Содержание к диссертации
Введение 4
Глава 1. Современные представления о строении разновозрастных
темнохвойных древостов 9
История изучения структуры разновозрастных темнохвойных лесов.... 10
Строение и структура темнохвойных древостоев 15
Возрастная структура темнохвойных древостоев 22
Пространственная структура темнохвойных древостоев 27
Горизонтальное строение 27
Вертикальное строение 30
Распределение числа стволов по ступеням толщины и связь
таксационных показателей в темнохвойных древостоях 30
Межвидовые взаимоотношения в смешанных древостоях 34
Текущий прирост разновозрастного древостоя как интегрированный
показатель жизнедеятельности 38
Глава 2. Природные условия формирования и роста смешанных
темнохвойных древостоев 42
Геоморфология изучаемой территории 42
Рельеф 43
Климат 44
Почвенный покров 45
Характеристика растительности 47
ГЛАВА 3. Объекты и методы исследования 55
Объекты исследования 55
Методика работ 57
Глава 4. Строение темнохвойных древостоев 66
Возрастная структура темнохвойных древостоев 67
Особенности таксационного строения древостоев 75
4.2.1 Строение темнохвойных древостоев по диаметру 75
4.2.2 Строение темнохвойных древостоев по высоте 89
4.3 Запас темнохвойных древостоев 94
Выводы 96
Глава 5. Закономерности прироста в разновозрастных темнохвойных
древостоях 98
5.1 Прирост и конкурентные отношения в формирующихся
темнохвойных древостоях 98
5.2 Оценка межвидовых отношений с использованием коэффициента
напряженности роста 111
5.3 Определение прироста запаса разновозрастных темнохвойных
древостоев 114
5.3.1 Анализ парных связей текущего прироста по объему с другими
таксационными показателями 117
5.4 Удельная продуктивность смешанных темнохвойных древостоев. 125
Выводы 128
Глава 6. Изменения структуры темнохвойных древостоев при выборочных
рубках 130
6.1 Значение познания структуры антропогенно нарушенных
темнохвойных древостоев 130
Темнохвойные леса южной тайги как объект антропогенного вмешательства 131
Выборочные рубки как инструмент воздействия на структуру
темнохвойных древостоев 132
Выводы 143
Общие выводы: 144
Список использованной литературы 145
Введение к работе
Актуальность проблемы:
До настоящего времени леса России рассматривались в основном как сырьевая база, обеспечивающая экономику и население страны древесными и недревесными ресурсами. Сейчас среди многочисленных функций лесов особое внимание уделяется экологическим. Увеличивается значение лесов как «углеродного хранилища». Это связано с попытками международного сообщества решить проблему предотвращения глобального изменения климата вследствие парникового эффекта, основную часть в образовании которого составляет углекислый газ.
Лесные экосистемы и связанная с ними деятельность занимают важное место в формировании баланса углерода в атмосфере планеты. При этом лесной сектор оказывает двоякое влияние на изменение климата. С одной стороны, лесозаготовки и лесные пожары являются источником эмиссии углерода в атмосферу и отрицательно влияют на формирование углеродного баланса. С другой стороны, леса «связывают» углерод и способствуют снижению его концентрации в атмосфере(Кузьминых, 2006).
Антропогенная трансформация лесного покрова и техногенное загрязнение природной среды привели к обострению экологической ситуации. Поддержание и оптимизация роли лесной растительности, как биосферно-стабилизирующего компонента, требует поиска новых подходов к решению проблем сохранения лесов, защиты их биоразнообразия.
Разновозрастные темнохвойные леса отвечают всем требованиям,
необходимым для долговременного консервирования и надежного
хранения атмосферного углерода. Это связано, прежде всего, с их
способностью формировать и неопределенно длительное время сохранять
климаксовое состояние, обуславливающее неизменность
фитоценотической структуры. Благодаря этому темнохвойные леса более
устойчивы к внешним катастрофическим воздействиям, как природного, так и антропогенного характера.
Однако, несмотря на очевидные полезные функции, характер процессов формирования такой устойчивой структуры остается малоизученным вследствие высокой трудоемкости.
Изучение особенностей строения разновозрастных темнохвойных древостоев, которые составляют значительную часть лесного фонда Красноярского края, имеет большое значение для оценки устойчивости данных лесных экосистем.
Познание экологических закономерностей роста и развития является необходимым для построения такой системы лесного хозяйства, которая ориентировалась бы на природные особенности функционирования древостоев, в частности, и леса в целом. Это, в свою очередь, позволит вести хозяйство, основываясь на принципах неистощительного и рационального природопользования.
Разновозрастные темнохвойные леса представляют интерес для изучения процесса саморегуляции в лесных экосистемах, который проявляется в образовании закономерных связей между размерами и численностью особей, высотой и толщиной деревьев, и ряда других. Наличие в них петель обратной связи (между плотностью полога и густотой подроста, наличным запасом древесины и приростом, и др.) определяет возможность формирования сложной структуры древостоев в различных вариантах, имеющих в то же время много общего (Короткое, 2003; Воронов, 2005; Коренные еловые леса..., 2006).
При выборе хозяйственного идеала лесоводы чаще всего останавливают свое внимание на смешанных разновозрастных лесах. Это связано с тем, что данные леса могут выполнять одновременно несколько полезных функций, более устойчивы к внешним воздействиям, и отличаются высокой продуктивностью. Однако принятая в нашей стране
система деления древостоев по преобладающей породе и классам возраста не отражает всей сложности строения этих экосистем, как следствие, это приводит к разработке неверных нормативов ведения лесного хозяйства в них.
Экологическая оценка смешанных разновозрастных древостоев много выше по сравнению с чистыми и одновозрастными, они обеспечивают высокие защитные свойства, большую функциональную продуктивность и поэтому заслуживают всестороннего изучения и сохранения.
Цель исследования:
Изучение закономерностей формирования структуры темнохвойных древостоев южной тайги Западной Сибири.
Задачи исследования:
Проанализировать возрастную и размерную структуру смешанных древостоев;
Описать пространственную структуру формирующихся темнохвойных фитоценозов;
Изучить особенности формирования текущего прироста деревьев в разновозрастных популяциях пихты;
Оценить воздействия выборочных рубок разной интенсивности на динамику структуры разновозрастных темнохвойных древостоев.
Научная новизна:
Структура разновозрастных темнохвойных древостоев рассмотрена как с разделением общей совокупности деревьев на отдельные составляющие (по породам, возрастной структуре и т.д., т.е. на популяционном и субпопуляционном уровнях), так и в целом (на уровне доминантных подсистем лесных фитоценозов). Установлено, что достоверно оценить продуктивность темнохвойного древостоя, учитывая все полезные функции леса, позволяет экосистемный подход, основанный
на изучении древостоя без деления его на отдельные части. Выявлено, что для саморегуляции, сложившейся в таких сложных экосистемах, характерны узкие пределы. Определена интенсивность проведения несплошных рубок, не нарушающая сложившуюся структуру древостоев.
Практическая значимость:
Полученные данные существенно расширяют существующие представления о разновозрастных темнохвоиных древостоях южной тайги Западной Сибири, обеспечивающих консервацию углерода на неопределенно долгое время. Для деревьев пихты в разновозрастных древостоях составлено уравнение, позволяющее определять прирост стволовой древесины по объему. Исследованы также изменения в структуре фитоценозов при несплошных рубках различной интенсивности. На основе результатов, полученных в работе, предложены рекомендации по ведению выборочного хозяйства в лесах данного региона.
Апробация работы:
Основные положения работы докладывались на Всероссийской конференции «Природная и антропогенная динамика наземных экосистем» (Иркутск, 2005), Всероссийской конференции, посвященной 60-летию Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН и 70-летию образования Красноярского края «Структурно-функциональная организация и динамика лесов» (Красноярск, 2004), двенадцатой молодежной научной конференции «Актуальные проблемы биологии и экологии» (Сыктывкар, 2005).
Публикации:
По материалам диссертации опубликовано 6 работ, 3 находится в печати.
Личный вклад диссертанта;
Непосредственное участие в сборе и первичной обработке материала в 2003-2005 г.г.; аналитический обзор литературных данных, математическая обработка собранной информации и анализ полученных результатов.
Структура и объем диссертации:
Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы. Основной текст изложен на 159 страницах, иллюстрирован^ рисунками и содержит Я.0 таблиц. Список литературы включает ^^ наименований, в том числе /Л иностранных.
Благодарности. Автор выражает глубокую признательность научному руководителю д.б.н. проф. В.В. Кузьмичеву. Искренняя благодарность к.с.-х. н. В.В. Иванову и к.б.н. А.А. Вайсу.
