WWW.DISUS.RU

БЕСПЛАТНАЯ НАУЧНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Особенности формирования липовых фитоценозов в различных почвенно-экологических условиях на южной границе подтаежных лесов (на примере республики татарстан)

На правах рукописи

ДУНАЕВА ТАТЬЯНА ЮРЬЕВНА

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ЛИПОВЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ

В РАЗЛИЧНЫХ ПОЧВЕННО-ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

НА ЮЖНОЙ ГРАНИЦЕ ПОДТАЕЖНЫХ ЛЕСОВ

(НА ПРИМЕРЕ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН)

03.00.16 – Экология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Казань – 2009

Работа выполнена на кафедре лесных культур и защиты леса Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Казанский государственный аграрный университет»

Научный руководитель: доктор биологических наук,

профессор Сабиров Айрат Тагирзянович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор Любарский Евгений Леонидович

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Соколов Петр Алексеевич

Ведущая организация: Чувашская государственная

сельскохозяйственная академия

Защита состоится 4 июня 2009 года в 14.30 часов на заседании диссертационного совета ДМ. 212.081.19 при Казанском государственном университете по адресу: 420008 Республика Татарстан, г. Казань, ул. Кремлевская, д. 18, ауд.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах с подписями, заверенными гербовой печатью просим направлять по адресу: 420008 Республика Татарстан, г. Казань, ул. Кремлевская, д. 18, КГУ, диссертационный совет ДМ. 212.081.19

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке им. Н.И. Лобачевского Казанского государственного университета

Автореферат разослан « 30 апреля » 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

к.б.н, доцент Р.М. Зелеев

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Леса являются важнейшим ресурсным потенциалом экономики и экологии нашей страны, выполняя как народно-хозяйственные, так и экологические функции. На сегодняшний день, в отношении леса наметилась смена приоритетов - переход от ресурсного пользования к управлению им в рамках экологических систем. В многообразии лесных насаждений видное место занимают липняки, имеющие широкое распространение в Среднем Поволжье. Они выполняют многообразные экологические функции: водоохранные, водорегулирующие, защитные, которые сочетаются с высокими качествами липовой древесины и бесценными свойствами медоноса. На сегодняшний день изучение липняков, имеющих хозяйственное и экологическое значение, и выявление их типологии, является необходимым. Об этом свидетельствуют следующие факты:

-в результате воздействия комплекса причин уменьшилась древесная продуктивность липняков: в республике преобладают липняки III класса бонитета;

-сократились площади экологически устойчивых, полнодревесных липняков, что особенно характерно для лесных формаций Средней Волги;

- изменился количественный, качественный и флористический состав липовых фитоценозов, вследствие различной антропогенной нагрузки и влияния экологических факторов;

- биологическое разнообразие и устойчивость липовых фитоценозов во многом определяется почвенными условиями, но на сегодня изученность почвенно-грунтовых условий произрастания липняков, как в Среднем Поволжье, так и в РТ остается недостаточной;

- не придается должного значения семенному возобновлению липняков, которое практически отсутствует, несмотря на то, что семенные липняки более продуктивны и имеют лучшую товарную структуру;

Следует отметить противоречивость в описании почвенных условий произрастания липняков.

Актуальность формирования продуктивных и устойчивых липняков требует углубленного изучения взаимосвязи почв, лесорастительных условий в целом и состояния липовых насаждений. В связи с этим является необходимым изучение липняков и выделение типов леса в насаждениях липы, имеющих хозяйственное и экологическое значение.

Для ответа на поставленные вопросы нами были проведены комплексные исследования в липняках, находящихся в различных экологических условиях.

Цель и задачи исследований. Основная цель - выявление закономерностей формирования устойчивых и продуктивных древостоев липы в различных почвенно-экологических условиях Предкамья. Эта цель достигалась решением следующих задач:

- изучение современного состояния произрастания липняков;

- анализ динамики лесного фонда: в частности древостоев липы с 1948 по 2003 г.г.;

- изучение продуктивности насаждений и установление взаимосвязи с почвенными условиями;

- определение целесообразности восстановления липняков в различных природных зонах Предкамья.

Научная новизна работы. Впервые для условий Предкамья на почвах ряда дерново-подзолистые, дерново-карбонатные, коричнево-бурые, серые лесные изучены лесоводственно-таксационные показатели естественных насаждений липы; исследованы взаимосвязи между показателями почвенного плодородия и продуктивностью липняков. Впервые проведен ретроспективный анализ с 1948 года по настоящее время по динамике структуры насаждений. Проведеные геоботанические исследования, выявили связь продуктивности насаждений липы с эколого-ценотическим составом травяного яруса.

Практическое значение результатов исследований заключается в выявлении факторов, играющих приоритетную роль в формировании высокопродуктивных, устойчивых древостоев липы. Результаты исследований могут быть основой для рационального использования земельных ресурсов Государственного лесного фонда, для кадастровой оценки лесных земель. Полученные данные могут быть применены при диагностике и бонитировке лесных почв, экологической оценке лесных ландшафтов, для разработки рекомендаций по повышению продуктивности, устойчивости липовых насаждений и плодородия лесных почв.

Положения, выносимые на защиту:

  1. Ретроспективный анализ структуры древостоев основных лесообразующих пород на южной границе подтаежных лесов, проходящей по территории Предкамья РТ, указывает на различия в возобновлении и формировании насаждений основных лесообразующих пород в зоне широколиственных и хвойно-широколиственных лесов;
  2. Липовые фитоценозы, сформированные на дерново-подзолистых, серых лесных, коричнево-бурых лесных, дерново-карбонатных и пойменных почвах в различных зональных условиях формируют четыре основных типа леса: липняк снытевый, осоковый, пролесниковый и припойменный, отличающихся по составу древостоя, подлеска, травяного покрова. Липовые фитоценозы широколиственных лесов отличаются от липняков хвойно-широколиственных лесов составом, продуктивностью древостоев и видовым составом травяного яруса;
  3. Исследованные почвы липняков региона обладают различным уровнем плодородия, лесорастительные свойства которых определяют особенности формирования фитоценозов липы, их состав и продуктивность. Наиболее продуктивные липняки выделены на серых лесных и дерново-карбонатных выщелоченных почвах;
  4. Видовой состав травянистого яруса и формирующийся спектр эколого-ценотических групп является показателем потенциальной продуктивности липняков и может быть использован для индикации экологического состояния насаждений липы, произрастающих на южной границе подтаежных лесов.

Личное участие автора заключается в постановке проблемы, разработке методики исследований, сборе, обработке и анализе экспериментального материала, выполнении полевых работ и лабораторных анализов образцов почв, обработке и интерпретации, систематизации результатов исследований, обобщений исходной информации. Полевой материал собран автором в период с 2002 по 2007 гг.

Апробация работы. Основные результаты исследований были представлены и обсуждались на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава КГАУ (Казань, 2003, 2004, 2005), Всероссийской научной конференции «Молодые ученые – агропромышленному комплексу» (Казань, 2004), научных чтениях, посвященных 70-летию Заслуженного лесовода России, доктора с.-х. наук профессора Аглиуллина Ф.В. «Пути рационального воспроизводства, использования и охраны лесных экосистем в зоне хвойно-широколиственных лесов» (Чебоксары, 2005), и др.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, одна в издании, рекомендованном ВАК.

Структура и объем работы. Объем диссертации 184 страницы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы и использованных фондовых материалов. Основной текст изложен на 142 страницах, иллюстрирован 41 таблицей, 39 рисунками, 4 приложениями. Список литературы включает 219 наименований, в том числе 9 на иностранном языке.

  1. ЛИПОВЫЕ ФИТОЦЕНОЗЫ КАК ОБЪЕКТ ИСЛЕДОВАНИЙ

(ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

Липа является одной из значимых лесообразующих пород нашей республики. Она занимает большие площади и выполняет важные средообразующие, экологические функции, является важнейшей кормовой базой пчеловодства, повсеместно используется в озеленении городов и населенных пунктов (Соколов, 1973). Это предполагает их восстановление и правильную организацию ведения в них хозяйства. Неудовлетворительна возрастная структура липняков. На долю молодняков I класса приходится только 6,5% и II класса - 8% насаждений, так как исключенные из расчета пользования старые липняки не обновлялись. И не случайно площадь перестойных липняков составляет 9,5 тыс. га, или 50% всех липовых насаждений.

В литературе имеются данные о положительной роли липняков в формировании экологически устойчивых, продуктивных лесных формаций (Сукачев, 1938, 1975; Марков, 1948; Губанина, 1952; Баблауни, 1953; Болотова, 1953; Альбенский, 1954; Цветков, 1957; Тараканов, 1963; Беленков, 1963; Маевский,1964; Миронов, 1966, 1967; Мурахтанов, 1972; Соколов, 1975; Бойко, 1976; 1996; Курнаев, 1980; Шиманюк, 1989). Присутствие липы хотя бы в подлеске принято считать надежным показателем плодородия почвы, т.к. липа препятствует образованию грубого гумуса в хвойных насаждениях и повышает продуктивность насаждений даже в том случае, если сама липа в этих условиях не является лесообразователем. Нет единого мнения о природе липовых лесов Средней Волги. Некоторые исследователи (Мурахтанов, 1972; Аглиуллин, Мурзов, 1986) относят их к производным типам леса от дубрав - в лесостепной зоне – и елово-пихтовых древостоев - в зоне хвойно-широколиственных лесов, другие (Курнаев, 1980; Соколов, 1986) приводят доводы об их коренном происхождении. Тем не менее,

изученность почв под липняками, их лесорастительные свойства, взаимосвязь с растительностью, приуроченность к зональным условиям остается слабой. Изучение взаимосвязи почв с лесными насаждениями, их взаимовлияние является актуальным на данный момент. Взаимовлияние почв и леса выделено в работах многих ученых (Гордягин, 1922; Тюрин, 1922; Морозов, 1930; Сукачев, 1930; Зонн, 1954, 1956, 1964; Ткаченко, 1955; Погребняк, 1955; Смирнов, 1965; Газизуллин, 1972, 1993; Карпачевский, 1981; Шакиров, Арсланов, 1982; Гилаев, 1998; Сабиров, 2001 и др.). Литературный обзор показал, что нет единого мнения о влиянии отдельных почвенных показателей на прирост нормальных насаждений, на состав древостоя и биологическое разнообразие липовых формаций.

  1. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Объектом исследований являются насаждения, почвы и живой напочвенный покров липняков, типичных для Среднего Поволжья. Район исследований охватывает Предкамье Республики Татарстан. Экспедиционные исследования липовых фитоценозов проводились в Арском, Сабинском, Пригородном, Лаишевском, Камском лесхозах Республики Татарстан. Изучение состояния и продуктивности древостоев в зависимости от почвенных условий проводились путем закладки постоянных и временных пробных площадей в соответствии с ГОСТ 16128-70, ОСТ 56-69-83 и «Программой и методикой биогеоценотических исследований» (1966) в липняках различного состава, возраста, продуктивности и условий произрастания. Выполненные работы представлены следующими объемами: рекогносцировочным обследованием охвачены лесные насаждения с участием липы в составе на площади 26 тыс. га. Более детальные исследования проводились в 45 точках, где были сделаны полные геоботанические описания, на 24 пробных площадях (ПП) заложены полнопрофильные почвенные разрезы с морфологическим описанием горизонтов и взятием образцов, на остальных сделаны прикопки и полуямы. Полевые исследования почв пробных площадей, анализы почвенных образцов и лесных подстилок проведены по общепринятым в почвоведении методикам, изложенным в работах: В.Н. Смирнова (1959), С.В. Зонна, Н.И. Базилевич (1966), Е.В. Аринушкиной (1970), Б.А. Доспехова (1979) А.Ф. Вадюниной, З.А. Корчагиной (1986), О.Г. Растворовой, Д.П. Андреева, Э.И. Гагариной и др. (1995), Л.А. Воробьевой (1998). На пробных площадях описание компонентов фитоценозов произведено согласно методике Сукачева и Дылиса (1964), а определение таксационных показателей древостоев по общепринятым в лесной таксации методам (Захаров, 1967; Верхунов, 1984). Проведен сплошной перечет деревьев по двухсантиметровым ступеням толщины. Травяной покров и степень покрытия поверхности почвы травами описывается по шкале Друде.

В камеральных условиях вычислены таксационные показатели древостоев 45 пробных площадей. В полевых условиях отобраны 291 образец минеральных горизонтов почв и 45 образцов лесной подстилки. Всего после проведения почвенно-химических анализов было получено 1701 единиц цифровых данных по основным свойствам почв.

При обработке данных применялись методы математической статистики. Использовались многофакторные регрессионные уравнения по методу наименьших квадратов с оценкой их адекватности по величине критерия Фишера (F), значимости коэффициентов регрессии по t-критерию Стьюдента. Определялся вклад отдельных почвенных признаков во влиянии на показатели продуктивности древостоев. Обработка данных и анализ проводился с использованием кластерного анализа, в программах «STATISTICA», «Excel».

  1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ

Республика Татарстан расположена в восточной части Восточно-Европейской равнины Российской Федерации и входит в Среднее Поволжье. Район исследования охватывает центральные территории Предкамья Республики Татарстан. Предкамье – холмисто-увалистая равнина, на его севере-западе расположены южные отроги Вятского Увала. Изученная территория ограничена реками Волгой и Камой. Здесь наблюдается значительное различие в климатических факторах, геологическом строении и рельефе местности, а также в растительном покрове. На территории Предкамья РТ выделяют три региона: Волжско-Вятский возвышенно-равнинный регион, Вятско-Камский равнинный регион и Волжско-Камский возвышенно-равнинный регион.

Эрозионное расчленение Предкамья обязано поверхностному стоку, создающему гидрографическую сеть сложного рисунка. Все реки Предкамья принадлежат Волжскому бассейну, причем значительная часть территории дренируется Камой и Вяткой. В реку Кама со стороны Предкамья впадают Меша, Бетька, Шумбутка, Берсутка, Вятка, Тойма, Иж. В Вятку впадают Шошма, Бурец, Шия и другие мелкие речки. Самой Волгой дренируется западная часть района, она принимает реку Казанка и за пределами территории республики реку Илеть, левым притоком которой является река Ашит, дренирующая северо-западную часть Предкамья, прилегающую к республике Марий-Эл. Почвы, исследуемой территории, образованы отложениями пермской системы палеозоя и четвертичной системы кайнозоя. Пермские отложения района представлены породами верхней Перми, относящимися к казанскому и татарскому ярусам. Отложения татарского яруса часто перекрывают породы казанского, что обуславливает формирование большого разнообразия почв, существенно различающихся по своему генезису, свойствам и плодородию. В соответствии с почвенно-географическим районированием (Алехин, 1950) по терри­тории РТ проходит граница между бореальным и суббореальным почвенным поясом. На территории Предкамья представлены следующие типы почв: серые лесные, коричнево-бурые и бурые лесные, дерново-подзолистые, рендзины, пойменные почвы; болотные и полуболотные. Климат района исследований умеренно-континентальный. Зима продолжительная и холодная с незначительными оттепелями; весна поздняя, сухая, прохладная; лето короткое, жаркое и достаточно влажное; осень прохладная, дождливая и затяжная. Согласно геоботаническому и лесорастительному районированию юго-западная часть Предкамья относится к зоне широколиственных лесов, а остальная часть отнесена к зоне хвойно-широколиственных лесов (Курнаев, 1973), что предполагает наличие различий в формировании насаждений.

4. Биогеоценотическая характеристика ЛИПОВЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ в Предкамье РТ

4.1. Анализ динамики структуры насаждений липы

Выяснение динамики и состояния лесных формаций в историческом аспекте помогает предвидеть ход распространения древесных пород. Немаловажное значение имеет и изменение пространственной структуры липняков на современном этапе. Согласно данным спорово-пыльцевого анализа, датируемого голоценом, липа одно из самых часто встречающихся широколиственных деревьев. Современный ареал липы значительно сократился, что связано с хозяйственной деятельностью человека. В Предкамье Республики Татарстан липняки занимают 27,8%, в основном III класса бонитета (64,5%).

Для анализа состояния и возобновления липняков в зоне широколиственных и хвойно-широколиственных лесов Предкамья были детально исследованы материалы лесоустройства, таксационные описания по Лаишевскому и Арскому лесхозам, начиная с 1948 г., занятых основными лесообразующими породами различного возраста (199 выделов) и, с помощью наложения карт, прослежены изменения в площадях выделов и структуре насаждений, соответствующих им в 2003 г. (312 выделов). Проведя ретроспективный анализ имеющегося материала для зоны хвойно-широколиственных лесов, нами сделаны выводы:

  1. За анализируемый 50-летний период доля липовых молодняков увеличилась, что говорит о смене пород при сплошнолесосечных рубках за счет порослевого возобновления липы. В процессе формирования насаждения быстрорастущие породы (береза, осина) укрепляют свое положение, и их доля в составе увеличивается. В сформировавшихся, средневозрастных липняках при относительно равном количестве липы и других пород, соотношение их изменяется в сторону преобладания липы.

2. Несмотря на наличие обильного естественного возобновления ели и пихты, доля участия этих пород в составе уменьшается, что объясняется угнетением и гибелью подроста под пологом липы, которая (особенно порослевая) обладает более интенсивным ростом. При наличии под пологом материнского древостоя подроста хвойных пород после рубки главного пользования формируются хвойные насаждения с участием липы. После вырубки ели при отсутствии ее подроста идет формирование березняков и осинников, но липа появляется в виде второго яруса.

3. При создании лесных культур в междурядьях появляется естественное возобновление липы, осины, березы. В процессе рубок ухода осина и береза, как правило, вырубаются, за счет чего происходит относительное увеличение доли участия липы, а на месте вырубленной березы и осины появляется естественное возобновление ели, занимающей соответствующие ей условия. Культуры сосны, при надлежащем уходе, формируют устойчивые сложные древостои с сосной в первом ярусе и липой с елью – во втором. Липа, оставленная при рубках ухода, укрепляет свое положение.

4. При формировании липово-дубовых древостоев соотношение между породами относительно стабильное, но появляющееся возобновление березы и осины в значительной степени вытесняет липу. Так как дуб является объектом, ухода его доля практически сохраняется. При низкой полноте подрост липы занимает свою нишу.

  1. На месте осинников с течением времени формируются березняки и осинники с липой во втором ярусе, но с возрастом осина как порода недолговечная выпадает и происходит смена на липу. В осинниках с возрастом участие липы увеличивается в условиях С2, в условиях Д2 осина остается доминантом.

Формирование насаждений с участием липы в зоне широколиственных лесов (в зависимости от состава в 1958 году) имеет некоторые отличия:

1.Липовые молодняки (1958 года) с возрастом полностью укрепляют свое положение, увеличивая долю участия в древостоях. Береза не конкурирует с липой. Для средневозрастных липняков (1958 года), практически уже сформировавшихся, возобновление идет после рубки главного пользования, как правило, с участием березы и осины. Спелые и перестойные липняки с участием дуба после вырубки возобновляются липой порослевого происхождения без участия дуба.

2. Площади, занимаемые осинниками (молодняками, средневозрастными и спелыми) с участием липы (1958 г.), возобновлялись осиной, но с большим участием липы и березы. При гибели культур дуба, лиственницы, сосны, созданных по вырубке осины VI класса возраста, возобновление в силу ослабления порослевой способности осины идет березой и липой.

3. В березняках, молодняках, средневозрастных и спелых (1958 г.) через 50 лет(2003 г.) доля участия березы и липы не изменяется. После рубок липа занимает доминирующее положение при наличии ее подроста под пологом.

4. Анализ изменения структуры дубрав (молодняков, средневозрастных и спелых) за 50 лет показывает, что липа обгоняет в росте дуб, и при отсутствии рубок ухода ее доля увеличивается. После рубок главного пользования происходит возобновление липой.

Формирование насаждений в зоне широколиственных и в зоне хвойно-широколиственных лесов имеет существенные отличия:

  • в зоне широколиственных лесов липа всегда участвует в возобновлении насаждений, занимая главенствующее положение, в зоне хвойно-широколиственных лесов при возобновлении в насаждениях с липой успешно конкурируют береза и осина (рис.1);

 Динамика структуры липняков в зоне широколиственных (ш.л.) и -0

Рис.1. Динамика структуры липняков в зоне широколиственных (ш.л.) и

хвойно-широколиственных лесов (хв.-ш. л.)

- в зоне широколиственных лесов в дубравах липа обгоняет в росте дуб, и ее доля участия увеличивается, осина и береза с ней не конкурируют (рис.2). В зоне хвойно-широколиственных лесов доля дуба сохраняется в результате уходов за ним, как за целевой породой, но липа появляется в древостое, конкурируя с осиной и березой. Класс бонитета повышается благодаря влиянию липы;

 Динамика структуры дубрав в зоне широколиственных (ш.л.) и -1

Рис.2. Динамика структуры дубрав в зоне широколиственных (ш.л.) и

хвойно-широколиственных лесов (хв.-ш. л.)

  • На месте осинников при возобновлении осина конкурирует с липой, но со временем доля липы увеличивается в обеих зонах (рис.3).На месте березняков в зоне широколиственных лесов береза конкурирует с липой, но не вытесняет ее. Их доля участия сохраняется.

 Динамика структуры осинников в зоне широколиственных (ш.л.) и -2

Рис.3. Динамика структуры осинников в зоне широколиственных (ш.л.) и

хвойно-широколиственных лесов (хв.-ш. л.)

  • В зоне хвойно-широколиственных лесов в липняках присутствуют в составе ель или пихта, доля которых со временем уменьшается, и после рубок главного пользования формируются смешанные насаждения с участием липы и березы (липа участвует всегда). При создании культур липа, возобновившаяся естественным путем, участвует в формировании древостоя в виде второго яруса (рис.4).

 Динамика структуры древостоя хвойных пород в зоне-3

Рис.4. Динамика структуры древостоя хвойных пород в зоне хвойно-широколиственных лесов (хв.-ш. л.)

- В зоне широколиственных лесов липа всегда участвует в возобновлении насаждений, занимая главенствующее положение и формирует высокопродуктивные древостои. В обеих зонах, их производительность довольно близка, и определяется режимом ведения хозяйства.

4.2. Лесоводственно-таксационная характеристика

древостоев липы на пробных площадях

По материалам лесоустройства самым распространенным является липняк разнотравный, который включает в себя группу более мелких типов, сходных по лесорастительным условиям. Однако, по нашему мнению, объединение всех типов липняков в один мешает правильному планированию ведения хозяйства в них. В липняках исследуемого региона нами выделены четыре типа насаждений с участием липы: липняк волосисто-осоковый – (38%), приуроченный в большей степени к дерново-подзолистым почвам, снытевый – (31%)и пролесниковый – (27%), к серым лесным почвам, припойменный – 4% от числа заложенных пробных площадей. На коричнево-бурых почвах нами описан только пролесниковый липняк. Эта закономерность прослеживается в обеих лесорастительных зонах. Основным показателем пригодности площадей для выращивания высокопродуктивных липняков должно быть соответствие лесорастительных условий для данной породы и экономической целесообразностью.

 Распределение типов липняков в зависимости от типов почвы (в % от-4

Рис.5.Распределение типов липняков в зависимости от типов почвы

(в % от числа заложенных пробных площадей)

Липняк волосисто-осоковый выделен на 17 пробных площадях в насаждениях возрастом от 45 до 90 лет, произрастающих по I-III классу бонитета. К дерново-подзолистым почвам приурочено 41% волосисто-осоковых липняков. К серым лесным почвам приурочено 18% волосисто-осоковых липняков. К дерново-карбонатным почвам приурочено 41% волосисто-осоковых липняков.

Липняк снытевый выделен на 14 пробных площадях в насаждениях возрастом от 50 до 120 лет, произрастающий по I-III классу бонитета. К дерновоподзолистым почвам приурочено 22%. К серым лесным почвам приурочено 64% снытевых липняков. К дерново-карбонатным выщелоченным почвам приурочено 14% пробных площадей.

Липняк пролесниковый выделен на 12 пробных площадях. К серым лесным почвам приурочено 58% пролесниковых липняков, а 42% - к коричнево-бурым.

Липняк припойменный выделен на 2 пробных площадях, насаждения имеют высокую продуктивность.

Наиболее распространенный тип липовых насаждений - липняки волосисто-осоковые и снытевые, которые приурочены в большей степени к дерново-подзолистым и серым лесным почвам. Эти же липняки имеют достаточно высокую производительность, являются устойчивыми, что подтверждается высоким видовым разнообразием.

4.3. Геоботаническая характеристика объектов исследования

Анализ видового состава травяного яруса липовых фитоценозов выявил, что в зоне широколиственных лесов преобладают липняки снытевые и пролесниковые, которые имеют отличительные особенности от липняков хвойно-широколиственной зоны. Выделенные нами типы леса (липняк снытевый, пролесниковый, осоковый и припойменный) встречаются в по всей территории Предкамья. При исследовании растительного покрова была применена классификация видов сосудистых растений, составленная на основе эколого-ценотических свит А.А. Ниценко и исторических свит Г.М. Зозулина.

В зоне широколиственных лесов в составе живого напочвенного покрова доля бореальных видов составляет в среднем 0,9% от всех представленных эколого-ценотических групп (рис.6). Они встречаются только на 18,7% пробных площадей, в то же время в хвойно-широколиственной зоне доля бореальных видов составляет 6,5%, и они присутствуют во всех описаниях.

 Представленность видов в ЭЦГ (% ) в зоне широколиственных и-5

Рис.6. Представленность видов в ЭЦГ (% ) в зоне широколиственных

и хвойно-широколиственных лесов

Доля бореально-неморальных видов в обеих зонах имеет примерно равные значения (16,6-17%) от всех представленных ЭЦГ и они присутствуют во всех описаниях. Неморальная группа представлена большим количеством видов (29). Их доля от всех видов составляет в широколиственной зоне 63% и 50% - в хвойно-широколиственной, они присутствуют во всех описаниях. Доля боровых видов в широколиственной зоне составляет 1,94%. и они присутствуют в 62,5% описаний, тогда как в хвойно-широколиственной зоне их доля составляет 0,6% и они представлены только в 14,3% описаний. Гигрофитные виды в широколиственной зоне не отмечены, тогда как в хвойно-широколиственной зоне их доля составляет 0,92% и они представлены в 14,3% описаний Доля болотных видов в широколиственной зоне составляет 1,24%. и они присутствуют в 43,7% описаний, тогда как в хвойно-широколиственной зоне их доля составляет 0,4% и они представлены только в 14,3% описаний. Луговые виды самая разнообразная группа – 31 вид. Доля видов, приуроченных к влажным условиям обитания, в липняках обеих зон имеет примерно равные значения (15,2-16,6%) и встречаются они практически во всех описаниях. Доля видов, приуроченных к сухим условиям, в липняках обеих зон намного меньше и составляет 0,3-0,2% и встречаются в 12,5% описаний в широколиственной зоне и 7% в хвойно-широколиственной. Доля рудеральных, заносных, культурных видов в широколиственной зоне составляет 1,9%. и они присутствуют в 50% описаний, тогда как в хвойно-широколиственной зоне их доля составляет 5,4% и они представлены в 93% описаний. В липняках и широколиственной и хвойно-широколиственной зоны преобладающая группа – неморальная (табл.1).

Таблица 1

Представленность ЭЦГ в широколиственной и хвойно-широколиственной зонах

ЭЦГ Зоны Бореа-льные Бореально-немораль-ные Немораль-ные Боро- вые Гигро- фитные Низинные болотные Луговые, лесолуг. влажнолуг Сухолуг. лесостеп. остеплуг. лугостеп Рудер., заносн., культ.
Широ-колист венная 18,7 0,9 100 16,6 100 63 62,5 1,9 0 0 43,7 1,2 93,7 15,2 12,5 0,3 50 1,9
Хвойношироколист венная 100 6,5 100 17 100 49,7 14,3 0,6 14,3 0,9 14,3 0,4 100 16,6 7 0,2 93 5,4

Примечание: в числителе - встречаемость эколого-ценотических групп на пробных площядях от общего числа ПП в %, в знаменателе - доля количества видов от общего числа видов в %.

5. ПОЧВЕННЫЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ НАСАЖДЕНИЙ ЛИПЫ НА ЮЖНОЙ ГРАНИЦЕ ПОДТАЕЖНЫХ ЛЕСОВ

В данной главе приводятся результаты исследования почвенно-грунтовых условий произрастания липняков. В результате проведенных исследований нами выявлено (рис.7), что в условиях Предкамья липовые биоценозы произрастают преимущественно на серых лесных, дерново-подзолистых, дерново-карбонатных почвах, меньше - на коричнево-бурых и пойменных почвах.

В диссертации приводятся результаты анализа гранулометрического состава и физико-химических свойств исследованных почв.

 Распределение пробных площадей по типам почв: дерново-подзолистые- 23%;-6

Рис.7.Распределение пробных площадей по типам почв: дерново-подзолистые- 23%; серые лесные–42%; дерново-карбонатные – 20%; коричнево-бурые – 11%; пойменные – 4%.

5.1. Дерново-подзолистые почвы

Дерново-подзолистые почвы обследованы в Пригородном, Лаишевском и Зеленодольском лесхозах по 6 полным почвенным разрезам.

Дерново-сильноподзолистая легкосуглинистая почва, сформированная на древнеаллювиальных отложениях, подстилаемых пермскими элювиальными глинами обнаружена нами в Высокогорском лесничестве Пригородного лесхоза под пологом липняка снытевого (ПП 14). Профиль этой почвы имеет следующее строение: А0=3 см +А1=15 см + А1А2 =29 см. + А2 =47 см + А2В =60 см + В1=90 см + В2 =160 см + ВД=185 см + Д =200 см.

Дерново-слабоподзолистая супесчаная почва, образованная на древнеаллювиальных песках, изучена в Матюшинском лесничестве Пригородного лесхоза (ПП15), под пологом липняка волосисто-осокового. Профиль имеет следующее строение: А0=4см + А1=15см + А1А2=25см + А2=37см + А2В=60см + В1=87см + В2=103см + В3=160см + С=190см.

Минимальное содержание физической глины и ила дерново-сильно-и среднеподзолистых почв, среднего гранулометрического состава выявляется в подзолистом горизонте и увеличивается к нижним горизонтам что свидетельствует об интенсивном выносе из верхних горизонтов глинисто-иловатых частиц. В профиле дерново-слабоподзолистых супесчаных почв наибольшее содержание физической глины и ила приходится на гумусовый горизонт, уменьшаясь к нижним горизонтам. Профильное распределение гумуса резко убывающее. Сумма поглощенных оснований в гумусовом горизонте слабоподзолистых почв ниже, чем средне и сильноподзолистых. Величина гидролитической кислотности в гумусовом горизонте колеблется от 3,0 до 13,5 мг-экв на 100 г почвы, с глубиной она уменьшается. Степень насыщенности основаниями низкая. Значение рH солевой вытяжки почв по всему профилю слабокислое, лишь в отдельных случаях становится близкой к нейтральному, что связано с характером материнской породы. Содержание подвижного фосфора и обменного калия по профилю распределяется неравномерно и колеблется в значительных пределах.

    1. Серые лесные почвы

Серые лесные почвы являются самыми распространенными на территории Предкамья.

Светлосерые лесные почвы характеризуются светлым гумусовым (А1) горизонтом комковато-пылеватой структуры и оподзоленными (А1А2 и А2В) горизонтами, обильной белесой присыпкой; для горизонта А1А2 характерна мелко-комковато-плитчатая структура. светло-серая лесная среднесуглинистая почва, сформировавшаяся на делювиальных глинах, обнаружена в Балтасинском лесничестве Арского лесхоза.. Почвенный профиль имеет следующее строение: А0=4см + А1=18см + А1А2=29см + А2В=40см + Вt1=57см + ВС =86см + С=161см.

Серая лесная среднесуглинистая почва обследована нами на делювиальных карбонатных отложениях в Балтасинском лесничестве Арского лесхоза (ПП 9). Почва имеет следующее морфологическое строение: А0=4см + А1’=18см + А1”=24см + А2В=37см + Вt1=52см + Вt2=77см + ВС=107см + С=167см.

Темносерые лесные почвы в Предкамье распространены значительно реже, чем в Предволжье и Закамье. Нами обследована темно–серая лесная почва в Столбищенском лесничестве Пригородного лесхоза (ПП 2), сформированая на делювиальных отложениях, подстилаемых карбонатными песчаниками. Почвенный профиль имеет следующее строение: А0=2см + А1=28см + А2В=44см + Вt1=63см + Вt2=107см + ВС=136см + С=200см.

Исследованные почвы по гранулометрическому составу являются средне и тяжелосуглинистыми. В иллювиальных горизонтах содержание физической глины и ила сильно повышается, что свидетельствует о дифференциации их в профиле данных почв. Наименьшее количество ила обнаруживается в гумусовом (темно-серые почвы) и подгумусовом горизонте (светло серые почвы). Фракция ила в серых лесных почвах перераспределяется по профилю более резко, чем фракция физической глины. Содержание гумуса максимально в верхнем горизонте и колеблется от 3,8-4,3% - у светло-серых, 4,7-5,7%- у серых, 6,8% - у темно-серых почв, вниз по профилю этот показатель уменьшается наиболее резко у светло-серых почв.. Сумма поглощенных оснований в верхних горизонтах колеблется от 19,8 до 42,1 мг-экв на 100г почвы. Гидролитическая кислотность наибольшая в горизонте А1, с глубиной она уменьшается. Степень насыщенности основаниями рассматриваемых почв высокая. Книзу по профилю ее значение увеличивается, что связано со значением гидролитической кислотности. Значение рH солевой вытяжки светло-серых почв слабокислая, уменьшается в иллювиальных горизонтах, и увеличивается к материнской породе, серых почв - в верхнем горизонте близка к нейтральной, а вниз по профилю снижается, темно-серых - по всему профилю близко к нейтральному. Содержание подвижного фосфора и обменного калия невысокое, в иллювиальном горизонте повышается.

    1. Коричнево-бурые лесные почвы

В процессе работы под липовыми фитоценозами были исследованы коричнево-бурые лесные типичные и коричнево-бурые лесные псевдоподзолистые почвы.

Профиль коричнево-бурой лесной оподзоленной почвы на элювии плитчатых известняков был описан в Мешебашском лесничестве Сабинского лесхоза в липняке пролесниковом (ПП 3). Он имеет следующее строение: А0=2 см + А1’=14 см + А1’’=25 см + Вt =65 см + ВСса=85см + Сса1=120 см + Сса2=175 см.

Профиль типичной коричнево-бурой тяжелосуглинистой почвы, сформированной на элювии пермских мергелей, описан в том же лесничестве и имеет следующее строение: А0=2см + А1’=13см + A1”=27+ A1’”=47+ Вtса=66см + ВСса=89см+Сса=125см. Профиль коричнево-светло-бурой лесной легкосуглинистой почвы (разрез 7), сформировавшейся на элювии пермских песчаников описан там и имеет следующее строение: А0=3см + А1’=12см+А1”=16см + А1В=51см + Вt1=69см + Вt2=83см + С=106см + СД=186см.

Анализ гранулометрического состава коричнево-бурых лесных почв показывает, что максимум ила и физической глины приходится на иллювиальный горизонт, а минимум - на гумусовый горизонт.

Коричнево-бурые лесные почвы имеют довольно высокое содержание гумуса в верхнем горизонте, которое плавно уменьшается книзу. Значение гидролитической кислотности в горизонте А1 колеблется от 4,7 до 13,9 мг-экв на 100г почвы, затем снижается. Они характеризуются близкой к нейтральной реакцией почвенного раствора. Содержание подвижного фосфора к материнской породе увеличивается. Содержание обменного калия имеет два пика: в горизонте А1 и В2.

    1. Дерново-карбонатные почвы (рендзины)

В рассматриваемом регионе дерново-карбонатные почвы имеют небольшое распространение. Обследована типичная дерново-карбонатная почва, сформированная на известняках. Строение почвенного профиля следующее: А0=1 см. А1 =15 см. АВ =24 см. В =32 см. ВСса =40см. Сса с 40 см. Профиль дерново-карбонатной выщелоченной тяжелосуглинистой почвы (разрез 20), сформировавшийся на мергелистых пестроцветных глинах, описан в том же лесничестве. Почвенный профиль имеет строение: А0=1см + А1=15см + А1В=30см + ВСса=50см + Сса=70см. Исследованные дерново-карбонатные почвы характеризуются тяжелым гранулометрическим составом, с содержанием физической глины более 50% и ила 18,9-24,7%. Содержание гумуса, сумма поглощенных оснований и степень насыщенности основаниями в горизонте А1 высокие. Величина гидролитической кислотности низкая. Реакция солевой вытяжки нейтральная, к материнской породе сохраняются практически те же значения. Содержание подвижных форм фосфора в горизонте А1 среднее, обменного калия высокое, к материнской породе значительно уменьшается.

5.5. Пойменные почвы липняков

Пойменные липняки в Предкамье встречаются крайне редко. Нами выявлены небольшие участки липняков на древнеаллювиальных песках второй террасы реки Волги (разрез 21) и на многочленных отложениях поймы реки Меши (разрез 22). Анализируя физико-химические свойства пойменных почв, можно констатировать о среднем содержании гумуса в горизонте I и повторных пиках в погребенных горизонтах. Величина гидролитической кислотности низкая. Реакция солевой вытяжки в гумусовом горизонте близка к нейтральной, книзу подкисляется.

5.6.Результаты статистической обработки физико-химических показателей почв (горизонт А1) и прироста насаждений

Полученные нами данные по содержанию основных элементов питания были обработаны методами вариационной статистики для установления существенности различий физико-химических показателей основных типов почв. В качестве основного использован метод дисперсионного анализа. Имеется существенная разность между дерново-подзолистыми, коричнево-бурыми и дерново-карбонатными почвами по содержанию гумуса, фосфора и рН КСl. Между всеми типами почв имеется существенная разница по содержанию суммы обменных оснований и степени насыщенности основаниями. Существенная разность по показателям гидролитической кислотности имеется между коричнево-бурыми и дерново-корбанатными почвами, а по содержанию обменного калия – между дерново-подзолистыми и дерново-карбонатными почвами, что объясняется высокой подвижностью данных элементов (табл.2).

Таблица 2

Средние значения физико-химических показателей почв пробных площадей (F05=3,10, t 05=2,09)

Варианты (по типам почв) Число наблю- дений Гумус Гидр. кислот- ность Сумма обменных оснований Степень насыщ. основан. Фосфор Калий pН КСl
Дерново-подзолистые 7 3,24 7,3 10,25 52,5 6,7 13,6 3,6
Серые 8 4,7 6,7 23,5 78,5 7,9 14,6 5,1
Коричнево-бурые 5 7,62 8,8 27,06 76 21,6 13,3 4,9
Дерново-карбонатные 4 10,0 4,5 41,9 89,6 18,5 59.0 6,0
11,1 6,0 25 5,8 10,6 22 7
НСР 1,9 3,5 7,5 19 7 11,5 0,6
  1. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ЛИПОВЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПОЧВЕННЫХ УСЛОВИЙ

Формирование липовых фитоценозов зависит от комплекса экологических факторов, тесно взаимодействующих между собой. Изучение лесорастительных условий имеет большое значение для разработки мероприятий по повышению производительности лесов. От лесорастительных свойств почв зависит породный состав древостоев, их производительность и ряд лесохозяйственных мероприятий (Белов, 1983). Поддержание уровня лесистости осуществляется с помощью лесных культур, подбор пород в которых, часто не соответствует условиям произрастания, а определяется хозяйственными задачами, что ведет к обеднению видового и ценотического разнообразия, уменьшению количества видов и упрощению ярусной структуры фитоценозов, снижает устойчивость и продуктивность насаждений.

6.1. Лесорастительные свойства почв и их влияние на биоразнообразие и продуктивность липняков

6.1.1. Лесорастительные свойства почв липняков

Для оценки потенциального плодородия нами были проведены физико-химические исследования по определению содержания гумуса и подвижных элементов (фосфора и калия), степени насыщенности основаниями, гидролитической и солевой кислотности.

Исследования показывают, что содержание гумуса в горизонте А1 дерново-подзолистых почв разных подтипов и гранулометрического состава не превышает 3,8%, сумма обменных оснований и гидролитическая кислотность низкая, степень насыщенности основаниями варьирует в широких пределах (28,0- 84,6 мг-экв/100г), содержание подвижного фосфора и обменного калия невысокое. Значение рН солевой вытяжки слабокислое, в единичных случаях становится близкой к нейтральному (3,3-5,7).

Серые лесные почвы обладают более высокими показателями почвенного плодородия по содержанию гумуса (3,8-6,8%), суммы обменных оснований, гидролитической кислотности, подвижного фосфора и обменного калия. Кислотность данных почв близка к нейтральной (4,7-6,5).

Изученные коричнево-бурые почвы отличаются высоким содержанием гумуса (7,2-7,9%), средними значениями суммы обменных оснований (22,5-33,1 мг-экв/100г), подвижного фосфора и обменного калия, слабокислой реакцией солевой вытяжки и высокой степенью насыщенности основаниями.

В ряду исследованных почв дерново-карбонатные почвы обладают наиболее высокими показателями почвенного плодородия: содержание гумуса достигает 11,4%, сумма обменных оснований и степень насыщенности основаниями имеют высокие значения, рН солевой вытяжки – нейтральное. Исследованные почвы характеризуются высоким потенциальным плодородием. Относительно низким содержанием гумуса отличаются дерново-подзолистые и светло-серые лесные почвы. Наибольший процент содержания гумуса и подвижных элементов наблюдается у дерново-карбонатных и коричнево-бурых лесных почв. Таким образом, в ряду лесорастительной оценки почв наибольшим плодородием отличаются коричнево-бурые и дерново-карбонатные почвы (рендзины), далее следуют серые лесные почвы. Относительно низким потенциальным плодородием обладают дерново-подзолистые почвы.

6.1.2. Взаимосвязь почвенного плодородия, состава древостоя

и прироста в насаждениях липы

С целью оценки влияния отдельных факторов плодородия почв нами были проанализированы свойства почвенных разностей, установлены корреляционные отношения между отдельными факторами, а именно взаимосвязь среднего прироста нормальных насаждений с содержанием гумуса (%), гидролитической кислотности, рН, фосфора и калия, суммы обменных оснований, степени насыщенности почвы основаниями в горизонте А1. Исследования показывают, что на дерново-подзолистых почвах разных подтипов и гранулометрического состава произрастают насаждения липы чистого и смешанного состава I, II и III класса бонитета. Содержание гумуса в этих почвах колеблется от 2,3% до 3,8%, а средний прирост нормальных насаждений от 3,0 до 6,2 м/га, причем наибольшей продуктивностью отличаются насаждения, произрастающие на супесчаных почвах.

На средне и тяжелосуглинистых серых лесных почвах разных подтипов формируются смешанные насаждения липы, в основном, I и II класса бонитета. Содержание гумуса колеблется от 3,8% до 6,8%, а средний прирост нормальных насаждений от 4,2 до 6,5 м/га. На данных почвах зависимости от гранулометрического состава не наблюдается. На коричнево-бурых лесных тяжелосуглинистых почвах произрастают смешанные липняки II и III класса бонитета. Содержание гумуса колеблется от 7,2% до 7,9%, а средний прирост нормальных насаждений от 4,2 до 5,0 м/га. На типичных дерново-карбонатных почвах формируются смешанные липняки III класса бонитета. Несмотря на высокое содержание гумуса средний прирост нормальных насаждений не превышает 4,6 м/га. На выщелоченных дерново-карбонатных почвах произрастают смешанные липняки I и II класса бонитета. Содержание гумуса колеблется от 9,0% до 11,4%, а средний прирост нормальных насаждений доходит до 7,0 м/га.

Исследованные нами липовые фитоценозы произрастают на различных типах почв, разного гранулометрического состава, имеют разную полноту, класс бонитета и производительность. Связь между продуктивностью насаждений липы и показателями почвенного плодородия была определена по величине коэффициента корреляции между изучаемыми признаками (рис.8-9).

 Взаимосвязь среднего прироста нормальных насаждений и степени-7

Рис.8. Взаимосвязь среднего прироста нормальных насаждений и степени насыщенности основаниями в горизонте А1.

Рис.9. Взаимосвязь среднего прироста нормальных насаждений и значения солевой вытяжки (рН) в горизонте А1.

Установлено, что продуктивность насаждений липы зависит от суммы обменных оснований, степени насыщенности основаниями, значения солевой вытяжки (связь прямая умеренная), и калия (связь прямая слабая).

Анализ взаимосвязи гумуса (%), среднего прироста нормальных насаждений и состава древостоя в почвах одного ряда выявил определенные закономерности.

В липняках, произрастающих на дерново-подзолистых почвах содержание гумуса наибольшее под насаждениями, имеющими в своем составе (даже в единичном количестве) хвойные породы или хвойные и березу. Под этими насаждениями содержание гумуса составляет от 3,5 до 3,8%, но наивысшее значение среднего прироста нормальных насаждений не всегда совпадает с наибольшими показателями содержания гумуса. На дерново-подзолистых почвах с содержанием гумуса 2,3-3,8% насаждения составляют ряд, представленный в таблице 3.

Таблица 3

Взаимосвязь продуктивности, состава древостоя и содержания гумуса

на дерново-подзолистых почвах

Состав древостоя Лп Лп+С ЛпД(+Б) ЛпДБОс+Хв ЛпБХв+2яр
Гумус, % 2,3 3,8 3,1 3,5-3,8 3,4
Средний прирост нормальных насаж-дений, м/га 3,0 3,6 4,7 5,7 6,2

В насаждениях липы, изученных на ряде серые лесные почвы, наибольшее содержание гумуса отмечается под древостоями липы сложного состава с дубом и единичной березой и хвойными породами, там же отмечается и наибольший прирост (табл. 4).

Таблица 4

Взаимосвязь продуктивности, состава древостоя и содержания

гумуса на серых лесных почвах

Состав древостоя Лп; ЛпД+Кл,Б ЛпХв+Б; ЛпЕП ЛпПБВЕ; ЛпДКл+Б
Гумус, %, 5,4-5,8 3,8-5,8 4,3-6,8
Средний прирост нормальных насаж-дений, м/га 4,2-4,6 4,2-6,5 4,6-5,6

На серых лесных почвах при колебаниях значений гумуса от 3,8 до 6,8% прирост зависит от состава древостоя.

Исследованные нами насаждения на дерново-карбонатных и коричнево-бурых почвах не имеют большого разнообразия в структуре древостоя, что не позволяет составить подобный ряд. На коричнево-бурых и дерново-карбонатных почвах отмечается высокое содержание гумуса, которое не оказывает существенного влияния на продуктивность насаждений, хотя на дерново-карбонатных выщелоченных почвах при таком же высоком содержании гумуса смешанные с другими лиственными породами липняки дают наивысший прирост среди всех исследованных насаждений.

6.1.3. Взаимосвязь состава древостоя липовых фитоценозов и их продуктивности

Анализу подвергались таксационные показатели исследованных выделов и состав древостоя на них. В лесном хозяйстве применяют понятия: производительность древостоя – ежегодный прирост стволовой древесины на 1 га и средний класс бонитета. Так как исследованные насаждения отличаются по своим таксационным показателям: возрасту и полнотам, то для корректного сравнения эти показатели по таблицам «Хода роста основных лесообразующих пород» были приведены к единому возрасту (60 лет) и полноте 1,0. В лесном хозяйстве такие насаждения называются нормальными.

При проведении кластерного анализа по породному составу древостоя первого и второго ярусов установлена четкая зависимость продуктивности от состава древостоя. Все изученные объекты делятся на три группы, которые отличаются по производительности древостоя.

В первую группу попадают липняки, имеющие прирост от 3,1 до 4,6 м/га, которые не имеют второго яруса, древостой имеет простой породный состав и в составе древостоя нет примеси «хвойные + береза». Во вторую группу (прирост 4,7-5,7 м/га) попадают липняки, имеющие более сложный породный состав, и в древостое присутствуют береза и хвойные породы. Третья группа (5,7-7,6 м/га) имеет сложный состав древостоя, примесь хвойных пород и березы, и второй ярус. Следовательно, путем регулирования состава древесных по­род в естественных насаждениях и в культурах можно повысить продуктивность насаждений.

6.2. Состав травянистого яруса липовых фитоценозов как показатель продуктивности

Все виды в геоботанических описаниях травянистого яруса, были разбиты на ЭЦГ по принадлежности к биотопам того или иного типа, для проведения кластерного анализа, который показал, что имеется прямая зависимость продуктивности древостоя от соотношения видов в ЭЦГ в данном биоценозе.

Наблюдается прямая положительная взаимосвязь прироста древостоев с участием липы (увеличение прироста) и количества видов, принадлежащих к боровой, бореальной и неморальной эколого-ценотическим группам, связь – значительная, коэффициент корреляции (r) составляет 0,53, 0,61 и 0,64 соответственно (рис.10). Уменьшению прироста соответствует увеличение количества болотных и влажно-луговых видов.

 Взаимосвязь прироста нормальных насаждений и количества боровых и-8

Рис.10.Взаимосвязь прироста нормальных насаждений и количества боровых и бореальных видов

Анализ взаимосвязи среднего прироста и количества видов в травяном покрове (рис.11), показывает, что средний прирост снижается при количестве видов более 30, из-за увеличения в спектре ЭЦГ доли видов, принадлежащих лесолуговым, луговым и влажно-луговым группам, т.е. видов не свойственных данному сообществу. Виды, не характерные данному сообществу, конкурируя, снижают древесную продуктивность насаждений (уравнение параболы второго порядка, критерий Фишера статистически значим с вероятностью 95%).

 Взаимосвязь среднего прироста нормальных насаждений и количества-10

Рис.11. Взаимосвязь среднего прироста нормальных насаждений и количества видов в травянистом ярусе

Анализ спектров ЭЦГ и продуктивности насаждений, в привязке к среднему значению прироста, в зависимости от приуроченности к зоне, показал, что в зоне хвойно-широколиственных лесов спектр ЭЦГ шире (среднее значение количества видов), чем в зоне широколиственных лесов на 40% и средний прирост нормальных насаждений больше на 11%. Проведя математическую обработку по данным среднего прироста нормальных насаждений в зоне широколиственных и хвойно-широколиственных лесов, мы установили, что между приростами в различных зонах имеется существенная разность, достоверная на 0,5% уровне.

ВЫВОДЫ

  1. Ретроспективный анализ динамики насаждений в зоне широколиственных и хвойно-широколиственных лесов показывает, что липа занимает значительную долю в составе насаждений. В зоне широколиственных лесов липа успешно конкурирует с дубом, осиной и березой. В зоне хвойно-широколиственных лесов и при естественном возобновлении и в культурах хвойных пород липа так же участвует в формировании древостоев, которые являются более устойчивыми и производительными.
  2. Липняки, произрастающие в зоне широколиственных и хвойно-широколиственных лесов, формируют четыре основных типа леса: липняк волосисто-осоковый, снытевый, пролесниковый и припойменный, которые имеют определенную приуроченность к типам почв. Липняк волосисто-осоковый приурочен в большей степени к дерново-подзолистым почвам, липняк снытевый и пролесниковый - к серым лесным почвам.
  3. Исследованные почвы липняков характеризуются высоким потенциальным плодородием, позволяющим выращивать древостои I, II и III класса бонитета. Насаждения липы, несмотря на разнообразие показателей почвенного плодородия за счет своей пластичности, соответствия данного вида зональным условиям и почвоулучшающим свойствам самой липы, могут иметь достаточно высокую продуктивность.
  4. Продуктивность липняков зависит от участия в составе древостоя березы, хвойных пород и наличия второго яруса. Насаждения, имеющие данный состав являются наиболее продуктивными.
  5. Выявлена прямая взаимосвязь продуктивности древостоя и доли участия в живом напочвенном покрове бореальных, боровых и неморальных видов и обратная – болотных и влажно-луговых видов. Геоботанические описания растительного покрова можно использовать для распознавания изменения экологиче­ских условий, повышения эффективности других более трудоемких инструментальных методов исследований и прогнозирования продуктивности насаждений.
  6. Липа, являясь зональной породой, благодаря своей пластичности в той или иной степени, всегда участвует в составе насаждений. При значительной доле участия формирует устойчивые и продуктивные смешанные древостои. В сходных лесорастительных условиях и в зоне широколиственных и хвойно-широколиственных лесов, их производительность довольно близка, и определяется режимом ведения хозяйства. Определение размеров площадей, где возможно и необходимо выращивать высокопродуктивные липняки должно определяться соответствием лесорастительных условий и экономической целесообразностью.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

  1. Дунаева Т.Ю., Сабиров А.Т. Липовые насаждения Предкамья Республики Татарстан и их роль в улучшении экологического состояния природных ландшафтов // Молодые ученые – агропромышленному комплексу: Материалы Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых. Казань (6-7 апреля 2004 г.). Казань, 2004. С. 153-157.
  2. Дунаева Т.Ю. Проблема сохранения и воспроизводства липовых насаждений Предкамья РТ // Материалы научной конференции профессорско-преподавательского состава КГСХА. Казань, 2004. С. 114-117.
  3. Дунаева Т.Ю., Кулакова С.С. Общая характеристика особенностей произрастания липы // Материалы 63-ей студенческой научной конференции. Казань. 2005. С. 93-98.
  4. Дунаева Т.Ю. Взаимосвязь почв и растительности в липняках Предкамья РТ // сб. науч. чтений, посв. 70-летию доктора с.-х. наук, проф. Аглиуллина. Татлос. Казань. 2005. С. 112-119.
  5. Дунаева Т.Ю. Динамика структуры и состояния липняков Предкамья РТ //Вестник ТОРЭА, выпуск 36. Казань. 2006. С. 124-127.
  6. Дунаева Т.Ю. Почвенно-экологические условия произрастания насаждений липы Предкамья Республики Татарстан // Современные проблемы почвоведения и экологии: Всероссийская научно-практическая конференция, посвященная 100-летию со дня рождения доктора с.-х. наук, проф. В.Н. Смирнова: сб. ст. – Часть 2. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 2006. С. 124-128.
  7. Дунаева Т.Ю. Анализ условий формирования насаждений липы Предкамья Республики Татарстан // Научные записки Ветеринарной Академии. - Выпуск 124. Казань, 2006. С. 26-31.
  8. Дунаева Т.Ю. Лесорастительная оценка почв липняков Предкамья РТ // сб. ст. 66 преподавательской научно-практической конференции Казанского ГАУ. Казань, 2008. С. 126-132.

Подписано в печать 28.04.09.

Формат 60х84 1/16. Печать ризографическая

Уч.-изд.л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ 19/04

Отпечатано с готового оригинала-макета

в типографии Издательства

Казанского государственного университета

420008, ул. Профессора Нужина, 1/37

тел.: 231-53-59, 292-65-60



 



<
 
2013 www.disus.ru - «Бесплатная научная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.