Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время объём рубок ухода за лесом постоянно увеличивается. В этих условиях большое значение приобретает их теоретическое обоснование. Необходимы знания естественных процессов, происходящих в лесном' биогеоценозе, как влияют рубки ухода на эти процессы, а также использование закономерностей роста леса для получения желаемого результата при уходе с наименьшими затратами.
Анализ литературы показал, что при составлении моделей или таблиц хода роста древостоев не учитывается изменение бонитета с возрастом или используются данные непродолжительного периода наблюдений, из-за чего снижается точность таких таблиц и моделей.
Целью исследования является изучение возрастной динамики ельников южной тайги, установление связи между изменением естественных процессов после рубок ухода и степни влияния разреживаний на эти изменения, лесоводственное обоснование рубок ухода.
Основными задачвми являются: 1) определение закономерностей формирования и возрастной динамики ельников; 2) выявление влияния рубок ухода на фитоценотические отношения в ельниках; 3) составление моделей хода роста еловых древостоев как в естественном развитии, так и после рубок ухода.
Научная новизна. Впервые для южнотаёжной подзоны Северо-Запада России на основании 60-летних наблюдений на постоянных пробных площадях были исследованы процессы формирования ельников, перегруппировки деревьев в процессе роста, возрастная динамика древостоев и нижних ярусов растительности. Получены данные по влиянию на эти процессы рубок ухода. Составлены таблицы хода роста по всем опытным объектам. Проведено моделирование и получены модели хода роста для исследуемых древостоев. Предложены рекомендации по режиму рубок ухода в ельниках, не приводящие к снижению продуктивности и устойчивости древостоя.
Обоснованность и достоверность результатов исследований
подтверждается значительным объёмом экспериментальных данных ста
ционарных налюдений сроком более 60 лет, обработанных на ЭВМ с
помощью стандартных и оригинальных программ, разработанных авто
ром, что позволило получить достаточную точность вычислений и из
бежать ошибок, связанных с необходимостью обработки большого объ
ёма цифрового материала. Использованы современные методы статис
тической обработки данных. '
Практическая значимость работы состоит в разработке рекомендаций по рубкам ухода, основанных на долгосрочных наблюдениях и опытных таблицах хода роста. Возможность использования составленных моделей хода роста для дальнейших исследований и получения недостающих таксационных характеристик древостоя в пределах срока наблюдений с высокой точностью.
Личный вклад. Автором уточнены программные вопросы и методика исследований , выполнены все полевые и камеральные работы, за исключением химических анализов почвы. Выполнена аналитическая обработка полученного материала наблюдений на постоянных пробных площадях с использованием методов математической статистики и обработки данных на ЭВМ. Выполнен расчёт моделей хода роста древос-тоев ели.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований включались в научный отчёт по теме 20 "Устойчивость лесной экосистемы". Данные исследований включены в методические материалы учебных программ по курсам "Лесоведение", "Лесоводство", "Основы ведения лесного хозяйства" для студентов лесохозяйственного и инженерно-экономического факультетов.
Апробация. Основные положения диссертации доложены на Российско-Финском семинаре по рубкам ухода (С.-Петербург,1992), на научно-технических конференциях, проводимых в ЛТА по итогам научно-исследовательских работ (1990-1993). По материалам диссертации опубликовано 4 статьи.
Объём и структура работы. Диссертация изложена на MS стр. машинописного текста и состоит из введения, 7 глав, заключения, списка литературы (f/S наименований, в том числе // на иностранных языках), 3 приложений.
По результатам анализа литературных источников выделены следующие программные вопросы:
-
Возрастная динамика ельников, в том числе растительности нижних ярусов (подроста, подлеска, живого напочвенного покрова), Еерхних горизонтов почвы. Формирование древостоев. Перегруппировка деревьев в процессе роста. Ранговое распределение деревьев и изменение рангов с возрастом.
-
Влияние рубок ухода на возрастную динамику ельников (изменение основных таксационных показателей древостоя).
-
Влияние рубок ухода на динамику растительности нижних ярусов и Берхних горизонтов почвы.
-
Ход роста еловых древостоев и влияние на него рубок ухода. Составление моделей хода роста еловых древостоев.
-
Разработка и обоснование практических рекомендаций по режиму ухода в еловых древостоях южной подзоны тайги.
Исследования осуществлялись на 14 пробных площадях СПбНИИЛХ, объединённых в 6 серий. Опытные объекты заложены в 1929-1934 годах под руководством проф. Тумана В.В. и восстановлены в 60-70-х годах проф. Сенновым С.Н. Во всех случаях выделялись контрольные и разреженные рубками ухода с различной интенсивностью секции пробных площадей. Все пробные площади находятся е Карташевском лесничестве Сиверской лесной научно-производственной станции. Краткие сведения о постоянных пробных площадях приводятся в табл.1.
Таблица 1 Краткие сведения о постоянных пробных площадях (на 1994 г.)
1. Возрастная динамика ельников изучалась на контрольных секциях постоянных пробных площадей. Общие особенности методики исследования на ШШ публиковались ранее (Давыдов,1971; Сен-нов, 1977). Период повторности таксации - 5 лет. Процесс дифферен-
циации деревьев в древостое, перегруппировки в процессе роста анализировался по изменению распределения деревьев по ступеням толщины за период опыта.
Учёт подроста производился выборочно-статистическим методом.
Описание растительности нижних ярусов проводилось на основе имеющихся методических указаний (Сукачёв, Зонн, 1961). Подлесок учитывался на площадках 5*5 м с разделением по видам. На каждой секции заладывалось по 6 площадок. При обследовании живого напочвенного покрова сделаны подробные геоботанические описания травя-но-кустарничкового и мохового ярусов. Определение проективного покрытия по видам и общего проективного покрытия сделано на 20-25 учётных площадках размером 1*1 м. Степень проективного покрытия определялась глазомерно.
При исследовании морфологического строения верхних горизонтов почвы на пробных площадях сделано по 25 прикопок размером 0.4*0.4*0.4 м. Результаты измерений мощности подстилки и гумусового горизонта статистически обработаны.
Чтобы проследить динамику живого напочвенного покрова и верхних горизонтов почвы использовались данные предыдущих исследований.
-
Влияние рубок ухода на возрастную динамику древостоев изучалось на разреженных секциях ППП. Замеры и обработка данных велись аналогично контрольным секциям. Полученные результаты сравниваюсь с контролем и анализировались.
-
Влияние рубок ухода на динамику растительности нижних ярусов и верхних горизонтов почвы изучалось также на разреженных секциях ППП, а затем полученные результаты сравнивались с данными контрольных секций.
-
Моделирование хода роста еловых древостоев осуществлялось на ЭВМ с помощью программ, разработанных Л.Н.Яновским и автором. Имеющиеся данные по Hep, Нв, Dcp, HF и общей производительности аппроксимировались уравнением Дракина-Вуевского по программе DWU (Яновский). Аппроксимация суммы площадей сечения проводилась полиномом третьей степени по программе POLE М (Яновский). После определения коэффициентов моделей они вносились в программу THR, составленную автором для каждой пробной площади. В модели хода роста такие показатели, как число деревьев, запас, общий периодический прирост по запасу, текущий прирост и число отпавших (срубленных) деревьев получены расчётным путём.
-
В результате анализа всех полученных результатов работы предложены рекомендации по режиму рубок ухода в ельниках.
