Введение к работе
Актуальность темы. Для всех наук о лесе характерна все большая их экологизация в связи с ухудшением качества окружающей среды и исчерпанием некоторых природных ресурсов в ближайшем будущем, что в совокупности отождествляется с экологическим кризисом. Ввиду ухудшения экологической обстановки мировое сообщество приступило к реализации глобальных экологических программ, отправным этапом которых является создание баз данных по фитомассе лесов. Состоявшееся в мае 1993 года в Финляндии совещание экспертов ФАО ООН и ЕЭК по глобальной оценке лесных ресурсов рекомендовало разработку проекта глобального мониторинга фитомассы лесов с целью создания информационной системы мировых лесных ресурсов и межнациональной сети стандартизованных баз данных и методов идентификации данных дистанционного зондирования. Руководящие Указания по международному мониторингу лесов разработаны рабочей группой ИШРО S. 4. 02. 05.
Потребности в информации, обеспечивающей возможность управления лесными ресурсами, оцениваются на трех основных уровнях мониторинга лесов: локальном, национальном и глобальном. Первоочередное значение на всех уровнях мониторинга, наряду с такими показателями, как размер лесного покрова, темпы изменений лесопокрытой площади, качественное и санитарное состояние лесов, имеют данные по биологической продуктивности лесных насаждений, необходимые для контроля за накоплением и изъятием углерода.
Сведения по биологической продуктивности лесов необходимы при решении и других актуальных проблем, как фундаментальных, так и прикладных:
исследования архитектоникиибиопродукционного процесса лесных фитоценозов; ......--' контроль и регулирование численности популяций лесной фауны и трофических цепей-,
разработка хозяйственных стратегий формирования высокопродуктивных насаждений;
математическое моделирование лесных пожаров;
разработка автоматизированных систем обработки данных
- 4 -аэрокосмического дистанционного зондирования лесов;
оценка акустических свойств лесного 'полога,взаимодействующего со звуковой энергией путем рассеивания, отражения и преломления звуковых волн ;
исследование аэродинамики и ажурности лесных полос в агролесомелиорации и оптимизации их конструкции с целью повышения защитных свойств;
разработка ресурсосберегающих стратегий в технологии заготовки и переработки фитомасеы лесов.
Исследования автора проводились в 1989-93 годы в рамках научно-исследовательских работ кафедры лесной таксации и лесоустройства Уральской государственной лесотехнической академии по госбюджетной тематике, а с 1993 года также в составе федеральной целевой комплексной научно-технической программы "Экологическая безопасность России (1993-1995).
Цель и задачи исследования. Цель диссертационной работы - изучение закономерностей накопления и распределения надземной фитомасеы деревьев и древостоев сосны обыкновенной на Среднем Урале с использованием биологически обусловленных взаимосвязей и составление эскизов таблиц биологической продуктивности сосняков.
В связи с поставленной целью конкретными задачами исследования были:
-
Изучить зависимости массы крон сосны от дендрометрических показателей, опосредующих особенности ксилемного и флоэмного транспорта деревьев.
-
Исследовать закономерности распределения фитомасеы по возрастным слоям кроны.
-
Разработать регрессионные модели и эскизы таблиц биологической продуктивности сосняков Среднего Урала.
Научная новизна. Изучение биологической продуктивносте насаждений представляет комплексную проблему, составляющук предмет различных научных дисциплин: лесоведения, экологии, лесной таксации, экологического древесиноведения, которая сегодня еще далека от приемлемого решения. Исследования биоло-
гической продуктивности сосновых лесов уральского региона находятся на начальной стадии и имеют фрагментарный характер (Топкасов,1967; Луганская, Луганский ,1970; Луганский, Наги-мов.1986; Нагимов,Зэлесов,1986; Нагимов 1987,1988-, За-лесов,1988).
Научная новизна работы определяется как перечнем вопросов, впервые исследуемых в условиях сосновых лесов Среднего Урала,так и дальнейшим развитием методических подходов к исследованию биологической продуктивности насаждений.
Последнее выразилось, во-первых, в установлении биологически обусловленных взаимосвязей массы кроны с дендрометрическими показателями дерева, опосредующими особенности как ксилемного, так и флоэмного транспорта, а также их совместного эффекта.
Во-вторых, впервые исследовано распределение массы кроны по ее возрастным слоям на основе теории пайп-модели. В результате выведены многомерные регрессионные модели распределения фитомассы кроны по возрастным слоям и предложены алгоритмы расчета ее показателей на основе рекуррентных систем регрессионных уравнений.
Впервые для уральского региона предложены регрессионные модели и эскизы таблиц биологической продуктивности сосняков, обеспечивающие возможность их использования в лесохозяйствен-ной практике и при разработке региональных и глобальных экологических программ.
Практическая значимость работы состоит в разработке нормативных материалов,необходимых при составлении лесного и почвенного кадастров,и при разработке системы лесохозяйствен-ных мероприятий,направленных на повышение продуктивности и комплексного использования сосновых лесов Урала. Результаты работы могут быть полезны при реализации экологических программ разных уровней, создании баз данных по фитомассе лесов и в перспективном планировании комплексного освоения лесов, когда в оптимальных соотношенияхбудут реализованы все "весомые" и "невесомые" полезности лесных фитоценозов.
Разработанные нормативы внедряются Свердловской лесоустроительной экспедицией при устройстве сосновых лесов Урала и
Свердловским областным управлением лесного хозяйства - для расчета ресурсов древесной зелени и технологической щепы.
Обоснованность выводов и предложений определяется использованием обширного и достаточно репрезентативного экспериментального материала,системным подходом к решеник поставленных задач, рядом новых методических разработок, последовательным и адекватным применением современных матема-тико-статистических. методов и содержательного анализа, изложением основных результатов на модельном уровне. Адекватность полученных регрессионных моделей подтверждена соответствующими статистическими критериями.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на конференциях: "Проблемы восстановления лесов на Урале" ( Екатеринбург,1992 г.), "Проблемы лесной биогеоценологиі и методологические основы их решения" ( Йошкар-Ола,1992 г.), областной научно-технической конференции "Вклад ученых и специалистов в развитие химико-лесного комплекса" ( Екатеринбург,1993 г.) и совещании "Экосистемы Севера: Структура,адаптация и устойчивость" (Петрозаводск,1993 г.)
Публикации. Основное содержание диссертации изложено в ( опубликованных и в 5 принятых в печать работах.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена н< 266 страницах машинописного текста, состоит из введения, ( глав, заключения и 13 приложений. Список использованной литературы включает 234 наименований, в том числе 73 иностранных, Текст иллюстрирован 23 таблицами и 68 рисунками.
