Введение к работе
Актуальность темы. Почва, являясь одним из основных компонен-в биосферы и лесного биогеоценоза в частности, выполняет важней-е биогеоценотические и биосферные экологические функции. В пре-лах однородного климатического района роль почвы как фактора ешней среды в формировании лесных насаждений становится решаю-й. Почва оказывает прямое влияние на рост, развитие и строение сного фитоценоза, в значительной мере определяет его устойчи-сть и продуктивность. Научно обоснованное рациональное использо-ние плодородия лесных почв является неотъемлемым атрибутом мно-целевого лесопользования, расширенного воспроизводства лесных сурсов. В условиях возрастающего антропогенного воздействия на ружающую среду особенно значима экологическая роль почвы как обой динамической природной системы, одного из основных факто-в сохранения биологического разнообразия в природе. Поэтому все-оронние и глубокие исследования генезиса и свойств лесных почв обходимы с позиций практики лесного хозяйства и охраны окружаю-й среды, проведения экологического мониторинга.
Данные вопросы актуальны и для лесных биогеоценозов Среднего іволжья, особенно в отношении темнохвоиных формаций. Вследствие ітропогенного и абиотического воздействия происходит сокращение юшади уникальных по своему многостороннему значению еловых и [хговых лесов, исчезновение которых обеднит биоразнообразие лессе экосистем региона. Выявление почвенно-экологических условий, [тимальных для произрастания елово-пихтовых фитоценозов, является юьма актуальным для их сохранения, восстановления, повышения юдуктивности и устойчивости.
Особую теоретическую и практическую значимость приобретают шросы систематики и диагностики почв темнохвоиных биогеоценозов їгиона, являющиеся фундаментальной основой работ по приведению в івестность почвенного покрова лесов. Слабо исследованы протекаю-іе в темнохвоиных биогеоценозах почвообразовательные процессы, частности соотношение подзолообразования и буровёмообразования, юлюция лесных почв, их зональные особенности, закономерности іаимоотношения почв и темнохвоиных фитоценозов. Эти исследования 5жны при разработке научно-обоснованного комплекса лесохозяй-."венных мероприятий, дифференцированных соответственно лесорасти-гльным условиям конкретного района.
Цель диссертационной работы. Изучить генезис и свойства по* темнохвойних биогеоценозов центральных районов Среднего Поволжьі закономерности взаимодействия лесной растительности и почв, да' оценку их лесорастительных свойств.
Для достижения поставленной цели были сформулированы зада' исследований:
провести комплексное изучение почвенного покрова и фитоці новов еловых и пихтовых лесов региона:
исследовать формирование, состав и свойства особого биоге< горизонта - лесной подстилки;
изучить морфолого-генетические признаки, физические, физі ко-химические свойства и состав основных типов почв темнохвойні биогеоценозов и условия их формирования;
представить систематику почв темнохвойних лесов региона;
выявить закономерности существующей взаимосвязи почв и р. стительности в темнохвойних биогеоценозах района исследования;
дать оценку лесорастительных свойств почв;
разработать научные основы рационального использования охраны лесных почв.
Научная новизна. Уточнена юго-западная граница ареала ели с; бирской и пихты сибирской, а также южная граница ареала ели евр пейской.
Впервые в темнохвойних биогеоценозах центральных район Среднего Поволжья:
проведены комплексные лесоводственно-таксационные и почве но-экологические исследования;
детально изучен особый биогеогоризонт темнохвойних экое стем - лесная подстилка, разработано классификационное положен лесных подстилок региона с выявлением количественных параметров;
дана подробная зколого-генетическая характеристика основи типов почв автоморфного и полугидроморфного ландшафтов, составл их систематический список, выявлены региональные особенности по вообразования;
выделены и исследованы коричнево-бурые лесные типичные оподзоленные почвы елово-пихтовых формаций южных районов Кировси области и северо восточных районов Республики Марий Эл;
установлена сопряженность темнохвойних биогеоценозов и пс района исследования;
определена связь продуктивности древостоев с почвенными г
казателями, дана лесорасгительная оценка почв относительно еловых и пихтовых лесов;
- разработаны научные основы рационального использования и охраны лесных почв, повышения устойчивости и продуктивности темнохвойних лесов.
Разработаны методологические основы мониторинга лесных земель региона.
Практическая ценность результатов исследований. Исследования проводились в рамках общесоюзной программы фундаментальных исследований АН СССР "Проблемы лесоведения". Материалы почвенных исследований автора использованы "Леспроектом" при устройстве лесов Учебно-опытного лесхоза Республики Марий Эл, проведении экологического мониторинга лесных биогеоценозов национального парка "Нижняя Кама", проектировании и проведении лесовосстановительных и ле-сохозяйственных работ в Арском, Сабинском, Камском лесхозах Республики Татарстан, при разработке региональных рекомендаций и наставлений по плантационному выращиванию ели и сосны в возрасте до 30 лет (отчёт о НИР, номер госрегистрации 01870071154).
Полученные данные являются научной основой картирования и бонитировки лесных почв, для разработки рекомендаций по воспроизводству и повышению продуктивности и устойчивости елово-пихтовых фитоценозов Среднего Поволжья.
По результатам исследований разработаны методологические основы мониторинга лесных земель (Сабиров,Газизуллин,1996), применяемые Министерством экологии и природопользования Марий Эл при контроле за состоянием почвенных ресурсов республики. Труды "Экологические условия почвообразования Среднего Поволжья"(1995) и "Мониторинг лесных земель" (1996), написанные в соавторстве с А.Х.Газизуллиным, рекомендованы Ж) по образованию в области лесного дела для межвузовского использования в качестве учебного пособия.
Материалы исследований, а также научно-производственные стационары, созданные в лесхозах республик Марий Эл и Татарстана, используются в учебном процессе при подготовке зкологов-природополь-зователей и инженеров лесного и лесопаркового хозяйства,
Личный вклад автора. Работа выполнена на кафедре экологии, почвоведения и природопользования Марийского государственного технического университета. Автору принадлежит постановка проблемы, разработка программы исследований и руководство её выполнением. Исследования в лесу, камеральная обработка материала, систематиза-
ция и обобщение исходной информации, лабораторный анализ образцо подстилки и почв, математическая обработка и интерпретация факти ческих данных, выводы выполнены непосредственно автором. Полевы исследования проведены при участии д-ра с.-х. наук А.Х.Газизуллин и канд. с.-х. наук А.М.Гилаева. Ряд анализов выполнены совместно асп. Неустроевой И.В. и инж. Шумаевой Е.А. Аналитическая част исследований проведена в лаборатории кафедры, часть анализов вы поднялись в лабораториях Московского и Казанского университетов Почвенного института им. В.В.Докучаева.
Обоснованность выводов и достоверность результатов исследова кий обеспечиваются применением современных методов исследований достаточным объемом экспериментального материала, воспроизводи мостью результатов, использованием методов математической стати стики с оценкой точности и достоверности полученных данных.
Положения, выдвигаемые для защиты.
-
Особенности почвообразования и формирования почвенног покрова в темнохвойних биогеоценозах центральных районов Среднег Поволжья, обусловленные своеобразным сочетанием биоклиматическог и литогенного факторов.
-
Характеристика и классификационное положение подстило темнохвойних лесов региона.
-
Систематика, морфолого-генетическая диагностика и характе ристика основных типов почв елово-пихтовых лесов.
-
Обоснование выделения коричнево-бурых лесных почв в южны районах Кировской области и северо-восточных районах Марий Эл;
-
Закономерности взаимосвязи почв, типов лесорастительны условий и растительности в темнохвойних биогеоценозах региона, ле сорастительная оценка почв.
6. Принципы рационального использования и охраны лесных почв
Апробация. Основные результаты исследований докладывались
обсуждались на Международных конференциях: "Современные проблем почвоведения и экологии" (Москва,1994), "Развитие научного насле дня академика Н.И.Вавилова" (Саратов,1997), "Проблемы антропоген ного почвообразования" (Москва,1997), "Проблемы лесной биогеоцено логии и методологические основы их решения" (Йошкар-Ола,1992) VIII Всесоюзном (Новосибирск,1989) и II Всероссийском съездах поч воведов (Санкт-Петербург,1996); Всероссийской научно-практическо конференции "Интенсификация выращивания лесопосадочного материала (Йошкар-Ола.1996), Всероссийской научной конференции "Диалог н
эубеже веков" (Йошкар-Ола,1997), Всероссийском семинаре "Экология і генетика популяций" (Йошкар-Ола, 1998), Всероссийском совещании 'Биологическое разнообразие лесных экосистем" (Москва,1995); реги-жальных научно-производственных конференциях: "Научные основы и фактические приемы повышения плодородия почв Урала и Поволжья" [Уфа,1988), "Почвы Среднего Поволжья и Урала, теория и практика их іспользования и охраны" (Казань,1991); региональной научно-практи-іеской конференции "Современные проблемы учёта и рационального ис-юльзования лесных ресурсов" (Йошкар-Ола, 1998); республиканских іаучно-практических конференциях: "Проблемы использования, воспро-ізводства и охраны лесных ресурсов" (Йошкар-Ола, 1989), "Проблемы іеса и охраны природы в Республике Марий Эл" (Йошкар-Ола, 1992), 'Природопользование: состояние, проблемы и пути их решения"(Йош-;ар-Ола, 1997), "Актуальные экологические проблемы Республики Та-'арстан" (Казань, 1997), "Пути повышения эффективности лесного хо-іяйства и роль лесов в оздоровлении окружающей среды Республики 'атарстан" (Казань,1998), "Леса Башкортостана: современное состоя-іие и перспективы (Уфа, 1997); на научно-технических конференциях ;рофессорско-преподавательского состава, докторантов и аспирантов [арГТУ (1988, 1996-1999).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 50 работ, в том ;исле две монографии (один в соавторстве); три статьи опубликованы : журнале "Почвоведение",а затем и в США в журнале Soviet Soil icience.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введе-ия, б глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа зложена на 441 стр. машинописного текста, включая 109 таблиц и 10 мсунков, 10 приложений. Список литературы включает 464 наименована, в том числе 23 на иностранных языках.