WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

На правах рукописи

Перепечина Юлия Ивановна

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ  ХОЗЯЙСТВА

В ЛЕСАХ НА ОСНОВЕ ИХ СОСТОЯНИЯ В ЮЖНОМ ЗАУРАЛЬЕ 

06.03.02.- Лесоведение, лесоводство, лесоустройство и лесная таксация

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Брянск 2011

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Брянская государственная инженерно-технологическая академия»

Научный консультант:  доктор сельскохозяйственных наук

  Ковалев Б.И.

 

Официальные оппоненты:

  доктор сельскохозяйственных наук, профессор

  Мурахтанов Евгений Сергеевич

  доктор сельскохозяйственных наук, профессор

  Черных Валерий Леонидович

  доктор сельскохозяйственных наук, профессор

  Феклистов Павел Александрович

Ведущая организация: филиал ФГУ «Всероссийский научно-исследовательский институт леса и механизации» Сибирская лесная опытная станция

Защита диссертации состоится  «16» сентября 2011г. в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 212.019.01 при Брянской государственной инженерно-технологической академии по адресу:

241037 г. Брянск, проспект Станке Димитрова, 3, БГИТА, зал заседаний.

Тел. (4832) 64-96-29, факс (4832) 74-60-08, E-mail: mail@bgita.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Брянской государственной инженерно-технологической академии.

Автореферат разослан «10» августа 2011г.

Ученый секретарь

диссертационного совета  Нартов Д.И. 

Общая характеристика работы



Актуальность темы. Воздействие антропогенных факторов, обусловленное развитием территориально-производственных комплексов, большой объем лесозаготовок, влияние природных и биогенных факторов привело к тому, что леса испытывают высокое негативное воздействие, изменяется структура фитоценозов, нарушаются естественные процессы роста и развития, их состояние. Гибель лесов на больших площадях, в результате влияния различных отрицательных факторов, в ряде случаев, может привести к экологической катастрофе.

Значение леса в жизни человека многопланово: в нем сочетаются глобальные, общегосударственные и региональные функции. Решение проблем лесного хозяйства возможно только при научно обоснованном сочетании всех этих трех уровней применительно к конкретному региону. Между тем  такая проблема для лесостепи Южного Зауралья остается открытой. В связи с этим  исследовались леса лесостепи Южного Зауралья, территория, которого  включает  часть Челябинской и Тюменской областей, Республику  Башкортостан, Курганскую область. Работа проводилась в лесах Курганской области, т.к. они в полной мере характеризуют  лесостепь рассматриваемого региона. Этот регион относится к числу малолесных областей России. Земли, покрытые лесной растительностью, занимают 21,4%.

Основными негативными факторами являются пожары и периодическое переувлажнение («вымочки»), которые  привели к гибели лесов на площади 60,5 тыс.га.  Решение проблемы  рубки леса и его восстановления в этих  условиях требует проведения  специальных исследований.

Достаточно большое отрицательное  влияние оказывают хвое-листогрызущие вредители, которые снижают продуктивность насаждений и могут приводить к полной деградации лесных экосистем со сменой пород. 

Кроме того, в исследуемом регионе отмечается радиоактивное загрязнение части лесного фонда.

Немаловажное  значение имеют аэротехногенные выбросы. В результате, исследуемые леса испытывают высокий уровень негативного влияния, который носит повторяющийся, хронический характер, приводящий к изменению состояния и деградации насаждений. 

Региональные экологические проблемы содержат серьезные неопределенности, обусловленные, прежде всего, отсутствием достаточного массива данных наблюдений, характеризующих реальную экологическую ситуацию. При этом оперативное и своевременное выявление  и оценка экологических нарушений, качественных и количественных характеристик степени изменения состояния, видов и уровней воздействия отрицательных факторов и нейтрализация последствий их влияния, с учетом региональных природных особенностей становятся актуальной проблемой. Эта проблема может быть решена только путем разработки системы организации и ведения хозяйства с учетом лесорастительных условий и состояния лесов.

В диссертационной работе решается проблема лесного хозяйства, которая отражена  в  «Стратегии развития лесного комплекса Российской  Федерации на период до 2020 года».

Вышеизложенное свидетельствует об актуальности исследований.

Цель исследований научно обосновать организацию и ведение  лесного хозяйства в лесах лесостепи Южного Зауралья на основе их фактического состояния.

Основные  задачи исследований:

-обосновать хозяйственно-лесорастительное районирование как территориальное деление лесов на части с определенной структурой лесного фонда, лесорастительными условиями,  влияющими на ведение  хозяйства и использование лесов;

-проанализировать влияние негативных факторов на  состояние лесов;

-изучить фактическое состояние лесов по хозяйственно-лесорастительным районам;

-разработать и обосновать  систему мероприятий по охране, защите, воспроизводству и использованию лесов с учетом их состояния по районам;

-уточнить типологию для лесов Курганской области  в соответствии с лесорастительным районированием 2011 г.;

-предложить способы лесовосстановления на гарях и «вымочках», максимально отвечающие экологическим и экономическим требованиям.

Научная новизна:

-установлены основные критерии и выполнено  хозяйственно-лесорастительное районирование объекта исследований;

-выявлены комплексы факторов, определяющие состояние лесов и установлены закономерности их воздействия;

-определена комплексная оценка и выполнен анализ состояния лесов в условиях различных уровней негативного воздействия по хозяйственно-лесорастительным районам;

-на основании фактического состояния лесов предложена общая стратегия и разработана система  организации хозяйства в различных  хозяйственно-лесорастительных районах, обеспечивающая повышение устойчивости и реабилитации поврежденных лесных экосистем;

-усовершенствованы способы лесовосстановления на гарях и участках  леса с периодическим переувлажнением («вымочках»).

Практическая значимость и  внедрение научных разработок.

Выполнено и внедрено в производство ФГУП «Запгослеспредприятие» хозяйственно-лесорастительное районирование лесов Курганской области (Акт о внедрении № 799 от 19 июня 2006 г.).

Разработаны «Основные положения организации и ведения лесного хозяйства Курганской области».  Работа выполнялась по госзаказу Федерального агентства лесного хозяйства РФ  и в соответствии с договором о сотрудничестве  с ФГУП «Запгослеспредприятие». «Основные положения» прошли экологическую экспертизу и рекомендованы к внедрению в производство ФГУП «Запгослеспредприятие» (Акт о внедрении № 414 от 16 мая 2007 г.).

Внедрены в производство филиалом ГУП «Рослесинфорг» «Заплеспроект» основные составляющие системы организации хозяйства (акт о внедрении № 05/0142  от 25 апреля 2011 г.).

Внедрены в производство в  лесах Курганской области  уточненная лесная типология и способы  лесовосстановления на участках с периодическим переувлажнением («вымочках»), гарях, вырубках  (акт о внедрении от 25 мая 2011г.).

Апробация результатов исследований.

Результаты исследований докладывались на международных конференциях: «Актуальные проблемы лесного комплекса» (Брянск, 2003), «Экологические, экономические и социальные аспекты лесоустройства и лесозащиты» (Брянск, 2005), «Проблемы лесоведения и лесоводства» (Гомель, 2007), «Вклад ученых и специалистов в национальную экономику» (Брянск,  2008),  «Актуальные проблемы лесного комплекса» (Брянск, 2009), «Проблемы лесоустройства  и государственной инвентаризации лесов в России» (Москва, 2009);  на второй и третьей, международных научно-практических интернет - конференциях «Леса России в XXI веке» (Санкт-Петербург, 2009, 2010);  на научно - производственных конференциях Брянской государственной инженерно-технологической академии (Брянск, 2005…2011);  на V съезде лесоводов Зауралья (Курган, 2006); на технических совещаниях Департамента  природных ресурсов и охраны окружающей среды Курганской области (Курган, 2006, 2008, 2010), филиала ГУП «Рослесинфорг» «Заплеспроект» (Брянск, 2006, 2008, 2010, 2011);  на расширенном заседании кафедры лесоустройства, лесозащиты и охотоведения БГИТА (Брянск, 2011).

Достоверность  и  обоснованность результатов исследования, выводов и рекомендаций достигнута использованием обширного экспериментального материала, проанализированного с применением компьютерных программ математической обработки  данных, а также всесторонним анализом литературных источников, согласованностью полученных данных с общебиологическими закономерностями и данными других авторов, которые  используются в практике лесного хозяйства.

Основные положения, выносимые на защиту:

-хозяйственно-лесорастительное районирование лесов лесостепи Южного Зауралья (на примере Курганской области);

-комплекс факторов, определяющих состояние исследуемых лесов, и закономерности их влияния по выделенным хозяйственно-лесорастительным районам;

-установленные уровни деградации насаждений  в результате воздействия комплекса негативных факторов;

-система организации  и ведения хозяйства на основе фактического состояния лесов по хозяйственно-лесорастительным районам;

-технология  лесовосстановления на гарях и «вымочках»;

Личный вклад автора.

Диссертация является результатом многолетних исследований. Личное участие автора заключается в теоретическом обосновании, непосредственном участии в работе полевых лесоустроительных партий в период 2006…2010 гг., в сборе и обработке экспериментальных данных, разработке рекомендаций для производства, подготовке монографии и статей.

Публикации.

Основное содержание диссертационной работы и её результатов  отражено в 24 научных работах, в том числе 1 монографии и 10 статьях  в журналах, рекомендованных перечнем ВАК РФ для публикации основных научных результатов диссертации на соискание ученой степени доктора наук.

Структура и объем диссертации

Диссертация  изложена на 318 с. и состоит из  8 глав, выводов,  рекомендаций производству, заключения. Работа содержит 63 таблицы, 55 рисунков, библиографический список - 329 наименований, из них 12 на иностранном языке, и приложения.

1  Состояние проблемы исследований

Основой ведения лесного хозяйства, которая имеет ряд проблем, является устойчивое управление лесами, рациональное, неистощительное лесопользование, при сохранении структуры и  уровня биоразнообразия.  Для их решения в работе рассматриваются вопросы районирования лесов, влияние отрицательных факторов на их состояние, разрабатывается система  организации хозяйства на основе состояния лесов.  Хотя эти вопросы в различной степени изложены в литературе, они  требуют решения для исследуемых лесов.

Так, вопросам влияния пожаров на лесные экосистемы посвящены работы Реймерса, 1994; Валендика, 1996; Фуряева,1995, 1996.  Исследованиями последствий пожаров  занимались Санников, Терехов, Санникова, 2000, 2004; ими  разработана лесоводственно - экологическая классификация типов гарей, принципы и способы лесовосстановления на гарях в исследуемом регионе. 

Изучением вымочек  в разное время занимались: Шнитников, 1950; Никольский, 1951; Арефьева,  Каммерих, 1951; Пьявченко, Кощеев, 1955; Чиндяев, 2003, 2004; Абросимов, 1999; Черепанов, 2009, которые отмечали, что  большие площади лесов в исследуемом регионе деградируют из-за их подтопления.

Барсуков, 2003; Моисеев и др.,1997; Михалкин, 2004 установили, что выпадение  смеси радионуклидов  на лес приводит к радиационному поражению в разной степени всех организмов биогеоценоза.

Общие аспекты воздействия фитотоксикантов на растения и устойчивость к ним основных лесообразующих пород изложены в работах многих авторов  (Бабушкина, 1990;  Барахтенкова, Кузьмина, 1981; Белов, 1964;  Тарасенко и др., 1991;  Дончева, 1978;  Иласенко, Меньшиков, Махнов, 1995; Израэль и др.,1984; Николаевский,1979; Писарева, 1991; Фелленберг,1997).

Большой вклад в изучение закономерностей лесных экосистем внесены Шелфордом (закон толерантности) (Одум, 1986; Реймерс, 1994; Стадницкий,1988). Комплексное воздействие факторов, определяющих состояние лесов, обосновано Ковалевым, 2000.

Иласенко, Меньшиков, Махнов, 1995; Мозалевская, 1984; Старк, 1931;  Алексеев, 1989; Ватковский, 1986;  Тарасенко и др., 1991; Дончева, 1978; Липаткин, 1996 разработали диагностику состояния деревьев по морфологическим признакам их крон.

Организация лесного хозяйства осуществлялась на основе разделения лесов по целевому назначению, установлении лесоводственно-технических элементов хозяйства, возрастов рубок, определения размера пользования древесиной. Проблема региональной организации хозяйства на основе фактического состояния лесов  в полной мере не решена.

В исследуемом регионе отсутствует: анализ современного состояния лесов; хозяйственно-лесорастительное районирование; способы лесовосстановления на гарях и «вымочках»,  соответствующие экологическим и экономическим требованиям; система мероприятий по охране, защите, воспроизводству лесов с учетом их фактического состояния.

Данная работа  посвящена изучению состояния лесов Курганской области под воздействием биотических, абиотических и антропогенных факторов, разработке системы организации хозяйства на основе анализа их состояния. Результаты исследований изложены в диссертации, монографии и публикациях.

2 Программа работ, методика и объекты исследования.

Характеристика природных условий

Для научного обоснования и разработки системы мероприятий по организации хозяйства на основе фактического состояния лесов программой

исследований предусматривалось:

-изучить природные условия района исследований,  структуру лесного фонда, почвенные условия, хозяйственную деятельность; 

-проанализировать факторы, оказывающие влияние  на состояние лесов и установить закономерности их комплексного воздействия по хозяйственно-лесорастительным районам;

-изучить современное состояние лесов;

-выполнить районирование  территории по уровню воздействия  негативных факторов  на состояние лесов;

-разработать систему мероприятий по использованию, охране, защите, воспроизводству лесов по хозяйственно-лесорастительным районам;

-изучить и провести анализ способов лесовосстановления на гарях, «вымочках», вырубках и предложить способы, в наибольшей степени, отвечающие  экологическим и экономическим требованиям.

Природно-климатическая характеристика региона анализировалась на основе многолетних данных Курганской метеостанции и литературных источников. Характеристика отрицательных факторов приводится  с использованием известных данных, отчетных материалов лесохозяйственных организаций,  докладов («Природные ресурсы и охрана окружающей среды Курганской области») и на основании  проведенных исследований.

Изучение влияния  негативных факторов на состояние насаждений, устойчивость древесных пород к отрицательным воздействиям проводили на  временных пробных площадях,  маршрутах наземной лесопатологической таксации и модельных деревьях, общепринятыми  в практике лесного хозяйства методами.

Указанные виды работ выполнялись в насаждениях различной степени ослабления. В качестве контроля использовались равноценные с исследуемыми насаждения, произрастающие в таких же экологических условиях, но без признаков воздействия анализируемых негативных факторов. 

Оценка категорий состояния деревьев производилась по общепринятой методике.  Насаждения, пройденные низовым беглым  пожаром, обследовались по таксационным выделам, а поврежденные верховым и низовыми устойчивыми  пожарами разной интенсивности - по группам выделов,  имеющих одно состояние.

Степень изменения насаждений, поврежденных  пожарами разного срока давности, характеризовалась процентным соотношением деревьев разных категорий состояния.

Для оценки изменения биологической устойчи­вости на различных уровнях деградации насаждений выделяли пять степеней изменения состояния лесов: 1 степень - деградации лесов не отмечено; 2 - слабая деградация лесов; 3 - сред­няя деградация лесов; 4 - сильная деграда­ция лесов; 5 - полная деградация лесов (Ковалев, 2000,2001).

Для установления степени изменения состояния лесов использовали коэффициент изменения состояния (КИС).  КИС рассчитывался следующим образом: числитель - сумма произведения диаметров здоровых и ослабленных деревьев на цифровое значение этих категорий, а знаме­натель - сумма произведений диаметров всех деревьев на пробной площади на цифровое значение соответст­вующей им категории состояния (здоровое дерево - 1, ослабленное - 2, сильно ослабленное - 3, усы­хающее - 4, свежий сухостой - 5, старый сухостой - 6).  В связи с климатическими условиями  района работ при расчете КИС  в категорию здоровых предполагается относить деревья с незначительными признаками ослабления. Эта категория включала деревья, которые по общепринятой классификации относятся к здоровым и ослабленным.

Анализ модельных деревьев  поврежденных хвое-листогрызущими вредителями производили по общепринятой  методике (Руководство по планированию, организации и ведению лесопатологических обследований, 2007).

Экспериментальный материал обрабатывался с использование различных методов вариационной статистики, компьютерных программ Exel, MatStat.

Климат Южного Зауралья резко-континентальный с суровой зимой и довольно жарким летом. В соответствии со схемой ботанико-географического районирования, по территории области проходит подзона мелколиственных лесов (подтайга), в широтных полосах - северная и южная лесостепь, а по самому югу - подзона разнотравно-дерновинно-злаковой степи. Основу флоры составляют виды таежной, лесостепной и степной ботанико-географической приуроченности. Это в целом характеризует флору как лесостепную (Раковская, Давыдова, 2001).

Леса Курганской области, в которых выполнялись исследования,  относятся к защитным и эксплуатационным. Их площадь составляет 1876,8 тыс. га. Породная структура лесных насаждений представлена в основном сосной - 24,5%,  березой - 65,7%,  осиной - 8,2%, на остальные породы приходится 1,6% покрытой лесной растительностью земель. Средний возраст сосновых насаждений - 48 лет, еловых - 24, березовых - 39, осиновых - 29.

Динамика основных таксационных показателей свидетельствует о том, что насаждения отличаются средней производительностью - средний класс бонитета II,0. За прошедший ревизионный период средний класс бонитета  по сосне изменился на - 0,7. Это связано с пожарами 2004 г. когда в основном погибли хвойные насаждения.

В районе исследований при проведении лесоустройства и ведения лесного хозяйства  применяется эдафическая сетка П.С. Погребняка и типология  В.Н. Сукачева, уточненная и дополненная М.Д. Серебряковой. Она  ввела тип лесорастительных условий солоди: свежие на солодях (Е2), влажные на солодях (Е3), сырые с ивовым подлеском (Е4), мокрые и заболоченные солоди (Е5). Таблица типов леса была разработана для двух районов - Западносибирского подтаежно-лесостепного и Южно-уральского лесного районов. В соответствии с перечнем лесорастительных зон  и лесных районов РФ (2011), исследуемые леса отнесены к лесостепной зоне, Западносибирскому подтаежно-лесостепному району.  В связи с наличием различных классификаций  уточнена схема типов леса и лесорастительных условий для  лесов Курганской области.

3  Хозяйственно-лесорастительное районирование лесов

Наиболее важными показателеми при районировании лесов являются природные условия.  В практике лесного хозяйства широкое распространение  имеет лесорастительное районирование, предложенное Курнаевым, 1973.  Лесорастительным районированием объекта исследований занимались Колесников, 1961,1967; Алесенков, 2004;  Фрейберг, Залесов,  Луганский, 2007.

Б.И. Иваненко (1961г.) предлагает выделять районы по однородности комплексов типов леса и лесорастительных условий и использовать при этом  метод наложения карт разных видов природных явлений, или метод ведущих факторов – почвенных и климатических условий.

Лесной кодекс предусматривает проведение районирования с учетом местных лесорастительных, лесозаготовительных и иных особенностей. Территория  объекта исследований  нами была разделена на хозяйственно-лесорастительные районы. Хозяйственно-лесорастительное районирование определяется как территориальное деление лесов исследуемого региона на части, соответствующие районам с определенными лесорастительными и хозяйственными условиями. Следует отметить, что лесорастительный район - это достаточно  крупное подразделение территории, основанное на учете сходства и различия многих признаков, большей частью локально-климатических и геолого-геоморфологических.

При хозяйственно-лесорастительном районировании использовался метод наложения карт: общегеографической карты Курганской области с растительным покровом и грунтами (М 1: 500  000),  обзорной карты почвенного покрова, разработанной  В.П.  Егоровым, 2004 и карты - схемы организации лесничеств.

Критериями  выделения хозяйственно-лесорастительных районов являются: почвы, лесистость,  типы  леса, лесорастительные условия, таксационная характеристика  насаждений, подроста, подлеска и напочвенного покрова, орографические условия и условия  использования, охраны, защиты и воспроизводства  лесов. На территории исследуемого региона  выделены 5 хозяйственно-лесорастительных районов (далее районов): «Смешанные леса»,  «Березовые колковые леса», «Сосновые боры», «Сосново-березовые леса», «Пойменная растительность», которые являются характерными для лесостепи Южного Зауралья (рисунок 1).

Леса, отнесенные к району «Смешанные леса»  произрастают на вершинах дюнных всхолмлений или грив, пологих  склонах увалов и равнинных дренированных участках между ними. Для них характерны сочетания серых  лесных осолоделых почв с солодями, а также сочетание солодей с лугово-болотными почвами. Основными  типами леса являются: разнотравно - высокотравный, разнотравный и  сложнотравный  (70%), осоковый (15%), свежий, влажный, сырой  на солодях (15%). Наиболее распространенным типом лесорастительных условий является Д3 ; С2 - С3 , Е2  - Е4 . Лесистость района невысокая (23,6%). Преобладают чистые березовые, смешанные березово-осиновые и осиново-березовые леса (состав - 6,8Б1,6Ос1,6С+Л,Е,Ив,Т,Яб). Лесорастительные условия  в целом благоприятны для произрастания основных лесообразующих пород.

Рисунок 1 - Схема хозяйственно-лесорастительного районирования Курганской области

Район «Березовые колковые  леса» характеризуется пониженными периодически подтапливаемыми условиями произрастания и  слегка повышенными равнинными участками. Преобладают солонцеватые комплексы, солоди, а также сочетание солодей с солонцеватыми комплексами. Эволюция солодей имеет тенденцию олуговения и заболачивания. Последние 15…20 лет заметно прогрессирует заболачивание мелколиственных лесов, происходит вымокание древесной растительности на значительных территориях. Негативными  условиями произрастания являются повышенное увлажнение, полное рассоление почвенного профиля, кислая реакция верхних горизонтов, наличие необходимых макро… и микроэлементов. Для лесов характерно колочное расположение. Древостои  в основном березовые или с небольшими участками осины и сосны (состав -7,7Б1,6Ос0,7С+Е,Ив,Кл).  Почвенные особенности обусловливают очень низкую лесистость района - 12,6% (9,9...18,3%).  Распространены следующие типы леса: свежий и влажный на солодях, злаковый, разнотравный, осоковый. Основная часть (80%) насаждений района произрастает  в типе леса - свежий и влажный  на солодях: практически все березняки, около 40% сосняков и большая часть осинников. Самыми распространенными типами лесорастительных условий являются Е2  (52 %) и  Е3 (34 %).

Леса района «Сосновые боры» произрастают на серых лесных оподзоленных почвах. Основу лесных экосистем составляют сосновые леса. Лесистость – 49,9% (21,4… 82,4%).  В северной части  сосны в составе  до 8 ед., в южной – большая  примесь мелколиственных древесных растений (средний состав - 6,2С3,3Б0,5Ос+Е,Ив,К,Л). Основными  типами леса являются:  зеленомошниковый - 40%, черничниковый - 22% и брусничниковый - 20%.  Сосняки преимущественно (81%) растут в зеленомошниковых и черничниковых типах леса.  Этот район характеризуется, в сравнении с предстоящим, более сухими условиями местопроизрастания, тип лесорастительных условий - А2, А3, В1-В3 , оптимальны для роста сосны.

Леса района  «Сосново-березовые леса» произрастают на обыкновенных и выщелоченных черноземах. Средний состав насаждений - 5,3С3,7Б1,0Ос +Л,Ив,Е,Т.  Лесистость района - 20,9% (13,1…29,5%).Преобладающие  типы леса - разнотравный (52%), орляковый (30%), свежий и влажный  на  солодях  (15%).  Тип лесорастительных условий  С 2 - С 3, В 2 , Е 2 , Е3 .  Природные условия наиболее благоприятны для смешанных сосново-березовых лесов.

  Район «Пойменная растительность»  располагается на аллювиальных почвах в поймах рек Тобола и Исети (площадь 1,5 тыс. га). Здесь произрастают ивы: козья,  корзиночная, сизая,  трехтычинковая; черемуха обыкновенная; осока низкая и др. Имеются участки без древесной растительности. Ввиду того, что площадь района незначительная, сведения о нем приведены в работе достаточно кратко.

Для  обоснования  выделения хозяйственно-лесорастительных районов проведен кластерный анализ. Выделенным  районам присвоен ранг (номер) по качеству лесорастительных условий (ТЛУ). С увеличением номера качество ТЛУ падает.  Ранг района - 1 присвоен району «Сосновые боры», 2 - «Сосново-березовые леса», 3 - «Смешанные леса», 4 - «Березовые колковые леса». Для проведения анализа выделено 7 кластеров (признаков): количество единиц в составе сосны, березы, класс бонитета, относительная полнота, запас, прирост по запасу, возраст.

Диаграмма для 6  переменных и их взаимосвязь представлена на рисунке 2  (по оси Y – степень сродства, по оси  X – показатели).

Обоснованы различия в таксационной характеристике по выделенным районам (коэффициенты сосны и березы в составе, бонитеты, приросты по запасу достоверны на 95% доверительном уровне по критерию Стьюдента).

Рисунок 2 -  Диаграмма для 6  переменных и их взаимосвязь

4 Влияние негативных факторов на состояние лесов по хозяйственно-лесорастительным районам

В лесах региона  исследований изменение их состояния  происходит под воздействием различных факторов: антропогенных, абиотических, биотических.  Антропогенными факторами в районе работ являются: лесные пожары, аэротехногенные выбросы, загрязнение лесов радиоактивными веществами, нарушения, связанные с его рубкой. К абиотическим факторам  относятся ветры, засухи, периодическое переувлажнение. Повреждения леса грибными болезнями, вредителями и  насекомыми-фитофагами входят в группу биотических факторов.

При проведении исследований состояния лесов по районам было установлено, что в хозяйственно - лесорастительном районе «Смешанные леса» основными факторами являются биотические, абиотические и антропогенные, в районе «Березовые колковые леса» - биотические, абиотические,  в районах «Сосновые боры» и  «Сосново-березовые леса» - антропогенные.

Одним из основных факторов, определяющих состояние лесов района работ, являются лесные пожары.  За анализируемый период (1999…2008 гг.)  в регионе произошло 10432 лесных пожара на площади 130,0 тыс. га, при этом погибло 56,7 тыс. га.  Площадь и количество пожаров значительно различается  по годам.  Так, экстремальными были 1996, 1998, 1999, 2004 гг.  Максимальное количество пожаров (2680)  зафиксировано в 2004 г. Они  охватили площадь 71,1тыс. га, в том числе верховыми пожарами - 49,4 тыс. га.

Сильные засухи в районе исследований вызываются суховеями из Центральной Азии с температурой воздуха до 35…37°, относительной влажностью менее 30 % и скоростью  ветра более 10-15 км/час. Засухи сопровождаются крупномасштабными вспышками верховых пожаров (Санников, 1973, 1992). Таковы, например, катастрофические пожары 1947, 1955, 1967, 1975, 1982, 1992…1994 и 2004 гг.





Максимальное  количество пожаров - в районе «Смешанные леса» - 3914 случаев (37,5%),  по площади - в районе «Сосновые боры» - 63,1 тыс. га (48,5%) при минимальном количестве пожаров (1153 шт. или 11,0%). По площади, охваченной лесными пожарами, районы по степени убывания распределились следующим образом: «Сосновые боры» - 48,5%, «Сосново-березовые леса» - 21,3, «Смешанные леса» - 19,5, «Березовые колковые леса» - 10,7%.

Средний класс пожарной опасности (II,7)  определяет возможность возникновения пожаров в течение всего пожароопасного сезона.  Самый высокий средний класс пожарной опасности - II,2 в районе «Сосновые боры» (состав насаждений-6,2С3,3Б0,5Ос+Е,Ив), самый низкий - III,4  в районе «Березовые колковые леса» (состав - 7,7Б1,6Ос0,7С+Е,Ив,Кл).

В выделенных районах относительная горимость  изменяется  от 25,2 (район «Смешанные леса») до 134,4 (район «Сосновые боры»), при среднем значении - 69,6. Относительная горимость по числу пожаров на 1 млн. га в год (334 шт.) - «чрезвычайная», по площади  на 1 тыс. га (1,2 га) - «выше средней».

Причины возникновения пожаров не установлены для районов  «Смешанные леса» - 46,4%, «Березовые колковые леса» - 39,5%, «Сосново-березовые леса» - 11,6%, «Сосновые боры» - 7,4%. В подавляющем большинстве случаев лесные пожары возникают по вине человека (55%): в районе «Сосново-березовые леса» - 82,8%,  «Сосновые боры» - 77,1,  «Смешанные леса» -  40,5, «Березовые колковые леса» - 32,0%. 

Источниками негативного воздействия на атмосферный воздух в  исследуемом регионе  являются 1673 предприятия и наличие большого количества мобильной техники. Совокупный объем аэротехногенных  выбросов в 2009 году  составил 179.2 тыс. т, в т.ч. от стационарных источников - 58,8 тыс. т, от мобильных средств - 120,5  тыс. т. В общем объеме выбросов загрязняющих веществ 55,2% составляет окись углерода, 15,1% -  окись азота. В составе  вредных веществ, выбрасываемых всеми источниками, 95,5% составляют газообразные и жидкие, 4,5%  -  твердые. Наибольшую нагрузку принимают на себя леса сосново-березового района (на 1 га лесной площади составляет 0,20 т),  наименьшую - «Березовые колковые леса»  (0,057 т).

Загрязнение природной среды северо-западной части Курганской области радиоактивными веществами связано с работой производственного объединения «Маяк», которое  обусловлено тремя аварийными ситуациями. Произошло загрязнение пойменных и припойменных лесов вдоль рек Теча и Исеть и части лесного фонда на территории Восточно - Уральского радиационного следа на площади 69,7 тыс. га, что составляет 4,0% от общей площади фонда. Вся площадь имеет плотность загрязнения более 1 Ки/км2, и распределилась по зонам загрязнения - IV зона (1…5 Ки/км2) - 69,6 тыс. га и III зона (5…15 Ки/км2) - 0,1 тыс. га. Радиоактивному загрязнению подверглась территория 6 лесничеств в районах  «Смешанные леса» и «Сосновые боры» на площади 42,4 тыс. га и 27,2 тыс. га соответственно.

Рубка леса оказывает негативное воздействие на почвы, водные объекты, растительный и животный мир. Промышленная заготовка древесины при несоблюдении эколого-лесоводственных  требований  может  привести  к  потере устойчивости экосистем района исследований.

  Анализ динамики очагов хвое - листогрызущих вредителей леса за 2001…2010гг. дает возможность прогнозирования развития лесопатологической ситуации на последующие пять лет. В случае благоприятных погодных условий и отсутствия истребительных мероприятий существует высокая вероятность сохранения и увеличения площадей, вновь возникших очагов непарного шелкопряда. В 2007 г.  зафиксировано 70,7 тыс. га  очагов хвое - листогрызущих вредителей, однако в 2008 году площадь очагов снизилась и составила 6,7 тыс. га, в свою очередь в 2009 году их площадь увеличилась до 24,9 тыс. га. При этом основными видами вредителей являлись: шелкопряд монашенка, сосновая пяденица, непарный шелкопряд.  Повреждение лесов насекомыми и болезнями, приводящее к их гибели, с 2000 по 2006, 2009 не наблюдалось, в 2007 году погибло всего 9 га, в 2008 – 54,9 га.

Периодическое переувлажнение («вымочки») является второй по значимости проблемой  в районе исследований. Гибель лесов вследствие вымокания  произошла на больших площадях - 33,3 тыс. га. Наиболее подверженными подтоплению оказались леса в хозяйственно-лесорастительных районах «Березовые колковые леса» и «Смешанные леса».  По данным исследований вымокание происходит в березовых, осиновых насаждениях и редко в сосновых. Основными признаками повреждения насаждений являются: ажурность кроны, появление водяных побегов, дехромация листвы и хвои до 50%. Периодическое переувлажнение, изменения  уровня грунтовых вод, возможно связанны  с тектоническими колебаниями в земной коре.

Гибель насаждений под воздействием неблагоприятных погодных условий:  засуха, ураганные ветра, заморозки наблюдается ежегодно. Наиболее опасным метеорологическим явлением для региона является сильный ветер, вызывающий вывал деревьев. Общая площадь насаждений  погибших от этого фактора составляет 137,5 га (2 % от всех погибших древостоев).

Для обоснования влияния  негативных факторов на состояние лесов был проведен кластерный анализ. Выделенным хозяйственно-лесорастительным районам присвоен ранг (номер), а также  выделено 6 кластеров: лесистость, %,  площадь пожаров,  гари, «вымочки», очаги непарного шелкопряда,  загрязнение атмосферного воздуха.  Проведенный анализ доказал влияние негативных факторов на состояние лесов по районам.

Площадь пожаров и выделенные хозяйственно-лесорастительные районы  имеют тесную зависимость и выражаются уравнением прямой:

где  Р - ранг района, Сп - площадь пожаров, га на 1 тыс. га лесного фонда, R - коэффициент корреляции.

Все учтенные факторы  имеют  влияние  на выделенные районы. Связь выражается множественным уравнением регрессии вида:

где Р - ранг района, В – «вымочки», га на 1 тыс. га  , Атм. – загрязнение атмосферного воздуха, т  на 1 тыс.га,  Неп.- очаги непарного шелкопряда, га на 1 тыс. га.

5 Состояние исследуемых лесов по хозяйственно-лесорастительным районам

Район «Смешанные леса»

Проведенные исследования влияния периодического переувлажнения на леса выявили различную деградацию мелколиственных насаждений.

Деградация  отсутствует - коэффициент изменения состояния 0,95±0,1. Усыхание деревьев отсутствует или незначительное, здо­ровые - составляют 90,0±3,1% по запасу. Отпад не превышает естественный и идет за счет деревьев худшего роста. Общий фон насаждения темно-зеле­ный.

Слабая деградация. Коэффициент изменения состояния - 0,74±0,2. Запас по­гибшей части древостоя составляет 18% доли здоровых деревьев. Общий фон насаждения зеленый. Кро­на типичная, но прирост  укорочен  у четверти деревьев насаждения. Почва не имеет внешних признаков засоления.  Травянистая растительность представлена видами, характерными для березовых злаково-разнотравных лесов.

Средняя деградация. Коэффициент изменения состояния находится в пределах 0,50±0,1. Степень усыхания насаждения значительная, нижний предел диапазона по доле здоровых деревьев составляет 49,5±1,9% от  запаса древостоя. Усыхание деревьев снижает относительную полноту и степень выполнения насаждением своего функционального назначения. Отпад  превышает естественный в 1,9 раза. Он  образуется за счет деревьев основного полога и составляет 52,9% от запаса здо­ровых деревьев. Насекомые заселяют деревья утратившие энтомоустойчивость. Начи­нается отмирание ассимиляционного аппарата. Цветовой фон светло-зеленый, крона  изрежена. В почвенном профиле в результате подъема грунтовых вод возникает осолоделый слой, что говорит о начале засоления почв. В травяном покрове появляются виды, характерные для влажных лесов и болотистых мест (лабазник вязолистный).

Сильная деградация. Коэффициент изменения состояния - 0,21±0,1. Отпад составляют дере­вья ступеней толщины средних и более по насаждению. Ксилофаги повреждают все деревья насажде­ния. Общий фон желто-зеленый,  крона редкая. Проявляются признаки заболачивания. В травяном покрове преобла­дают виды, характерные для влажных лугов и болот (осока береговая). Идут процессы засоле­ния почв, в результате чего в почве появляется осоло­делый слой, имеющий харак­терную белесую окраску.

Полная деградация леса характеризуется катастрофической нагрузкой на лесные экосис­темы, доза воздействия сублетальная и летальная. Коэффициент изменения состояния равен 0,00. Здоровые деревья отсутствуют, насаждение полностью погибло.  Отпад заселен ксилофагами. Происходит замена одной экосистемы на другую. Травяной покров составля­ют виды, характерные для болот (осока береговая, ро­гоз, тростник). В почвенном профиле образуется, мощный слой солоди. На месте леса возникают заболоченные территории.

Беглый низовой пожар в сосновых насаждениях и  средневозрастных березовых насаждениях приводит к слабой деградации.  На этом  уровне деградации леса отмечаются незначительные этапы изменения состояния. Коэффициент изменения состояния равен 0,72±0,3…0,70±0,1. Степень усыхания не­велика, идет снижение доли здоровых деревьев в насаждениях, которая составляет в сосновых - 74,0±2,3%,  березовых - 59,9±2,6% по запасу. Отпад превышает естественный в 0…0,6 раза. Запас по­гибшей части древостоя  35,1…10,4% доли здоровых деревьев. Общий фон насаждения зеленый. Кро­на типичная, но прирост  укорочен  у четверти деревьев насаждения.

Беглый низовой пожар  в березовых молодняках, устойчивый низовой  пожар низкой интенсивности в березовых насаждениях  приводит к средней деградации. При этом уровне деградации коэффициент изменения состояния находится в пределах 0,40±0,2. Степень усыхания насаждения значительная, доля здоровых деревьев составляет 53,3±1,8% от  запаса древостоя. Усыхание деревьев снижает относительную полноту и степень выполнения насаждением своего функционального назначения. Наря­ду с увеличением доли ослабленных деревьев значительно возрастает размер отпада. Он превышает в 1,9 раза естественный, идет за счет деревьев основного полога и составляет 37,0…55,5% от запаса здо­ровых деревьев. Насекомые заселяют деревья утратившие энтомоустойчивость. Начи­нается отмирание ассимиляционного аппарата. Цветовой фон светло-зеленый, крона  изрежена.

Устойчивый низовой  пожар средней и высокой интенсивности  в березовых насаждениях приводит к сильной деградации. При сильной деградации насажде­ния распадаются, коэффициент изменения состояния равен 0,22±0,1…0,30±0,2. Доля здоровых деревьев в древостое 12,5±0,9…32,5±2,5% по запасу. Отпад  в 4,0…7,8 раза превышает естественный, его основу составляют дере­вья ступеней толщины средних и более по насаждению. Ксилофаги повреждают ослабленные деревья насажде­ния. Общий фон желто-зеленый,  крона редкая.

Устойчивый низовой  пожар средней интенсивности в сосновых насаждениях, устойчивый низовой пожар высокой интенсивности  в осиновых насаждениях, верховой пожар  в сосновых насаждениях приводит  к полной  деградации. Коэффициент, харак­теризующий этот показатель, равен 0,00…0,10±0,1. Здоровые деревья отсутствуют, насаждения полностью погибли и не способны выполнять свое целевое назначение. Основу древостоя составляет от­пад, образовавшийся за период гибели насаждения, кото­рый более чем в  9,1…10 раз превышает естественный. Отпад заселен ксилофагами.

Район «Березовые колковые леса»

Устойчивые низовые пожары средней интенсивности в березовых насаждениях приводят к средней  деградации. Коэффициент изменения состояния равен 0,44±0,3. Степень усыхания насаждения значительная, доля здоровых деревьев составляет 42,3±4,3 % запаса древостоя. Усыхание деревьев снижает относительную полноту и степень выполнения насаждением своего функционального назначения. Наря­ду с увеличением доли ослабленных деревьев значительно возрастает размер отпада. Он превышает в 1,9 раза естественный. Насекомые заселяют деревья, утратившие энтомоустойчивость. Цветовой фон светло - зеленый.

Повреждения березовых насаждений  непарным шелкопрядом приводят к слабой деградации. КИС составляет 0,74±0,6. Степень усыхания не­велика, идет снижение доли здоровых деревьев в насаждении - 84,9±3,0 % по запасу. Отпад не  превышает естественный. Кро­на остается типичной, но прирост укорочен  у четверти деревьев насаждения.

Район  «Сосновые боры»

Беглый низовой пожар в 10…20 - летних сосновых насаждениях приводит к полной, в 30…50 - летних - к слабой деградации. При полной деградации коэффициент изменения состояния составляет 0,00. Здоровые деревья в насаждении отсутствуют. Деревья отпада повреждены стволовыми вредителями.  При слабой деградации коэффициент изменения состояния составляет 0,64±0,1. Степень усыхания не­велика, доля здоровых деревьев в насаждении - 62,2±3,2% по запасу. Отпад превышает естественный в 0,5 раза. Запас по­гибшей части древостоя - 8,2 % доли здоровых деревьев. Насекомые-ксилофаги повреждают естественный отпад и утратившие энтомоустойчивость де­ревья основного полога.

Беглый низовой пожар в березовых насаждениях приводит к средней деградации. Коэффициент изменения состояния составляет 0,51±0,2. Доля здоровых деревьев в насаждении 57,0±3,8 % по запасу. Отпад превышает естественный в 1,5 раза. Запас по­гибшей части древостоя 62,6% доли здоровых деревьев. Насекомые заселяют деревья утратившие энтомоустойчивость.

Устойчивый низовой пожар низкой интенсивности в  сосновых и березовых насаждениях приводит к средней деградации. Коэффициент изменения состояния составляет 0,48±0,1…0,54±0,3. Доля здоровых деревьев в насаждении 42,5±3,4…46,7±2,7% по запасу. Отпад превышает таковой для нормальных насаждений в 2 раза. Запас по­гибшей части древостоя 81,5…101,0%  доли здоровых деревьев.

Устойчивый низовой пожар средней интенсивности в сосновых насаждениях и высокой интенсивности в березовых и сосновых насаждениях, верховой пожар в сосновых и березовых насаждениях приводят к полной деградации. Коэффициент изменения состояния (КИС) составляет 0,00. Здоровые деревья в насаждении отсутствуют. Отпад превышает естественный в 8,8 раз.

Устойчивый низовой пожар низкой интенсивности через 5 лет в 50-летних сосновых насаждениях приводит к слабой деградации (КИС - 0,70±0,5), березовых и осиновых - к средней (КИС - 0,40±0,1…0,52±0,4).

Устойчивый низовой пожар  средней и высокой интенсивности через 5 лет во всех насаждениях приводит  к полной деградации. Коэффициент изменения состояния составляет 0,00. Здоровые деревья в насаждении отсутствуют. Отпад превышает естественный в 6…10 раз.

Бурелом  в березовых насаждениях приводит к сильной (КИС - 0,25±0,1), в осиновых - к полной деградации (КИС - 0,00).  Ветровал,  как в березовых, так и в осиновых насаждениях - к слабой деградации (КИС - 0,72±0,4).

Район «Сосново-березовые леса»

Беглый низовой пожар  в сосновых, березовых насаждениях приводит к слабой деградации (КИС - 0,60±0,3…0,74±0,3, доля здоровых деревьев по запасу 57,5±2,9…97,5±3,9%, процент отпада от здоровых деревьев - 2,4…10,1%, превышение отпада над естественным - незначительное); в средневозрастных березовых насаждениях - к средней деградации (КИС - 0,40±0,1…0,46±0,1,  доля здоровых деревьев по запасу 28,7±4,1…54,0±3,7%, процент отпада от здоровых деревьев - 24,3… 30,9%, превышение отпада над естественным -  в 0,7…1,5 раза).

Устойчивый низовой пожар средней интенсивности  в сосновых и  березовых насаждениях не зависимо от возраста приводит к средней деградации. Коэффициент изменения состояния составляет 0,40±0,4… 0,50±0,1. Доля здоровых деревьев в насаждении 27,0±2,3…60,0±2,3% по запасу. Отпад превышает естественный в 1,2…1,9 раза. 

Устойчивый  низовой пожар высокой интенсивности в молодняках сосны,  в березовых насаждениях разного возраста, верховые пожары в сосновых и березовых древостоях и устойчивый низовой пожар средней и высокой интенсивности в сосновых насаждениях через 5 лет приводят к полной деградации. Коэффициент изменения состояния составляет 0,00. Здоровые деревья в насаждении отсутствуют. Насекомые заселяют деревья утратившие энтомоустойчивость. Деревья отпада повреждены стволовыми вредителями.

В березовых насаждениях, поврежденных ложным трутовиком, уровень деградации отсутствует. Коэффициент изменения состояния 0,97±0,6. Усыхание отсутствует или незначительное, здо­ровые деревья составляют 90 ±2,9% по запасу. Отпад не превышает естественный и идет за счет деревьев худшего роста. Общий фон насаждения - темно-зеле­ный.

В осиновых насаждениях, поврежденных ложным трутовиком, наблюдается слабая деградация.  Коэффициент изменения состояния составляет 0,74. Степень усыхания не­велика, доля здоровых деревьев в насаждении 82±3,6% по запасу. Отпад не превышает естественный.  Насекомые-ксилофаги повреждают отпад и утратившие энтомоустойчивость де­ревья основного полога.

Периодическое переувлажнение  в березовых и осиновых насаждениях приводит к полной деградации (КИС - 0,00) и сильной (КИС - 0,30±0,1, доля здоровых деревьев по запасу 15,3±1,2%, процент отпада от здоровых деревьев – 278%.

Воздействие негативных факторов и оценка состояния насаждений  по хозяйственно - лесорастительным районам  приведены в таблице 1.

6 Система организации хозяйства на основе фактического состояния лесов

Результаты проведенных исследований  выявили влияние негативных факторов, определяющих состояние лесных экосистем, характеризующихся различными уровнями воздействия. Лесостепные леса неоднородны по природным условиям, целевому назначению, таксационным показателям, воздействующим негативным факторам, уровню изменения состояния, а значит, требуют различного режима хозяйства и лесопользования.

Идея порайонной организации лесного хозяйства высказана еще в 1914 г. Г.Ф. Морозовым.

Таблица 1 – Состояние  лесов в хозяйственно-лесорастительных районах

Факторы, определяющие

состояние лесов

Порода

Уровень деградации

Характеристика отпада

Доля здоровых

деревьев по запасу, %

Коэффи-циент изменения состояния

Средняя категория

состояния

превышение отпада над естественным, раз

процент отпада от здоровых деревьев по запасу, %

Район «Смешанные леса»

Периодическое переувлажнение («вымочки»)

Б, Ос

отсутствует…  полный

не превы-

шает… 9,0

1,0…100

90,0±3,1… 0,0

0,95±0,1…0,00

1,2±0,2…

4,7±0,8

Беглый низовой  пожар

Б , С

слабый…

средний

не превы-шает…1,8

35,0…37,0

53,3±1,8…

74,0±2,3

0,40±0,2…

0,72±0,3

1,8±0,2…

2,6±0,3

Устойчивый низовой пожар  низкой интенсивности

Б

средний

1,9

55,5

52,6±1,6

0,43±0,3

2,6±0,3

Устойчивый низовой пожар  средней интенсивности

Б, С

сильный…

полный

4,0…10,0

143,1…100,0

32,5±2,5…

0,0

0,30±0,2…0,0

3,6±0,4…

4,9±0,5

Устойчивый низовой пожар  высокой  интенсивности

Б, Ос

сильный…

полный

7,8…9,1

более 200

12,5±0,9…

4,4±0,3

0,22±0,1…

0,10±0,1

4,2±08…

4,9±0,2

Верховой пожар

С

полный

10,0

100,0

0,0

0,00

4,9±0,3

Район «Березовые колковые леса»

Устойчивый низовой пожар средней интенсивности

Б

средний

1,9

70,2

42,3±4,3

0,40±0,3

3,3±0,8

Непарный шелкопряд

Б

слабый

не превышает

11,4

84,9±3,0

0,74±0,6

1,5±0,4

Район «Сосновые боры»

Беглый низовой пожар

С, Б

слабый - полный

0,5…10,0

8,2…100,0

62,2±3,2…

0,0

0,64±0,1…

0,0

2, 2±0,1…

4,9±0,5

Устойчивый низовой пожар низкой интенсивности

С, Б

средний

2,0

101,0

42,5±3,4

0,48±0,1

3,1±0,9

Устойчивый низовой пожар  средней интенсивности

С, Б

полный

8,8

100,0

0,0

0,00

5,3±0,7

Устойчивый низовой пожар высокой интенсивности

С, Б

полный

10,0

100,0

0,0

0,00

4,1±0,9

Продолжение таблицы 1

Факторы, определяющие

состояние лесов

Порода

Уровень деградации

Характеристика отпада

Доля здоровых

деревьев по запасу, %

Коэффи-циент изменения состояния

Средняя категория

состояния

превышение отпада над естественным, раз

% отпада от здоровых деревьев по запасу

Верховой пожар

С, Б

полный

10,0

100,0

0,0

0,00

4,9±0,3

Устойчивый низовой пожар 

5- летней давности, низкой интенсивности

С, Б, Ос

слабый…

средний

не превы-шает…1,5

23,8…40,0

80,7±4,0…

60,2±3,1

0,70±0,5…

0,52±0,4

2,2±0,3…

2,7±0,5

Устойчивый низовой пожар

5 -летней давности, средней интенсивности

С , Б, Ос

полный

6,0…10,0

65,8…100,0

13,2±1,3…0,0

0,00

4,7±0,3…

5,9±0,9

Устойчивый низовой пожар

5-летней давности, высокой интенсивности

С, Б, Ос

полный

10,0

100,0

0,0

0,00

5,7±0,8

Район «Сосново-березовые леса»

Периодическое переувлажнение («вымочки»)

Б, Ос

сильный…

полный

4,0…10,0

278,0…100,0

15,3±1,2…0,0

0,30±0,1…

0,00

3,6±0,2...5,2± 0,9

Беглый низовой пожар

С, Б

слабый…

средний

0,6…1,5

10,1…30,9

57,5±2,9…

54,0±3,7

0,60±0,3…

0,46±0,1

1,8±0,1…

2,7±0,3

Устойчивый низовой пожар низкой интенсивности

С, Б, Ос

слабый…

средний

не превышает...

1,9

20,6…56,2

55,6±2,5…

38,7±1,3

0,60±0,1…

0,50±0,2

2,4±0,1…

2,9±0,2

Устойчивый низовой пожар средней интенсивности

С, Б

средний

1,9

107,0

27,0±2,3

0,47±0,2

3,1±0,6

Устойчивый низовой пожар высокой интенсивности

С, Б, Ос

сильный…

полный

7,8…10,0

295,0…100,0

7,7±0,2…0,0

0,20±0,1…

0,00

4,0±0,6…

4,9±0,1

Верховой пожар

С, Б

полный

10,0

100,0

0,0

0,00

4,9±1,2

Устойчивый низовой пожар 

5-летней давности, средней интенсивности

С

полный

8,9

100,0

0,0

0,00

5,7±1,4

Устойчивый низовой пожар 5-летней давности,высокой  интен.

С

полный

7,7

100,0

0,0

0,00

4,2±0,8

В «Стратегии развития лесного комплекса Российской  Федерации на период до 2020 года» указано, что необходимо разработать для каждого  лесохозяйственного района по хозяйственным группам типов леса систему лесохозяйственных мероприятий. Н.А. Моисеев и С.Г. Синицын (1990) считают, что система лесохозяйственных мероприятий должна включать методы рубок и лесовозобновления, мероприятия по уходу за лесом, охрану и защиту.

В.И. Желдак, В.Г. Атрохин (2003)  выделяют основные блоки мероприятий: рубки главного пользования, лесовозобновление,  формирование насаждений рубками ухода. Они базируются на территориальном делении лесов, их типологической классификации и целевом назначении. Однако не учитывается состояния лесов.

В работах  Б.И.  Ковалева (2000,2001) предлагается обобщенная система организации хозяйства на основе оценки состояния лесов.  Она включает диагностику воздействия отрицательных факторов и оценку  состояние лесов, районирование территории по природным условиям, породному составу, обоснование и рекомендация системы профилактических мероприятий и различных видов рубок.

Для специфических природных условий исследуемых лесов, испытывающих  влияние комплексов отрицательных факторов необходимо разработать региональную систему мероприятий.  В исследуемых лесах определение региональной системы (ОСТ 56-108-98)  необходимо дополнить оценкой их состояния, которое станет основой разрабатываемой системы мероприятий.

Система организации хозяйства включает в себя следующие основные составляющие:

-хозяйственно-лесорастительное районирование;

-анализ воздействия отрицательных факторов на состояние лесных экосистем выделенных районов;

-районирование территории по виду и уровню воздействия факторов, определяющих состояние лесов;

-оценка степени изменения состояния;

-обоснование мероприятий по видам рубок, охране, защите, воспроизводству лесов с учетом их состояния по выделенным районам.

Успешное решение задач по выращиванию высокопроизводительных насаждений и орга­низации рационального использования лесных ресурсов, многообразных свойств  леса,  возможно при условии правильной организации  хозяйства на основе анализа состояния лесов.

  Основой организации хозяйства является обоснование мероприятий по

видам рубок, охране, защите, воспроизводству лесов по  хозяйственно-лесорастительным районам с учетом их фактического состояния.

В районе «Смешанные леса» основной причиной ослабления и гибели насаждений являются периодическое переувлажнение (образование «вымочек»)

  и лесные пожары. «Вымочки» образуются в березовых и осиновых насаждениях (очень редко в сосновых) I…III классов возраста, типах леса  свежий, влажный, мокрый на солодях, ТЛУ - Е2, Е3, Е4. На участках с периодическим переувлажнением было установлено пять степеней изменения состояния насаждений (таблица 2).

На участках слабой степени изменения  насаждений необходимо провести рубку ухода за лесом интенсивностью до 15%. Вид рубки будет зависеть от возраста насаждения. В процессе рубки выбираются деревья сильно ослабленные, усыхающие и сухие.

В насаждениях с периодическим переувлажнением  в районах «Смешанные леса» и «Березовые колковые леса» при  средней, сильной и полной деградации рекомендуется назначать сплошные санитарные рубки, т.к. выборочные санитарные рубки не позволяют избежать дальнейшего их усыхания. Участки с периодическим переувлажнением средней и сильной деградации необходимо включать в лесокультурный фонд. Лесные культуры создавать на микроповышениях. При полной деградации насаждений «вымочки»  остаются под естественное заращивание, вследствие цикличности данного природного явления.

На участках леса, пройденных беглым низовым пожаром, наблюдается слабая или средняя деградация. Рубки необходимо проводить в зависимости от деградации, преобладающей породы и возраста. В сосновых насаждениях  III…IV классов возраста, типе леса злаково-разнотравный (ТЛУ - Д1), а также в березовых насаждениях  VI… VII классов возраста, типе леса разнотравный (ТЛУ - С2) наблюдается слабая деградация насаждений. В сосновых насаждениях назначают  рубку ухода за лесом интенсивностью 10…20%, в березовых – рубку спелых и перестойных насаждений с последующим созданием лесных культур сосны, количество – 4,4 тыс. шт./га. В березовых насаждениях I…IV классов возраста, типе леса злаково-разнотравный (ТЛУ - Д1) -  средняя деградация - необходимо проводить рубки ухода  интенсивностью 25…30%.

Устойчивый низовой пожар низкой интенсивности в молодняках березы, типе леса  разнотравный приводит к средней деградации. Следует назначать выборочную санитарную рубку интенсивностью до 40%. В березовых  средневозрастных насаждениях,  тип леса осоково-вейниковый - к слабой деградации.  Рекомендуется проводить  выборочную санитарную рубку  низкой интенсивности (10…20%).

Устойчивый низовой пожар средней интенсивности в зависимости от возраста насаждения и типа леса  приводит к средней, сильной деградации, а в молодняках - к полной деградации. В этих случаях необходимо назначать  в

Таблица 2 - Система мероприятий по хозяйственно-лесорастительному району «Смешанные леса

Причины ослабления насаждений

Уровень

деградации

Порода

Класс возраста

Тип леса

Назначаемые рубки

Мероприятия по лесовосстановлению

вид

интенсив-ность,%

способ

лесовосстановления

порода

количест-во,

тыс.шт. на 1 га

Периодическое переувлажнение («вымочки»)

отсутств.

Б, Ос

I -  III

Свсл

-

-

слабый

Б, Ос

I -  III

Влсл

Рубки ухода

до 15

средний

Б, Ос

I -  III

Свсл, Влсл

ССР

100

Лесные культуры (ЛК)

Б

3,5…4,0

сильный

Б, Ос

I -  III

Свсл, Влсл

ССР

100

ЛК

Б

3,5…4,0

полный

Б, Ос

I -  III

Мсл, Влсл

ССР

100

Естеств. заращив.

Б, Ос

Беглый

низовой пожар

слабый

С

Б

III - IV

VI - VII

Злрт

Рт

Рубки ухода

Рубка спелых  и перестойных

10-20

100

ЛК

С

4,4

средний

Б

I - IV

Злрт

Рубки ухода

25-30

Устойчивый низовой пожар низкой

интенсивности

слабый

Б

IV

Осв

ВСР

10 - 20

средний

Б

I -  III

Рт

ВСР

до 40

Устойчивый  низовой пожар средней интенсивности

средний

Б

VII

Злрт

Рубка спелых  и перестойных

100

Смешанные ЛК

С,Б

4,4

сильный

Б

VI

Слтр

Рубка по сос-

тоянию

100

Смешанные ЛК

С,Б

4,4

полный

С

II

Злтр

ССР

100

Смешанные ЛК

С,Б

4,4

УНП  высокой интенсивности

сильный

Б

V

Бр

ССР

100

Смешанные ЛК

С,Б

4,4

полный

Ос

III

Бр

ССР

100

ЛК

3,8

Верховой пожар

полный

Б, Ос, С

всех

Слтр

Бр

Свсл

ССР

100

Смешанные ЛК

Смешанные ЛК

ЛК

С, Б

С,Б

Б

4,4

4,4

3,8

спелых насаждениях - рубку спелых и перестойных насаждений, в приспевающих - рубку по состоянию. Во всех других группах возраста следует проводить сплошную санитарную рубку, так  как  по данным исследований, после данного вида пожара через 4…6 лет, насаждения погибают.  На вырубленных площадях рекомендуется создавать смешанные лесные культуры: 7С3Б или 8С2Б, с количеством высаживаемых сеянцев  4,4 тыс. шт./га.

Устойчивый низовой пожар  высокой интенсивности и верховой пожар во всех насаждениях, разных типов леса и возраста  приводит к сильной  и полной деградации. В них проводятся сплошные санитарные рубки и создание смешанных культур сосны и березы или чистых березовых -  в зависимости от лесорастительных условий.

В районе «Смешанные леса»  установлены  I и  II уровни охраны лесов от пожаров.

В районе «Березовые колковые леса»  ежегодно насаждения лиственных пород во всех типах леса повреждаются непарным шелкопрядом, что приводит их к слабой деградации. В 2008…2009 гг. в насаждениях отмечалось  одно или двух кратное объедание листвы. Для предотвращения распространения вредителя  следует провести  аэрозольную биологическую борьбу Лепидоцидом, СКМ (БА - 2000 ЕА/мг) или  авиаопрыскивание против гусениц младших возрастов  Роталазом, КЭ (100 г/л).

В данном районе ослабление и гибель березовых насаждений происходит в результате образования «вымочек». На «вымочках» слабой деградации рекомендуем назначать рубки ухода интенсивностью 25%  (таблица 3).

Беглый низовой пожар наносит незначительный ущерб березовым насаждениям V  класса возраста, произрастающим в разнотравном типе леса, поэтому необходимо проведение выборочной санитарной рубки интенсивностью 10%.  В молодняках и средневозрастных березовых насаждениях, тип леса злаково- разнотравный  при  средней  деградации назначаются рубки ухода интенсивностью 25%.

В молодняках и средневозрастных березовых насаждениях, поврежденных устойчивым низовым пожаром низкой интенсивности, тип леса свежий на солодях и костяничниково-разнотравный при слабой или средней деградации назначаются рубки ухода  интенсивностью до 30% или выборочная санитарная рубка интенсивностью 20%.

Устойчивый низовой пожар средней интенсивности в березовых насаждениях II класса возраста, тип леса разнотравный и в березовых насаждениях IV класса возраста, тип леса свежий на солодях, приводит к средней деградации. В насаждениях назначаются выборочные санитарные рубки  интенсивностью 30% и 40%. Березовые насаждения злаково-разнотравного типа леса,  I…III классов возраста  повреждаются таким

Таблица3 - Система мероприятий по хозяйственно-лесорастительному району «Березовые колковые леса»

Причины ослабления насаждений

Уровень

деградации

Порода

Класс возраста

Тип леса

Назначаемые рубки

Мероприятия по лесовосстановлению

вид

интенсив-ность,%

способ

лесовосстановления

порода

количество,

тыс.шт. на 1 га

Повреждения непарным шелкопрядом

отсутств.

Ос

III

Свсл

слабый

Б

III

Свсл, Влсл, Крт

Периодическое переувлажнение («вымочки»)

слабый

Б

I -  III

Свсл

Рубки ухода

до 25

средний

Б

I -  III

Влсл

ССР

100

ЛК

Б

3,5…4,0

сильный

Б

I -  III

Влсл

ССР

100

ЛК

Б

3,5…4,0

полный

Б

I -  I V

Влсл,  Мсл

ССР

100

Естеств. заращив.

Б, Ос,Ив.

Беглый

низовой пожар

слабый

Б

V

Рт

ВСР

10

средний

Б

I -  I V

Злрт

Рубки ухода

25

Устойчивый низовой пожар  низкой

интенсивности

слабый

Б

V

Свсл

ВСР

20

средний

Б

I -  I V

Крт

Рубки ухода

до 30

Устойчивый низовой пожар  средней интенсивности

средний

Б

II

Рт

ВСР

30

Б

  I V

Свсл

ВСР

40

сильный

Б

I -  III

Злрт

ССР

65

Комбинированный

С

3,0

Устойчивый низовой пожар  высокой интенсивности

средний

Б

VII

Злрт

Рубка спелых и престойных

100

ЛК

С

4,4

сильный

Б

V - VI

Крт

ССР

до 70

Комбинированный

Б

3,5

полный

Б

I  -  I V

Рт

ССР

100

ЛК

Б

3,8

Верховой пожар

полный

Б, Ос, С

всех

Свсл 

Крт

Бр

ССР

100

Естеств.заращивание

ЛК

Б, Ос

Б

С

3,8

4,4

пожаром в сильной степени. В этом случае рекомендуется рубка деревьев интенсивностью до 65%, что снизит полноту до критической. Поэтому при сильной деградации насаждений необходимо проведение сплошной санитарной  рубки с последующим созданием лесных культур сосны, количество высаживаемых сеянцев 3,0 тыс. шт./га.

Устойчивый низовой пожар высокой интенсивности в березовых насаждениях VII класса возраста приводит к средней, V…VI – сильной и I…IV – полной  деградации. Поэтому в первом случае  в типе леса злаково-разнотравный назначается рубка спелых и перестойных насаждений с последующим созданием лесных культур сосны, с количеством высаживаемых сеянцев – 4,4 тыс. шт./га.  При сильной и полной деградации насаждений  назначается  сплошная санитарная рубка.  После рубки  создаются лесные культуры сосны или  березы в зависимости от лесорастительных условий.

Повреждение верховым пожаром  приводит к гибели насаждений, в которых  требуется проведение  сплошных санитарных рубок и создание лесных культур березы или сосны в зависимости от типа лесорастительных условий.

После верховых и устойчивых низовых пожаров высокой интенсивности на солонцах создавать лесные культуры и  проводить содействие естественному возобновлению нецелесообразно.  Данные площади оставляют под естественное заращивание.

В районе «Березовые колковые леса» установлены  I и  II уровни охраны лесов от пожаров  (леса в меньшей степени подвержены возникновению лесных пожаров). Основной причиной возникновения пожаров являются палы на  сельскохозяйственных угодьях.

В районе «Сосновые боры», где произрастают сосновые насаждения, основными факторами, отрицательно влияющими на состояние лесов, являются лесные пожары (таблица 4).

Беглый низовой пожар приводит к повреждению сосновых насаждений от слабой до полной деградации.  В основном это будет зависеть от возраста насаждений.   При слабой деградации в типе леса -  брусничниковый, III…IV классов возраста назначаются рубки ухода интенсивностью до 20%, при  средней  деградации - рубки ухода интенсивностью 30…40%. При сильной и полной деградации – сплошная  санитарная рубка и создание смешанных лесных культур (8С2Б или 7С3Б), что  позволит снизить горимость лесных культур.

Устойчивый низовой пожар низкой интенсивности в сосновых насаждениях также приводит их к разным уровням деградации. Сосновые насаждения IV класса возраста подвергаются слабой, сосновые и березовые II…III классов возраста, тип леса злаковый - средней, сосновые II класса возраста, тип леса разнотравный – сильной, сосновые I класса возраста – полной деградации. При слабой деградации  назначаются рубки ухода интенсивностью до 25 %, средней – 40%, при  сильной  и полной деградации - сплошная санитарная рубка с последующим комбинированным

Таблица 4- Система мероприятий по хозяйственно-лесорастительному району  «Сосновые боры»

Причины ослабления насаждений

Уровень

деградации

Порода

Класс возраста

Тип леса

Назначаемые рубки

Мероприятия по лесовосстановлению

вид

Интенсив-ность,%

способ

лесовосстановления

порода

количество,

тыс.шт. на 1 га

Беглый низовой пожар

слабый

С

III- I V

Рт

Рубки ухода

до 20

средний

С

III

Бр, Слтр

Рубки ухода

30-40

сильный

С, Б

II

Рт

ССР

60

Комбинированный

С, Б

3,0

полный

С

I

Бр

ССР

100

Смешанные ЛК

С, Б

5,0

Устойчивый низовой пожар  низкой

интенсивности

слабый

С

I V

Бр, Слтр

Рубки ухода

до 25

средний

С

Б

II

III

Злк

Рубки ухода

40

сильный

С

II

Рт

ССР

60

Комбинированный

С, Б

3,0

полный

С

I

Бр

ССР

100

Смешанные ЛК

С, Б

4,4

Устойчивый низовой пожар  средней интенсивности

средний

С

I V

Бр, Слтр

ВСР

до 45

сильный

С, Б

III

Слтр

ССР

70

Комбинированный

С, Б

3,0

полный

С

II

Слтр

ССР

100

Смешанные ЛК

С, Б

4,4

Устойчивый низовой пожар  высокой интенсивности

средний

С

V

Бр

Рубка СиП

100

Смешанные ЛК

С, Б

4,4

сильный

С, Б

I V

Слтр

ССР

80

Комбинированный

С, Б

3,5

полный

С

II- III

Рт

ССР

100

Смешанные ЛК

С, Б

4,4

Верховой пожар

полный

С, Б, Ос,

всех

Бр, Рт, Слрт

ССР

100

ЛК

Б или смеш. С,Б

3,8

4,4

лесовосстановлением или созданием смешанных лесных культур сосны и березы.

Устойчивый низовой пожар средней интенсивности в сосновых насаждениях IV класса возраста, тип леса брусничниковый и сложнотравный приводит к средней  деградации. Необходимо назначать рубку ухода за лесом интенсивностью  до 45%. При сильной деградации повреждено  70% деревьев. Как показали исследования,  у оставшихся 30% деревьев имеются незначительные повреждения корней, коры, ствола, но в течение 4…6 лет они  усыхают. При сильной и полной деградации необходимо  назначать сплошные санитарные рубки  и проводить их в первый год после пожара. В последующие годы древесина теряет свои деловые  качества. После проведения сплошной рубки рекомендуем создавать смешанные лесные культуры  сосны и березы, с долей участия сосны в составе 7…8 единиц.

Устойчивый низовой пожар высокой интенсивности в сосновых насаждениях  разного возраста вызывает в насаждениях среднюю сильную и полную деградацию. В насаждениях со  средней деградацией назначаются  выборочные санитарные рубки  интенсивностью до 50% с последующим комбинированным лесовосстановлением,  при  сильной и полной деградации проводится  сплошная санитарная рубка с последующим искусственным лесовосстановлением (смешанные лесные культуры  сосны и березы, с долей участия сосны в составе 7…8 единиц).

Верховой пожар  в березовых, осиновых и сосновых древостоях всех возрастов и типов леса приводит к полной деградации. В насаждениях, пройденных устойчивым низовым пожаром средней и высокой  интенсивности, верховым пожаром независимо от породы и типа леса необходимо назначать сплошную санитарную рубку с последующим созданием  лесных культур сосны, березы или  смешанных культур (8С 2Б).

Район «Сосновые боры» и  южная часть района «Сосново-березовые леса» отнесены к  третьему (высшему) классу пожарной опасности. Проведенные исследования пожарной обстановки по хозяйственно-лесорастительному району «Сосновые боры» и «Нормативы размещения и планирования рабочих мест и участков при охране лесов от пожаров»  позволили разработать противопожарные мероприятия.

В районе «Сосново-березовые леса» устойчивый низовой пожар низкой интенсивности  в сосновых насаждениях III класса возраста и осиновых – IV, в типе леса черничниковый  приводит к слабой  деградации. В зависимости от группы возраста и породы назначаются: в сосновых насаждениях  -  рубки ухода за лесом интенсивностью до 20%, в осиновых - рубка спелых и перестойных насаждений  с последующим созданием смешанных лесных культур. В сосновых насаждениях III класса возраста и березовых – IV, тип леса зеленомошниковый наблюдается средняя деградация (таблица 5). Необходимо проведение  рубок  ухода за лесом  интенсивностью до 30%. В сосновых и осиновых насаждениях II класса возраста, брусничниковом типе леса – сильный

Таблица 5 - Система мероприятий по хозяйственно-лесорастительному району «Сосново-березовые леса»

Причины ослабления насаждений

Уровень

деградации

Порода

Класс возраста

Тип леса

Назначаемые рубки

Мероприятия по лесовосстановлению

вид

интенсив-ность,%

способ

лесовосстановления

порода

количество,

тыс.шт. на 1 га

Беглый низовой пожар

слабый

С, Б

I V

Слрт

Рубки ухода

до 15

средний

С

III

Черн

Рубки ухода

25-30

сильный

С, Б, Ос

II

Рт

ССР

50

Комбинированный

С, Б

3,0

полный

С

I

Слтр

ССР

100

Смешанные ЛК

С, Б

4,4

Устойчивый низовой пожар  низкой

интенсивности

слабый

С

Ос

III

  I V

Черн

Рубки ухода

Рубка спелых и перестойных

до 20

100

Смешанные ЛК

С, Б

4,4

средний

С, Б

III, I V

Черн, Зм

Рубки ухода

30

сильный

С,Ос

II

Бр

ССР

50

Комбинированный

С, Б

3,0

полный

С

I

Зм, Бр

ССР

100

Смешанные ЛК

С, Б

4,4

Устойчивый низовой пожар  средней интенсивности

средний

С

Б

III

VII

Бр

Бр

ВСР

Рубка спелых и перестойных

40

100

Смешанные ЛК

С, Б

4,4

сильный

С, Б

II

Бр

ССР

60

Комбинированный

С, Б

3,0

полный

С

I- II

Слтр

ССР

100

Смешанные ЛК

С, Б

4,4

Устойчивый низовой пожар высокой интенсивности

сильный

С

III

Бр

ССР

70

Комбинированный

С, Б

3,0

полный

С, Б

II

Рт

ССР

100

Смешанные ЛК

С, Б

4,4

Верховой пожар

полный

Б, Ос, С

всех

Черн, Зм

Бр, Слтр

ССР

100

Смешанные ЛК

С, Б

4,4

уровень деградации, выполняются сплошные санитарные рубки с последующим  комбинированным лесовосстановлением.

Устойчивый низовой пожар средней интенсивности в сосновых насаждениях III класса возраста приводит к средней деградации. Назначаются выборочные санитарные рубки  интенсивностью 40%. В березовых насаждениях VII класса возраста при  средней деградации проводится  рубка спелых и перестойных насаждений. В сосновых и березовых  насаждениях II класса возраста, тип леса сложнотравный наблюдается сильная деградация.  Требуется проведение сплошной  санитарной рубки и комбинированное лесовосстановление. В сосновых насаждениях I…II классов возраста, тип леса сложнотравный  - полная деградация, назначается сплошная санитарная рубка и создание смешанных лесных культур.

Устойчивый низовой пожар высокой интенсивности приводит к сильной или полной  деградации, верховой пожар – к полной деградации. В таких насаждениях требуется проведение сплошной санитарной  рубки и комбинированное лесовосстановление сосны и березы.

С целью сохранения лесов от пожаров в ленточных борах необходимо делать противопожарные разрывы шириной 50…60 м через каждые 200…300 м.  На полосе разрыва рекомендуется вырубать все деревья или предусматривать создание разрывов при разработке проекта лесных культур. На противопожарных разрывах убирать горючие материалы и с двух сторон устраивать минерализованные полосы шириной 1,4 м. По обе стороны вдоль железных и автомобильных дорог устраивать минерализованные полосы шириной 1,4 м. По необходимости создавать искусственные водоемы или улучшать существующие.

Хозяйственно-лесорастительный район «Пойменная растительность» выделен по берегам рек Миас, Исеть, Тобол. Болотная растительность развита преимущественно на севере по междуречьям, где находятся и основные ресурсы торфа (общие запасы воздушно-сухого торфа 41 млн. т). Рекомендуется промышленная заготовка торфа.

6.3 Лесовосстановительные мероприятия на «вымочках», гарях, вырубках

Лесовосстановление  должно обеспечивать восстановление лесных насаждений, сохранение биологического разнообразия лесов, сохранение полезных функций лесов.

Все агротехнические приемы создания лесных культур  на избыточно увлажненных почвах должны быть направлены на изменение их водного режима. Это достигается осушением  с предварительной или одновременной подготовкой почвы (в виде микроповышений).

А.С. Чиндяевым предложен новый способ частичной подготовки почвы, отличающийся от традиционного тем, что плугом ПКЛ-70 готовятся сдвоенные пласты, которые образуют посадочные ряды шириной 0,7 м. По ним осуществляется ручная посадка культур в один или два ряда.

Схемы создания  лесных культур на избыточно увлажненных почвах были предложены СПбНИИЛХ. На основании анализа литературных источников и собственных исследований предлагается на участках с периодическим переувлажнением средней и сильной деградации создавать культуры березы посадкой 2…3-летних сеянцев  в  искусственных микропо­вышениях. Для чего необходимо  устройство  в блюдцах микроповышений высотой  40…50 см в виде параллельных борозд, пересекающих пониженную площадь на расстоянии 3 м друг от друга, и создавать лесные культуры березы в образовавшиеся пласты. Культуры сосны по «вымочкам» создавать не рекомендуется. Предварительно на участке, где произошло вымокание насаждений вырубить все деревья.  Для уничтожения травянистой растительности участки обработать гербицидами.

Почва готовится нарезкой борозд глуби­ной  30…35 см, шириной по дну 0,3 м, с образованием пластов непосредственно вдоль бровок борозды,  высота гряды  35…45 см, ширина -  80…100 см.  Подготовку  почвы производить  плугом-канавокопателем ПКЛН-500А. При обо­роте пласта верхние горизонты почвы оказываются внизу его, образуя ленту вдоль бровки борозды шириной, равной половине ширины борозды по верху. Верхняя и более удаленная от бровки борозды часть пласта образуется из поднимаемых ниж­них горизонтов почвы. Для механизированной посадки сеянцев по пла­стам их необходимо создавать шириной не менее 50 и толщиной не менее 15 см. Во избежание образования пустот, которые снижают прижи­ваемость и рост культур, пласты должны быть плотно прижаты к почве путем прохода гусеницами трактора. Прикатывание пластов обычно производится одновременно с посадкой сеянцев. Посадка может производиться как ручным, так и механизированным способами.  Посадку сеянцев на пластах рекомендуется проводить таким обра­зом, чтобы корневая система молодых растений в первые годы размещалась в гумусовом слое, образуемом вдоль бровок бо­розды. Культуры, созданные по таким пластам посадкой, успе­вают выйти из-под влияния травы, наступающей на пласты че­рез 2…3 года. Это позволит  выращивать культуры березы без прове­дения агротехнических уходов. Густота посадки 3,5…4,0 тыс. шт./га. Посадку производить  весной, в конце апреля - начале мая.

Такие мероприятия позволят  предохранить во влажные годы значительную часть древостоя от вымокания. Транспирация образованного таким образом густого лиственного насаждения вместе с физическим испарением будет играть роль мощного насоса, перекачивающего в атмосферу не только воду, выпадающую в виде осадков на территорию самого блюдца, но и значительную часть воды, стекающей с водосборной площади.

По бороздам избыточная вода также будет отводиться с участ­ка, поэтому их следует прокладывать непрерывными и следить за тем, чтобы в местах сопряжения борозд с водоотводящими канавами не было «пробок». Так как затопление блюдец связано в основном со стоком в них воды с окружающей водосборной площади, необходимо  детально ознакомиться с рельефом водосбора и на основе этого принять меры  к частичной или полной  изоляции блюдец от воды, поступающей с водосбора.

«Вымочки»,  в которых погибли насаждения (полная деградация), оставляются  под естественное заращивание.

Рекомендуем при проведении лесоустройства в районе исследований  выделять отдельную категорию  лесных земель – «вымочки», с отнесением в дополнительную графу Государственного лесного реестра, а также созданием особой хозяйственной секции – насаждения по « вымочкам»,  с возрастом рубки  IV класс (31…40) с учетом цикличности данного явления. 

В карточке таксации в дополнительном макете указывать уровень деградации насаждений, площадь участка, на котором произошло вымокание древесной растительности, хозяйственные мероприятия и другие показатели.

Сложные природно-климатические условия района исследований создают трудности проведения лесовосстановительных работ на гарях. Лесные пожары и другие неблагоприятные климатические факторы  приводят к тому, что естественное возобновление погибших насаждений практически не происходит. Поэтому на гарях основным методом лесовосстановления является искусственное.

В 2008 году обследовались лесные культуры сосны, созданные в 2007 году в Курганском лесничестве (Просветское участковое лесничество, квартал 47, выдел 11, площадь 5,7 га) по  методу Санникова С.Н. (2004). Метод предусматривает создание лесных культур ручным посевом семян сосны под затеняющим экраном сухостоя  на сплошных сухостойных гарях  I - III классов возраста без обсеменителей в сосняках бруснично-лишайниковых и бруснично-чернично-зеленомошниковых (т.е. без рубки сгоревших деревьев).

В результате обследования культур, созданных данным способом, установлено, что  всхожесть семян  практически нулевая. Исследования показали, что нельзя создавать лесные культуры без сплошной вырубки сухих деревьев, т.к. через несколько лет они приведут участок к  сильной захламленности. Это обусловит ухудшение экологического и санитарного состояния.  Возрастает вероятность  повторного возгорания, а также происходит заселение деревьев вредителями и грибными болезнями.  При высокой приживаемости культур в течение многих лет нельзя провести никаких видов уходов, деревья вырастут  искривленными, больными.

На участках с сильной  и полной  деградацией необходимо проводить сплошные  санитарные рубки.  Затем создавать чистые лесные культуры сосны, березы или смешанные  - сосну с березой в зависимости от лесорастительных условий. Густота создания лесных культур сосны 4,4 тыс. шт./га, березы – 3,8 тыс.шт./га.

Длительные атмосферные засухи продолжительностью до 20…25 дней могут быть в любом  месяце  вегетационного периода, чаще в апреле – мае. В связи с особенностью климатических условий  рекомендуется осенняя посадка лесных культур сосны и березы, которая имеет значительные преимущества перед весенней.  Во-первых: при плохом уплотнении почвы возле сеянцев, которые посадили осенью, могут образоваться пустоты, после выпадения снега есть надежда, что почва затянется вокруг сеянцев,  и они выживут. Если даже сеянцы погибнут, то от корня у березы пойдет поросль. Во-вторых: сеянцы, высаженные осенью, укоренятся, т. к. осенью выпадает достаточно осадков, а после таяния снега весной будет достаточное количество влаги укоренившимся сеянцам для продолжения роста.

При весенней посадке, в культурах сосны, лиственницы и березы при высокой температуре  воздуха и недостаточном  количестве осадков в первый год  проведение агротехнических уходов нецелесообразно. 

По данным  пробных площадей культуры, в которых в июне проводился агротехнический уход (рыхление почвы),  сеянцы погибли через две недели, вследствие нарушения структуры почвы возле корней, перегрева и высыхания верхнего слоя почвы. Поэтому рекомендуется такие  уходы проводить в период выпадения осадков. Если есть возможность отказаться от агротехнических уходов (небольшая засоренность площади), то их лучше не проводить совсем.

Выбор участков и назначение комплекса мер по содействию естественному лесовосстановлению главных пород на гарях производится в зависимости от лесорастительных условий, типа леса, а также от давности её образования (стадии развития среды и растительности).

Исследования на гарях показали, что  при проведении сплошных санитарных рубок  естественное лесовосстановление – за счет мер содействия естественному возобновлению, если нет рядом расположенных здоровых сосновых насаждений, назначать нельзя. Оставлять, в качестве семенных деревья 3…4 категорий состояния, у которых  при пожаре, незначительно повреждены ствол и корни, нецелесообразно, т.к. они не  могут выполнить отведенную им роль, вследствие усыхания на второй, третий год, соответственно снижается или совсем теряется репродуктивная способность. Образовавшиеся семена не попадают на землю, т.к. участок зарастает травой. На данном участке вновь придется назначать уборку от захламленности и создавать лесные культуры, что экономически невыгодно.

Естественное лесовосстановление за счет мер содействия естественному возобновлению можно рекомендовать  на сплошных гарях с периферийными обсеменителями.

Гари  на сырых (избыточно влажных) почвах в сосняках типов леса: долгомошниковый, осоковый, сфагновый не включать в лесокультурный фонд, участки  оставлять под естественное лесовосстановление.

В диссертационной работе разработаны мероприятия по снижению отрицательного воздействия рубки леса и мероприятия по ограничению деятельности человека  в лесах, загрязненных радиоактивными веществами.

Выводы

1 Исследуемый регион разделен на 5 хозяйственно-лесорастительных районов: «Смешанные леса»,  «Березовые колковые леса», «Сосновые боры», «Сосново-березовые леса», «Пойменная растительность». Выделенные районы являются характерными для лесостепи Южного Зауралья. Проведенный кластерный анализ показал, что различия в таксационной характеристике по выделенным районам обоснованы. 

2 Установленные факторы и закономерности комплексного воздействия на состояние лесов по хозяйственно-лесорастительным районам показывают, что в районе «Смешанные леса» основными являются биотические, абиотические и антропогенные, «Березовые колковые леса» - биотические и абиотические,  «Сосновые боры» и  «Сосново-березовые леса» - антропогенные.

3 Негативные факторы  приводят к различным уровням деградации насаждений. Беглый низовой пожар во всех районах  в средневозрастных березовых, осиновых и сосновых насаждениях  -  к слабой, в молодняках березы и осины - средней, в молодняках сосны - полной деградации. После устойчивого низового пожара  низкой интенсивности в районе «Сосновые боры» насаждения подвергаются средней, а в районе  «Сосново-березовые леса» - слабой  деградации. Устойчивый низовой пожар средней интенсивности в районе «Смешанные леса» - к средней, «Сосново-березовые леса» - сильной, «Сосновые боры» - полной деградации. Во всех районах устойчивый низовой пожар высокой интенсивности и  верховой пожар - к полной деградации.

4 Влияние периодического переувлажнения создает различный уровень деградации березовых  и осиновых  насаждений, вызывая в ряде случаев их гибель.

5 В районе «Березовые колковые леса»  непарный шелкопряд не оказывает существенного влияния на состояние березовых насаждений.

6 Система организации хозяйства на основе состояния лесов, включает в себя следующие основные составляющие:  хозяйственно-лесорастительное районирование; анализ воздействия отрицательных факторов на состояние лесных экосистем хозяйственно-лесорастительных районов;  районирование территории по виду и уровням воздействия негативных факторов; оценка степени изменения состояния; обоснование мероприятий по видам рубок, охране, защите, воспроизводству лесов.

7 В насаждениях поврежденных беглым низовым пожаром проводят рубки ухода  низкой интенсивности, выборочные санитарные рубки или рубку спелых и перестойных насаждений. При устойчивом низовом пожаре низкой интенсивности назначают рубку леса интенсивностью до 40% без  лесовосстановительных мероприятий. При устойчивом низовом пожаре средней и высокой интенсивности и верховом пожаре проводят сплошные санитарные рубки с последующим созданием лесных культур  с долей участия сосны в составе не менее 7 единиц или  лесовосстановление комбинированным способом.

8 На «вымочках» с начальным уровнем изменения состояния  проводят рубки ухода интенсивностью  15…25%, при средней и сильной деградации - сплошные санитарные рубки и создают  лесные культуры посадкой по пластам. При полной деградации проводят сплошные санитарные рубки, участки оставляют под естественное заращивание. 

9 С учетом климатических условий и проведенных исследований предложены способы лесовосстановления на «вымочках» и гарях максимально  отвечающие  экологическим и экономическим требованиям.

Рекомендации производству

1 Схема хозяйственно-лесорастительного районирования территории Курганской области используется в лесоустроительном проектировании, при разработке лесохозяйственных регламентов лесничеств и проектов освоения лесов.

2 Рекомендации по проведению рубок:

-назначать рубки в зависимости от уровня деградации насаждений. В первую очередь рубке подлежат насаждения с нарушенным состоянием. В насаждениях слабой деградации проводить рубки ухода за лесом или выборочные санитарные рубки низкой интенсивности; при средней деградации - рубки ухода за лесом или выборочные санитарные рубки высокой интенсивности; при сильной деградации - выборочные рубки высокой интенсивности и частично сплошные санитарные рубки; при  полной деградации насаждений - сплошные санитарные рубки; 

-в насаждениях, после устойчивого низового пожара средней интенсивности,  средней и высокой деградации в районах «Сосново-березовые леса» и «Сосновые боры» необходимо назначать сплошные санитарные рубки в год пожара;

-при проведении рубок ухода за лесами в хозяйственно-лесорастительных районах «Сосновые боры» и «Сосново-березовые леса» по хвойному хозяйству формировать смешанные по составу насаждения (8С2Б, 7С3Б).

-в районах «Смешанные леса» и «Березовые колковые леса» на переувлажненных участках  рубку спелых и перестойных насаждений,  сплошные санитарные рубки и рубки  ухода за лесом  необходимо выполнять в засушливое время летом  или в зимний период, с  тщательной уборкой порубочных остатков во избежание захламления территории и процессов глееобразования.

3 Рекомендации по лесовосстановлению:

-проведение лесокультурных работ требует серьезной предварительной подготовки: во-первых, тщательный подбор площадей с учетом их возможного затопления и подтопления и, во-вторых, специальные приемы подготовки почвы;

-участки с периодическим переувлажнением средней и сильной деградации включать в лесокультурный фонд, лесные культуры создавать на микроповышениях;

-почву для создания лесных культур необходимо готовить в летний период, когда ее увлажнение позволит работать технике или ранней весной после схода снега, когда почва оттает лишь на 5-10 см;

-«вымочки», в которых насаждения погибли оставлять под естественное заращивание;

-в районах «Сосновые боры» и «Сосново-березовые леса» лесные культуры на гарях создавать только после сплошной рубки сгоревшего древостоя;

-при проведении сплошных санитарных рубок на гарях вырубать все деревья,  даже с живой кроной;

-в районах «Сосновые боры» и «Сосново-березовые леса» производить посадку лесных культур сосны  и лиственницы в количестве 4,4 тыс. сеянцев на 1 га (размещение 3,0 х 0,75), и  в районах «Березовые колковые леса» и «Смешанные леса» - культур березы 3,8 тыс. шт. на га (3,5 х 0,75);

-в районах «Сосновые боры» и «Сосново-березовые леса» в связи с особенностью климатических условий  проводить осеннюю посадку лесных культур сосны и березы;

-при весенней посадке культур нецелесообразно проведение агротехнических уходов в первый год.  В культурах сосны, лиственницы и березы  проводить рыхление почвы по мере необходимости, не ограничиваясь числом агротехнических уходов.

4 Рекомендации по противопожарным мероприятиям:

-противопожарные мероприятия  проектировать  в зависимости от лесорастительного района, горимости, уровня охраны лесов от пожаров;

- обратить особое внимание на высокую пожарную опасность в районах «Сосновые боры», «Сосново-березовые леса», «Смешанные леса»; в районе «Березовые колковые леса» запретить проведение палов на сельскохозяйственных угодьях.

5 При проведении лесоустройства:

-выделять отдельную категорию  лесных земель – «вымочки», в карточке таксации в дополнительном макете указывать уровень деградации насаждений на территории «вымочки», ее площадь, хозяйственные мероприятия. В Государственном лесном реестре  выделять  дополнительную графу - «вымочки». Образовывать хозяйственную секцию – насаждения по «вымочкам» с возрастом рубки  IV класс (31 – 40) с учетом цикличности данного явления;

-использовать уточненную схему типов леса  и систему организации хозяйства на основе состояния лесов  по хозяйственно-лесорастительным районам.

Заключение

Согласно эколого-экономической оценке лесов района исследований доля ресурсной составляющей в общей стоимости лесов не превышает 1,5 % от суммарной оценки. Водоохранная и водорегулирующая функции оцениваются в 35,7…53,6 %, кислородопродуцирующая - 28,6…62,0 %, рекреационная достигает 16,9 %. Отсюда следует, что  лес должен рассматриваться, в первую очередь, не как ресурс древесины, а как источник множества социальных благ, как важнейший фактор поддержания качества окружающей среды.

Результаты  выполненных исследований показали, что причиной ослабления и усыхания лесов является комплексное воздействие на них антропогенных, биотических и  абиотических факторов.

Большие площади насаждений, испытывающих интенсивное аэротехногенное воздействие, лесных пожаров, повреждений грибными болезнями, хвое-листогрызущими вредителями, нарушения водного режима, заражения лесных площадей радионуклидами  характеризуют разную степень изменения состояния лесов и  их гибель.

Разработанная система мероприятий на основе анализа состояния лесов направлена на восстановление лесных экосистем, улучшение экологической обстановки, биологического  разнообразия и рационального лесопользования.

Список основных научных работ, опубликованных

по теме диссертации

Статьи в научных рецензируемых журналах, по перечню ВАК РФ

1 Глушенков, И.С. Методы учёта урожая семян на ПЛСУ [Текст] / И.С. Глушенков,  Ю.И.  Перепечина // Лесн. хоз-во - 1985. - № 12. – С. 26…28.

2 Глушенков, И.С. Шкала оценки урожая шишек на лесосеменных участках [Текст] / И.С. Глушенков, Ю.И.Перепечина //Лесн.  хоз-во.- 1987.- № 3. – С. 42…45.

3  Перепечина, Ю.И. Анализ горимости лесов лесостепи Южного Зауралья [Текст] / Ю.И. Перепечина // Лесной вестник. Научно-информ. журнал, МГУЛ, 2009. - №4 (67). - С. 38…42.

4 Перепечина, Ю.И. Влияние хвое-листогрызущих вредителей на состояние лесов лесостепи Южного Зауралья [Текст] / Ю.И.Перепечина //Лесн.  хоз-во,  2010. - № 6. – С. 45…46.

5 Перепечина, Ю.И.  Целевые прогнозные показатели улучшения состояния лесов Курганской области [Текст] / Ю.И. Перепечина // Вестник МАНЭБ. Научн.- технич. журн. С.-Петербург, 2010. - Т. 15, № 4.- С. 25… 27.

6 Перепечина, Ю.И.  Изучение  хозяйственно-лесорастительных районов Курганской области [Текст] / Ю.И. Перепечина // Вестник МАНЭБ. Научн.- технич. журн. С.-Петербург, 2010.- Т. 15, № 4.-С. 23…25.

7 Особенности проведения лесоустройства на «вымочках» в лесах Курганской области [Текст] / Ю.И. Перепечина // Вестник МАНЭБ. Научн.- технич. журн. С.-Петербург, 2010.- Т.15, № 5-С. 67…69.

8  Радиационная обстановка в лесах Курганской области [Текст] / Ю.И. Перепечина // Вестник МАНЭБ. Научн.- технич. журн. С.-Петербург, 2010.- Т.15, № 5. – С. 70…73.

9 Перепечина, Ю.И. Хозяйственно-лесорастительное районирование лесов лесостепи Южного Зауралья (на примере Курганской области) [Текст] / Ю.И. Перепечина // Лесной журнал, 2011.- № 2. – С. 40…46.

10 Перепечина, Ю.И. Послепожарное состояние лесов в хозяйственно-лесорастительных  районах  Курганской области [Текст] / Ю.И. Перепечина // Лесной журнал, 2011. - № 2. – С. 66…71.

Монографии

11 Перепечина, Ю.И. Состояние лесов лесостепи Южного Зауралья. [Текст] / Ю.И. Перепечина. - Брянск, 2010.- 240с.

Нормативные документы

12  Перепечина, Ю.И. Формирование древостоев ПЛСУ и оценка урожая шишек на них [Текст] / Ю.И. Перепечина Информационный листок № 302-86. – Брянск,  ЦНТИ, 1986. – 4 с.

13 Основные положения организации и ведения лесного хозяйства Курганской области / Авт. сост. Ю.И. Перепечина: Запад. гос. лесоустроит. предприятие «Брянсклеспроект». - Брянск, 2006.- 516 с. (Акт внедрения).

Статьи и доклады в других научных изданиях

14 Перепечина, Ю.И. Эколого-экономические основы разделения лесов по народнохозяйственному значению (на группы лесов) [Текст]  / Ю.И. Перепечина // Актуальные проблемы лесного комплекса / Под ред. Е.А. Панфилова. Сб. науч. трудов по итогам Международ. научно-техн. конференции. Вып. № 12. – Брянск, БГИТА, 2003. - с. 38…40.

15 Перепечина, Ю.И. К вопросу эколого-экономической оценки деления лесов на группы и категории защитности [Текст]  / Ю.И. Перепечина // Экологические, экономические и социальные аспекты лесоустройства и лесозащиты. Материалы международ. научно-производств. конфер. Вып. №3. – Брянск. -  2005. – С. 75…77.

16 Перепечина, Ю.И. Леса Южного Зауралья и их экологическая роль [Текст]  / Ю.И. Перепечина // Проблемы лесоведения и лесоводства: сб. науч. тр. / Ин-та леса НАН Беларуси.- Гомель, 2007.- Вып. 67.- С. 600…603.

17  Перепечина, Ю.И. Перспективы развития лесного хозяйства Курганской области [Текст] / Ю.И. Перепечина // Вклад ученых и специалистов в национальную экономику: Сб. науч. тр.: междунар. науч.-практич. конференции - Брянск: БГИТА, 2008.- С 33… 36.

18 Перепечина, Ю.И. Влияние пожаров на состояние лесов Курганской области [Текст] / Ю.И. Перепечина // Леса России в XXI веке. Материалы второй междунар. научн.-практич. интернет –конфер.- С.-Петербург, 2009. - С. 39…43

19 Перепечина, Ю.И. Влияние периодического переувлажнения на состояние лесов Курганской области [Текст] /Ю.И. Перепечина // Актуальные проблемы лесного комплекса/Под ред. Е.А. Памфилова. Сб. науч. тр. по итогам междунар. науч.-технич. конф. Выпуск 23. – Брянск: БГИТА, 2009. -  С. 54…56.

20 Перепечина, Ю.И.  Характеристика лесных экосистем в условиях лесостепи [Текст] / Ю.И. Перепечина // Вестник МАНЭБ. Научн.- технич. журн. С.-Петербург, 2009.- Т. 14, № 3.- С. 21…23.

21 Перепечина, Ю.И. Филофаги в лесах лесостепи Южного Зауралья [Текст] / Ю.И. Перепечина // Вестник МАНЭБ. Научн.- технич. журн. С.-Петербург, 2009.- Т. 14, № 3.- С. 76…78.

22  Перепечина, Ю.И. Экономические потери в результате гибели лесов в Курганской области [Текст] / Ю.И. Перепечина // Леса России в XXI веке. Материалы третий междунар. научн.-практич. интернет –конфер.- С.-Петербург, 2010. - С. 149…152.

23  Перепечина, Ю.И. Влияние негативных факторов на состояние лесов Курганской области [Текст] / Ю.И. Перепечина // Леса России в XXI веке. Материалы третий междунар. научн.-практич. интернет –конфер.- С.-Петербург, 2010. - С. 152…156.

24 Перепечина, Ю.И. Особенности лесовосстановления на гарях в лесах Курганской области [Текст] / Ю.И. Перепечина// XII  междун. научн. – техн. интернет – конференция « Лес – 2011». – Брянск, 2011.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями просим присылать по адресу:

241037 г. Брянск, проспект Станке Димитрова, 3, БГИТА, Диссертационный совет. Тел. (4832) 64-96-29, факс (4832) 74-60-08,

E-mail: mail@bgita.ru

Лицензия № ИД 04185 от 06.03.2005г. Подписано к печати 1.06.2011. Формат 60х84  1/16. Печать офсетная. Объем 2,8 п.л. Тираж 100 экз.

Брянская государственная инженерно-технологическая академия

241037 г. Брянск, проспект Станке Димитрова, 3

Подразделение оперативной печати






© 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.