WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


На правах рукописи

Гульбе Яков Иванович

ДИНАМИКА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ ЮЖНОТАЁЖНЫХ ДРЕВОСТОЕВ ОЛЬХИ СЕРОЙ (на примере Ярославской области)

06.03.02 – Лесоведение, лесоводство, лесоустройство и лесная таксация

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва – 2012

Работа выполнена в лаборатории лесоводства и биологической продуктивности Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института лесоведения Российской академии наук Научные руководители: доктор биологических наук, профессор Уткин Анатолий Иванович доктор сельскохозяйственных наук, профессор, член-корреспондент РАСХН Рубцов Михаил Владимирович

Официальные оппоненты: Романовский Михаил Георгиевич доктор биологических наук, старший научный сотрудник; главный научный сотрудник Института лесоведения Российской академии наук Мерзленко Михаил Дмитриевич доктор сельскохозяйственных наук, профессор;

профессор Московского государственного университета леса

Ведущая организация: Федеральное бюджетное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт лесоводства и механизации лесного хозяйства»

Защита состоится « » мая 2012 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 002.054.01 при Институте лесоведения РАН по адресу: 143030, Московская область, Одинцовский р-н, с. Успенское, ул.

Советская, д. 21.

Тел. /факс (495) 634-52-57. E-mail: root@ilan.ras.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института лесоведения РАН. Текст автореферата размещен на сайте ИЛАН http://ilan.ras.ru « » апреля 2012 г.

Автореферат диссертации разослан « » апреля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук И.А. Уткина ВВЕДЕНИЕ



Актуальность работы определяется:

увеличением в лесном фонде площади древостоев ольхи серой, возникших на неиспользуемых сельскохозяйственных угодьях;

слабой изученностью роста и динамики первичной биологической продуктивности древостоев ольхи серой, определяющих формирование их в начальный период лесообразовательного процесса;

отсутствием нормативов для таксации и определения биологической продуктивности древостоев ольхи серой.

Цель исследований – установить закономерности роста и динамики первичной биологической продуктивности южнотаёжных древостоев ольхи серой в центре Русской равнины (на примере Ярославской области).

Основные задачи исследований. Выявить закономерности:

роста и динамики производительности древостоев ольхи серой;

динамики продукционной структуры этих древостоев;

динамики вертикального распределения надземной фитомассы и годичной продукции в древостоях ольхи серой.

Научные положения, выносимые на защиту. Закономерности роста, динамики первичной биологической продуктивности, фракционной структуры и вертикального распределения надземной фитомассы и годичной продукции южнотаёжных древостоев ольхи серой.

Научная новизна. Получены новые данные по ходу роста, динамике первичной биологической продуктивности и фракционной структуры южнотаёжных древостоев ольхи серой в возрасте от 5 до 50 лет. Установлены закономерности динамики и вертикального распределения надземной фитомассы и годичной продукции древостоев ольхи серой.

Обоснованность и достоверность результатов обеспечивается значительным объёмом полевых материалов, использованием современных методов обработки полученных данных, комплексным подходом к решению поставленных задач.

Практическая значимость. Результаты исследований могут использоваться для таксации древостоев ольхи серой и обоснования системы лесоводственных мероприятий в сероольшаниках. Данные о динамике надземной фитомассы и годичной продукции могут найти применение в расчётах баланса углерода в древостоях ольхи серой.

Личный вклад автора. Автор участвовал в выборе объектов и разработке методики исследований, закладывал пробные площади, проводил сбор, обработку и анализ полевых материалов, изучил состояние вопроса исследований. Научные положения работы сформулированы диссертантом.

Апробация работы. Результаты исследований были представлены на 11 международных и всесоюзных научных конференциях, тематика которых приведена ниже в списке опубликованных работ.

Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в работах, в том числе 6 – в журналах, рекомендуемых ВАК, и 10 статей - в монографиях.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 6ти глав и заключения, списка использованной литературы из 235 наименований (в том числе 53 иностранных) и 8 приложений. Текст содержит 164 страницы, 21 таблицу и 21 рисунок.

Представленная работа является составной частью фундаментальных исследований, выполняемых лабораторией лесоводства и биологической продуктивности Института лесоведения РАН по программе НИР Отделения биологических наук РАН.

Основное содержание диссертации Глава 1. Состояние вопроса исследований Кризис сельского хозяйства России на рубеже ХХ-ХХI веков привёл к резкому сокращению пашни и других сельскохозяйственных угодий, масштабному восстановлению древесной растительности на неиспользуемых сельхозугодьях. Площадь залежи и неиспользуемых сельскохозяйственных угодий в РФ превышает 54 млн. га и составляет 33% от площади всех сельхозземель [Итоги Всерос. сельскохоз. переписи 2006 г., 2008]. В Центре европейской России их представленность больше, в Ярославской обл., например, она составляет 43%.

В лесной зоне Русской равнины ольха серая (Alnus incana (L.) Moench) укрепляет свои позиции как лесообразователь, заселяя бывшие сельскохозяйственные угодья. Вместе с тем естественное формирование сероольшаников изучено слабо. В используемых нормативах для таксации лесов центрального района европейской части Российской Федерации отсутствуют таблицы хода роста древостоев ольхи серой [Нормативы, 1993].

Данные о первичной продуктивности сероольшаников фрагментарны [Усольцев, 2010]. Продуктивность южнотаёжных древостоев ольхи серой рассматривается в очень ограниченном числе работ [Шуйцев, 1979; Гульбе А.Я., 2009]. Данные о вертикально-фракционной структуре фитомассы и годичной продукции таёжных сероольшаников приводятся только в одной публикации [Данилов, 1976].

Близость древостоев ольхи к населённым пунктам определяет значение местного использования их в основном в качестве энергетического ресурса. В последние десятилетия в Финляндии [Saarsalmi, Palmgren, Levula, 1985], Эстонии [Uri, Lhmus, Tullus, 2002, 2003] и ряде других стран [Zsuffa, Barkley, 1985] созданы плантации ольхи серой с сокращенным оборотом рубки (до лет) с целью использования древесной массы в целлюлозно-бумажной и химической промышленности. Мировое признание необходимости экологизации лесопользования определяет переоценку роли ольхи в растительном покрове:

на передний план выдвигается природоохранное значение её насаждений.

Почвозащитная и аккумулятивная функции сероольшаников могут успешно использоваться для предотвращения эрозии почвы и защиты водных объектов от загрязнения, облесения эродированных земель и рекультивации техногенных ландшафтов [Lowry, 1962; Krapfenbauer, 1963; Данько, 1975; ПетровСпиридонов, Егорова, 1992; Mander, 1995; Lhmus et al., 1996].

Глава 2. Объекты и методы исследования 2.1. Физико-географические условия района исследования Исследования проводились в центральной части Русской равнины, на территории Большесельского и Угличского районов Ярославской области. Климат области умеренно континентальный [Краткий агроклиматический справочник по Ярославской области, 1958]. Продолжительность вегетационного периода - 165170 дней.

Территория района исследований расположена на Угличской возвышенности и представляет собой слабо всхолмленную равнину, рассеченную долинами рек и ручьями. Характерны дерново-подзолистые почвы различной степени оподзоленности [Лазарева, 1998]. Гранулометрический состав почв разнообразен: от тяжелых суглинистых до песчаных.

По лесорастительному районированию, исследуемая территория относится к подзоне южной тайги [Курнаев, 1973]. Лесистость области – 45.4% [Лесной фонд …, 2003]. На большей части её территории в результате рубок произошла смена еловых лесов на мягколиственные.

2.2. Объекты и методы исследования Объектом исследования являлись сомкнутые древостои с преобладанием в составе (10, реже 8-9 единиц) ольхи серой, в возрасте от 3 до 50 лет, неморально-кисличной группы типов леса. Сероольшаники возникли на залежи. Подбору объектов в натуре предшествовал анализ материалов лесоустройства и выборочное обследование сероольшаников в районе работ.





В древостоях ольхи заложены 22 пробные площади (ПП). В работе использовались методики, принятые в лесоводственных [Побединский, 1966;

Молчанов, Смирнов, 1967] и биогеоценотических исследованиях [Сукачев, Зонн 1961; Программа и методика биогеоценологических исследований, 1974]. При изучении биологической продуктивности древостоев использовали методические положения, опубликованные в ряде работ [Уткин, Дылис, 1966; Родин, Ремезов, Базилевич, 1968; Поздняков, Протопопов, Горбатенко, 1969; Уткин, 1975, 1982;

Усольцев, Залесов, 2005]. Биопродукционные показатели надземной части древостоев определяли по абсолютно сухому веществу. Ход роста, надземную фитомассу и годичную продукцию древостоев изучали методом модельных деревьев, число их – 351 экз. Полученные данные обрабатывали методом регрессионного анализа с использованием стандартного пакета программ. Масса надземной части травяного покрова на пробных площадях определена Л.С.

Ермоловой [1986].

Почвы на пробных площадях дерново-подзолистые легкосуглинистые или супесчаные на покровных отложениях. Характерной особенность почв в изучаемых сероольшаниках - наличие пахотного горизонта и более высокое (по сравнению с другими древостоями) содержание азота в горизонте А[Оськина, 1982].

В работе использована следующая терминология: общая производительность древостоя – сумма запасов стволовой древесины растущей части и в отпаде древостоя в целом за его возрастной период, м3·га-1; надземная фитомасса – фитомасса растущей части древостоя, т·га-1; нетто-продукция – текущее среднепериодическое изменение фитомассы растущей части древостоя, т·га-1·год-1; масса фитодетрита – суммарная масса отпада и опада древостоя, т·га-1; общая фитомасса (общая продуктивность древостоя) – сумма надземной фитомассы и массы фитодетрита в древостое в целом за его возрастной период, т·га-1; годичная продукция – текущий среднепериодический прирост общей фитомассы древостоя, т·га-1·год-1.

Глава 3. Рост и производительность древостоев ольхи серой В период заселения ольхой залежи плотность 6популяции её очень большая и 5может достигать 500 тыс.

экз.·га-1. В течение первых 4лет она значительно снижается 3(до 100-200 тыс. экз.·га-1). В 23 50-летнем возрасте древостоев сохраняется в среднем только 11,5 тыс. экз.·га-1, или 1,4% от численности деревьев в 50 20 летнем возрасте.

Возраст древостоя, лет Высокие темпы изреживания древостоев сопровожРис. 1. Динамика общей производительности (1), запаса стволовой древесины (2) и общего даются интенсивным ростом отпада (3) в древостоях ольхи серой -Запас, м га ольхи. Текущие приросты (ZH, ZD, ZG, ZM) достигают максимальных значений в 10-летних древостоях и затем резко снижаются. Максимальные значения средних приростов в высоту, по диаметру и запасу наблюдаются в 15-20-летних древостоях и затем, в отличие от текущих приростов, снижаются постепенно.

Для сероольшаников характерно быстрое накопление запаса стволовой древесины. Общий (с учётом отпада) текущий прирост достигает максимальных значений в 15-20-летних, а средний прирост – в 30-35-летних древостоях.

Общая производительность древостоев ольхи серой в 50-летнем возрасте составляет 603 м3·га-1, суммарный отпад – 270 м3·га-1, или 45% общей производительности (рис. 1).

Составлены таблица хода роста сомкнутых древостоев ольхи серой в возрасте 5-50 лет. Она представляет собой эмпирико-статистическую модель роста древостоев, в которой отражены закономерности динамики их растущей части, отпада и общей производительности.

Глава 4. Первичная биологическая продуктивность древостоев ольхи серой и её динамика В главе 4 дан анализ динамики массы древесных фракций, листьев и генеративных органов, общей фитомассы (продуктивности) надземной части древостоев ольхи серой.

Вклад нижних пологов фитоценоза в продуктивность сероольшаников мал. В 7-50-летних насаждениях доля подроста и подлеска в надземной фитомассе и годичной продукции составляет в среднем соответственно около 3% и 6%, а травяного покрова – около 1% и 5%. Ведущая роль в продуцировании органического вещества принадлежит древостою.

4.1. Динамика массы древесных фракций С 5-ти до 50-летнего возраста древостоев масса стволов растущих деревьев увеличивается с 10 до 140 т·га-1. Доля коры в ней составляет в среднем 13%. По массе стволов сероольшаники до 30-летнего возраста превосходят березняки и осинники, а далее уступают им. Годичная продукция (общий текущий прирост) стволов достигает максимального значения (5,7 т·га-1·год-1) в 15-25-летних древостоях, к 50-летнему возрасту она уменьшается до 4,6 т·га-1·год-1. В процессе роста и развития древостоев возрастает доля отпада в годичной продукции стволов. В сероольшаниках старше 30 лет она превышает 50%, а в 50-летних древостоях составляет 69% от годичной продукции стволов. Текущее изменение массы стволов растущих деревьев (нетто-продукция) достигает максимального значения (4,3 т·га-1·год-1) в 10-летних древостоях и постепенно снижается в 3 раза к 50-летнему возрасту их (1,4 т·га-1·год-1). Максимальное значение среднего изменения массы стволов (3,4-3,5 т·га-1·год-1) наблюдается в широком возрастном диапазоне сероольшаников (15-25 лет), с наступлением возраста количественной спелости (30-35 лет) оно снижается и в 50-летних древостоях составляет 2,8 т·га-1·год-1.

Масса скелета крон деревьев (ветви, побеги) с 5 до 50-летнего возраста древостоев возрастает в 8 раз с 2,4 до 19,5 т·га-1. Годичная продукция скелета крон в 10-20-летних сероольшаниках относительно стабильна (1,5 т·га-1·год-1) и далее постепенно возрастает до 2,0 т·га-1·год-1 в 50-летних древостоях.

Значительная доля её приходится на отпад и опад: в молодняках до 15 лет она составляет 80-90% и далее до 50 лет – 75%.

В целом за 50-лет общая фитомасса древесных фракций (ствол, скелет крон) составляет 324 т·га-1, в том числе масса фитодетрита – 165 т·га-1 (51%).

4.2. Динамика массы листьев и генеративных органов В 5-55-летних древостоях ольхи серой динамика массы листьев выражена слабо. Годичная продукция их относительно стабильна (2,1-2,4 т·га-1·год-1).

Общая масса листьев в 50-летнем возрасте составляет 103 т·га-1.

Годичная продукция генеративных органов с повышением возраста сероольшаников (10-50 лет) увеличивается в 7 раз с 0,1 до 0,7 т·га-1·год-1. В целом за 50 лет общая фитомасса генеративных органов мала и составляет т·га-1.

4.3. Динамика фитомассы древостоев За 40-летний период (10-50 лет) общая фитомасса древостоев увеличивается в 8 раз и в 50 лет составляет 444 т·га-1 (рис. 2). Текущий прирост общей фитомассы (годичная продукция) максимален в 25-30-летних древостоях (9,9 т·га-1·год-1) и затем постепенно снижается, в то время как общий средний прирост за 40 лет увеличивается в 1,6 раза.

Фитомасса растущих 4деревьев за возрастной 4период с 5 до 50 лет 3увеличивается в 11 раз и в 300 лет достигает 162 т·га-1 (рис.

2), что составляет 36% от 2общей фитомассы древостоев 2в этом возрасте.

1Среднее изменение фитомассы растущих 1деревьев относительно стабильно, максимальное значение его (3,9 т·га-1·год-1) 0 10 20 30 40 наблюдается в 15-25-летнем Возраст древостоя, лет возрасте древостоев. Текущее Рис. 2. Динамика общей фитомассы (1), массы изменение массы растущих фитодетрита (2) и надземной фитомассы (3) деревьев (нетто-продукция) древостоев ольхи серой достигает максимального значения в 10-летних сероольшаниках, с 15 до 50 лет оно снижается в 2,4 раза с 4,6 до 1,9 т·га-1·год-1.

Масса фитодетрита в возрастной период с 10 до 50 лет увеличивается в раз. В целом за эти 40 лет она составляет 282 т·га-1, или 64% от общей фитомассы древостоев (рис. 2). В период формирования молодняков надземная фитомасса превосходит массу фитодетрита. В общей фитомассе 10-20-летних древостоев ольхи доля мортмассы составляет 38-46%, более половины продуцируемого органического вещества идет на накопление фитомассы. В 25 -Масса, т га 50-летних древостоях доля мортмассы в общей фитомассе древостоев увеличивается и составляет 52-64%.

По форме, принятой в лесной таксации для таблиц хода роста, составлена эмпирико-статистическая модель динамики первичной биологической продуктивности сомкнутых древостоев ольхи серой неморально-кисличной группы типов леса Определены конверсионные коэффициенты, позволяющие по величине стволового запаса древостоев в возрасте от 5 до 50 лет рассчитывать массу стволов, скелета крон и листьев.

В главе 4 анализ возрастной динамики продукционных показателей древостоев ольхи серой сопровождается сравнением их с соответствующими опубликованными данными, полученными в некоторых регионах России и зарубежных стран. В большинстве случаев установлено сходство между показателями биопродуктивности, приведёнными в диссертации и публикациях. Полученные результаты можно распространить на сероольшаники, произрастающие в соответствующих условиях южной тайги центра Русской равнины.

Глава 5. Динамика фракционной структуры надземной части древостоев ольхи серой В главе 5 дан анализ возрастной динамики фракционной структуры надземной фитомассы, нетто-продукции, общей фитомассы, годичной продукции и фитодетрита древостоев ольхи серой. Увеличение надземной фитомассы древостоев обусловлено в основном депонированием органического вещества в стволах деревьев (рис. 3А). Доля их массы в фитомассе 5-50-летних древостоев возрастает с 71 до 86%. В этот 45-летний период представленность в надземной фитомассе фракций крон значительно меньше, чем стволов: скелета крон – 8-17%, листьев – 1-12% и генеративных органов – лишь 0,2-0,5%.

За 40-летний период (10-50 лет) в нетто-продукции (ZPn) доля стволов снижается с 95 до 75%, в то время как доля скелета крон возрастает с 3 до 26%.

Представленность в ZPn генеративных органов крайне мала (до 1%), а листьев близка к нулю. Если фракционная динамика нетто-продукции обусловлена перераспределением органического вещества между древесными фракциями, то в динамике годичной продукции (ZP), существенная роль принадлежит ещё и листьям. В 10-50-летних древостоях доля в ZP прироста массы стволов уменьшается с 56 до 49%, при незначительном увеличении доли прироста массы скелета крон (рис. 3Б). Представленность листьев в годичной продукции незначительно уменьшается (на 3%). По доле в ZP листья превосходят скелет крон.

А Б 110 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Возраст древостоя, лет Возраст древостоя, лет Г В 1 2 30 20 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Возраст древостоя, лет Возраст древостоя, лет Рис. 3. Доля в надземной фитомассе (А), годичной продукции (Б) и в общей фитомассе (В) массы древесных фракций (1), в т.ч. стволов (2) и скелета крон (4), листьев (3) и доля в массе фитодетрита (Г) мортмассы этих фракций в возрастной динамике древостоев ольхи серой Доля в надземной фитомассе, % Доля в годичной продукции, % Доля в общей фитомассе, % Доля в массе фитодерита, % В общей фитомассе 10-50-летних древостоев ольхи преобладает масса стволов (55-60%), несколько меньше доля массы фракций крон (40-45%), в т.ч.

листьев – 22-24%, скелета крон – 16-18% и генеративных органов – только 0,43,8%. Фракционная структура общей фитомассы древостоев относительно стабильна (рис. 3В). Это существенно определяется изменением фракционного состава фитодетрита в древостоях разного возраста. В течение 30-летнего периода (10-40 лет) в фитодетрите (Mdet) преобладает мортмасса листьев (рис.

3Г). Доля мортмассы стволов возрастает, особенно в период формирования молодняков, и в 50-летних древостоях она по представленности в Mdet схожа с долей мортмассы листьев. В целом в фитодетрите 10-50-летних древостоев преобладает мортмасса древесных фракций (рис. 3Г).

Глава 6. Вертикально-фракционное распределение надземной фитомассы и годичной продукции древостоев ольхи серой В главе 6 дан анализ вертикального распределения массы и годичной продукции фракций крон (листьев, побегов текущего года, ветвей), стволов и надземной фитомассы в древостоях ольхи серой. Верхняя точка профиля вертикального распределения соответствует максимальной высоте древостоя (Hmax).

Распределению надземной фитомассы свойственно положение максимума в нижнем (приземном) слое и постепенное уменьшение с высотой массы последующих секций стволов. Распределение надземной фитомассы сравнительно стабильно, особенно в 20-50-летних древостоях.

На ранней стадии развития сероольшаников (5-7 лет) годичная продукция имеет максимальную величину в однометровом слое, расположенном в средней части вертикальной толщи древостоя. Здесь, в основном, представлена масса листьев. После интенсивного изреживания молодых древостоев (до 15 лет) значительная часть массы фракций крон смещается к вершине деревьев. В 20-50летних древостоях ольхи годичная продукция имеет максимальное значение в слое, нижняя граница которого расположена в кроне деревьев на высоте, равной 0,8-0,9 Hmax. Зона с преобладанием в годичной продукции массы стволов занимает около 70% толщи полога. В толще древостоя выделяются два слоя, определяющие образование двух вершин кривой вертикального распределения годичной продукции. Первая обусловлена максимумом продукции фракций крон (в основном листьев) в верхней части толщи древостоя, а вторая – максимальным приростом стволов в их прикомлевой части.

Заключение 1. В южной тайге Русской равнины ольха серая образует устойчивые сомкнутые сообщества и не уступает эдификаторную роль берёзе и осине. Ель восстанавливается в сероольшаниках демутационным путём, смена ольхи серой елью в 50-летних древостоях не происходит. Рубка древостоев способствует быстрому вегетативному восстановлению ольхи и (при отсутствии регулярных уходов) зарастанию лесных культур, созданных с целью реконструкции сероольшаников.

2. В период заселения ольхой залежи плотность её популяции большая и в 5-летнем древостое составляет около 110 тыс. экз.·га-1. Наиболее интенсивное изреживание древостоев происходит в период формирования молодняков, густота их с 5 до 15 лет уменьшается в 14 раз. В 50-летних древостоях сохраняется около 1,5 тыс. экз.·га-1, или 1,4% от численности деревьев в 5летнем возрасте.

3. Древостои ольхи серой отличаются быстрым ростом и высокой производительностью. Текущие приросты в высоту, по диаметру и стволовому запасу имеют максимальное значение в 10-летних древостоях. Общая производительность 50-летних древостоев ольхи - 603 м3·га-1, доля в ней стволового запаса растущих деревьев составляет 55% и отпада – 45%. В 50 лет сероольшаники по общей производительности превосходят на 25% сомкнутые березняки Iа класса бонитета, но по запасу стволовой древесины они уступают березнякам (примерно на 10%). Возраст количественной спелости древостоев ольхи, в котором они имеют наиболее высокий общий средний прирост стволового запаса, равен 30-35 годам. В 50-летних сероольшаниках признаки распада древостоев не наблюдаются, текущее среднепериодическое изменение стволового запаса имеет положительное значение (2 м3·га-1·год-1).

4. Представленность в надземной фитомассе фитоценоза подроста, подлеска и травяного покрова мала (около 4%). Ведущая роль в продуцировании органического вещества принадлежит древостою.

Древостои ольхи отличаются высокой продуктивностью. За 40-летний период (10-50 лет) общая фитомасса древостоев увеличивается в 8 раз. В 50летних древостоях она составляет 444 т·га-1 (абсолютно сухого вещества), в ней значительно представлена (64%) масса фитодетрита, динамика которой определяется особенностями возрастного развития древостоев. В молодняках ольхи до 15 лет доля мортмассы в общей фитомассе древостоев составляет 3846%. В 20-50-летних сероольшаниках доля мортмассы в общей продуктивности древостоев увеличивается с 50 до 64%.

5. Фракционная структура фитомассы древостоев ольхи серой обусловлена в основном депонированием органического вещества в стволах деревьев. В надземной фитомассе 5-50-летних древостоев масса стволов значительно превосходит массу скелета крон. Динамика фракционной структуры надземной фитомассы определяется перераспределением органического вещества в основном между стволами деревьев и скелетом крон, которое особенно выражено в молодняках (до 15 лет).

В отличие от этого, в формировании структуры годичной продукции существенная роль, наряду с древесными фракциями, принадлежит листьям.

Представительство в годичной продукции древесных фракций и листьев относительно стабильно, 70-74% и 22-25% соответственно.

В фитодетрите 10-50-летних древостоев ольхи преобладает мортмасса листьев. Доля её в общей мортмассе снижается с 53 до 36%, в то время как доля мортмассы стволов значительно возрастает с 10 до 38%. Фракционная структура общей фитомассы древостоев относительно стабильна. В ней, в отличие от надземной фитомассы, меньше представлена масса стволов (55 60%), масса листьев (22-24%) превосходит массу скелета крон (16-18%), доля генеративных органов - 0,4-3,8%.

6. Вертикальное распределение надземной фитомассы и годичной продукции древостоев ольхи серой определяется особенностями возрастного развития их. На ранней стадии развития (5-7 лет) годичная продукция (в основном листьев) имеет максимальное значение в средней части вертикального профиля древостоя. В процессе формирования молодняков (до 15 лет) значительная часть массы фракций крон смещается к вершине деревьев. В 20 – 50-летних древостоях ольхи годичная продукция имеет максимальное значение в верхней части кроны.

Годичная продукция стволов размещена в основном в их нижней части (до 70% высоты). Вертикальное распределение надземной фитомассы относительно стабильно в древостоях ольхи серой старше 15-20-ти лет.

7. В динамике биологической продуктивности древостоев ольхи серой можно выделить два периода, особенности которых определяются возрастным развитием древостоев. Первый обусловлен взаимосвязанными процессами:

интенсивным изреживанием и быстрым ростом молодых древостоев. В этот период происходит интенсивное накопление фитомассы и увеличение массы фитодетрита, быстрое изменение фракционного состава и вертикального распределения фитомассы. Второй период обусловлен относительной стабилизацией роста древостоев ольхи серой в возрасте старше 15-20 лет. В этот период продукционный процесс относительно стабилен как по направленности его, так и по интенсивности, фракционный состав и вертикальное распределение фитомассы изменяются слабо.

8. Установленные закономерности роста и динамики биопродуктивности древостоев неморально кисличной группы типов леса могут найти применение в решении ряда задач в соответствующих условиях южной тайги центра Русской равнины. Они могут использоваться для расчёта баланса углерода в сероольшаниках; таксации древостоев ольхи серой; обоснования системы лесоводственных мероприятий, направленных на выращивание высокопродуктивных древостоев и сохранение защитных функций насаждений.

При проектировании в сероольшаниках способов лесовосстановления и реконструкции насаждений необходимо учитывать способность ольхи серой быстро восстанавливаться порослевым путём после рубки деревьев.

Список опубликованных научных работ по теме диссертации Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Уткин, А. И. Первичная продуктивность сероольшаников Ярославской области [Текст] / А.И. Уткин, Я.И. Гульбе, Л.С. Ермолова // Лесоведение.

– 1980. – № 3. – С. 69-80.

2. Гульбе, Я.И. Вертикальное распределение поверхности листьев и световой режим в лиственных молодняках южной тайги [Текст] / Я.И.

Гульбе, Л.С. Ермолова, С.Г. Рождественский, А.И. Уткин, Ю.Л.

Цельникер // Лесоведение. – 1983. – № 2. – С. 21-29.

3. Уткин, А.И. Продукционная инвариантность древостоев [Текст] / А.И.

Уткин, С.Г. Рождественский, Я.И. Гульбе, Н.Ф. Каплина // Лесоведение.

– 1988. – № 2. – С. 12-23.

4. Рождественский, С.Г. Инвариантные продукционно-морфологические характеристики крон деревьев мелколиственных пород [Текст] / С.Г.

Рождественский, Т.А. Гульбе, А.И. Уткин, В.А. Кончиц, Я.И. Гульбе, Н.Ф. Каплина, Л.С. Ермолова // Лесоведение. – 1991. – № 1. – С. 31-41.

5. Уткин, А.И. О наступлении лесной растительности на сельскохозяйственные земли в Верхнем Поволжье [Текст] / А.И. Уткин, Т.А. Гульбе, Я.И. Гульбе, Л.С. Ермолова // Лесоведение. – 2002. – № 5. – С. 44-52.

6. Уткин, А.И. Березняки и сероольшаники центра Русской равнины – экотон между экосистемами хвойных пород и сельскохозяйственными угодьями [Текст] / А.И. Уткин, Я.И. Гульбе, Т.А. Гульбе, А.Я. Гульбе, Л.С. Ермолова // Лесоведение. – 2005. – № 4. – С. 49-66.

Статьи в монографиях:

7. Уткин, А.И. Сероольшаники Большесельского района Ярославской области и их первичная биологическая продуктивность [Текст] / А.И.

Уткин, Я.И. Гульбе, Л.С. Ермолова // Биологическая продуктивность лесов Поволжья. – М.: Наука, 1982. – С. 110-142.

8. Ильина, Н.А. Сравнение разных функций, используемых при аппроксимации эмпирических данных модельных деревьев [Текст] / Н.А.

Ильина, С.Г. Рождественский, А.И. Уткин, Я.И. Гульбе, Т.А. Гульбе, Н.Ф. Каплина, С.Г. Арутюнян // Вертикально-фракционное распределение фитомассы в лесах. – М.: Наука, 1986. – С. 14-18.

9. Рождественский, С.Г. Интерпретация данных вертикально-фракционной структуры модельных деревьев для древостоев [Текст] / С.Г.

Рождественский, А.И. Уткин, Т.А. Гульбе, Я.И. Гульбе // Вертикальнофракционное распределение фитомассы в лесах. – М.: Наука, 1986. – С.

18-24.

10. Гульбе, Я.И. Биологическая продуктивность и вертикальнофракционная структура сероольшаников неморально-кисличной группы типов [Текст] / Я.И. Гульбе // Вертикально-фракционное распределение фитомассы в лесах. – М.: Наука, 1986. – С. 51-76.

11. Ильина, Н.А. Математический анализ закономерностей вертикального распределения фракций массы и продукции крон деревьев и древостоев трех мелколиственных пород [Текст] / Н.А. Ильина, С.Г. Рождественский, Я.И. Гульбе, Н.Ф. Каплина, А.И. Уткин // Вертикально-фракционное распределение фитомассы в лесах. – М.: Наука, 1986. – С. 180-207.

12. Рождественский, С.Г. Статистическая обработка фактического материала [Текст] / С.Г. Рождественский, А.И. Уткин, Я.И. Гульбе // Анализ продукционной структуры древостоев. – М.: Наука, 1988. – С. 7-10.

13. Гульбе, Я.И. Фракционная структура фитомассы и годичной продукции древостоев и деревьев серой ольхи [Текст] / Я.И. Гульбе // Анализ продукционной структуры древостоев. – М.: Наука, 1988. – С. 85-103.

14. Цельникер, Ю.Л. Световой режим и структура фотосинтетического аппарата мелколиственных молодняков [Текст] / Ю.Л. Цельникер, Т.А.

Гульбе, Я.И. Гульбе, Л.С. Ермолова, С.Г. Рождественский, А.И. Уткин // Анализ продукционной структуры древостоев. – М.: Наука, 1988. – С.

132-142.

15. Уткин, А.И. Особенности вертикальной биогеоценотической структуры мелколиственных и хвойных древостоев [Текст] / А.И. Уткин, Я.И.

Гульбе, С.Г. Рождественский, Н.Ф. Каплина, Т.А. Гульбе, Л.С. Ермолова, Н.В. Оськина, С.Г. Арутюнян // Анализ продукционной структуры древостоев. – М.: Наука, 1988. – С. 185-214.

16. Рождественский, С.Г. Древостои мелколиственных пород как инвариантные продукционные системы [Текст] / С.Г. Рождественский, А.И. Уткин, Я.И. Гульбе, Н.Ф. Каплина // Анализ продукционной структуры древостоев. – М.: Наука, 1988. – С. 214-224.

В материалах конференций:

1. Уткин, А.И. Запас, годичная продукция и фракционный состав фитомассы сероольховых насаждений (Ярославская обл.) [Текст] / А.И.

Уткин, Я.И. Гульбе, Л.С. Ермолова // Структурно-функциональные особенности естественных и искусственных биогеоценозов. Тез. докл.

всесоюз. совещ. (г. Днепропетровск, 26-28 октября 1978 г.) – Днепропетровск, 1978. – С. 151-153.

2. Гульбе, Я.И. Биологическая продуктивность и опад в сероольшаниках [Текст] / Я.И. Гульбе, Л.С. Ермолова, А.И. Уткин // Биологическая продуктивность почв и ее увеличение в интересах народного хозяйства. – Тез. докл. всесоюз. совещ. (18-20 декабря 1979 г.) – М.: Изд-во Московского ун-та, 1979. – С. 47.

3. Уткин, А.И. Параметры биопродуктивности сероольшаников Ярославской области [Текст] / А.И. Уткин, Я.И. Гульбе // Комплексное изучение и рациональное использование природных ресурсов. Тез. докл.

всесоюз. совещ. Калинин, 3-5 сентября 1980 г. – Калинин: Наука, 1980. – С. 123-124.

4. Гульбе, Я.И. Закономерности вертикального распределения фитомассы стволов в неморально-кисличных сероольшаниках [Текст] / Я.И. Гульбе // Закономерности роста и производительности древостоев: Тез. докл. науч.

конф. (16-17 апреля 1985 г.) – Каунас, 1985. – С. 214-216.

5. Гульбе, Я.И. Фитомасса и годичная продукция неморально-кисличных сероольшаников Ярославской области [Текст] / Я.И. Гульбе // Закономерности роста и производительности древостоев: Тез. докл. науч.

конф. (16-17 апреля 1985 г.) – Каунас, 1985. – С. 216-218.

6. Рождественский, С.Г. Оценка пригодности регрессионных уравнений разного вида для аппроксимации фитомассы и годичной продукции древостоев [Текст] / С.Г. Рождественский, Н.А. Ильина, Я.И. Гульбе, Н.Ф. Каплина, Т.А. Гульбе, С.Г. Арутюнян, А.И. Уткин // Стабильность и продуктивность лесных экосистем. – Тез. докл. всесоюз. совещ.

«Стабильность и энергетическая эффективность высокопродуктивных лесных биогеоценозов», 29-31 октября 1985 г. – Тарту, 1985. – С. 113-115.

7. Utkin, A.I. Primary productivity of birch, aspen, aspen, grey alder stands in Yaroslavl province (USSR) as an example of production invariability of the vegetation cover [Текст] / A.I. Utkin, Ya.I. Gulbe, L.S. Ermolova, N.F.

Kaplina, S.G. Rozhdestvensky // Fuelwood production strategies: Proc. of IUFRO Project Group P 1.09.00, Integrated Res. in Biomass for Energy / IUFRO XVIIIth World Congress 1986, September 9, 1986, Ljubljana, Yugoslavia. – Uppsala, 1987. – P. 29-38.

8. Utkin, A.I. Fractional structure of phytomass and annual production in aspen, birch and grey alder trees and stands [Текст] / A.I. Utkin, S.G.

Rozhdestvensky, Ya.I. Gulbe, N.F. Kaplina // IUFRO project group P 1.09.Integrated Reseach in Biomass for Energy Workshop in Beijing, Sept. 5-8, 1988. – Uppsala: Swedish University of Agricultural Sciences, 1988. – p. 11.

9. Гульбе, Т.А. Определение фитомассы крон в древостоях березы, ольхи серой и осины по соотношениям между дендрометрическими и продукционными показателями деревьев [Текст] / Т.А. Гульбе, С.Г.

Рождественский, А.И. Уткин, В.А. Кончиц, Я.И. Гульбе, Н.Ф. Каплина, Л.С. Ермолова // Проблемы лесоведения и лесной экологии. Тез. докл.

(20-23 сентября 1990 г., г. Минск). – Ч.1. – М.: 1990. – С. 203-205.

10. Гульбе, Я.И. Функциональное разнообразие ольховых экосистем мира [Текст] / Я.И. Гульбе // Биологическое разнообразие лесных экосистем:

Матер. совещ. – М., 1995. – С. 187-189.

11. Ермолова, Л.С. Возрастные изменения травяного покрова сероольшаников, формирующихся на бывших сельскохозяйственных угодьях [Текст] / Л.С. Ермолова, А.Я. Гульбе, Я.И. Гульбе // Актуальные проблемы лесного комплекса / Под. ред. Е.А. Памфилова. Сб. науч. тр. по итогам межд. научно-технич. конф. Вып. 21. – Брянск: БГИТА, 2008. – С.

72-75.

Подписано в печать 12.04.2012г.

Усл.п.л. – 1.Заказ №085Тираж: 100экз.

Копицентр «Чертеж.ру» ИНН 77017232107023, г.Москва, ул.Б.Семеновская 11, стр.(495) 542-73www.chertez.ru






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная 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.