Содержание к диссертации
ГЛАВА 1. Состояние изученности проблемыГЛАВА 2. Природно-климатические условия и растительность района исследований
2.1. Климат
2.2. Геоморфологическое строение
2.3. Классификация почвы и структуры почвенного покрова
2.4. Лесорастительное районирование
ГЛАВА 3. Объекты, методические подходы и методы, объёмы выполненных работ
ГЛАВА 4. Типы смен кедровых лесов
ГЛАВА 5. Динамика кедровых насаждений, обусловленная климатом
ГЛАВА 6. Влияние биотических факторов на состояние кедровников
ГЛАВА 7. Пирогенные факторы в кедровниках Морского хребта
ГЛАВА 8. Предложения по сохранению и увеличению площадей кедровых насаждений
ВЫВОДЫ
Введение к работе
Актуальность темы. Леса, обрамляющие объект Всемирного наследия озеро Байкал, должны находиться под постоянным пристальным наблюдением.
Кедровые леса в первую очередь являются главными хранителями влаги, выполняющими важные биосферные функции (Жуков,. 1966). Сосна сибирская, сибирский кедр (Pinus sibiruca Du Tour)' в нормальных условиях роста, это дерево первой величины и благодаря густоте охвоения, цилиндрической форме крон поражает своей величественностью. Лишь-под влиянием неблагоприятных условий роста внешний вид кедра резко меняется, и он выглядит чахлым невысоким деревом на сфагновых болотах Сибири или встречается в виде стелющегося по камням кустарника высоко в горах, на границе древесной растительности. К почвенным условиям кедр неприхотлив и в области своего распространения растет и на сухих песках, и на голых камнях, и на сырых почвах. Однако оптимальными для кедра нужно считать супесчаные, суглинистые, хорошо дренированные почвы. Наличие кедровников на сырых почвах часто объясняется тем, что на таких почвах они меньше страдают от пожаров. Последние на долгое время изгоняют кедр с благоприятных для него местоположений, но большею частью не затрагивают его на сырых почвах. Вообще же можно считать, что кедр даже менее чувствителен к избыточному увлажнению почвы, чем сосна. В Сибири кедр часто растет на почвах, периодически, но кратковременно заливаемых полыми водами. На сколько он устойчив в таких условиях (долины рек), видно из того, что здесь особенно часты кедровые древостой. К теплу кедр не требователен, что видно из широкой области его распространения, однако на северной границе своего ареала он чаще растет на более сухих, дренированных склонах с низким расположением горизонта вечной мерзлоты. Приуроченность к теплым почвам позволяет ему заходить дальше на север по долинам рек.
Корневая система кедра на дренированных почвах мощна, что делает его здесь ветроустойчивым. На почвах с избыточным увлажнением и с близкими границами мерзлоты корневая система вследствие быстрого отмирания стержневого корня делается поверхностной, но и здесь кедр все же более ветроустойчив, чем сосна. На почвах с развитым моховым покровом и на глубоких торфяниках кедр образует, придаточные корни выше шейки корня и благодаря этому в таких местоположениях растет лучше сосны.
Однако имеется не мало местоположений с каменистыми и тому подобными мелкими почвами на подветренных склонах, где кедр сильно страдает от ветровалов. Кедр отличается значительной степенью теневыносливости и в этом отношении ближе стоит к ели, значительно превосходя сосну. По внешнему характеру кедровые древостой, часто очень сомкнутые, напоминают еловые древостой, только вертикальная сомкнутость кедровников бывает значительно меньше (Ткаченко, 1955).
Взаимоотношение кедра сибирского с его главным конкурентом пихтой сибирской (Abies sibirika Ldl), определены различиями в их биоэкологии.
Пихта сибирская по теплолюбию превосходит все сибирские хвойные породы, кроме сосны обыкновенной, больше других хвойных пород боится заморозков, высокотребовательна к почве. Однако её преимуществом во взаимоотношении с другими лесообразователями являются высокая теневыносливость и способность переносить резко избыточную влажность и высокая семенная производительность (Бабинцева P.M., Бузыкин А.И., Владимирова Г.А. и др., 1982).
Общая площадь лесного фонда бассейна озера Байкал составляет 20248,5 тыс. га, в том числе покрытая лесом 16793,5 тыс. га. По хозяйственному значению 55 % федерального лесного фонда отнесено к первой группе лесов, из них 7,5 % - орехопромысловые зоны. Древостой хвойных пород занимает
77,5 % покрытой лесом площади, в том числе лиственничники—3,5 %, сосняки—29,1 %, кедровники—12,2 %, ельники и пихтарники—2,7 %.
Лиственные породы преобладают на 11,8 % площади, заросли кустарников (преимущественно кедрового стланика)—на 10,6 %. В последние десятилетия под влиянием пожаров, рубок и техногенных загрязнений среды покрытая лесом площадь сокращается, а видовой состав обедняется. При' этом, антропогенные нарушения среды и структуры лесов могут усиливаться, сочетаясь с грозовыми пожарами, вспышками хвое-листогрызущих насекомых и других стихийных катастрофических факторов. В' целом по региону за последние 5 лет покрытая-лесом площадь сократилась на 19,6 тыс.
га, хвойных лесов—55,8 тыс. га., а лиственных увеличилась на 31,1 тыс. га.
В конечном итоге происходит широкомасштабная смена коренных кедровых лесов вторичными (лиственными, еловыми, пихтовыми и т.п.) производными, в которых кедр утрачивает свои доминирующие позиции.
Поэтому состояние кедровых лесов Прибайкалья в, настоящее время вызывает особый интерес. Размещаясь на горных склонах или эоловых отложениях, они выполняют значительную средорегулирующую и почвозащитную роль.
При отчётливом проявлении тенденций климатических изменений в регионе Байкала, отмечен ряд негативных особенностей в состоянии кедровников некоторых местообитаний Прибайкалья - это ажурность крон, мозаичное пожелтение хвои и др.
Важным представлялось оценить перспективы кедровников данного региона при существующем тренде климатических изменений.
Эти обстоятельства предопределили направленность исследования.
В работах основателей генетической школы лесной типологии Б.А.Ивашкевича (1933) и Б.П.Колесникова (1956) показано, что в процессе восстановления и возрастного развития леса- с доминированием, одной главной породы в каждом из типов лесорастительных условий проходят ряд стадий, существенно1 различающихся по структуре древостоя и всех других взаимосвязанных компонентов. Совокупности таких динамических типов* леса, близких по экологии лесообразующих пород (например, темнохвойных или светлохвойных) в пределах геоморфологически и почвенноклиматически однородной части (фации) лесного массива (например, горного высотного пояса, надпойменной террасы и т. п.) образуют качественно различные полидоминантные лесные формации. Они характеризуются значительной общностью структуры, возобновления и тенденций динамики лесов во всех экологически близких типах леса данной формации, что позволяет организовать и вести в каждой из них одинаковое по направлению лесное хозяйство, ориентированное на ту или иную целевую породу.
В настоящее время последователи учения Ивашкевича - Колесникова о динамике лесов изучили процессы возрастных смен в пределах отдельных типов леса (Смолоногов, 1990; Фильрозе, 1991 и др.). Однако на уровне более крупных территориальных единиц лесного фонда, включающих совокупность лесообразующих пород в экологически близких типах леса, сходных по направлению возобновления и развития в пределах однородной почвенно-геоморфологической фации (как целостной экосистемы одной лесной формации), общие тенденции возрастной динамики смен состава древостоев почти не изучены. Между тем решение этой проблемы целесообразно и необходимо для организации лесоустройства и выбора оптимальных направлений ведения целевого лесного хозяйства по главным породам на эколого-лесоводственной основе.
В связи с этим целью настоящей диссертационной работы является изучение тенденций климатогенных, возрастных, биогенных и пирогеных смен породного состава и разработка лесохозяйственных мероприятий в основных почвенно-геоморфологических фациях (формациях) кедровых лесов Восточного Прибайкалья на примере лесов Кабанского лесхоза.
Местоположение Кабанского лесхоза показано на рисунке № 1.
В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:
1. Сбор и обобщение литературной и лесоустроительной информации о структуре и сменах видового состава насаждений в кедровых лесах региона исследований.
2. Дендрохронологический анализ относительной роли многолетних циклов динамики температуры воздуха и осадков в радиальном росте древостоев кедра.
3. Разработка принципов и методов формационного подхода к изучению возрастных и климатогенных смен видового состава и лесорастительного районирования темнохвойных лесов на почвенногеоморфологической основе с разработкой карты структуры почвенного покрова.
4. Анализ пирогенных, восстановительно-возрастных (коротко- и
длительно-восстановительных) смен в основных почвенногеоморфологических фациях горных и долинных кедровых лесов.
5. Изучение влияния энтомовспышек на направление смен породного состава насаждений в кедровниках.
6. Разработка рекомендаций по ведению лесного хозяйства с целью сохранения, оптимизации воспроизводства и формирования структуры кедровых лесов.
Научная новизна. Впервые для лесов Кабанского лесхоза проведен дендроклиматическии анализ, показавший выраженную реакцию кедра на современные климатические изменения. Показано, что при сохранении современной направленности климатических изменений (рост температуры и снижение осадков) в районе исследований кедр на северо-западных склонах, обращенных к Байкалу, может уступить место пихте, доминирование которой в подросте уже заметно в настоящее время, а кедр на эоловых песках исчезнет из состава насаждений.
Отмечена подвижка границ кедровой формации в нижнюю часть горно-таёжного подпояса. Следовательно, в лесохозяйственных целях необходим уход за естественным возобновлением кедра.
Впервые для лесов Кабанского лесхоза лесорастительное и почвенногеоморфологическое районирование и картографирование производилось путём разделения на геоморфологические фации с учётом высотно-поясных почвенных комплексов и климатических показателей. Разработана и соотнесена с квартальной сетью карта структуры почвенного покрова.
Выполнен анализ пирогенных, восстановительно-возрастных (коротко- и
длительно-восстановительных) смен в основных почвенногеоморфологических формациях горных и. долинных кедровых лесов Кабанского лесхоза.
Изучено влияние энтомовспышек на направление смен породного состава насаждений в кедровниках. Выявлено, что повреждение кедра сибирским шелкопрядом в 2003-2004 гг., несмотря на оперативную локализацию очага, вызвало массовое инфекционное заболевание деревьев раково-некрозными грибами и грибами, вызывающими болезнь шютте.
Следует ожидать полное усыхание ослабленных древостоев в ближайшие Практическое значение.
Материалы и выводы проведённых исследований могут быть использованы при разработке: рекомендаций, по ведению лесного хозяйствас целью сохранения, оптимизации воспроизводства и формирования структуры кедровых лесов в других регионах; лесохозяйственных регламентов лесничеств; проектов освоения лесов.
Личный вклад автора. Все этапы работы выполнены автором или при его непосредственном участии. Им осуществлены постановка цели и задач исследования, составление методики и программы работ, принято непосредственное участие в сборе материалов, осуществлена их обработкасформулированы выводы.
Публикации. Содержание работы изложено в 4 опубликованных работах, в том числе 1 опубликованной в издании, рекомендованном ВАК Министерства науки и образования РФ: Основные положения, выносимые на защиту:
• оценка состояния и динамики кедра сибирского в составе:насажденийна эоловых песках по результатам дендроклиматического анализа
• оценка состояния,и динамики кедра сибирского в,составе насаждений в характерных местообитаниях с применением методов дендроклиматического анализа и изучения типов смен
• оценка состояния и динамики кедровых насаждений поврежденных сибирским шелкопрядом
• ход естественного возобновления в кедровых насаждениях пройденных лесными пожарами
• предложения по организация ведения комплексного > кедрового хозяйства на основе кедровых почвенно-геоморфологических фаций Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на научных конференциях: «Биоразнообразие экосистем Внутренней Азии» (Улан-Удэ, 2006); «Молодые учёные— агропромышленному комплексу Дальнего, Востока» (Уссурийск, 2006); «Новые методы в дендроэкологии» (Иркутск, 2007).
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 142. страницах, состоит из введения, 8 глав, выводов, списка литературы (129 наименований), содержит 10 таблиц, приложения, иллюстрирована 27 рисунками, выполнена карта структуры почвенного покрова, соотнесенная с квартальной* сетью части- Кабанского лесхоза Республики Бурятия в электронном виде и на бумажных носителях в масштабах 1:100000, 1:200000: Окинский ЙНСКИ национальный Закаменски Ангоянск Муйский Байкальски (В-БаргузинскЛй Витимский оз. Байк "та \-Щщтщ Романов . , _) /Курбинс' Кикинский/ Г J Кбидинск XODWICK F. паннинский трибайкапьс кий заиграевски IалецкииJ RiraiW^cxH» :КИЖИНГЦН?КЙ™Р* Хаш&гатаис ^синоозе^л " вленгинфси ТухоппшбипсН Вуйскч Рис.1. Местоположение Кабанского лесхоза
