: поздние прореживания или ранние проходные; повторяемость рубок: прореживания - 10 лет, проходные рубки — 20 лет; интенсивность рубки 30-35%. В сосняках по сравнению с ельниками можно несколько увеличить интенсивность рубки (в пределах 5%). Интенсивность рубки необходимо корректировать с учетом контрольных показателей древостоя, пройденного рубкой. Если к рекомендуемому сроку очередного приема рубки сумма площадей сечения древостоя не достигла нормативного уровня, то целесообразно отложить рубку и внесение удобрений на 3-5 лет.

4) С целью предотвращения ветровала и чрезмерного развития подлеска в ельниках кисличных необходимо сохранять в их составе примесь березы (2030%) до возраста главной рубки.

5) Удобрения следует вносить после разреживания древостоя, лучше весной после схода снегового покрова (аммиачную селитру) или осенью до промерзания почвы и выпадения снега (мочевину). При неблагоприятных погодных условиях (засуха, выпадение обильных, затяжных дождей) внесение удобрения целесообразно отложить до следующего года. Доза вносимого в один примем удобрения - 120-180 кг/га азота (в ельниках 150 кг/га по д.в.). Периодичность повторного внесения азотного удобрения в сосняках - 5 лет, в ельниках - 10 лет. Затяжка с повторным приемом комплексного ухода неизбежно грозит снижением эффекта предыдущих уходов из-за повышенных потерь на отпаде и уменьшения текущего прироста. Особенно нежелательны такие отсрочки в сосняках.

6) Рекомендуем увеличить дозу вносимого удобрения в сосняках на избыточно увлажненных почвах до 180 кг/га по д.в. и уменьшить на сухих до 120 кг/га по д.в.

Для определения точных доз вносимых удобрений в сосновые и еловые древостой разных типов леса требуются дополнительные исследования.

Следует также отметить, что в конкретных условиях формирования насаждений в системе комплексного ухода, режим рубок ухода и внесения удобрений необходимо корректировать с учетом темпов роста насаждения и успешности исполнения программы комплексного ухода за лесом. Для целей корректировки программ используются контрольные минимальные показатели [61].

И, во-вторых, что не менее важно, решить экологические задачи: повысить устойчивость насаждений; ускорить восстановление лесных фитоценозов после хозяйственного воздействия на них; сохранить лесную среду и биоразнообразие лесных систем; улучшить средообразующие функции леса и тем самым повысить его социальную роль.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Беляева, Наталия Валерьевна, Санкт-Петербург

1. Абражко М. А. О влиянии азотных удобрений на распределение и фракционный состав корней Picea abies // Ботанический журнал. 1985. - № 2. -С.250-254.

2. Андреева Е. Н., Баккал И. Ю., Горшков В. В. и др. Методы изучения лесных сообществ. СПб.: НИИХимии СпбГУ, 2002. - 240 с.

3. Анишин П. А., Черемисов И. Д. Рост ели после рубок в березово-еловых насаждениях // Материалы отчетной годичной сессии по итогам научно-исследовательских работ за 1984 год. Архангельск, 1985. - С. 16-18.

4. Атрохин В. Г. Биоэкологические основы формирования высокопродуктивных насаждений. М.: Лесн. пром-сть, 1967. - 179 с.

5. Базилевич Н. И., Титлянова А. А., Смирнов В. В. и др. Методы изучения биологического круговорота в различных природных зонах. М.: Мысль, 1978.-182 с.

6. Банева Н. А. Изменение массы и активности мелких корней деревьев при разреживании древостоя и комплексном уходе за лесом: автореф. дисс. .канд. с.-х. наук. Д., 1985. - 19 с.

7. Банева Н. А. Восстановление массы корней ели после рубок ухода // Лесоведение. 1986. -№ 3. - С.62-66.

8. Банева Н. А. Влияние проходных рубок на массу корней деревьев в почве волоков // Лесоводство, лесные культуры и почвоведение: Межвуз. сб. науч. трудов. Л.: ЛТА, 1990. - С.38-40.

9. Банева Н. А. Динамика живого напочвенного покрова после рубок ухода и удобрения почвы // Лесоводство, лесные культуры и почвоведение:

10. Межвуз. сб. науч. трудов. — Л.: JITA, 1991. С.11-18.

11. И.Башкин В. Н., Кудеярова А. Ю. Смыв азота, фосфора и калия с водосборных территорий рек, дренирующих сельскохозяйственные районы // Агрохимия. 1981.-№6. -С.36-45.

12. Башкин В. Н. и др. Вынос элементов питания из почв поверхностным стоком в верхней части бассейна р.Оки // Химия в сельском хозяйстве. 1980. -№ 8. -С.43-47.

13. Безлюдный Н. Н. и др. Миграция азота в профиле дерново-подзолистых почв БССР // Агрохимия. 1982. -№ 6. - С. 12-17.

14. Н.Берталанфи фон JI. Общая теория систем обзор проблем и результатов // Системные исследования. - М.: Наука, 1969. - С.30-50.

15. Бигон М., Уарпер Дж., Таунсенд К. Экология. Особи, популяции, сообщества: В 2-х т. Т.2. М.: Мир, 1989. - 477 с.

16. Блауберг И. В., Садовский В. Н., Юдин Э. Г. Системные исследования и общая теория систем //Системные исследования. М.: Наука, 1969. — С.7-29.

17. Бочаров И. В. Распределение по высоте ствола дополнительного радиального прироста // Лесное хозяйство. 1979. - № 9. - С.25-26.

18. Булавик И. М., Победов В. С. Влияние повышенных доз азотных удобрений на прирост древесины в сосновых насаждениях // Лесохозяйствен-ные пути повышения продуктивности лесов БССР.-М., 1985. С.11-18.

19. Буш К. К., Иевинь И. К. Экологические и технологические основы рубок ухода. Рига: Зинатне, 1984. - 172 с.

20. Валк У. А. Удобрение лесов Северо-Запада страны // Лесное хозяйство. 1979. - №9. - С.20-22.

21. Великотный А. А. Повышение продуктивности елово-березовых дре-востоев южной тайги // Итоги и перспективы научных исследований в области лесного хозяйства: Тезисы докл. Всес. научно-техн. совещания. Пушкино, 1979.-С.86-88.

22. Волков А. Д. Об эффективности внесения азотных удобрений в разновозрастных еловых древостоях // Применение минеральных удобрений в лесном хозяйстве: Тезисы докл. Всес. совещания. Архангельск, 1986. - С. 133134.

23. Вомперская М. И., Петрова-Спиридонова И. М. Влияние азотных удобрений на содержание азота в хвое и рост ели на осушенных временно переувлажненных почвах // Лесоведение. 1984. - №2. - С.25-29.

24. Воронкова А. Б. Повышение уровня азотного питания хвойных пород с помощью удобрений. // Применение минеральных удобрений в лесном хозяйстве: Тезисы докл. Всес. совещания. Архангельск, 1986. - С. 88-89.

25. Вярбила В. В. Влияние минеральных удобрений на рост и продуктивность сосновых насаждений в связи с колебаниями климата и разреживаниями: автореф. дисс. .канд. с.-х. наук. Минск, 1983. - 20 с.

26. Геодакян В. А. Организация систем живых и неживых // Системные исследования. - М.: Наука, 1970. - С.49-62.

27. Георгиевский Н. П. Рубки ухода за лесом. М.-Л.: Гослесбумиздат, 1957.-141 с.

28. Грейг-Смит П. Количественная экология растений. -М.: Мир, 1967. -359 с.

29. Грязькин А. В., Мельников Е. С. Естественное возобновление ели на участках, пройденных комплексным уходом // Лесной журнал. 1995. - № 2-3.- С.195-197.

30. Грязькин A.B. Возобновительный потенциал таежных лесов (На примере ельников Северо-Запада России). СПбЛТА, 2001. - 188 с.

31. Гуман В. В. Рубки главного и промежуточного пользования. Л.: Изд-во Лен. Сельхоз. Ин-та, 1929. - 172 с.

32. Гуров С. В., Герасин М. Л. Моделирование систем. Сыктывкар: СЛИ, 2001.-252 с.

33. Давыдов А. В. Рубки ухода за лесом. М.: Лесн. пром-сть, 1971.184 с.

34. Егорова Р. А. Влияние азотных удобрений на разложение хвойного опада в сосновых биогеоценозах // Применение минеральных удобрений в лесном хозяйстве: Тезисы докл. Всес. совещания. Архангельск, 1986. - С.31-32.

35. Желдак В. И. Программа рубок ухода // Лесное хозяйство. 1989. -№2.- С. 17-20.39.3онн С. В. Изучение почвы как компонента биогеоценоза // Программа и методика биогеоценологических исследований. М.: Наука, 1974. - 228 с.

36. Ильина Н. А., Балашова С. С., Малыиуков В. И. Влияние минеральных удобрений на напочвенный покров сосняков южной подзоны тайги // Применение минеральных удобрений в лесном хозяйстве: Тезисы докл. Всес. совещания. Архангельск, 1986. - С.45-46.

37. Ильюшенко А. Ф., Кошельков С. П. Изменение прироста в высоту у подроста ели при вырубке полога лиственных пород и при внесении удобрений // Формирование эталонных насаждений. 4.2: Тезисы докл. Всес. конф. Кау-нас-Гирионис, 1979.-С. 141-142.

38. Исаков В. С. Применение минеральных удобрений в лесах. М.: ЦБНТИ Гослесхоза СССР, 1971. 20 с.

39. Казимиров Н. И., Морозова Р. М. Биологический круговорот веществ в ельниках Карелии. Л.: Наука, 1973. - 175 с.

40. Казимиров Н. И., Морозова Р. М., Куликова В. К. Органическая масса и потоки веществ в березняках средней тайги. Л.: Наука, 1979. - 216 с.

41. Казимиров Н. И., Горбунова Т. М. Лесоводственная эффективность применения азотных минеральных удобрений // Структура и производительность сосновых лесов на Европейском Севере. Петрозаводск, 1981. - С. 60-70.

42. Казимиров Н. И., Горбунова Т. М. Модель эффективности применения удобрений в сосновых насаждениях // Применение минеральных удобрений в лесном хозяйстве: Тезисы докл. Всес. совещания. Архангельск, 1986. -С.125-126.

43. Карпачевский Л. О., Воронин А. Д., Дмитриев Е. А. и др. Почвенно-биогеоценотические исследования в лесных биогеоценозах. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1984.- 160 с.

44. Клинов М. А. Лесоводственная эффективность комплекса мероприятий по уходу за сосновыми насаждениями Карельской АССР: автореф. дисс. .канд. с.-х. наук. Л., 1985. - 20 с.

45. Клоков А. А. Влияние комплексного ухода на рост приспевающих ельников: автореф. дисс. .канд. с.-х. наук. Минск, 1984. - 16 с.

46. Ковалев Л. С., Ковалев М. С. Эффективность использования минеральных удобрений древостоями сосны обыкновенной // Применение минеральных удобрений в лесном хозяйстве: Тезисы докл. Всес. совещания. -Архангельск, 1986.-С. 145-146.

47. Коган А. Б., Наумов Н. П., Режабек Б. Г., Чораян О. Г. Биологическая кибернетика. М.: Высшая школа, 1977. - 408 с.

48. Коржицкий В. Д. Влияние опытно-промышленного применения удобрений на прирост хвойных лесов // Система лесохозяйственных мероприятий в сосновых лесах Карелии. Петрозаводск, 1985. - С. 115-119.

49. Кошельков С. П., Ильюшенко А. Ф., Иваницкая Е. Ф., Ильин В. А.

50. Реакция подроста ели на удаление полога березы и внесение удобрений // Лесоведение. 1980. - № 2. - С. 10-20.

51. Лебедев Г. С. Археологические памятники Ленинградской области. -Л.: Лениздат, 1977. 231 с.

52. Лосицкий К. Б. Изменение некоторых метеорологических факторов под лесом в связи с рубками ухода // В защиту леса. 1937. - № 4. - С.4-9.

53. Луганский В. Н. Комплексное влияние минеральных удобрений на сосновые насаждения Урала: автореф. дисс. .канд. с.-х. наук. Екатеринбург, 1994.-29 с.

54. Люлькович И. Н. Функциональные изменения в звеньях биологического круговорота в лесных экосистемах после удобрения и рубок ухода: автореф. дисс. .канд.биолог.наук. СПб., 2005. - 18 с.

55. Мальцев Г. И., Баркова Л. И. Применение минеральных удобрений в лесах РСФСР // Применение минеральных удобрений в лесном хозяйстве: Тезисы докл. Всес. совещания. Архангельск, 1986. - С.6-8.

56. Малюкович А. И. Влияние мочевины на ферментативную активность подстилок и почв, сосновых фитоценозов // Применение минеральных удобрений в лесном хозяйстве: Тезисы докл. Всес. совещания. Архангельск, 1986. -С.35-36.

57. Мартынов А. Н., Мельников Е. С., Игнатьев А. Ф. Кавин А. А. Целевые программы рубок ухода и комплексного ухода за лесом (для Северо-Запада России): Метод, рекомендации. СПб.: ЛенНИИЛХ, 1991. - 24 с.

58. Мелехов И.С. Лесоведение и лесоводство. Лекции на факультете повышения квалификации преподавателей лесотехнических вузов. М.: Моск. ле-сотех. ин-т, 1972. 178 с.

59. Мельников Е. С. Рубки ухода с внесением удобрений в березово-еловых насаждениях // Выращивание и нормирование высокопродуктивных насаждений в южной подзоне тайги: Сб. науч. тр. Л.: ЛенНИИЛХ, 1984. -С.147-150.

60. Мельников Е. С., Сеннов С. Н. Особенности роста лиственно-еловогодревостоя после реконструкции // Лесоводство, таксация и аэрометоды: Сб. науч. трудов. Л.: ЛенНИИЛХ, 1985. - С. 133-135.

61. Мельников Е. С. Пространственная характеристика колебания прироста в смешанном двухъярусном древостое // Закономерности роста и производительности древостоев. Каунас, 1985. - С. 109-111.

62. Мельников Е. С. Целевое выращивание еловых древостоев на основе сочетания рубок ухода с внесением удобрений: Метод, рекомендации. Л.: ЛенНИИЛХ, 1986.-33 с.

63. Мельников Е. С. Результаты опытов по сочетанию рубок ухода и удобрений в еловых и лиственно-еловых древостоях // Применение минеральных удобрений в лесном хозяйстве: Тезисы докл. Всес. совещания. Архангельск, 1986.-С. 142-143.

64. Мельников Е. С. Влияние комплексного ухода на структуру еловых древостоев // Проблемы лесовосстановления в таенной зоне СССР. Красноярск, 1988.-С.159-161.

65. Мельников Е. С., Данилин А. В. Влияние неравномерности внесения удобрений при механизированном комплексном уходе на прирост ели // Лесоводство, лесные культуры и почвоведение: Межвуз. сб. науч. трудов. Л.: ЛТА, 1990. - С.57-63.

66. Мельников Е. С. Целевые программы рубок ухода в сочетании с внесением удобрений в высокопродуктивных ельниках южной подзоны тайги: ав-тореф. дисс. .канд. с.-х. наук. Л., 1990. - 20 с.

67. Мельников Е. С. Экологические аспекты применения азотных удобрений в системе комплексного ухода за елью // Экологические предпосылки и последствия лесохозяйственной деятельности: Сб. науч. трудов. СПб.: Лен-НИИЛХ, 1992. - С.95-109.

68. Мельников Е. С. Реакция средневозрастной ели на интенсивное удаление лиственных в двухъярусных древостоях // Лесоводство, лесные культуры и почвоведение: Межвуз. сб. науч. трудов. СПб.: ЛТА, 1998. - С.36-41.

69. Мельников Е. С., Кузнецов Е. Н. Эффективность комплексного ухода в зависимости от характера ярусов в лиственно-еловых древостоях // Лесоводство, лесные культуры и почвоведение: Межвуз. сб. науч. трудов. СПб.; ЛТА, 1999. - С.54-57.

70. Мельников Е. С. Лесоводственные основы теории и практики комплексного ухода за лесом: автореф. дисс. .д-ра с.-х. наук. СПб., 1999. - 35 с.

71. Мельников Е. С., Люлькович И. Н. Особенности последействия азотных удобрений в сосняках и ельниках после комплексного ухода. Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии: Вып. 171. СПб.: СПбГЛТА, 2004.- С.10-17.

72. Минин Н. С. Эффективность рубок ухода в сосняках искусственного происхождения в средней подзоне тайги Архангельской области: автореф. дисс. .канд. с.-х. наук.-Л., 1985.-21 с.

73. Мишустин Е. Н. Азотный баланс в почвах СССР. // Минеральный и биологический азот в земледелии СССР. М.: Наука, 1985. - С.3-11.

74. Морозов Г. Ф. Учение о лесе. М.-Л.: Госиздат, 1928. - 368с.

75. Мойко М.Ф., Стратонович А.И. и др. Применение минеральных удобрений в лесах Северо-Западных районов таежной зоны: Метод, рекомендации. Л.: ЛенНИИЛХ, 1976. - 44 с.

76. Назаров А. Г. О принципах организации биологических систем // Биологические системы в земледелии и лесоводстве. М.: Наука, 1974. — С.26-40.

77. Никитишин В. И. Опыт изучения глубинной миграции азота в почве. -В кн.: Круговорот и баланс азот в системе почва-удобрение-растения-вода. -М., 1979. С.131-134.

78. Новиков Г.А. Основы общей экологии и охраны природы. Л., 1979. -350 с.

79. Новикова А. А. Пути повышения продуктивности культурфитоценов ели обыкновенной в Белоруссии // Применение минеральных удобрений в лесном хозяйстве: Тезисы докл. Всес. совещания. Архангельск, 1986. - С.85-86.

80. Орлов А. Я., Петров-Спиридонов А. А. Накопление и отпад фитомас-сы в кислично-черничном березняке и на сплошной вырубке // Лесоведение.- 1986. № 5. - С.30-38.

81. Паавилайнен Ээро. Применение минеральных удобрений в лесу. -М.: Лесн. пром-сть, 1983. 96 с.

82. Пастернак П. С., Стефурак В. П. Влияние удобрений на биологическую активность лесных почв в ельниках и бучинах Украинских Карпат // Применение минеральных удобрений в лесном хозяйстве: Тезисы докл. Всес. совещания. Архангельск, 1986. - С.37-38.

83. Победов В. С. Современное состояние и перспективы применения удобрений в лесном хозяйстве // Повышение эффективности использования минеральных удобрений в лесном хозяйстве: Тезисы докл. Всес. науно-техн. совещания. Гомель, 1984. - С.7-8.

84. Победов В. С., Булавик И. М., Лебедев Е. А. Отечественный опыт удобрения лесов: Обзорная информация. М.: ЦБНТИ Гослесхоза СССР, 1984. -26 с.

85. Полянский Е. В., Сеннов С. Н. Опыт оценки экономической эффективности систем рубок ухода за лесом // Экономика труда и производства в лесном хозяйстве: Сб. науч. тр. Вып.23. Л.:ЛенНИИЛХ, 1975- С.69-87.

86. Пшеничникова Л. С. Реакция нижних ярусов растительности сосняков Приангарья на азотные удобрения // Применение минеральных удобрений в лесном хозяйстве: Тезисы докл. Всес. совещания. Архангельск, 1986. С. 47-48.

87. Рапопорт А. Различные подходы к общей теории систем // Системные исследования. М.: Наука, 1969. - С. 55-79.

88. Рахтеенко Л. И., Савельев В. В. Минеральные удобрения в повышении продуктивности сосновых культурфитоценозов. Минск: Наука и техника, 1985.- 135 с.

89. Рихтер И. Э. Влияние удобрений на напочвенный покров и почву в сосновых и еловых насаждениях // Применение минеральных удобрений в лесном хозяйстве: Тезисы докл. Всес. совещания. Архангельск, 1986. - С. 44-45.

90. Садовский В. Н. Основания общей теории систем: Логико-методологический анализ. М., 1974. - 279 с.

91. Сарнацкий В. В. Влияние комплексного ухода на формирование и продуктивность ельников Белоруссии: автореф. дисс. .канд. с.-х. наук. -Минск, 1984.- 17 с.

92. Сарнацкий В. В. Лесоводственная эффективность применения удобрений в ельниках кисличном и черничном // Применение минеральных удобрений в лесном хозяйстве: Тезисы докл. Всес. совещания. Архангельск, 1986.-С. 138-139.

93. Сеннов С. Н. Методические рекомендации по составлению программ рубок ухода за лесом. Л.: ЛенНИИЛХ, 1976. - 34 с.

94. Сеннов С. Н. Рубки ухода в лиственно-еловых древостоях южной тайги. Практические рекомендации. Л.: ЛенНИИЛХ, 1978. - 34 с.

95. Сеннов С. Н. Рубки ухода за лесом. М.: Лесн. пром-сть, 1977.160 с.

96. Сеннов С. Н. Уход за лесом (экологические основы). М.: Лесн. пром-сть, 1984. - 128 с.

97. Сеннов С. Н., Синькевич М. П., Синькевич С. М., Банева Н. А. Система мероприятий по уходу за лесом. Методические рекомендации. — Л.: ЛенНИИЛХ, 1980.-30 с.

98. Сеннов С. Н., Максимов В. Е., Мельников Е. С. Уход за лиственно-еловыми древостоями с целью формирования высокопродуктивных ельников. Методические рекомендации. Л.: ЛенНИИЛХ, 1984. - 12 с.

99. Сеннов С. Н., Банева Н. А., Игнатьев А. Ф. и др. Уход за лесом на основе целевых программ. Методические рекомендации. Л.: ЛенНИИЛХ, 1985.-27 с.

100. Сеннов С. Н., Мельников Е. С. Уход за лиственно-еловыми древостоями с целью ускоренного получения еловых балансов // Научно-исследовательские работы за 1981-85 гг. М.: Лесн. пром-сть, 1986. - С. 23-29.

101. Сеннов С. Н. Итоги экспериментального изучения конкуренции в древостоях // Известия JITA. СПб: JITA, 1993. С. 160-172.

102. Сеннов С. Н. Итоги 60-летних наблюдений за естественной динамикой леса. СПб., 1999. 98 с. (Труды СПбНИИЛХ).

103. Сеннов С. Н. Типы и бонитеты // Известия ЛТА. СПб: ЛТА, 20051. С.4-9.

104. Серяков А. Д., Ильюшенко А. Л. Реакция тонкомера ели на разреживание полога лиственных пород // Лесоведение. 1986.-№ 5. - С. 25-29.

105. Серый В. В., Листов А. А. Надземная фитомасса древостоев разной густоты и влияние удобрений на её структуру в средневозрастных сосняках лишайниковых // Лесоводственные исследования на зонально-типологической основе. Архангельск, 1984. - С.78-87.

106. Синькевич С. М. Комплексный уход в средневозрастных сосняках южной тайги: автореф. дисс. .канд. с.-х. наук. Л., 1984. - 19 с.

107. Синькевич С. М., Мельницкая Г. Б., Синькевич Т. А. Питание ели после удаления лиственного полога // Применение минеральных удобрений в лесном хозяйстве: Тезисы докл. Всес. совещания. Архангельск, 1986. - С. 139140.

108. Синькевич Т. А., Синькевич С. М. Комплексный уход в лиственно-еловых лесах Карелии. Петрозаводск: Карелия, 1991. - 136 с.

109. Синькевич Т. А. Комплексный уход в лиственно-еловых насаждениях Карелии: автореф. дисс. .канд. с.-х. наук. СПб: ЛТА, 1993. - 20 с.

110. Сляднев А. П. Опыт комплексного выращивания сосновых насаждений // Труды Брянского технол. ин-та. Т. 10. Брянск, 1970. - С. 68-76.

111. Смольянинов И. И. Биологический круговорот веществ и повышение продуктивности лесов. М.: Лесн. пром-сть, 1969. - 192 с.

112. Соловьев В.А. Популяция и биоценоз. JL: J1TA, 1985. - 92 с.

113. Соловьев В.А. Экология и охрана природы. Экосистема. Л.: ЛТА, 1987.-84 с.

114. Спурр С. Г., Барнес Б. В. Лесная экология: пер. с 3-го англ. изд./Под ред. д-ра биол. наук С.А.Дыренкова. М.: Лесн. пром-сть, 1984. - 480 с.

115. Сукачев В.Н. Основы лесной биогеоценологии. М.: Наука, 1964.575 с.

116. Тимофеев-Ресовский Н.В., Яблоков A.B., Глотов Н.В. Очерк учения о популяции. М., 1973. - 277 с.

117. Ткаченко М. Е. Общее лесоводство. М.-Л.: Гослесбумиздат, 1952.- 600 с.

118. Третьяков Н. В., Горский П. В., Самойлович Г. Г. Справочник таксатора. М.-Л.: Гослесбумиздат, 1952. - 853 с.

119. Тялли П. Г. Динамика прироста древесины в средневозрастном сосняке брусничном под влиянием удобрений // Применение минеральных удобрений в лесном хозяйстве: Тезисы докл. Всес. совещания. Архангельск, 1986. -С. 134-135.

120. Угаров В. Н. Веяние азотных удобрений на содержание азота в почве // Применение минеральных удобрений в лесном хозяйстве: Тезисы докл. Всес. совещания. Архангельск, 1986. - С.30-31.

121. Уемов А. И. Системный подход и общая теория систем. М.: Мысль, 1978.-272 с.

122. Ушакова Г. И. Слияние удобрений на скорость разложения лесной подстилки и миграцию химических элементов // Применение минеральных удобрений в лесном хозяйстве. Архангельск, 1986. - С.42-43.

123. Федосеев А. П. Погода и эффективность удобрений. Л.: Гидроме-теоиздат, 1985. - 144 с.

124. Цветков В.Ф. Лесной биогеоценоз. Архангельск, 2004. - 267 с.

125. Чибисов Г. А., Поротов В. Н. Программы рубок ухода за лесом на Европейском Севере. Практические рекомендации. Архангельск, 1982. - 27 с.

126. Шварц С.С. Теоретические основы глобального экологического прогнозирования // В кн.: Всесторонний анализ окружающей среды. JI.: Гид-рометеоиздат, 1976.-С. 181-191.

127. Шпалте Э. П. Эффективность удобрения насаждений и цикличность прироста древесины // Повышение эффективности использования минеральных удобрений в лесном хозяйстве: Тезисы докл. Всес. научно-техн. совещания. -Гомель, 1984.- С.79-80.

128. Шпалте Э. П. Влияние удобрения и рубок ухода на текущий прирост сосны // Применение минеральных удобрений в лесном хозяйстве: Тезисы докл. Всес. совещания. Архангельск, 1986. -С.140-141.

129. Шумаков В. С. Применение минеральных удобрений в лесах СССР //Лесное хозяйство. -1975.-№10. -С.37-40.

130. Яблонский А. И. Развитие науки как открытой системы // Системные исследования. -М.: Наука, 1978. С. 86-109.

131. Allen H.L. Forest fertilizers // Journal of Forestry, 1987, № 2, pp.37-46.

132. Borchmann W. Et al. Umweltorientierte Mineraldüngung bei industriemäßiger Pflanzenproduktion. Wissenschafliche Zeitschrift der Wilhelm-Pieck-Universitat, Rostock, 1981, H. 30, № 6, S.31-34.

133. Dam Kofoed A.A. Nitrate i drikkevand og sundhedsfare. Ugeskrift for Jordbrug, 1983, v. 128, № 17, S. 319-327.

134. Haapen Tapani, Hari Pertti, Kellomaki Seppo. Effect of fertilization and thinning on radial growth of scots pine // Silva Fenn. 1979. 13. № 2. p. 184-189.

135. Hansson Arne. Skogsgodsling i Sverige. Historik och dagslage. // Kgl. Skogs-och. lautbruksakad talskr. 1984. 123. № 5-6. p. 329-336.

136. Karpenstein M. Stickstoff Verluste auf landwirtschaftlicen Kulturflächen. Chemie und Technik in der Landwirtschaft, 1982 Bd 33, № 6, S228-229.

137. KrauB H.H., Behm R. Harnstoffeinsatz in der forstwirtschaft. // Beitz. Forst-wirt. 1978. 12. №4. p. 149-154.

138. Kuhnert M., Fuchs V. Zur Wirkstoffbelastung der Umwelt am Beispiel der Nitratproblematik und ihren Einfluß auf das Nutztier und Menschen. Mh. Veter.

139. Med., 1983, Bd 38, № 1, S.l-4.

140. Kuntze H. Belastung und Schutz von Gewässern durch die Landbewirt-schafung. Die Bodenkultur, 1980, Bd 31, № 1, S. 12-20. • * 152. Salade et Nitrate. - La Terre Romande, 1983, v. 17, № 15, p.9.

141. Skogsgodsligen fortsatten att minska. // Skogen. 1985. № 1-85. p. 43.

142. Owen T. R., Barraclough D. The leaching of nitrate from intensively fertilized grassland. Fertilizers and Agriculture, 1983, v. 37, № 85, p. 43-50

143. Wetman G.F., Roberge m.B., Meng C.H. Рост ели черной и микробиологическая активность почвы в течение 15 лет после внесения удобрений и прореживания // Canad. J. Forest Res. 1980. 10. № 4.

Информация о работе

Беляева, Наталия Валерьевна
кандидата сельскохозяйственных наук
Санкт-Петербург, 2006
ВАК 06.03.03

Диссертация

Закономерности функционирования сосновых и еловых фитоценозов южной тайги на объектах комплексного ухода за лесом - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы