DisCollection.ru

Авторефераты и темы диссертаций

Поступления 15.07.2007

Материалы

загрузка...

Оценка запасов и годичного депонирования углерода в фитомассе лесов свердловской области и башкирии

Канунникова Ольга Владимировна, 15.07.2007

 

Разработанные нормативы используются Свердловской лесоустроительной экспедицией и Северо-Казахстанским филиалом Казахского государственного института по проектированию лесного хозяйства в лесах Урало-Тургайского

Обоснованность выводов и предложений. Использование обширного экспериментального материала и современных методов статистического анализа, системный подход при анализе фактических материалов и интерпретации полученных результатов, реализация поставленных задач на уровне рекурсивных регрессионных моделей, использование современной вычислительной техники и адекватных компьютерных программ определяют обоснованность приведенных в диссертации выводов и предложений.

Личное участие автора. Все виды работ по теме диссертации от сбора экспериментального материала до анализа и обработки полученных результатов осуществлены автором или при его непосредственном участии.

Апробация работы. Основные результаты исследований изложены на международной научно-практической конференции «Современные проблемы устойчивого управления лесами, инвентаризации и мониторинга лесов», Санкт-Петербург, 2006; международной научно-технической конференции «Урал промышленный – Урал полярный», Екатеринбург, 2007; международной научной конференции «Биологическое разнообразие азиатских степей», Казахстан, Кустанай, 2007; международной научно-практической конференции «Современное состояние лесного хозяйства и озеленения в республике Казахстан: проблемы, пути их решения и перспективы», Казахстан, Щучинск, 2007; Третьем международном научно-практическом интернет-семинаре «Лесное хозяйство и зеленое строительство в Западной Сибири», Томск, 2007; Восьмой международной научно-технической интернет-конференции «Лес-2007», Брянск, 2007; всероссийской научной конференции с международным участием «Новые методы в дендроэкологии», Иркутск, 2007.

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 14 печатных работах, в том числе 2 – в рецензируемых журналах «Хвойные бореальной зоны» и «Лесной вестник».

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 130 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, заключения и 4 приложений. Список использованной литературы включает 208 наименований, в том числе 35 иностранных. Текст иллюстрирован 27 таблицами и 10 рисунками.

Глава 1. Состояние проблемы

В России преобладают естественные леса, занимающие наибольшую площадь бореальной зоны. В то же время интенсивно создаются лесные культуры, и в последние годы объем лесовосстановительных работ по Рослесхозу достиг 800 тыс. га, из которых 41 и 39 % представлены культурами соответственно ели и сосны (Леса России, 2006). Однако их биологическая продуктивность изучена хуже по сравнению с естественными лесами.

Обычно при сравнительном изучении различных способов формирования искусственных насаждений оценка вариантов ведется на основе замеров высот и диаметров деревьев, и по степени их различия устанавливается преимущество того или иного варианта либо специфика той или иной закономерности (Дружинин, 2003; Ефименко, Холодилова, 2003; Юрьева, 2007). Наиболее изучены в отношении биологической продуктивности культуры сосен обыкновенной и кедровой и ели (Бабич, Мерзленко, 1998; Усольцев, Щерба, 1998; Маркова, Шестакова, 2001; Евдокимов, 2003; Терехов, Усольцев, 2006; Люминарская, 2007), но имеющиеся результаты зачастую разрозненны и несопоставимы, и пока нет единого мнения о влиянии различных способов создания и выращивания лесных культур на их биологическую продуктивность.

Н. А. Бабич (Бабич, Мерзленко, 1998) провел обширные исследования биопродуктивности культур сосны обыкновенной в Архангельской области и установил достоверное влияние на запасы фитомассы в возрасте 37 лет типа леса и таежной подзоны, но между способами создания культур посевом и посадкой существенного различия не выявлено.

Влияние способа подготовки почвы на биопродуктивность культур ели на вырубках в Ленинградской области исследовано И. А. Марковой и Т. А. Шестаковой (2001). Установлено, что общая фитомасса и доля корней в общей фитомассе культур, созданных по грядам и плужным пластам, существенно выше, чем в культурах, посаженных по целине.

На Среднем Урале биопродуктивность 20-летних еловых культур исследована в сравнении двух видов – Picea abies и P. obovata, однако достоверного различия между ними при прочих равных условиях не выявлено. Общая фитомасса еловых культур, созданных спустя 5 лет после вырубки елово-соснового древостоя и находящихся под пологом вторичных мелколиственных деревьев, составляет 19-54 т/га. С ним контрастируют участки культур, созданных на открытых участках свежей вырубки, где фитомасса не превышает 12-15 т/га вследствие ежегодного повреждения заморозками и кущения крон (Терехов, Усольцев, 2006).

Географические аспекты биопродуктивности насаждений исследовались Е. М. Лавренко с соавторами (1955), А. А. Григорьевым и М. И. Будыко (1956), Н. И. Базилевич и Л. Е. Родиным (1967), М.И. Будыко и Н.А. Ефимовой (1968), В. Н. Габеевым (1990), Я. К. Палуметсом (1991), В. А. Усольцевым (1998), В. Л. Черепниным (1999) и др.

На основе карты агроклиматического районирования Северо-Востока страны Н. И. Хлыновская (1988) составила карту запасов надземной и подземной фитомассы растительного покрова. Для этого были выведены и последовательно использованы две зависимости: первая характеризовала связь фитомассы с суммой температур выше 100, а вторая – связь последней с совокупностью трех факторов – широты, долготы и высоты над уровнем моря. По существу, это была трехмерная ординация биопродуктивности обезличенного растительного покрова в первом приближении.

Точность оценки запасов и годичного депонирования углерода на лесопокрытых площадях определяется количеством их экспериментальных определений на пробных площадях и методом их экстраполяции на территорию региона. Поэтому первоочередную важность представляет формирование баз данных пробных площадей о запасах и депонировании углерода в Уральском регионе с привлечением опубликованных данных.

М. Ф. Макаревский (1991) впервые в России на примере Карелии определил запасы углерода в лесном фонде путем стыковки фактических данных об углероде на пробных площадях с данными государственного учета лесного фонда (ГУЛФ). Позднее близкие подходы к оценке запасов углерода на лесопокрытых площадях были применены и в других регионах - в Свердловской (Усольцев и др., 2003) и Архангельской (Цветков, Сурина, 2003) областях и в Бурятии (Тулохонов и др., 2006), а также на уровне субъектов федерации на всей лесопокрытой площади России и бывшего СССР (Исаев и др., 1993; Алексеев, Бердси, 1994; Швиденко и др., 2000, 2001). В частности, для лесов Башкирии получена оценка углеродного пула, включая почвенную сферу, в количестве 251 млн. т (Алексеев, Бердси, 1994). По-видимому, наиболее конструктивным при оценке углерододепонирующей способности лесов является региональный подход, при котором в пределах того или иного региона совмещаются базы данных о фактической фитомассе (углероде) на пробных площадях с данными ГУЛФ на уровне лесхозов как первичных единиц лесоинвентаризации (Усольцев, 2007). Подобная попытка предпринята в настоящем исследовании.

Глава 2. Общая характеристика районов

и объектов исследования

Приведена краткая природная характеристика территории Билимбаевского лесхоза Свердловской области, описаны климат, рельеф и почвы, дана характеристика лесного фонда. Для Башкирии описаны географическое положение и рельеф, климатические и почвенные условия, приведено лесорастительное и лесоэкономическое районирование с выделением трех лесорастительных провинций - Башкирского Предуралья, Южного Урала, и Зауралья (Рябчинский, 1960, 1961, 1962; Фаухутдинов и др., 2004).

Исследования биопродуктивности 33-35-летних культур ели (Picea obovata Ledeb.), заложенных в 1977 г. Г. Г. Тереховым в кв. 78 Починковского лесничества Билимбаевского лесхоза (50 км к северо-западу от Екатеринбурга), выполнены на участке площадью 8,6 га в подзоне южнотаежных горных лесов Среднеуральской низкогорной провинции Уральской горно-лесной области (Колесников и др., 1973). Участок расположен в верхней трети макросклона с уклоном до 50. Почва дерново-слабоподзолистая суглинистая на элювии осадочных пород.

Обработка почвы проведена химическим и механическим способами. Химическая обработка выполнена с помощью тракторного опрыскивателя смесью далапона и 2,4-Д аминной соли. Механическая обработка почвы осуществлена плугом ПКЛ-70, с помощью которого нарезалась борозда и одновременно формировались пласты. В качестве контрольного варианта оставлена целинная часть вырубки. Посадка ели проведена в мае 3-летними сеянцами и 5-летними (3+2) саженцами, выращенными в питомнике из местных семян. Ручная посадка выполнена по всем вариантам обработки почвы сеянцами и саженцами, механическая – с помощью сажалки СКЛ-1 - только саженцами. Варианты продублированы на открытых местах и под пологом вторичного мелколиственного древостоя.

Исследования углерододепонирующей способности культур ели проведены спустя 30 лет после посадки. Таксационная характеристика древостоев по вариантам подготовки почвы приведена в табл. 1.

Таксационные показатели 33-35-летних культур ели с разными вариантами их создания и ухода

Варианты подготовки и обработки почвы № пробы А,

лет Средние N,

м3/га Класс бони-тета

Борозда 7* 35 8,0 7,9 1197 5,88 24,8  IV

7** 35 4,8 4,8 1281 2,29 7,8  V

Борозда 9* 33 7,6 7,3 2138 9,00 34,9  IV

9** 33 4,1 4,2 1765 2,40 10,6  V

Борозда 18* 35 9,4 9,2 1868 12,4 42,6  III

18** 35 5,8 6,0 1972 5,52 15,9  V

Пласт 2* 33 12,8 10,8 2003 18,4 62,7  I

Хим. обработка 2а* 33 9,4 8,5 1010 5,78 22,6  III

Хим. обработка 3* 35 11,4 10,6 1258 11,2 38,9  II

3** 35 5,1 5,5 873 2,05 6,8  V

Хим. обработка 1* 35 10,5 10,8 1313 12,0 52,1  III

1** 35 6,9 6,7 1175 4,18 14,8  IV

Контроль 6** 35 4,9 4,7 1481 2,57 10,0  V

Контроль 19* 35 7,0 7,4 1302 5,63 21,0  IV