Биологическая продуктивность лесных ландшавтов

Биологическая продуктивность лесных ландшафтов Содержание: 1. Введение 2. Биологическая продуктивность лесных ландшафтов 1. Понятие биологической продуктивности лесов 2.2.Методика исследования биологической продуктивности культур сосны 2.3.Влияние густоты посадки на общи й запас и фракционный состав надземной фитомассы культур сосны 2.4.Общий запас надземной фитомассы деревьев культур сосны 2.5.Вес корневых систем культур сосны 2.6.Общая биологическая продуктивность культур сосны разной густоты 2.7.Виды биологической продуктивности лесов 2.8.Основные экологические и биологические факторы, определяющие продукт ивность лесов (на примере лесов севера) 1. Показатель продуктивности леса 3.1 Валовый запас леса 3.2 Текущий прирост леса 2. Пути повышения продуктивности л есов 3. Заключение 4. Список используемой литературы 1. Введение Краткая история создания лесных культур Проблема воспроизводства лесных ресурсов на территории нашей страны возникла очень давно. Интенсивная в ырубка лесов на европейской части России, начавшаяся ещё в феодальные вр емена и все усилившаяся с развитием капитализма, привела к резкому сокра щению лесных площадей. По данным М.А. Цветкова (1957), европейская часть Росси и в течении двух с небольшим веков потеряла почти треть лесов, а лесистос ть этой территории снизилась с 52,7% в 1696 г. до 35,2% в 1914 г. Уменьшение площади лесов и снижение общей лесистости особенно значительно было на юге и в центре европейской части России. Интенсивная вырубка лесов и распашка площадей, вышедших из-под леса, при вели в конце концов к образованию на значительной территории развеваем ых песков, которые нанесли существенный вред соседним плодородным земл ям. Передовые люди 19 века высказывались в защиту леса и за развитие искусс твенного лесоразведения на площадях, которые ранее были под лесом и неуд обны для сельскохозяйственного пользования. Первые сведения об искусственных посевах и посадках деревьев и кустарн иков на территории России относятся к концу 17 - началу 18 века и связаны с со зданием так называемых приусадебных рощ и приусадебных парков. Рощи соз давались в основном из лиственных деревьев. В середине 19 века В.А. Дубянск ий (1856) сообщал о сохранившихся первых рощах во Владимирской губернии о то м, что прекрасные рощи лип и берёз, дубов и осин, реже елей и сосен, разведен ы преимущественно боярами времен царствования Екатерины II и её преемник ов. Эти рощи считались обязательным атрибутом украшения усадьбы, таким ж е как греческий и английский сад. Таких искусственных насаждений, нередк о в десятину и даже в 2, 3 и 4, а чаще в полдесятины, во Владимирской губернии бы ло до 700. Это свидетельствует о том, что русские садовники уже с середины 18 в ека умели пересаживать и выращивать из семян такие породы как липа, дуб, к лён, даже сосна и ель. Одной из наиболее ранних печатных отечественных ра бот по технологии лесовыращивания сосновых культур можно считать стат ью А.Нартова о посеве леса, опубликованную в 1765 г. в первом томе трудов Воль ного экономического общества. В этой статье описывались семена сосны, ел и, берёзы, время их сбора и высева. Выдающийся опыт лесоразведения сосны был проведен в имении Пришиб Змие вского уезда Харьковской губернии И.Я. Данилевским, который начал посев семян сосны в 1804 г. и в сравнительно короткий срок создал сосновую рощу на п лощади 1093 га. В 1817 г. были начаты лесные посадки на песках Мохнаганского лесничества IV ок руга Слободско-Украинского (Харьковского) военного поселения. Пески зан имали в лесничестве 23 тыс. десятин. Сосна разводилась посевом семян и част ичной посадкой. Всего было произведено 7648 га культур. Прекрасное состояни е этих культур отмечалось в 1881 г. в возрасте 60 лет и в 1910 г. в возрасте около 100 ле т. Из описаний технологических приёмов тех лет известно, что при создании л есных культур сосны применялась глубокая обработка почвы, на чернозема х добавлялся при культивировании сосны песок, на песках уже применялось предварительное шелюгование. Посадку производили в канавки или в ямки р азмером 18*18 см. В двадцатых годах 19 века начались посевы сосны в уральских горных лесах, г де применялся способ старшего лесничего горных заводов Шульца, по котор ому высевалось на 1 десятину 1 пуд семян сосны, смешанных с 8 пудами песка. В сороковых годах 19 века в лесах уральских горных заводов посевы сосны был и произведены на площади 89 десятин, в том числе на 82 десятинах вполне удачн ые. Известны также удачные посадки сосны В.Я. Ломиковского в имении при се льце Трудолюб Миргородского уезда Полтавской губернии, начатые с 1809 г. В 21 год деревья сосны в этих посадках имели на высоте 1,5 м диаметр 25 см. Однако наиболее существенную роль в разработке технологии создания ле сных культур сосны обыкновенной сыграли работы по лесовосстановлению и лесоразведению в созданных в середине 19 века опытных лесничествах, а та кже работы по закреплению и облесению огромных песчаных массивов в южно русских губерниях. Производственные отношения, складывающиеся в феодально-крепостническ ой, а затем и крепостнической России, отрицательно влияли на развитие ле сокультурного дела в стране. Частная собственность на леса и землю, пого ня владельцев лесов и земель за максимальными прибылями, ограниченност ь финансирования опытных и исследовательских работ сказывались на рез ультатах искусственного лесоразведения. В целом в течении 18-19 веков в европейской части России было создано около 1,3 млн. га искусственных лесов, из которых по данным М.А. Цветкова (1957), посадки д ля укрепления песков и оврагов составили 215256 га, культуры в казенных лесни чествах – 874067 га, в опытных лесничествах и Астраханской степи – 1727 га, поса дки удельного ведомства и казаков в степи – 35691 га, в лесных дачах – 8159 га, по садки прочего населения – 124665 га. Таким образом, была восстановлена лишь н ичтожная часть (2%) площади вырубленных лесов (67 млн. га). В середине прошлого столетия лесоводы были вынуждены искать методы сод ействия естественному возобновлению сосны в Центрально-Чернозёмной об ласти (ЦЧО). С этой целью основоположник лесоводственной науки Г.Ф. Морозо в и его ученики исследовали влияние различных рубок леса на ход естестве нного возобновления сосны. В результате многолетних исследований было установлено, что естественное возобновление сосны в борах ЦЧО может быт ь обеспечено лишь посредством сложной, специально разработанной систе мой рубок, не достигающих, однако, всегда полного успеха. Разработанная М.М. Путилиным (1960) специальная система рубок, предназначен ная для содействия естественному возобновлению сосновых насаждений, х отя и даёт неплохие результаты, но отличается большей длительностью и сл ожностью, вследствие чего её применение вызывает большие трудности. Г.Ф. Морозов (1902) считал основной причиной плохого естественного возобнов ления сосны сухость верхних горизонтов почвы, слабую защитную роль, а ин огда и иссушающее влияние материнского полога леса. М.П. Скрябин (1960) увязыв ал хорошее естественное возобновление сосны в ЦЧО с цикличностью колеб аний климатических условий. С середины 19 века лесное хозяйство ЦЧО вынуждено было перейти на искусст венное восстановление сосновых лесов. Экономическое подразделение лесов: 1. Первая группа – заповедные, почв озащитные, полезащитные и курортные леса, зелёные зоны вокруг предприят ий и городов. 2. Вторая группа – леса, преимущественно водоохранные. 3. Третья группа – леса промышленного значения. Цель и задачи работы: Разработка теоретических основ и практических приёмов по вышения продуктивности лесов, является основным направлением исследов ательских лабораторий возобновления и развития лесов. Повышение проду ктивности лесов – одна из важнейших задач лесной науки и лесного хозяйс тва. Повышение продуктивности не мыслимо без точного знания закономерн остей продукционного процесса, зависимости прироста продукции от пара метров окружающей среды. На продуктивность влияют условия внешней сред ы (свет, влажность почвы и воздуха, температура), а для оценки скорости и ха рактера воздействия разного рода агротехнических и лесохозяйственных мероприятий важна возможность определения в естественных условиях при роста продукции за малые промежутки времени. При определении продуктив ности лесных насаждений применяют много методов, прямых и косвенных. Сре ди них наиболее широко распространены два, базирующихся на определении баланса органического вещества: лесоводственный ( положен принцип оцен ки прироста органической массы насаждений, т.е. приходной статьи баланса , и массы годичного опада и отпада, т.е. расходных статей) и экофизиологиче ский ( основан на определении баланса органического вещества по результ атам учёта газообмена растений). Лесоводственный метод наиболее распространён – это основной метод при определении продуктивности по международной биологической программе (МБП). Недостатки метода следующ ие: 1. Непригодность для изучения прод укционного процесса за короткие отрезки времени и в сезонной динамике; 2. Невозможность выявления ведущего фактора, влияющего на продуктивн ость; 3. Неизбежность получения оценок го дичного прироста разных фракций с неодинаковой точностью; 4. Трудоёмкость. Э кофизический метод определения годичной продукции тоже трудоёмок (тре бует не только анализа древостоев по дендрометрическим признакам, но и х арактеристику экологических условий в толще растительного покрова; те хнически он более сложен, применяется дорогостоящее оборудование, треб ует энергообеспечивания и высокой квалификации обслуживающего персон ала). По сравнению с лесоводственным методом он менее точен, особенно при оценках за длительные промежутки времени, но только этим методом можно о пределить БРУТТО – продукцию растительных сообщества, изучить механи змы и сезонную динамику продукционного процесса, можно непосредственн о определить величины поглощения из атмосферы углекислоты или выделен ия в атмосферу кислорода, что крайне важно для характеристики биосферны х функций лесной растительности в связи с проблемой охраны окружающей с реды в условиях интенсивного антропогенного воздействия на природу. Ос новной недостаток экофизиологического метода – это сложность переход а от газообмена для отдельного листа или побега, являющихся непосредств енно объектами газообмена, к целому насаждению. Предложенные в настоящее время м атематические модели продукционного процесса фитоценозов основаны на зависимости фотосинтеза от света. Поэтому изучение радиационного режи ма в слое растительного покрова является одной из важнейших задач при ра счёте продуктивности на основе газообмена в лесах. Полнота и эффективно сть использования солнечной радиации зависят от фитометрической струк туры исследуемого растительного покрова. Поэтому при расчете фотосинт етической продуктивности необходимо определение для каждого конкретн ого фитоценоза, как радиационного режима, так и фитометрической структу ры. В различных природно-экономических районах России ежегодно на огромны х площадях, исчисляемых млн. га, проводятся лесовосстановительные работ ы. Среди вновь создаваемых лесов значительный удельный вес (50%) составляет культура сосны. Биологическая продуктивность сосны зависит от первона чальной густоты культур, возрастной динамики развития и влияния фактор ов среды. Общая информация о российских лесах Россия занимает особое, уникальное положение. При площади около 1690 млн. га.(данные на 1999 г.) на её территории находятся пятая часть всех л есов мира и половина мировых хвойных лесов. Общая площадь лесного фонда и лесов, не входящих в него, составляет в Росс ии около 1178,6 млн га. Это приблизительно 70% от всей территории страны. Распределение площадей лесного фонда По состоянию на 1 января 1998 года, тыс. га Общая площадь Лесные земли В т.ч. покрытые лесной раст-ю В т.ч. не покрытые лесной раст-ю Нелесные земли Всего 1178554.4 881974,2 774250,9 107723,3 Общая площадь лесного фонда 1172322,3 877006,9 769785,4 107221,5 В том числе лесной фонд в ведении Рослесхоза 1110567,8 823561,7 718662,1 104899,6 287006,1 Леса , не входящие в лесной фонд 6232,1 4967,3 4465,5 501,8 Примечания : В лесной фонд не входят леса Минист ерства обороны и городские леса . Основные лесные термины , используемые в курсовой работе : Класс бонитета - е диница оценки продуктивно сти насаждений (древостоев), которая зависит от качества лесорастительн ых условий и определяется по величине средней высоты преобладающей пор оды в определенном возрасте. Наземная охрана лесов - обеспечивает предуп реждение, обнаружение и тушение лесных пожаров наземными силами и средс твами. Наземная охрана с авиапатрулированием - ком плексный вид охраны лесов от пожаров, при котором их обнаружение осущест вляется авиационными средствами, а предупреждение и тушение - преимущес твенно наземными силами и средствами. Авиационная охрана - основана на использова нии авиационных средств и методов предупреждения, обнаружения и тушени я лесных пожаров. Возобновление леса - п роцесс образования но вого поколения леса под древесным пологом, на вырубках, гарях и других ка тегориях лесных земель. Различают возобновление естественное или иску сственное. Для ускорения процесса образования нового поколения в благо приятных лесорастительных условиях проводят содействие естественном у возобновлению (см. Категории земель лесного фонда, Вырубки, Гари, Лесора стительные условия). Рубки ухода за лесом - с истема выборочных руб ок, при которых происходит периодическое удаление из насаждений деревь ев, отставших в росте или мешающих росту деревьев главных (лесообразующи х) пород. Санитарные рубки - л есоводственное мероприя тие, проводимое в насаждениях неудовлетворительного санитарного состо яния путем вырубки отдельных больных, поврежденных, усыхающих, усохших д еревьев или всего усыхающего (погибшего) древостоя. Лесообразующая порода - д ревесная порода, ко торая в пределах своего ареала образует основной ярус насаждений, отлич ающихся биологической и морфологической устойчивостью и специфически м комплексом сопутствующих растений и животных. Лес - с овокупность древесных, кустарниковых, травянистых и других растений, а также животных и микроорганизмов, биоло гически взаимосвязанных в своем развитии и влияющих друг на друга и на в нешнюю среду. Понятие "лес" используется также для обозначения элемента географического ландшафта, сырьевого ресурса или объекта ведения лесн ого хозяйства. Используемая литература для в ыполнения курсовой работы: Бугаев В.А., Новосельцев В.Д., “Проду ктивность лесов первой и второй групп”; Веретенников А.В., “Эколого-биоло гические основы повышения продуктивности таёжных лесов европейского с евера”; Internet – www.forest.ru (семейство сайтов о лесе); Куликова Т.А., “Оценка продуктив ности лесов”; Молчанов А.Г., “Экофизиологическое изучение продуктивност и древостоев”; Поликарпов Н.П., “Формирование и продуктивность древостое в”; Рубцов В.И., Новосельцева А.И., Попов В.К., Рубцов В.В., “Биологическая проду ктивность сосны в лесостепной зоне”; Шишков И.И., Попова Н.С. “Лесоводство с основами лесных культур”. 2. Биологическая продуктивность лесных ландшафтов 1. Понятие биологической прод уктивности лесных ландшафтов. Из курса географии почв мне известно, что: мерилом естественного плодородия является уровень биологической прод уктивности, т.е. количества первичной растительной массы, создаваемой за год на единицу площади (10ц/га-300ц/га). Считается, что биологическая продукти вность почв не даёт полного представления о потенциальной продуктивно сти почв. Потенциальная продуктивность используется в сельском хозяйс тве. При определении продуктивности существует закон убывающего плодо родия почв, из которого следует, что увеличение урожаев на обрабатываемы х землях непропорционально затраченному труду. За последние годы затра ты труда возросли в 8-10 раз, а урожайность увеличилась в 2-3 раза. Из курса землеведения мне известно, что: Ландшафт есть пятимерная, взаимосвязанная система, состоящая из: 1. Внутренняя компонентная состав ляющая(почвы, биостром, кора выветривания, здесь проходит фотосинтез). 2. Внутренняя структурно-морфологическая составляющая(районы, местн ости, урочища, страны, зоны, пояса). 3. Внешняя комплексная составляющая (для взаимодействия с другими комплексами). 4. Внешняя воздушная составляющая(с мена типов воздушных масс, поток радиации, перенос тепла и влаги, перенос пыли, миграция птиц). 5. Подстилающая литогенная составляющая(отражает процессы проис ходящие в мантии и земной коре). П оследние три отражают поле взаимодействия ландшафта с окружающей сред ой. Так как судить в целом о биологической продуктивности лесных ландшафтов довольно трудно, учитывая нехватку ма териалов и литературы, я остановлюсь непосредственно на лесе (или на его доминанте)– как его обязательной составляющей. Биологическая продуктивность ис кусственно созданных насаждений изучалась явно недостаточно, что, безу словно, тормозит сейчас решение актуальных теоретических и практическ их задач современного лесоведения. К числу таких задач относится восста новление и повышение продуктивности лесов различных ботанико-географи ческих зон путём выращивания лесных культур с наиболее оптимальными ха рактеристиками строения, накопления органической массы и эффективност ью использования лучистой энергии, влаги и питательных веществ почвы. Дл я правильного и научно обоснованного решения этой задачи необходимо на копление фактических данных о зависимости биомассы, её фракционного со става годичной продукции веществ от густоты стояния и характера размещ ения деревьев в культурах с учетом лесорастительных условий их формиро вания. Влияние густоты посадки на рост и процессы дифференциации деревьев в ку льтурах освещены в работах В.П. Тимофеева (1959), П.С. Кондратьева (1959), Г.Р. Эйтинге на (1916) и многих других, но к сожалению в этих работах не приводятся детальн ые характеристики биопродукционного процесса культур различной густо ты. При комплексном использовании леса не только деловая древесина, но такж е и тонкомерные стволы, ветви, хвоя-листья найдут применение как растите льная масса, содержащая большое количество биологически активных веще ств – витаминов, хлорофилла, микроэлементов, лекарственных соединений. Все части дерева являются ценным сырьём для химической промышленности; ветви идут на строительных материалов и могут быть использованы в целлю лозно-бумажной промышленности. Сейчас лесоустроители при таксации дре востоев определяют не только запас стволовой древесины, но вес всех част ей дерева, так как очевидно, что в ближайшем будущем все части деревьев бу дут использоваться в промышленности и сельском хозяйстве. 2.2. Методика исследования биологической продуктивности ку льтур сосны Простота видового состава, строения, одновозрастность и равномерное ра спределение деревьев в культуре сосны существенно упрощает и повышает точность определения важнейших характеристик биопродукционного проц есса (общие запасы фитомассы и её фракционный состав, первичная продукци я веществ и т.д.). Объектом исследований в данном случае служит только 1-й яр ус, т.е. чистые одновозрастные ценопопуляции сосны, т.к. остальные ярусы пр актически отсутствуют. Методика сводится к следующему: на пробных площадях проводится сплошно й перечет деревьев по одноименным ступеням толщины. Измерение диаметро в стволов проводится в двух направлениях – север-юг, запад-восток. Важнейшие характеристики продуктивности древостоев определялись мет одом модельных деревьев. Модельные деревья отбирались пропорционально их представленности в ступенях толщины и высот с учетом характера разви тия крон. На каждой пробной площади было срублено по 20-30 модельных деревье в. Модельные деревья детально разделывались на основные фракции (хвоя раз личных лет, живые и мёртвые сучья, древесина и т.д.) и был определён сырой и а бсолютно сухой вес различных фракций, после чего данные были подвергнут ы статистическому анализу. Для получения дендрометрических показателей хвои и определения листов ого индекса у четырёх модельных деревьев с 3-, 6-, 9-й (или 8-й) мутовок брались на вески хвои (10г) различного возраста. В каждой навеске подсчитывали число х воинок. Затем образцы высушивались при температуре 80-85С до абсолютно сухо го веса. Полученные данные использовались для определения влажности хв ои различного возраста в зависимости от её размещения по вертикальному профилю древостоев и густоты стояния деревьев. С этих же мутовок брали п о 20 хвоинок каждого возраста для определения площади хвои и листового ин декса по методике А.Н. Челядиновой (1941). Для определения влажности и абсолют но сухого веса древесины и коры брались выпилы из стволов модельных дере вьев на высоте ј, Ѕ, ѕ и 1,3 м от земли. Определялись также влажность однолетн их побегов и ветвей разной толщины живых и мертвых, а также влажность хво и по возрастам. Таким образом, для каждого отдельного дерева был послойно в кроне опреде лён сырой и абсолютно сухой вес хвои (общий и по её возрастам), древесины с твола и ветвей живых и отмерших по мутовкам и по возрастам. Затем для моде льных деревьев каждой площади были вычислены коэффициенты уравнения с вязи массы стволов, а также массы кроны и её частей с диаметром ствола на в ысоте 1,3 метра. Коэффициенты уравнений вычислялись методом наименьших к вадратов для двух вариантов: 1-й – в предположении, что названные выше свя зи выражаются показательной функцией; 2-й – в предположении, что связи вы ражаются уравнением параболы 2-го порядка. Последующее сравнение этих ва риантов показало, что экспериментальным данным во всех случаях соответ ствует параболическая связь, так как она обеспечивает меньшую сумму ква дратов отклонений экспериментальных точек, полученных в результате об работки модельных деревьев от кривой, построенной по выведенному уравн ению. Используя полученные зависимости, массу отдельных частей крон (живых и о тмерших ветвей, хвои) и стволов для каждого насаждения вычисляли по ступ еням толщины и затем суммировали в общий итог. Полученные цифровые данны е позволяли с достаточной степенью точности рассчитывать фитомассу ра зличных фракций на единицу площади, а также построить диаграммы вертика льного распределения фитомассы на деревьях различных диаметров. Для оп ределения веса подземных частей на всех участках были заложены траншеи глубиной 1,8 метра. Площадь траншей варьировала в пределах 4,6 - 6,8 м2, а число из оказалось недостаточным для определения фитомассы корней с достаточно й степенью точности. Учитывая, что 40% корней сосны залегает в верхнем 30- сан тиметровом слое почвы на каждом участке было взято дополнительно по 10 мо нолитов, размерами 0,5*0,5*0,3 м. Монолиты распределялись равномерно на пробных площадях. Статистический анализ показал, что ошибка определения фитома ссы корней составляла 5-10%. Отпад деревьев (сухостой, снеголом) определялись в 3-, 6-, 10-, 15-, 18- и 20-летнем возра сте культур путем сплошных перечетов. Опад тоже был учтен путем закладки на каждом опытном участке 20 площадок р азмером 5 м2. В дополнение к этим данным на экспериментальных участках про водились наблюдения за транспирацией и фотосинтезом хвои, содержанием влаги в почве. 2.3. Влияние густоты посадки на об щий запас и фракционный состав надземной фитомассы культур сосны. При увеличении густоты посадки с 5 до 40 тыс. на 1 га наблюдаетс я неуклонное снижение среднего веса надземной массы одного дерева (см. т аблицу ниже). Наибольшее снижение фитомассы происходит при густоте 15 и 40 т ыс. на 1 га, что хорошо согласуется с данными, полученными при измерении вы сот, диаметров и объемов на этих участках. Так, например, средний вес дерев а при густоте 15 тыс. снижается в 2,5 раза, а при густоте 40 тыс. в 6 раз по сравнени ю с весом при густоте посадки 5 тыс. Интересно, что в диапазоне густот 15 и 30 ты с. наблюдается некоторое замедление падения веса среднего дерева. Однак о увеличение густоты деревьев до 40 тыс. вызывает резкое падение среднего веса дерева. Увеличение густоты деревьев сопровождается заметными сдв игами и в фракционном составе фитомассы; вес стволовой древесины изменя ется с повышением густоты посадки меньше, чем фитомассы хвои сучьев. В це лом данные хорошо укладываются в рамки общей биологической зависимост и скорости роста и продукции органических веществ отдельных особей от п лотности видовых популяций в посевах и посадках. Увеличение густоты растений при водит к снижению скорости роста и продукции органических веществ у сосн ы, как следствие повышения интенсивности конкуренции между ними за факт оры роста. Сырой вес стволов и всей надземной части дерева в 20- летних опытных посадк ах культур сосны Показатель Густота посадки, тыс/га 5 10 15 20 30 40 Средний вес всей надземной массы дерева, кг 42,2 22,9 16,7 11,2 9,0 6,4 То же, в % 100 68,5 39,6 26,5 21,3 15,1 В том числе ствол, кг 32,0 18,4 13,9 9,4 7,3 5,5 То же, в % 100 54,4 43,4 29,4 22,8 17,0 Вес всех деревьев на 1 га, тонн 156,7 173,8 167,9 160,3 184,6 136,6 То же, в % 100 110,9 107,1 102,3 117,8 87,1 В том числе стволы, тонн 119,0 139,5 138,0 133,3 151,4 111,3 То же, в % 100 117,2 116,0 112,0 127,2 93,5 2.4. Общ ий запас надземной фитомассы деревьев культур сосны Распределение общего сырого ве са надземной части всего древостоя между отдельными фракциями в одново зрастных культурах в зависимости от густоты изменяется незначительно. Очень постоянна на всех участках Доля хвои от всей надземной фитом ассы и несильно изменяется доля ветвей, увеличиваясь в более редких куль турах (см.таблицу ниже) Фракционный состав фитомассы надземных частей культур сосны разной гу стоты в возрасте 20 лет Показатель Густота посадки, тыс./га 5 10 15 20 30 40 Вес стволов, т/га 119,0 139,5 138,0 133,3 151,4 111,3 % надземной части 75,9 80,3 82,2 83,2 82,0 81,5 Вес хвои, т/га 15,5 15,2 13,6 13,3 15,9 11,5 % надземной части 9,9 8,7 8,1 8,3 8,6 8,4 % веса стволов 13,0 10,9 9,8 10,0 10,5 10,3 Вес живых ветвей, т/га 17,0 14,3 12,6 10,6 13,9 9,6 % надземной части 10,9 8,2 7,5 6,6 7,5 7,0 % веса стволов 14,3 10,3 9,1 8,0 9,2 8,6 Вес сухих ветвей, т/га 5,2 4,8 3,7 3,1 3,4 4,1 % надземной части 3,3 2,8 2,2 1,9 1,8 3,0 % веса стволов 4,4 3,4 2,7 2,3 2,2 3,7 Общий вес надземной части, т/г а 156,7 173,8 167,9 160,3 184,6 136,5 % веса стволов 131,7 124,6 121,7 120,3 121,9 122,6 Вес ств оловой древесины на всех участках составляет около 80% ( + 3-4%) всей надземной массы 20-летнего древостоя. Заметна тенденц ия в густых культурах к некоторому повышению доли стволовой древесины в общей надземной массе. Вес крон составляет от 27,3 до 18% веса стволов, снижаяс ь в наиболее густых культурах. Во всей надземной массе доля живой части к рон колеблется от 20,7 до 14,9%, соответственно снижаясь с увеличением густоты. 5. Вес корневых систем культур сосны Д ля полной характеристики накопленного органического вещества к данным о весе надземной части древостоев необходимо добавить вес их корневых с истем путём раскопки всех корневых некоторых модельных деревьев и мето дом монолитов (см. таблицу ниже). Общий запас корней культур сосны на 1 га Густота посадки тыс. экз./га Сырой вес ко рней Густота посадки, тыс. экз./га Сырой вес корней т % % всей надземной части т % % всей надземн ой части 5 25,2 100 21,7 20 21,6 86 15,3 10 22,5 88 16,5 30 23,4 93 13,4 15 23,4 93 16,2 40 21,6 86 14,0 О тносительная доля корней в культурах разной густоты изменяется в значи тельных пределах – от 14,0 до 21,7% от веса всей надземной массы. При этом относ ительный и абсолютный вес корней выше всего в самых редких культурах. Эт о идет главным образом за счет развития в редких культурах толстых стерж невых корней. Поэтому сопоставлять вес корней с весом хвои для оценки об еспеченности её влагой и питательными веществами весьма трудно. Общий в ес корней на 1 га за исключением самых редких культур изменяется сравнит ельно в небольших пределах. Масса корней на одно растущее дерево (сырой в ес) в 18- летних культурах сосны при разной густоте посадки составляет: Густота посадки, тыс.экз./га 5 10 15 20 30 40 Масса корней, кг 6,8 3,0 2,2 1,5 1,1 1,0 Вес корней (в среднем) одного дерева в самых редких культурах в 6-7 раз больше веса корней дерева в самых густых культур ах. При изменении густоты с 5 до 10 тыс. на 1 га вес корней уменьшается более че м вдвое. Дальнейшее уменьшение веса корней с ростом густоты идёт более п лавно. 2.6. Об щая биологическая продуктивность культур сосны разной густоты В древостое и подстилке за 20 лет на капливается на 1 га от 108 до 127 т сухого органического вещества или в среднем 5,4-6,4 т в год. Для определения полной биологической продуктивности насажде ний необходимо добавить величину разложившегося опада. К сожалению, уче сть её очень трудно. Общее количество опавшей хвои (в абсолютно сухом вес е) за 18-летний период должно составлять от 18,9 до 30,0 т на 1 га. За три года он сост авляет от 1,4 до 2,0 т, или в среднем 1,7 т на 1 га. Труднее учесть опад в виде коры, су чьев, шишек. Он составляет в подстилке 56%. По примерному расчету количеств о его может быть определено за 18-летний период в 13-17 т. При этом общее количес тво разложившегося полностью минерализованного опада составит от 12 до 21 т на 1 га (в абсолютно сухом весе) или в среднем 0,8 т на 1 га в год. Что касается о бщей биологической продуктивности за отдельные годы, то определить её о чень трудно, так как определение прироста коры, древесины, влаги в отдель ном годичном слое существующими методами очень неточное, и почти вовсе н е поддается массовому учету прирост и опад корней. Чтобы судить об общей годичной биологической продуктивности культур сосны воспользуемся до вольно точной пропорциональностью между накоплением стволовой древес ины и общим накоплением органического вещества деревом (см. таблицу ниже ). Абсолютно сухой вес элементов биологической продуктивности древостое в сосны разной густоты Показатель Густота посадки, тыс. экз./га 5 10 15 20 30 40 Фитомасса, т/га Стволов в коре 51,4 60,3 59,6 58,6 65,4 48,1 Живых ветвей 7,0 5,9 5,2 4,3 5,7 3,9 Хвои 6,8 6,6 5,9 5,8 6,9 5,0 Итого в надземной части 67,1 74,8 72,5 70,4 80,1 58,5 Корней 12,6 11,2 11,7 11,6 11,7 10,8 ИТОГО: 77,8 84,0 82,4 80,3 89,7 67,8 Отпад, т/га Отмершие ветви в кронах живых деревьев 4,2 3,9 3,0 2,5 2,7 3,3 Отмершие деревья (включая погибшие от снег олома) 5,3 4,6 2,0 2,9 9,6 15,0 ИТОГО: 9,5 8,5 5,0 5,4 12,3 18,3 Опад и лесная подстилка, т/га 24,1 24,1 22,6 22,5 26,8 25,7 Всего растительных остатков, т/га 33,6 33,4 27,6 24,0 39,1 44,0 Всего органического вещества, т/га 111,4 117,4 110,0 108,2 128,8 111,8 Фитомасса, % 100 105 99 97 115 100 Фитомасса на одно среднее дер ево, кг 20,9 11,1 7,8 5,7 4,4 3,1 Средняя продукция за один год для всех древ есных фракций, т/га 3,4 3,7 3,5 3,4 4,2 3,5 Общая биологическая продуктивность 18-летн их культур сосны составит от 10 до 13,5 т сухого органического вещества на 1 га. Это полностью совпадает с данными, полученными В.П. Тимофеевым (1970). При это м в 18-летнем возрасте минимальную продуктивность дают культуры с густот ой посадки 5 тыс. сеянцев, а максимальную с посадкой 30 тыс. сеянцев на 1 га. В 20-л етнем же возрасте минимальную продуктивность дают деградирующие культ уры с густотой посадки 40 тыс. сеянцев. Максимальную продуктивность в 20-лет нем возрасте дают культуры с посадкой 30 тыс. на 1 га. 7. Виды б иологической продукт ивности лесов Потенциальная продуктивность является одной из главных показателей эт алонных насаждений, характеризуется такими показателями как видовой с остав. Хозяйственная ценность, объединяемая в итоге в понятие “хозяйственной продуктивности”. Под понятием “потенциальной продуктивности” понимается макс имально возможная продуктивность для данных климатических и почвенных условий, будь то первичная биологическая продуктивность (т/га) или продуктивность запаса стволовой др евесины (м3/га). Обычно последняя наиболее существенная сост авляющая первичной продуктивности является предметом изучения лесово дов. Методы изучения потенциальной п родуктивности по В.С. Чуенкову можно подразделить на три основные группы : лесоводственно-таксационные, лесотипологические и климатологические . Наиболее распространены лесоводственно-таксационные, с помощью котор ых изучают закономерности строения и роста насаждений, являющееся осно вой последующего моделирования этих параметров. Итоги многолетних исс ледований продуктивности лесов обобщены на Всесоюзной конференции по формированию максимально продуктивных эталонных насаждений, которая п роводилась в Каунасе в 1979 году. Большинство работ, представленных на конф еренции выполнено именно лесоводственно-таксационными методами. Эти м етоды применимы для конкретых условий произрастания, в то время как клим атологические методы оценки применимы для крупных территорий. Климато логические методы определения продуктивности основаны на зависимости потенциальной продуктивности от климатологических факторов. Обычно не сколько гидротермических показателей климата путём арифметических оп ераций комбинируют в один комплексный показатель, называемый климатич еским индексом прироста, который указывают с годичным приростом древос тоя. Например, климатический индекс ‘ I ’ Дж. Векка включает в себя осадк и ‘ N ’ , среднюю температуру воздуха ‘ T ’ и число дней с осадками менее 0,1 мм ‘ n ‘ в течении мая-июля, число дней в году с положительными температу рами ‘ Z ‘ и имеет следующий вид: i = ( N/T+10 * n/92) * (Z-60/10 0). С. Патерсон вводит в 1956 году более удобные в использовании ср едние годовые показатели климата, которые можно найти в климатических с правочниках. I = Tv/Ta * N/1 * G/12 * E/100, где Tv – средняя температура самого тёплового месяца; Ta – амплитуда температур самого тёплого и самого холодного месяцев; N – годовое количество осадков; G – продолжительность периода с температурами более +7С; Е – фактор Миланковича равный Rp/Rs, где: Rp – суммарная радиация на полюсе; Rs - суммарная радиация в данном месте. Индекс Патерсона часто используется в исследовании потенциальной прод уктивности лесов. Годичная продуктивность лесных насаждений определяется путём взятия модельных деревьев, у которых оценивается ма сса разных фракций (древесина, кора, ветви, листва, генеративные органы, ко рни). 8. Основные экологические и би ологические факторы, определяющие продуктивность лесов (на примере лес ов севера) Вс естороннее выяснение взаимосвязей и закономерностей роста и развития древесных растений в естественных фитоценозах даёт возможность проект ировать и создавать биогеоценозы оптимального состава и структуры, спо собствующие повышению продуктивности древостоев. Сосновые и еловые леса наиболее распространенной зеленомошной группы типов леса в условиях северной и средней тайги северо-востока европейск ой части РФ образуют, как правило, смешанные по составу древостои. Для них характерна невысокая полнота (0,5-0,7), IV, V классы бонитета. В насаждениях естес твенного происхождения наблюдается большая дифференциация деревьев п о возрасту, диаметру и высоте. Эта особенность заметно выражена в еловых фитоценозах. В каждом типе соснового и елового леса создаются характерн ые эдафические, фитоклиматические условия. В связи с этим из сложного ко мплекса факторов внешней среды необходимо выявить и дать количественн ую характеристику тем из них, которые оказывают наиболее существенное п рямое и косвенное влияние на жизнедеятельность растений и интенсивнос ть образования органической массы биогеоценоза. Солнечная радиация является наиболее важным экологическим фактором. С уммарная её величина, поступающая к пологу древостоев северной и средне й тайги (390-420 кал/см2*сут), близка к наблюдаемой в южной тайге и даже в зоне широ колиственных лесов, что обусловлено продолжительностью светового дня. Следовательно, на севере таежной зоны условия поступления солнечной ра диации в течении вегетационного периода не оказывает значительных огр аничений на формирование более продуктивных насаждений. Но следует уче сть, что малая продолжительность вегетационного периода полностью не к омпенсируется длительностью дня. Благодаря большим межкроновым просве там в хвойных лесах солнечная радиация хорошо проникает вглубь полога, ч то приводит к большему прогреванию верхней половины кронового простра нства. Это является важной специфической чертой, свойственной лесным би огеоценозам, развивающимся в условиях общего недостатка тепла. Пропускание солнечной радиации древесным ярусом хвойных фитоценозов с еверной тайги составляет 29-44%, что в 3-4 раза выше по сравнению с ельниками и с осняками зоны елово-широколиственных лесов. Полог сосняка пропускает с уммарную радиацию на 10-15%, а фотосинтетически активной радиации (ФАР) – в 1,5-2 раза больше, чем темнохвойные фитоценозы. Высокая светопроницаемость п олога сосновых лесов позволяет такой теневыносливой породе, как ель, усп ешно расти под пологом сосны. В результате двухъярусные сосново-еловые д ревостои средней тайги на плакорах значительно больше поглощают солне чную радиацию (80%) и приближаются по этому показателю к ельникам Московско й области. Коэффициенты поглощения ФАР сосняками и ельниками зеленомош ной группы типов леса северной тайги Коми АССР составляют 0,63 и 0,80, что соотв етствует данным В.А. Алексеева (1975) для Мурманской и Архангельской областе й, где эти показатели равны 0,60 и 0,79. В северотаёжных лесах остаточное радиационное тепло почти в равной мер е используется на суммарное испарение деятельного слоя и на турбулентн ый теплообмен. Эта особенность хвойных фитоценозов является следствие м низких температур воздуха, меньшей интенсивности физиологических пр оцессов, главным образом транспирации. В условиях же Валдая и Московской области основную долю остаточного радиационного тепла составляет рас ход на суммарное испарение леса. Один из основных экологических факторов, отрицательно влияющих на рост и развитие древесной растительности, - невысокая температура воздуха, ко торая определяет прогрев почвы и интенсивность транспирации. Тем самым создается неблагоприятный режим температуры, влажности и аэрации в риз осфере лесных фитоценозов. Период, когда возможны активный рост и накопл ение органической массы надземными органами древостоев, короткий и сос тавляет 30-40 и 70-80 дней соответственно в северной и средней тайге. В условиях северной тайги по сравнению со средней в дневное время суток в 4 раза чаще наблюдаются температуры воздуха ниже 10С. После весеннего снеготаяния по чвы прогреваются медленно. В северной тайге глее-подзолистые почвы сосн яка чернично-зеленомошного на глубине 0,2м нагреваются до температуры 5С л ишь во второй декаде июня. Температура торфянисто-подзолисто-глееватых почв ельника чернично-зеленомошного на этой глубине достигает той же ве личины к началу июля. В условиях средней тайги температура подзолистых п очв в лесах зеленомошной группы типов леса несколько выше, но они также х арактеризуются небольшими тепловыми ресурсами. Температурные условия , при которых возможен рост корней, на глубине 0,2м в сосняках наступает к на чалу июня, а в ельниках – во второй половине июня. Более благоприятный ре жим для развития древесных растений наблюдается только в самых верхних горизонтах почвы и в течении очень короткого периода. Следовательно, нед остаточное прогревание почв препятствует освоению корнями нижней част и почвенной толщи, а интенсивность поглощения питательных веществ при н изких температурах невелика. Особенно отрицательно сказываются на жизнедеятельности деревьев ежег одно повторяющиеся резкие похолодания в разгар вегетационного периода (обычно в июне), связанные с поступлением арктических воздушных масс. В эт и периоды минимальная температура воздуха в ночные часы в кроновом прос транстве может опускаться в северной тайге до – 2-4С, а верхнего корнеобит аемого слоя почвы – до – 0,5-1,0С. В средней тайге обычно понижение температу р воздуха в кронах отмечается до 2-4С, а в верхнем корнеобитаемом горизонте почвы – до 1,5-2С. Такие температурные условия вызывают резкое снижение пр ироста, а в отдельные годы даже полную приостановку ростовых процессов н адземных и подземных органов древесных растений. Особенно сильно резки е перепады температур сказываются на жизнеспособности ели, вызывая мас совое отмирание молодых побегов. Почвы лесных фитоценозов данной группы типов леса очень кислые, не насыщ ены основаниями. Бедны элементами питания и оглеены. Формирование их в л есных фитоценозах исследуемого региона происходит в условиях повышенн ой влажности. Влаги в почве достаточно для поддержания жизнедеятельнос ти растений, а в отдельные годы, особенно в условиях северной подзоны тай ги, избыток её угнетает ростовые процессы деревьев. В ельниках зеленомош ных умеренно влажными были органогенный слой и подзолистый горизонт. Вн из по профилю, начиная с глубины 20см, почва во все сроки наблюдений находи лась в состоянии переувлажнения, что приводит к нарушению её кислородно го режима и снижению биологической активности почвы, также наблюдаются негативные отклонения в энергетике, синтетической деятельности и обме не веществ корневых систем. Все перечисленные нарушения в почве и метабо лизме корней в условиях избыточного увлажнения отрицательно сказывают ся на росте и развитии корневых систем древесных растений севера. В северо-таежных хвойных фитоценозах основная масса корней древесных п ород распространяется до 30. а в среднетаежных - до 50см. Это явление особенно сильно проявляется в условиях северной подзоны тайги, где в верхнем 10-15 са нтиметровом слое сосредоточено более 90% корней. Сосущие корни хвойных др евесных пород образуют очень компактные разветвления. Линейный рост вегетативных органов зависит от метеорологических услов ий текущего года. Решающим фактором является количество тепла, получаем ое растением. Видимый рост побегов, корней у сосны и ели начинается поздн о: в условиях северной тайги – в 1-2 декаде июня, в отдельные годы – в начал е июля, в условиях средней тайги – во 2-3 декаде мая, протекая интенсивно и в сжатые сроки. Максимальный прирост и накопление органической массы дре востоем в северной тайге происходят в конце июня – первых двух декадах июля, в средней тайге – в июне, первой половине июля. В это время деревья и спытывают наибольшую потребность в минеральных веществах. Большинство исследователей, изучавших рост подземных органов древесны х растений, считает, что для преобладающих видов их характерны два перио да максимального роста (весенний и осенний) и два периода покоя, или миним ума роста (летний и зимний). В годы обильных урожаев усиленный приток ассимилянтов к развивающимся шишкам и семенам ограничивает питание камбия, что вызывает сокращение г одичного прироста древесины. Считается, что наступление неурожайных ле т вслед за годом обильного урожая связано с истощением запасных питател ьных веществ, на восстановление которых необходим определенный срок. Эт им объясняется явление так называемой периодичности урожаев, хотя можн о утверждать, что циклический характер плодоношения хвойных определяе тся как внешними факторами, так и биологическими особенностями вида, и в первую очередь размещением женских шишек и мужских колосков на материн ском вегетативном побеге. В дальнейшем одним из мероприятий, направленных на повышение продуктив ности северных ельников, может стать отбор стерильных и малоурожайных г ибридных форм с целью введения их в состав искусственных насаждений нар яду с другими быстрорастущими и урожайными фенотипами. Исследование продуцирования органического вещества растительными со обществами представляет значительный интерес как основа для оценки сл ожных энергетических связей в экосистемах. В результате весьма неблаго приятного сочетания и взаимодействия основных экологических факторов и напряженного протекания биологических процессов в лесных фитоценоза х севера таежной зоны развиваются древостои низкой продуктивности. При рост и общие запасы биомассы древесной растительности в 1,5-3 раза меньше, ч ем в более южных районах лесной зоны. Полученные данные И.С. Мелеховым (1970) п оказали, что в условиях северной подзоны тайги сосновые насаждения зеле номошной группы типов леса производительнее, чем еловые. Сосновые древо стои по сравнению с еловыми используют лучистую энергию солнца более эф фективно, даже в случае, когда они моложе по возрасту, органическая масса их больше, чем у ельников. В еловых насаждениях накапливается больше хво и (листьев) и стволовой коры. Биомасса сосняков отличается более высоким содержанием качественно ценного компонента – древесины ствола. Следо вательно, в зеленомошных типах леса северной подзоны тайги наиболее цел есообразно воспроизводство сосновых лесов, чем еловых. Необходимо такж е отметить, что двухъярусный сосново-еловый древостой средней подзоны т айги отличается довольно высоким коэффициентом поглощения и использов ания ФАР и относительно большим накоплением органического вещества. Поиск путей повышения продуктивности северных лесов является узловой задачей таёжного лесоведения. В сложных климатических условиях Европе йского северо-востока познание биологических особенностей роста и раз вития основных лесообразующих пород будет иметь ключевое значение при осушении и удобрении лесов или создании прочной лесосеменной базы на се лекционно-генетической основе. Из курса биогеографии мне известно, что: экологический оптимум вида – это наибольша я продуктивность вида при условии оптимального соотношения экологичес ких факторов. Opt Min Max Фитоценозтический оптимум вида – это наибо льшая продуктивность вида в условиях конкуренции в растительном сообщ естве), при оптимальном соотношении экологических факторов. 2. Показатели продуктивности леса 1. Валовый запас леса В Р оссии покрыто лесной растительностью земель 645894 тыс.га, из них хвойные лес а – 508684 тыс.га, класс бонитета V – 184741 тыс.га (хвойных лесов – 166218 тыс.га), Vа и ниж е – 114820 тыс.га (хвойных 105292 тыс.га). Общая площадь земель лесного фонда РФ ( I, II, III групп) составляет 1110567,8 тыс.га, из них лесов I группы – 234554,7 тыс.га, II группы – 960,7 тыс.га, III группы – 18607,6 тыс.га. В рес публике Башкортостан лесов I, II и III групп – 5675,3 тыс.га, из них I группы – 1689,3 тыс. га, II группы – 1359,5 тыс.га, III группы – 2626,5 тыс.га. Республика Башкортостан (данные по Рослесхозу на 1999 г.): Название породы Площадь покрыто й территории, тыс.га Запас древеси ны, млн.м3 сосна 748,3 118,45 ель 282,2 31,99 лиственница 41,4 6,34 кедр 0,1 0,01 пихта 86,8 5,23 дуб вы сокоствольный 13,4 1,65 дуб низкоствольный 264,8 31,74 бук 0 0 клён 168,7 21,28 ясень 1 0,2 берёз а каменная 0 0 липа 1072,9 178,62 берёз а 1305,5 181,01 осина 775 106,2 ольха 165,6 13,65 всего по РБ: 5000,8 714,02 Ро ссии принадлежит первое место по лесистости территории (771млн.га) , т.е. 42% все й территории страны. В лесах России содержится свыше половины ценнейших запасов хвойных пород, они составляют 30 млрд.м3 (в 3 раза больше, чем в США и Ка наде). В лесах Росси произрастает около 1500 видов деревьев и кустарников. Пр и заготовке древесины используется в основном перестойная порода (свыш е 100 лет) и спелые породы (80-100 лет). Размещение лесных ресурсов на территории Р оссии неравномерно. Эксплуатационные леса в основном сосредоточены на территории Сибири, Дальнего востока, Урале и Северном экономическом рай оне. Основные лесозаготовки идут в Европейской части, где сосредоточена переработка древесины и основной её потребитель. 3.2. Текущий прирост леса Общий средний прирост основных л есообразующих пород в России, по данным на 1999 год составляет 970,41 млн. м3, а в Ре спублике Башкортостан – 14,38 млн.м3, в то время как запас древесины в РФ сост авляет 81863,69 млн.м3 (из хвойных 34575,93 млн.м3), а в РБ запас древесины составляет 770 мл н.м3. Важным показателем производительности лесных сообществ является инте нсивность продуцирования органического вещества. В приспевающем сосня ке и спелом ельнике чернично-зеленомошном, произрастающем в условиях се верной подзоны тайги, общий годичный прирост древесной растительности почти одинаков и достигает 3,75 т/га. Древесный ярус 70-летнего сосново-еловог о насаждения формирует за год 7,49 т/га органической массы (см. табл. ниже). Ана лиз структуры прироста фитомассы показывает, что в формировании органи ческого вещества в сосновом и сосново-еловом насаждениях более заметна роль стволов. Стволы создают соответственно 37,6 и 45% прироста, ассимиляцион ные органы – 29,1 и 23,6%. В общем приросте органической массы на ветви приходит ся 11,5 и 15,7%, на корни – 21,8 и 15,7%. В еловом насаждении в структурном составе приро ста относительно преобладают хвоя (листья) – 36,5%, стволы составляют 34,8%, вет ви – 8%, корни – 20,7%. По данным Н.И. Казимирова (1977) в 60-летнем сосняке черничном влажном в условия х средней тайги Карельской АССР прирост фитомассы составил 7,33 т/га, в сосн яке черничном свежем – 8,02 т/га. В 45-летнем сосняке того же типа прирост орга нической массы древостоя равен 8,84 т/га. В условиях Мурманской области в на саждениях этого же возраста прирост достигал лишь 2,92 т/га. В еловых насажд ениях зеленомошной группы типов леса более южных районов лесной зоны еж егодно формируется большее количество органического вещества. Согласн о В.А. Алексееву (1973), прирост фитомассы в ельнике чернично-кисличном состав ил 6,45 т/га. Текущий прирост фитомасс ы древесной растительности в зеленомошных тип ах леса , кг /га абсолютно сухого вещества. Порода Ствол Ветви Хвоя (листья) Всего надземной массы Корни Всего Сосняк чернично-зеленомошный, 90 лет Сосна 971 919 290 1580 450 2030 Ель 62 12 30 104 41 145 Листвен- ница 280 81 360 721 108 829 Береза 97 22 410 529 221 750 Всего: 1410 434 1090 2934 820 3754 Ельник чернично-зеленомошный, 70-150 лет Ель 798 164 338 1300 316 1616 Сосна 120 40 44 204 48 252 Листвен- ница 269 60 380 709 126 835 Береза 102 20 520 642 249 891 Осина 21 14 90 125 41 166 Всего: 1310 298 1372 2980 780 3760 Сосново-еловый древостой черничного типа , 70 лет Сосна 2174 799 611 3584 677 4261 Ель 1075 363 756 2194 282 2476 Береза 121 13 408 542 211 753 Всего: 3370 1175 1775 6320 1170 7490 Прирост стволовой древес ины различных пород в зеленомошных типах леса , кг /га абсолютно сухого вещества. Прирост Сосна Ель Листвен- ница Береза Осина Всего Сосняк чернично-зеленомошный, 90 лет Средний 424 16 114 99 - 653 Текущий 971 62 280 97 - 1410 Ельник чернично-зеленомошный, 70-170 лет Средний 76 187 123 117 18 521 Текущий 120 798 269 102 21 1310 Сосново-еловый древостой черничного типа Средний 1025 240 - 126 - 1391 Текущий 2174 1074 - 120 - 3368 Объемы работ по лесовосстановлению, выполненные Федеральной службой лесного хозяйства России за 1999 год, тыс. га Органы управления лесным хозяйством в субъектах РФ. Организации непосредственного подч инения Лесовосстановление Ввод молодняков в категорию хозяйственн о-ценных насаждений Всего В т.ч. посев и посадка ле са 1 2 3 4 Всего по Рослесхозу 905,5 227,9 1752,7 56. МЛХ Респ. Башкортостан 14,2 10,1 24,2 57. МЛХ Удмуртской Респ. 9,0 4,8 11,0 Ежегод ные вырубки древесины в России Годы Рубки главного пользования (млн. куб. м.) Рубки промежуточного пользования (млн. куб. м.) 1946 145,8 15,3 1947 155,3 18,8 1948 183,8 21,9 1997 94,3 19,3 1998 88,6 18,8 1999 111,0 19,5 В 1999 году Россия экспортировала около 29 млн. м3 необработанной древесины. Вс его (вместе с прочей лесной продукцией в пересчете на круглый лес) Россия экспортирует более половины древесины, заготовленной как легально, так и с нарушениями законодательства. Большие доходы, приносимые лесным экс портом, стимулируют рубки леса, в т.ч. незаконные. Большинство покупателей Российской древесины не интересуется либо пре дпочитает не задумываться над законностью происхождения древесины, по лагая, что все это имеет значение лишь внутри России, а за ее пределами дре весина, пусть даже ворованная, уже юридически чиста. Поэтому проблему не законных рубок леса вряд ли удастся решить, пока покупатели и потребител и лесной продукции не поставят незаконно добытой древесине заслон на пу ти на рынок. Работы по контролю самовольных рубок - это часть необходимых действий по усилению контроля за лесозаготовителями и экспортирующими фирмами. В ц елом, по нашему мнению, для борьбы с самовольными рубками необходимо про ведение мероприятий по следующим направлениям: изменение системы организации лесной охраны с отказом от обходов, закре пленных за конкретными лесниками, и переходом к использованию немногоч исленных, но мобильных и хорошо оснащенных инспекторских групп, действу ющих исключительно вдали от мест постоянной жизни инспекторов. Подобны е меры в первую очередь нужны в районах с интенсивными лесозаготовками и большим количеством незаконных рубок; запрет органам управления лесным хозяйством на ведение любой хозяйств енной деятельности, какими бы благими пожеланиями это не объяснялось; введение дополнительного (избыточного) контроля документов на перевоз имую древесину на дорогах, ведущих к местам сбыта; внесение соответствующих изменений в УК в части усиления ответственно сти за лесонарушения, а также перевозку и легализацию незаконно добытой древесины; полный пересмотр порядка приемки лесосек и оценки объема фактически за готовленной древесины. В настоящее время эта деятельность осуществляе тся на основе ведомственной инструкции Госкомлеса СССР 1983 года, ориентир ованной на социалистическое хозяйство и не учитывающей возможную заин тересованность заготовителей в перерубах. Необходимо также использова ние новых технологий и дистанционных методов оценки объемов заготовки и состояния лесосек; полный пересмотр порядка осуществления текущего контроля за рубками, о существляемыми лесозаготовителями; расширение полномочий других ведомств по контролю за лесопользованием и деятельностью органов управления лесным хозяйством. Это стало особен но актуальным после объединения под крышей одного министерства органо в охраны природы и органов управления лесным хозяйством; обеспечение открытости и бесплатности ключевой информации по лесополь зованию в целях обеспечения возможности общественного контроля. Дейст вующий в настоящее время порядок доступа граждан к информации о лесопол ьзовании предполагает либо настолько высокие цены, что они просто не по карману населению, либо просто не прописывает порядок доступа к таким кл ючевым материалам как лесорубочные билеты, материалы отводов и т.п.; введение таможенных кодов для следующих групп экспортируемых пород: пр очая еловая древесина; прочая пихтовая древесина; кедр сибирский и корей ский; орех; ольха; липа. Данные изменения позволят вести более точный учет экспортируемой древесины и корректно сопоставлять данные об объемах з аготовки с данными об экспорте. Значительная часть указанных выше мер может быть эффективно применена для борьбы с большинством нарушений в сфере заготовки древесины. 3. Пути повышен ия продуктивности лесов К мероприятиям, обеспечивающим повышение продуктивности можно отнести с ледующее: 1. Рациональное использование лес ного фонда, максимальное использование древесины, в том числе и отходов лесоразработок. 2. Сокращение сроков лесовыращивания путём своевременного возобнов ления леса хозяйственно-ценными породами, обязательного сохранения бл агонадёжного подроста при лесоэксплуатации. 3. Ускорение роста насаждений путём правильного подбора и размещения древесных пород с учётом лесорастите льных условий и природных свойств выращиваемых древесных пород. При фор мировании насаждений предпочтение должно отдаваться, как правило, смеш анным древостоям. 4. Улучшение лесорастительных услов ий (осушение заболоченных лесных земель, перемешивание подстилки с мине ральным слоем почвы, введение почвоулучшающих древесных пород, в том чис ле подлеска, известкование кислых лесных почв, внесение торфа на бедные сухие почвы, посев люпина и т.п.). 5. Внедрение быстрорастущих пород, о тбор и введение в лесные культуры наиболее продуктивных форм основных н аших ценных пород (дуб, сосна, ель, осина, берёза) при максимальном использ овании достижений современной селекционной науки. Из быстрорастущих д ревесных пород можно указать на лиственницу, тополь, древовидные ивы, бе лую акацию, манчжурский, серый и чёрный орехи, бархат амурский, дуб красны й, австрийскую и чёрную сосну и др. 6. Рубки ухода за лесом (систематичес кое удаление из насаждений бесперспективных деревьев и оставление на к орню лучших деревьев). 7. Рациональные способы рубок и боле е совершенная технология лесозаготовительных процессов, обеспечивающ ие сохранение подроста и лесорастительной среды. 8. Охрана лесов от пожаров и защита их от вредных насекомых и грибны х болезней. Вы бор мероприятий по повышению продуктивности лесов и объём работы в кажд ом отдельном случае будет зависеть от экономических и природных услови й хозяйства (группы лесов, уровня механизации, наличия кадров, лесорасти тельных условий и типов леса). Наиболее опасными вредителями сосновых культур как в Центрально черно зёмной области (ЦЧО), так и в других областях и районах, являются хрущи, сос новый подкорный клоп и хвоегрызущие насекомые. В настоящее время разработан и применяется ряд мер, снижающих повреждае мость сосновых культур хрущами. К таким мерам относится прежде всего бор ьба с хрущами химическими средствами: опыливание насаждений во время лё та хрущей, затравливание почвы гексахлораном при её обработке, при посад ке и уходе за культурами, опудривание корней саженцев при посадке. Большое значение имеют и лесоводственные меры борьбы: специальные сист емы рубок, не допускающих заселения почвы лесосек хрущами, особые агроте хнические приемы создания культур, привлечение птиц, уничтожающих хрущ ей, специальный подбор пород и т.д. Весьма опасным вредителем сосновых насаждений является сосновый подко рный клоп. Клоп поселяется на деревьях с 4-5 летнего возраста и значительно ослабляет рост деревьев. К районам его массового распространения относ ятся юго-восточные районы бывшего СССР, Украина, ЦЧО. Меры борьбы с ним раз деляются на химические и лесоводственные. Химические- это опыливание де ревьев в комлевой части ГХЦГ, кольцевание зараженных деревьев весной, на ложение токсического пояса. Из лесоводственных мер борьбы рекомендует ся создание густых и смешанных культур для ускорения их смыкания, так ка к, по данным исследований И.В. Тропина (1949), сосновый подкорный клоп заселяе т прежде всего изреженные насаждения. Наиболее распространенными пилильщиками в борах ЦЧО являются: обыкнов енный сосновый пилильщик, ткач общественный и рыжий сосновый пилильщик. Борьба с ними ведётся в основном химическими методами. В культурах сосны встречаются побеговьюн, сосновая пяденица, сосновая с овка, сосновый шелкопряд и др., но они не имеют широкого распространения и не вызывают гибели культур. Среди грибных болезней сосновых культур наиболее опасна корневая губк а. Она поражает корневые системы деревьев и вызывает их куртинное отмира ние. В качестве мер борьбы с ней (или профилактики) рекомендуется: умеренн ое и систематическое прореживание культур, локализация имеющихся очаг ов, ворошение и сгребание подстилки, создание смешанных насаждений, при помощи биологических препаратов. Кроме указанных, из других болезней в молодых культурах сосны встречают ся: вертун, рак-серянка, опенок. Заключение Сосна обыкновенная чутко реаги рует на густоту посадок и существенно изменяет характеристики роста и п родуктивность в зависимости от этого фактора. По мере увеличения густот ы посадок снижается скорость роста и накопления органических веществ в надземных и подземных частях деревьев, уменьшается вес и годичный приро ст фракций хвои, деревьев и ветвей. Наиболее резкое снижение характерист ик продуктивности наблюдается при сильной загущенности культур (40 тыс./г а), что проявляется в резком снижении интенсивности побегообразования, у меньшения фитомассы хвои и листового индекса. При увеличении густоты посадок н аблюдаются сравнительно небольшие сдвиги в соотношении между основным и компонентами фитомассы и мощности развития надземных частей деревье в. Продуктивность работы хвои в расчете на одно дерево выше в густых культу рах, чем в редких. В культурах 9-летнего возраста с увеличением густоты посадок общие запас ы биомассы и биологическая продуктивность культур повышается и достиг ает максимума при 30-40 тыс./га. В культурах 20-летнего возраста наибольшие зап асы органических веществ наблюдаются при густоте 30 тыс./га. В сильно перег ущенных культурах (40 тыс./га) запасы фитомассы катастрофически снижаются до величин, которые значительно ниже биологической продуктивности ред ких культур. Таким образом, дифференциация культур различной густоты по характеристикам продуктивности с возрастом увеличивается, а густота 40 т ыс./га и выше является критической для продукционного процесса. В целом по России рубки главного пользования сократились с 1946 г. (145,8 млн.м3) на 34,8 млн.м3 (по данным Рослесхоза на 1999 г.), а рубки промежуточного пользования в озросли с 1946 г. (15,3 млн.м3) на 4,2 млн.м3. Общий средний прирост лесообразующих пород в РБ на 1999 год составил 14,38 млн.м 3, а в РФ – 970,41 млн.м3 (по данным Рослесхоза). Влияние густоты деревьев сказывается на среднем весе фитомассы (при уве личении густоты посадки наблюдается снижение среднего веса фитомассы). Распределение общего веса надземной части деревьев не зависит от густо ты деревьев и ствол составляет приблизительно 80% от всей надземной массы дерева. Вес корней деревьев составляет приблизительно 13-20% от всей надземной масс ы. Величина солнечной радиации влияет на биологическую продуктивность ле сов (необходим оптимум). Похолодания в вегетационный период могут снизить биологическую продук тивность древостоев. В настоящее время необходимо уделить особое внимание лесовосстановите льным работам и контролю за лесами, а также необходимо уделить большое в нимание борьбе с незаконными рубками леса и ужесточить контроль за лесо пользованием. 3. Список испол ьзуемой литературы 1. Бугаев В.А., Новосельцев В.Д., “Продуктивность лесов первой и второ й групп”.- М.: лесная промышленность, 1971г.-88с. 2. Веретенников А.В., “Эколого-биологи ческие основы повышения продуктивности таёжных лесов европейского сев ера”, издательство “НАУКА”, Ленинград, 1981г.- 232с. 3. Internet – www.forest.ru (семейство сайтов о лесе). 4. Куликова Т.А., “Оценка продуктивнос ти лесов”.-М.: лесная промышленность, 1981.-152с. 5. Молчанов А.Г., “Экофизиологическое изучение продуктивности древостоев, издательство “НАУКА”, Москва, 1983г.-228с. 6. Поликарпов Н.П., “Формирование и пр одуктивность древостоев”, издательство “НАУКА”, Новосибирск, 1981г.-298с. 7. Рубцов В.И., Новосельцева А.И., Попов В.К., Рубцов В.В., “Биологическая продуктивность сосны в лесостепной зоне” , издательство “НАУКА”, Москва, 1976г.-222с. 8. Шишков И.И., Попова Н.С. “Лесоводство с основами лесных культур”, издательство “Высшая школа”, Москва, 1965г.- 366с.