Введение к работе
ВВЕДЕНИЕ. .
Актуальность темы. В связи с обострением экологической ситуации мировое сообщество приступило к реализации программ по консервации и связыванию углерода в его глобальном круговороте с целью предупреждения потепления климата. Основная роль в этих программах отводится лесному покрову, в связи с чем ставятся задачи интенсификации процессов связывания углерода путем расширения площадей под лесными культурами и посредством других лесоводственных приемов, а также решаются задачи создания баз данных о всей органической массе лесов и ее круговороте. Сегодня технология лесоустройства в нашей и большинстве западных стран не учитывает потребности мониторинга лесов и не соответствует решению актуальных экологических проблем различного уровня. Создаваемые банки и базы лесоустроительных данных дают количественную информацию только о запасах стволовой древесины и иногда - описательную информацию о нижних ярусах растительности.
Оценка фитомассы древостоев по составляющим фракциям (ствол, листва, скелет кроны, корни) по трудоемкости не сопоставима с традиционной оценкой запасов стволовой древесины. За 150-летнюю историю ле-сотаксационной науки накоплены огромные банки данных о запасах стволовой древесины в системе государственного учета лесов, имеются многочисленные данные перечислительной таксации временных и постоянных пробных площадей и составлено большое количество региональных таблиц хода роста (ТХР) древостоев разных пород. Данные же о запасах и продуктивности фитомассы настолько отрывочны и малочисленны, что создание приемлемой нормативной базы для оценки фитомассы традиционными таксационными методами, причем в кратчайшие сроки, практически невозможно. Единственно приемлемый путь для заполнения информационных «белых пятен» по фитомассе - использование переводных коэффициентов, а именно - сопряжение традиционных нормативов по запасам стволовой древесины с данными о фитомассе лесов на основе переводных коэффициентов.
Особого внимания требует методический подход к оценке депонирования фитомассы на площадях под лесными культурами. В этом отношении представляют интерес обширные территории на южном пределе ареала основной лесообразующей породы - сосны, примыкающие к уральскому региону с юга. Здесь, особенно в Тургайском прогибе (Кустанайская область Казахстана), в течение последних 30 лет был проведен большой объ-
ем лесокультурных работ. Вследствие жестких лесорастительных условий (количество осадков составляет 250-300 мм, что вдвое меньше, чем на Среднем Урале) этот опыт лесоразведения и лесовосстановления не всегда был успешным. Поэтому определение биопродуктивности этих лесных культур имеет значение не только при оценках связывания атмосферного углерода, но важно и в локальном экологическом аспекте, в плане оценки биопродукционного потенциала названных площадей.
Исследования автора проводились в 1992 - 97 гг. в рамках научно-исследовательских работ кафедры лесной таксации и лесоустройства Уральской государственной лесотехнической академии.
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы было изучить структуру и географические закономерности распределения фито-массы древостоев естественных пихтарников Северной Евразии и культур сосны Тургайского прогиба; выявить степень достоверности различия фи-топродуктивности биологически близких пород - пихты и ели - и возможность составления общих для двух пород таблиц биологической продуктивности.
В связи с поставленной целью конкретными задачами исследования были:
разработать модели и таблицы для оценки фитомассы отдельных ветвей в пределах кроны, фитомассы кроны в целом и кроны, разделенной по ее возрастным слоям в естественных пихтарниках Урала и Алтая и культурах сосны Тургайского прогиба;
собрать коллекцию экспериментальных данных о фитомассе пихтовых и еловых экосистем, широко представленных по всей территории Северной Евразии;
разработать регрессионные модели переводных коэффициентов пихтовых и еловых древостоев Северной Евразии по зональному градиенту, а также культур сосны Тургайского прогиба;
разработать эскизы таблиц биопродуктивности естественных пихтарников и ельников по подзонам и регионам Северной Евразии и культур сосны Тургайского прогиба;
разработать модели предельных показателей фитомассы пихтовых и еловых древостоев по подзонам и регионам Северной Евразии.
Научная новизна. Впервые для культур сосны рассчитаны модели и составлены таблицы для оценки фитомассы отдельных ветвей, отдельных секций кроны и крон в целом; рассчитаны регрессионные модели для по-деревной оценки массы древесной зелени пихты Урала и Алтая; разработа-
ны модели переводных коэффициентов фитомассы и эскизы таблиц биопродуктивности естественных пихтарников и ельников по подзонам и регионам Северной Евразии, а также культур сосны Тургайского прогиба; разработана методика расчета, по которой рассчитаны предельные показатели фитомассы пихтовых и еловых древостоев по подзонам и регионам Северной Евразии.
Практическая значимость работы состоит в разработке нормативных материалов, необходимых при реализации систем лесохозяйственных мероприятий, направленных на повышение продуктивности и комплексного освоения пихтовых лесов Урала, а также лесных культур в условиях Северного Казахстана. Результаты работы могут быть использованы при разработке лесного кадастра, осуществлении лесного мониторинга и экологических программ разного уровня, а также при создании баз данных о фи-томассе лесов , запасам углерода в ней и при расчетах глобального углеродного цикла.
Разработанные нормативы используются Свердловской лесоустроительной экспедицией Поволжского лесоустроительного предприятия и Ба-саманским лесохозяйственным производственным предприятием Куста-найского лесохозяйственного производственного объединения Республики Казахстан при устройстве пихтовых и сосновых лесов и для расчета ресурсов древесной зелени и технологической щепы, получаемых при лесопользовании.
Обоснованность выводов и предложений. Использование обширного экспериментального материала по трем лесообразующим породам и современных методов автоматизированного статистического анализа, системный подход при содержательном анализе объектов исследования и интерпретации полученных результатов, реализация поставленных задач на уровне многофакторных регрессионных моделей, использование современной вычислительной техники и адекватных компьютерных программ определяют обоснованность приведенных в диссертации выводов и предложений.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на всероссийских и региональных конференциях: "Экосистемы Севера: структура, адаптация и устойчивость", Петрозаводск, 1993; конференции, посвященной 100-летию Ф.П. Моисеенко "Современные аспекты лесной таксации", Гомель, 1994 (Республика Беларусь); региональной молодежной научной конференции "Актуальные проблемы лесоведения", Екатеринбург, 1996; молодежной конференции "Проблемы общей и прикладной
экологии", Екатеринбург, ИЭР и Ж, 1996 и научно-практической конференции "Леса Башкортостана: современное состояние и перспективы", Уфа, 1997; международной конференции «Экология таежных лесов», Сыктывкар, 1998 и международном симпозиуме ИЮФРО по глобальным аспектам использования лесных ресурсов, Япония, Миязаки, 1998.
Публикации, Основное содержание диссертации изложено в 10 печатных работах, сдано в печать - 2.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 156 страницах машинописного текста, состоит из введения, 7 глав, заключения и 13 приложений. Список использованной литературы включает 360 наименований, в том числе 138 иностранных. Текст иллюстрирован 26 таблицами и 36 рисунками.
