Исследование начальных этапов лесовозобновительного процесса на гарях в Иволгинском лесхозе республики Бурятия

Реферат Иволгинский лесхоз республики бурятия, Сосняк брусничниковый, тип леса, сосна обыкновенная, ценопопуляция, послепожарное ВОЗОБНОВЛЕНИЕ, всходы, самосев, ПОДРОСТ, живой напочвенный покров.

Цель работы — изучение возобновления леса на гарях в условиях Иволгинского лесхоза.

Метод исследования — на основе общепринятых методик заложены пробные площади и учётные площадки на гарях и под пологом леса, на которых изучалось возобновление леса.

В предлагаемой дипломной работе по теме «Исследование начальных этапов лесовостановления на гарях в Иволгинском лесхозе республики Бурятия» дается краткая характеристика территории расположения лесхоза, описываются климатические и лесорастительные условия, гидрография, гидрологические и экономические условия, типы леса, а также группы и категории лесов лесного фонда; приведено современное состояние естественного возобновления леса; раскрыты особенности естественного возобновления на гарях Иволгинского лесхоза, а также возобновление под пологом леса (контроль). Рассмотрены динамика численности, роста и степень жизнеспособности сосны обыкновенной на гарях и под пологом леса в сосняках брусничниковых. На основе полученных данных выявлены закономерности послепожарного возобновления сосны обыкновенной.

Введение

Вопросы, связанные с естественным возобновлением, под пологом древостоев и на гарях, давно находится в поле зрения лесоводов. В настоящее время имеется обширная литература, посвященная изучению различных аспектов этой важной научно-практической проблемы. Вместе с тем, в сосновых лесах лесостепной и горно-таежной зоны Сибири вопросы естественного возобновления даже в преобладающих типах леса исследованы недостаточно, особенно в плане возобновительной роли пожаров имеются лишь отдельные отрывочные сведения о численности, жизненном состоянии ценопопуляций подроста, характере его территориального размещения, высотной возрастной структуре. Так же слабо исследован вопрос о жизненном состоянии послепожарных генераций сосны.

Учитывая сказанное, была сформулирована цель данной работыУ исследование характеристики численности и жизненного состояния ценопопуляций сосны обыкновенной под пологом древостоев в преобладающем типе сосняков и на гарях, оценка возобновительной роли лесных пожаров.

Актуальность работы обусловлена важностью изучения начальных этапов лесообразования и формирования лесных экосистем. Успешность этих процессов определяется, прежде всего численностью подроста, его жизненным состоянием, характером размещения по площади.

Возобновительную роль пожаров исследовали на гарях разной давности и под пологом сосняков — брусничниковых на территории Иволгинского лесхоза республики Бурятия.

Полученные данные необходимы для оценки возобновительного потенциала исследуемых лесных экосистем. Кроме того, изучение начальных этапов лесовозобновительного процесса позволит разработать прогноз дальнейшей судьбы сосняков Иволгинского лесхоза республики Бурятия.

1 Аналитический обзор

1.1 Современное состояние вопроса Разными авторами предложен ряд приемов, методов и оценок процессов естественного возобновления леса. Обобщение их в форме методических указаний сделал А. В. Побединский (1962, 1966), который внес значительный вклад в изучение лесовосстановительных процессов хвойных пород в нашей стране.

Успех естественного возобновления на раннем этапе определяется наличием семян и состояния «ложа» их прорастания. В таежных лесах травяно-кустарничковый и мохово-лишайниковый ярус, лесная подстилка препятствует появлению всходов хвойных пород, особенно сосны.

Как показали многолетние опыты под пологом соснового древостоя, не тронутого или разреженного рубкой, самосев сосны не появляется. На минерализованном покрове появилось до 10 всходов в расчете на 1 м². Снятие конкуренции за влагу и элементы питания путем обрезки корневых систем взрослого древостоя вызвало более обильное (2 — 3 раза) появление всходов. В тайге появлению молодых всходов сосны способствует устойчивые низовые пожары, которые повторяются через 80 — 100 лет.

В широком смысле формирование насаждений (древостоев) представляет собой последовательное прохождение ими ряда возрастных этапов. Наиболее определенно в этом вопросе высказывались А. А. Макаренко и Н. Т. Смирнов (1973). Под формированием насаждения они понимают последовательное прохождение этапов жизни древостоя от молодняков до спелого возраста в процессе его естественного развития и под влиянием хозяйственной деятельности. Последствие включает в себя условия появления древесных пород, их взаимоотношения со средой, смену пород, рост и развитие различных категорий деревьев и состояние насаждений.

Формирование молодняков представляет собой начальные этапы лесообразовательного процесса.

Исследование многих лесоводов В. Н. Седых, В. Б. Ларин, Ю. А. Паутов (1989), С. С. Зябченко, Т. А. Комаров (1991) в различных лесорастительных условиях и для разных пород показано, что в целом облик формирующихся молодняков, состав, густота, продуктивность и взаимоотношения совместно произрастающих пород, характерные структурные особенности в процессе роста и развития и восстановительная динамика древостоя в целом зависит от того, какова экологическая и биологическая основа процесса формирования молодняков.

На роль самосева и подроста в лесу большое влияние оказывает состояние древесного яруса. В густых участках леса с повышенным затенением поверхности почвы в меньшем количестве появляется самосев и подрост, жизнедеятельность молодых деревцев подавлена, прирост идет замедленно и в большой мере происходит естественный отпад, который неизбежен и нормален в леном сообществе, где всегда поддерживается на определенном уровне густота стояния деревьев разных возрастных групп с обеспечением необходимой площади питания отдельным растениям. При изучении динамики численности молодого поколения в лесах средней Сибири А. И. Бузыкин (1981) пришел к выводу, что механизм регулирования численности и адаптационные возможности подроста определяют то предельное число особей, которое допускает древостой под своим пологом при тех или иных ресурсах среды.

Результаты исследований последних десятилетий свидетельствуют, что лесной покров Сибири в подавляющей части своей состоит из насаждений, возникших после пожаров и в настоящее время находящихся на различных возрастных этапах.

Прогрессивная роль огня в жизни леса общеизвестна. В частности она заключается и в том, что огонь, разрушая органическую массу в лесу, накопленную в течении длительного времени создает минерализованный субстрат для поселения на нем вновь лесной растительности и восстановления исходных лесных информаций.

Исследование закономерностей влияния пожаров на лесообразовательный процесс необходимо для понимания причин существующего разнообразия лесов и их современного размещения по территории. На почти полностью открытых площадях (гарях) обычно сохраняются лишь небольшие остатки бывшего леса в виде единичных деревьев или групп и куртин, а также подроста и подлеска. В то же время в лесу встречаются участки с низкой сомкнутостью полога крон, наличием окон, редин, прогалин, ветровала и т. д. К таким местоположениям и приурочено наиболее успешное возобновление с возникновением и формированием молодого поколения леса.

Сосновые леса в целом обеспечены хвойным подростом больше, чем еловые.

Под их пологом кроме сосны (70%) встречается ель, лиственница, береза и осина. Размещение подроста чаще всего носит групповой характер. В принципе около 90% площадей спелых и перестойных сосновых лесов имеют под пологом такое количество подроста, которое при полном его сохранении в ходе лесозаготовок было бы достаточным для формирования хозяйственно-ценных по составу молодняков.

Молодняки, формирующиеся на вырубках разной давности после беглых или пятнистых низовых пожаров, можно отнести к смешанному типу формирования. Они сочетают в себе особенности безпожарных и послепожарных молодняков. Типы формирования молодняков возможно объединить в типы восстановления древостоев.

В качестве определяющих факторов формирования тех или иных молодняков, могут быть размеры и контуры вырубок и пожарищ, обеспеченность их семенами, темп и период заселения площади, сезон рубки древостоя и ряд других. Общая климатическая и погодная обстановка начальных этапов формирования молодняков.

Послепожарные молодняки характеризуются более равномерным размещением деревьев по площади, хотя и здесь часто выражено куртинность их горизонтальной структуры, обусловленная специфичностью участия каждой породы в формировании древостоя М. А. Шарый (1994).

Полное уничтожение огнем подстилки, живого напочвенного покрова, подлеска, подроста и древесного яруса обуславливает резкое повышение освещенности поверхности почвы, увеличивает проникновение осадков на ее поверхности и их интенсивность, изменяет температурный режим почвы и влажности приземного слоя воздуха, интенсифицирует процесс инфильтрации солей и мелких частиц, изменяет направленность почвообразовательного процесса, перераспределяет поверхностный и внутрипочвенный стоки, изменяет уровень грунтовых вод, перераспределяет элементы минерального питания между различными ПТК и обуславливает показатели их экологического режима.

На жизнедеятельность подроста большое воздействие оказывает быстрая смена экологических условий, что связано с рубкой древостоя. повреждением его пожаром и с другими причинами. Реакция молодого поколения леса на такие радикальные, разрушающие биогеоценоз деревца могут погубить прирост. Но, в основном хорошо сохранившееся молодое поколение всех пород при освобождении от влияний материнского древостоя улучшает жизнедеятельность и повышает прирост.

Чем сильнее изменяется лесорастительная среда, тем в большей мере подрост реагирует на эти изменения.

Разобщенный и одиночный, растущий в большом угнетении, подрост под пологом древостоя высокой сомкнутости трудно переносит изменения среды и медленнее адаптируется к условиям открытого состояния.

Основываясь на общих закономерностях развития природных функционирующих систем, мы пришли к заключению о том, что лесовосстановительным процессом после пожара определяет естественный ход развития самой растительности как любой самоорганизующейся системы, а также специфическими особенностями лесообразовательных условиях.

Общий ход лесовосстановительных смен зависит от первого лесообразовательного этапа после пожара. Комплексную оценку его могут дать типы гарей, которые мы предлагаем рассматривать в таком же широком объеме, как и типы вырубок в учении И. С. Мелехова (1980) .

Типы гарей, должны отражать не только степень деструкции древостоя и подчиненных ярусов, но и весь комплекс создающихся после пожара лесорастительных условий и общие тенденции лесообразавательного процесса.

Некоторые типы хвойных лесов для сохранения своих ареалов нуждаются в циклическом воздействии лесных пожаров В. В. Фуряев (1991). Многие древесные породы имеют достаточно хорошо выраженные морфологические и физиологические черты — адаптация к огню, обеспечивающие их послепожарное выживание и даже расширение своего ареала. Знание закономерностей взаимоотношений лесных сообществ и поддержание их стабильности.

К настоящему времени показана роль пожаров в динамике лесной растительности. Однако такие исследования выполнены лишь для ограниченного количества географических регионов.

Целесообразность исследования роли пожаров в лесообразовательном процессе на ландшафтной основе базируется на представлении о природных территориальных комплексах (ПТК), сформировавшихся в результате взаимодействия пяти компонентов природы, имеющих объективно существующие природные рубежи, специфический экологический режим и пространственную морфологическую структуру.

Средообразующая роль пожаров в ПТК, обусловливающая изменения экологических режимов и особенности послепожарного лесообразавательного процесса неодназначно.

Важно подчеркнуть, что в зависимости от конкретно складывающихся пирологических режимов могут объективно существовать различные динамические ряды после пожарного восстановления лесов и границ одного и того же ПТК. Полная оценка их после пожарной экологии должна служить ключами к пониманию сущности лесообразовательного процесса и прогнозирования динамики леса.

В процессе естественного возобновления вырубок и гарей (пожарищ) и сформирования молодняков хвойных, могут складываться ситуации с таким сочетанием факторов и условий, при которых возможно образавание перегущенных и чрезмерно густых насаждений, которые нередки для сосняков и лиственничников.

2. Программа и методика исследований

2.1 Программа исследований

Целью данной работы является оценка численности и жизненного состояния ценопопуляций подроста сосны обыкновенной на гарях в Иволгинском лесхозе. Полученные данные необходимы для оценки репродуктивного потенциала исследуемых лесных экосистем.

Актуальность темы

обусловлена тем, что леса лесхоза представляют собою большую ценность, их горимость довольно высокая, в связи с этим необходимо обеспечить возобновление на гарях нового поколения формирование нового поколения леса не хуже старого, поскольку естественное возобновление является биологической предпосылкой длительного существования лесов.

В данной дипломной работе необходимо решить следующие программные вопросы:

— подбор объектов и закладка пробных площадей на гарях разных лет и под пологом древостоев;

— проведение лесоводственно-таксационного описания всех пробных площадей;

— учет естественного возобновления на гарях и на контроле с подразделением по жизненному состоянию и в разрезе высотно-возрастной структуры;

— характеристика основных показателей численности и жизненного состояния ценопопуляций молодого поколения леса на гарях и под пологом древостоев, оценка возобновительной роли пожаров.

2.2 Методика исследований

Основной целью обследования является изучение процессов лесовозоб-новления на гарях сосновых древостоев в наиболее распространенных, в Иволгинском лесхозе, типах леса — сосняках брусничниковых, не пройденных пожарами то есть контроле, а также на гарях различной давности. Такая сравнительная оценка естественного возобновления под пологом леса и на гарях позволит делать выводы и дать практические рекомендации, запроектировать соответствующие лесохозяйственные мероприятия.

Обследование проводилось по методике А. В. Побединского (1962) с учетом специфических условий района работ.

Аналогичные работы проводились Б. В. Чугуновой (1957), А. И. Уткиным (1960) в лесах на вечной мерзлоте.

Для изучения лесовозобновления под пологом леса в наиболее расп-ространенном типе леса (сосняках — брусничниковых) в древостоях различ-ной сомкнутости и разного возраста.

Закладывались четыре пробы на гарях и четыре на контроле. Всего восемь проб, размером по 0,25 га каждая. На каждой пробной делали описание древостоя, травяно-кустарничниковой растительности, почв.

Отбивку пробных площадей проводили буссолью с промером всех сторон пробы.

Пробная площадь разбивалась на 25 квадратов, где закладываются учетные площадки размером 1×1, на которых производился перечет имеющегося подроста.

На каждой площадке производился перечет подроста с замером его высоты и определения возраста (по мутовкам или годичным кольцам у шейки корня).

Подрост разделялся по высоте на группы высот: до 10 см; 11 — 50 см; 51 — 100 см; 101- 150; 151- 200 cм; и более 200 см.

По состоянию подрост разделялся на здоровый, ослабленный, отмирающий и усохший. Отнесение подроста к этой или иной группе жизнеспособности производилось глазомерно на основании ряда морфологических признаков (цвет и длина хвои, форма кроны, ее протяженность).

Здоровые экземпляры. Всходы и самосев не имеют пожелтевших или отмерших хвоинок, цвет хвои темно-зеленый. Деревца подроста не имеют внешних признаков повреждения кроны или ствола. Кроны остроконусовидные, симметричные, густые протяженностью 60−80% длины стволика, средний прирост основного побега за последние годы больше, чем за предыдущие. Хвоя зеленого или темно-зеленого цвета.

Ослабленные экземпляры. Обязателен хотя бы один из следующих признаков: всходы и самосев имеют 1−3 желтых хвоинок, цвет хвои начинает бледнеть. У подроста наблюдается снижение густоты кроны на 30%; наличие 30% мертвых или усыхающих веток; повреждение или пожелтение 30% хвои, цвет остальной хвои более светлый, длина её несколько меньше; протяженность кроны 51−60% длины стволика; форма кроны асимметрична, тупоконусовидная либо зонтичная, прирост главного побега за последние годы снижается и примерно равен среднему приросту за предыдущие; повреждение или искривление главного побега.

Усыхающие экземпляры. Основные признаки отмирания: всходы и самосев имеют более трех желтых хвоинок, стебелек изогнут, цвет хвои бледный. У подроста густота кроны не более20−30% по сравнению со здоровой; наличие более 70% сухих или усыхающих веток и хвои, цвет оставшейся хвои светло-зеленый, сама хвоя заметно короче; прирост главного стволика сильно замедлен и меньше среднего прироста за предыдущие годы; суховершинность.

Сухие экземпляры. Молодые деревца полностью погибли, хотя сухая хвоя некоторое время может еще сохраняться.

Морфологические признаки установлены с учетом биологической осо-бенности сосны обыкновенной, условий произрастания, возраста подроста.

Для изучения лесовозобновления на гарях нами были выбраны гари разного возраста, расположенные в том же типе леса (сосняк бруснич-никовый).

Обследование состояния естественного возобновления на гарях разных возрастов проводилось согласно методике А. В. Побединского (1962) .

Нами были подобраны гари 2-х, 8-ми, 12-ти и 30 летней давности. На каждой гари закладывалось по 1 пробной площади. Размер каждой площади 0,25 га. Всего было заложено 8 пробных площадей. На каждой пробной площади, через каждые 50 м проводились три линии, на которых через 10 метров закладывались учетные площадки размером 2 м 2 (1мх1м).

Каждая гарь подробно описывалась: производилось описание рельефа, почвы, замера толщины слоя напочвенного покрова и его обилия, описание подлеска и кустарников. Устанавливались: вид пожара, степень повреждения древостоя огнем, захламленность после пожара и тип леса до пожара.

Учет подроста по состоянию, возрасту и высотам производился аналогично учету подроста под пологом леса.

Для оценки естественного возобновления использовали шкалу, предложенную А. В. Побединским (1966).

На основании оценки и анализа процессов естественного лесовозоб-новления проектируются лесохозяйственные мероприятия.

Жизненное состояние ценопопуляции естественного возобновления в целом определяется соотношением в ней здоровых, ослабленных, усыхающих и сухих особей. При этом жизненное состояние здоровых экземпляров подроста приравнивается к 100%, ослабленных к 70%, усыхающих к 10% и сухих к 0. Для расчета жизненного состояния ценопопуляции используется формула В. А. Алексеева (1989):

; (2.1)

где L — относительное жизненное состояние ценопопуляции молодого поколения леса, %;

n1, n2, n3, — число здоровых, ослабленных и усыхающих экземпляров, соответственно, на пробной площади или на 1 га;

N — общее число экземпляров подроста, включая сухой, на пробной площади или на 1 га.

Кроме определения численности и жизненного состояния естественного возобновления, находятся также показатели встречаемости и обилия всходов и самосева отдельно, подроста отдельно, что важно для оценки его территориального размещения.

Встречаемость определяется, как отношение числа учетных площадок, на которых встретился подрост сосны, к общему числу площадок:

; (2.2)

где В — встречаемость молодого поколения, %;

Nвст. — число учетных площадок на которых встретился подрост сосны, штук;

Nобщ. — общее число учетных площадок, штук.

Обилие определяется путем деления общего количества подроста на число занятых учетных площадок:

; (2.3)

где О — обилие, шт./м2;

Nпдр. — общее число подроста, шт;

Nзан. площ. — число занятых учетных площадок, шт лесовозобновление гарь сосняк брусничниковый

3. Характеристика района исследований

3.1 Природные условия

3.1.1 Местонахождение и площадь

Иволгинский лесхоз Министерства лесного хозяйства Республики Бурятия расположен в центральной части республики на территорий Иволгинского и Селенгигнского административных районов, в предела водо-охранной зоны оз. Байкал.

Протяженность территории лесхоза с севера на юг составляет 79 км, с запада на восток-85 км.

Контора лесхоза находится в г. Улан-Удэ по адресу: пос. Заречный, ул. Светлая, дом 2.

Таблица 3.1-Структура лесохозяйственного предприятия

3.1.2 Организация территории. Объем и характер выполненных лесоустроительных работ

Иволгинский лесхоз организован в 1965 году на основании постановления Совета министров РСФСР от 5.06.1961 г. № 696 в соответствии с приказом по Министерству лесного хозяйства РСФСР от 25.11.1965 г. № 294 и приказом по Бурятскому управлению лесного хозяйства и охраны леса от 20.12.1965 г. № 32 на базе Гурульбинского, Каленовского и Гильбирийского лесничеств, переданных из Улан-Удэнского лесхоза. Площадь лесхоза была разделена на 5 лесничеств: Гурульбинское, Каленовское, Гильбирийское, Иволгинскре и Оронгойское.

Первые лесоустроительные работы на территории нынешнего Иволгинского лесхоза относятся к 1974 году. В 1949;1959 гг. выполнено наземное лесоустройство Гурульбинского и Каленовского лесничеств, входящих в то время в состав Улан-Удэнского лесхоза. В 1955 году путем аэротаксационного обследования было устроено 38,2 тыс. га, а в 1957 году проведены лесоустроительные работы на площади 11,7 тыс. га.

В 1961 г. Проведено лесоустройство Гурульбинского, Каленовского и Гильбиринского лесничеств на площади 132,6 тыс. га Пензенской аэрофотолесоустроительной экспедиции.

В 1967 г. Витебской лесоустроительной экспедицией был составлен единый проект организации лесного хозяйства Иволгинского лесхоза.

В 1970 году 3-й Минской лесоустроительной экспедицией были проведены полевые лесоустроительные работы на территории Гурульбинского, Иволгинского, Каленовского, Гильбиринского и Оронгойского лесничеств на площади 133 тыс.га.

В 1980 г. 3-й Минской лесоустроительной экспедицией проведены полевые лесоустроительные работы на площади 132 369 га.

В 1993 г. 2-й Минской лесоустроительной экспедицией проведены полевые лесоустроительные работы по 1 разряду на площади 87,2 тыс. га по 2- на площади 45,0 тыс. га на момент окончания полевых работ площадь Иволгинского лесхоза составила 132 168 га.

Таблица 3.2- Характеристика проведенного лесоустройства

3.1.3 Природно-климатические условия

По лесорастительному районированию Иволгинского лесхоза отнесены к Даурской провинции остепненных лесов, Хамар-Дабанской провинции горных кедрово-лиственных пород.

Согласно «Правилам рубок главного пользования и лесовосстановительных рубок в лесах бассейна озера Байкала» 1991 г., г. Улан-Удэ. Леса лесхоза отнесены к Забайкальскому горно-таежному району.

Таблица 3.3- Климатические показатели

Данные таблицы 3.3 свидетельствуют о том, что климат района резко континентальный с большими амплитудами колебания температур.

Зима длительная, холодная, малоснежная. Снег ложится на мерзлую почву. Максимальная глубина промерзания почвы 312 см наблюдалась в 1977 году. Полностью почва оттаивает 25 июня- 4 июля. Первые оттепели начина в марте.

Средняя продолжительность вегетационного периода составляет 152 дня с начала мая до конца сентября. Территория района относится к засушливой зоне. Средняя сумма осадков за вегетационный период 178 мм.

В мае и первой половине июня довольно обычны весенние заморозки. Ранние осенние заморозки появляются в конце августа начале сентября.

Для всего района характерно обилие солнечных дней, сухость воздуха и малая облачность.

Грозовые явления наблюдаются часто, особенно в городах. За летний период бывает 20−25 дней с грозами.

Выше перечисленные факторы указывают высокую степень пожарной опасности в лесах. Наиболее пожароопасными месяцами являются апрель-май.

По северной границе лесхоза проходит горный хребет Хамар-Дабан, являющийся продолжением восточных Саян и оканчивающийся на территории лесхоза крутым спуском к реке Селенга.

Абсолютные отметки хребта колеблются от 1100 до 1300 м над уровнем моря. Самая высокая точка на территории лесхоза голец Бильчир (1607 м) находится в Каленовском лесничестве. Самая низкая находится на реке Селенга (552 м).

Территория лесхоза сильно изрезана падями и распадками. По которым протекают реки и ручьи, берущие свое начало с хребта.

Явно выраженных эрозионных процессов, не связанных с хозяйственной деятельностью человека, на территории лесхоза не обнаружено.

На территории Иволгинского лесхоза протекает река Селенга и большое количество малых рек и ручьев.

Таблица 3.4-Характеристика рек и водоемов

3.2 Характеристика лесного фонда

3.2.1 Основные положения организации и ведения лесного хозяйства Таблица 3.5 Изменения распределения лесного фонда по группам и категориям защитности лесов (S, га)

Существенных изменений в площадях в ревизионный период в категориях защитности не произошло.

3.2.2 Основные положения организации лесного фонда С учетом деления лесов на группы и категории защитности в Иволгинском лесхозе организованы следующие хозяйственные части: орехопромысловая, лесопарковая часть лесов зеленой зоны, нерестовая, другие защитные леса, запретная речная — в 1 группе лесов и эксплуатационная — во 2 группе лесов.

Хозяйственные секции по отдельным хозчастям и по лесхозу в целом выделены по преобладающим породам, что соответствует сложившейся практике образования хозсекций, существующим формам учета лесного фонда и формам отчетности лесохозяйственных предприятий.

В соответствии с правилами рубок главного пользования выделены подсекции по крутизне склонов — 0−150, 16−250, 260 и выше.

Таблица 3.6 Возрасты рубок

3.3 Экономические условия

3.3.1 Основные отрасли экономики Ведущими отраслями района расположения Иволгинского лесхоза являются сельское хозяйство и лесное хозяйство. Сельское хозяйство имеет мясо-молочное направление. Удельный вес животноводства составляет 86%. Растениеводство развито незначительно. Основным направлением растениеводства является выращивание овощей -55%. Прочие отрасли сельскоо хозяйства составляют 3,5%. Промышленность района расположения лесхоза связана с переработкой продукции сельского и лесного хозяйства и ремонтом сельскохозяйственной техники.

Основными предприятиями, занятыми лесозаготовкой и переработкой древесины, являются Иволгинский леспромхоз Министерства топливной промышленности и ряд мелких заготовителей: малые предприятия и кооперативы.

Кроме государственного лесного фонда на территории района имеются колхозные и совхозные леса, объединенные в Улан-Удэнский межколхозно-совхозный лесхоз.

Краткие сведения о лесах землепользователей и лесистости по административным районам и сведения о лесах по категориям лесовладельцев приводятся в таблице Таблица 3.7 — Распределение лесов по землепользователям

3.3.2 Пути транспорта Пути транспорта на территории лесхоза представлены железными и автомобильными дорогами. Через территорию лесхоза в юго-западном направлении проходит железная дорога Улан-Удэ — Наушки, в северном направлении — Улан-Удэ — Иркутск.

Доставка древесины к железным дорогам производится на автомобилях до ст. Улан-Удэ и ст. Нижний Убукун.

Важнейшими из шоссейных дорог являются дороги — Улан-Удэ — Кяхта и Улан-Удэ — Иркутск.

На территории лесхоза имеется густая сеть лесохозяйственных и лесовозных дорог различно состояния. Река Селенга в лесохозяйственных целях не используется.

Таблица 3.8 — Характеристика путей транспорта

3.3.3 Роль лесного хозяйства в экономике района Леса Иволгинского лесхоза, входящие в водоохранную зону озера Байкал, играют важнейшую роль в сохранении и рациональном использовании природного комплекса, в особенности водных ресурсов, фауны, флоры уникального озера Байкал и его бассейна в целом.

На территории лесхоза имеется 77 га сенокосных угодий, 642 га пастбищ и 223 га пашен.

Сенокосы и пашни используются под служебные наделы работников лесхоза и для удовлетворения нужд подсобного хозяйства.

Леса лесхоза богаты ягодниками: брусникой, черникой, смородиной черной и красной.

В заключении следует отметить, что побочные полезности леса используются далеко не полностью и есть большая перспектива для их развития.

3.4 Объекты исследований В качестве объектов исследований были выбраны спелые сосновые насаждения в восточной части Иволгинского лесхоза Республики Бурятия.

Согласно лесорастительному районированию Сибири леса Иволгинского лесхоза отнесены к Даурской провинции остепненных лесов, Хамар-Дабанской провинции горных кедрово-лиственных пород.

По геоботаническому районированию территория лесхоза относится к округу Восточно-Сибирских хвойных лесов Северной лесной зоны.

По лесохозяйственному районированию лесхоз входит в горно-таежный район.

Исследования велись на пробных площадях в сосняке брусничном.

Характеристика пробных площадей приведена в таблице 3.3

Из таблицы 3.3 видно, что исследования проводились в чистых, спелых, одновозрастных сосняках. Данные насаждения относятся к среднеполнотным, среднебонитетным, так как средний класс бонитета третий. Средняя высота в сосняке брусничном равна 21 метру.

Средний диаметр насаждений 30 см соответственно. Запас составляет 140 м³ в сосняке брусничном.

Таблица 3.9 — Характеристика пробных площадей

4. Экспериментальные исследования

4.1 Естественное возобновление под пологом сосняков — брусничниковых Изучение лесовосстановительных процессов под пологом леса ставит своей задачей определение состояния имеющегося подроста, его роста и развития, с целью сравнения процессов лесовосстановления на площадях, пройденных низовыми пожарами.

Степень влияния лесных пожаров будет определенно в последующей главе, при изучении естественного лесовозобновления на гарях различных возрастов. При изучении лесовосстановительных процессов под пологом леса различного возраста и сомкнутости необходимо установить состав, коли-чество подроста, его возраст, степень его жизнеспособности.

Наиболее распространенным типом леса в лесхозе является сосняк — брусничниковый, в котором были заложены четыре пробные площади.

Описание этих пробных площадей приведено ниже.

Таблица 4.1 — Жизненное состояние ценопопуляций всходов и самосева сосны обыкновенной в Иволгинском лесхозе

Жизненное состояние ценопопуляций сосны определяем по формуле 2.1, и данные заносим в таблицу 4.1

Из таблицы 4.1 мы видим, что на первой пробной площади имеется 50,0 тыс. шт./га всходов, самосева и подроста. Из них 52,8% от численности относятся к здоровым, 15,2% к ослабленным, 1,6 к отмирающим и 30,4% к сухим.

А на контроле при исследовании учетных площадок было выявлено 24,4 тыс. шт./га всходов, самосева и подроста. При этом 67,2% здоровых, ослабленных 14,7%, отмирающих 6,5% и сухих 11,4%.

По этим данным по формуле Алексеева рассчитан индекс жизненного состояния ценопопуляции, который равен 63,6% и 78,1%, что относит ценопопуляцию к ослабленной.

Дальнейшие исследования показали, что численность подроста, всходов и самосева на второй пробной площади составляет 59,6 тыс. шт/га. По жизненному состоянию данная ценопопуляция относится к здоровой, так как индекс жизненного состояния ценопопуляции составляет 80,2%, а на контроле составляет 77,8%, и относятся к ослабленной.

Данные исследования третьей пробной площади показывают, что численность экземпляров подроста, самосева и всходов несколько ниже, чем на предыдущих пробных площадях и составляет 47,2 тыс. шт/га. При этом численность так же сказывается на жизненное состояние ценопопуляции, она относится к ослабленной, а индекс жизненного состояния ценопопуляции равен 76,4%.

Индекс жизненного состояния ценопопуляции сосны на четвёртой пробной площади равен 86,4%, что соответственно относит её к здоровой. Численность подроста, всходов и самосева составляет 36,4 тыс. шт/га, при этом 73,6% от численности приходится на здоровые экземпляры, 17,5% к ослабленным, 5,4% ослабленные и остальные 3,2% относятся к сухим экземплярам.

Кроме определения численности и жизненного состояния естественного возобновления, находятся также показатели встречаемости и обилия всходов и самосева отдельно, подроста отдельно, что важно для оценки его территориального размещения.

Встречаемость определяется, как отношение числа учетных площадок, на которых встретился подрост сосны, к общему числу площадок.

Обилие определяется путем деления общего количества подроста на число занятых учетных площадок.

Данные численности, обилия и встречаемости подроста, самосева и всходов представлены в таблице 4.2

Таблица 4.2 — Характеристика ценопопуляций всходов и подроста сосны обыкновенной

При анализе таблицы 4.2 мы видим, что на площади пройденной пожаром численность всходов и самосева выше, чем у подроста. Встречаемость всходов и самосева на первой пробной площади составляет 100%, подроста — 76%. Из этого следует, что распределение подроста немного ниже чем самосева и всходов по площади. Обилие составляет 3,6 экз./м2 для всходов и самосева, для подроста 1,3 экз./м2.

Численность всходов и самосева на контроле намного меньше, чем на гарях и составляет 6 тыс./га. Встречаемость же подроста повысилась до 80%, так же увеличилось обилие подроста почти в два раза.

На второй пробной площади подрост встречается равномерно на всей площади, т. е. встречаемость составляет почти 100%, всходы и самосев занимают 88% площади. Обилие составляет для подроста 4,5 экз /м2, для самосева и всходов 1,8 экз./м/2.

На третьей и четвертой пробной площади всходы и самосев отсутствуют, а подрост встречается на 66,7% и 86,7% площади соответственно.

Таблица 4.3 — Жизненное состояние ценопопуляций подроста сосны обыкновенной в Иволгинском лесхозе

Высотная структура подроста сосны приведена в таблице 4.4.

Таблица 4.4 — Характеристика ценопопуляций естественного возобновления сосны обыкновенной в Иволгинском лесхозе

Из таблицы 4.3 видно, что густота подроста сосны составляет 13,6 тыс./шт, на контроле 18,4 тыс./шт, при этом большая часть подроста относится по высоте до 0,6 метра, а на контроле от 0,6 до 1 м, под пологом до 1 метра встречается 39,4% подроста от всей его густоты. Иная ситуация наблюдается на второй пробной площади, до 0,1 метра подрост встречается на 49,1% численности. Наименьший процент относится к подросту от 1,1−1,5 это 3%.

На третьей и четвертой пробной площади подрост по высотной градации распределен от 0,1 до 1,5 метра относительно равномерно, не считая что на 4 пробе нет подроста до 0,1 м, и большую часть занимает подрост от 0,6 до 1,0 метра и от 1,1 до 1,5 метра.

Выводы Анализируя результаты обследования лесовозобновления на гарях различной давности можно сделать выводы о характере лесовосстановительного процесса.

Обследованные гари возобновляются сосной обыкновенной, произраставшей до лесного пожара, т. е. без смены пород. Гари возобновляются сразу же, в первые годы после пожара.

Гари обсеменяются от прилегающей стены леса и от уцелевших после пожара деревьев.

Гарь двухлетней давности представлена всходами 72,8% и самосевом; гарь восьмилетней давности представлена всходами 27,5%, гарь двенадцатилетней давности, представлена всходами 20,6%, и гарь тридцатилетней давности представлена 4,4%.

В целом возобновление на гарях идет успешно, и создаются одновозрастные естественные древостои, не требующие дополнительных мероприятий по содействию естественному возобновлению.

На гарях возобновление происходит лучше, чем под пологом леса.

Известно, что поселение, рост и развитие послепожарных генераций сосны обыкновенной зависит от множества факторов, действующих прямо или косвенно. Состав этих факторов, их сочетание и совокупное влияние на лесовозобновительный процесс изменяются по мере увеличения «возраста» гари. Наиболее важным этапом, во многом определяющим успешность возобновления леса на гарях, является начальный период. Именно от условий послепожарного экотопа на ранних стадиях сукцессии особенно зависит, какое пирогенное сообщество в дальнейшем сформируется.

Важным фактором определяющим успешность естественного возобновления на его начальных этапах, является лесная подстилка. С одной стороны лесная подстилка является препятствием для семян, которые, попадая на нее, могут засохнуть и не прорасти, либо прорости, но проростки не достигнут почвы и погибнут. С другой же стороны — подстилка во многих случаях может представлять собой благоприятный субстрат для поселения растений. Указанные обстоятельства обусловили необходимость проведения наших исследований в среднетаежных сосняках Средней Сибири.

Целью работы на территории Иволгинского лесхоза являлось нахождение зависимости естественного возобновления на выжженных участках от толщины недогоревшего слоя лесной подстилки.

Исследования были проведены в сосняках брусничниковых на участках, пройденных пожарами в 1975, 1993, 1997 и 2003 годах.

Методика работ заключалась в следующем. На учетных площадках, размером 1×1 м, проводили учет всходов и самосева сосны и других лесообразующих пород на гарях при средней и высокой интенсивности пожара. На этих же площадках, с трехкратной повторностью в непосредственной близости от появившихся всходов замеряли толщину недогоревшего слоя подстилки. Если на учетной площадке всходов не было, толщину подстилки замеряли также с трехкратной повторностью в левом (правом) верхнем углу площадки, в центре и в правом (левом) нижнем углу. Из трех замеров определяли среднее значение толщины слоя подстилки. Численность всходов и самосева на каждой учетной площадке затем сопоставляли со средним значением толщины подстилки на ней. Обработку материалов проводили с использованием электронной таблицы «Excel».

В лесхозах было обследовано четыре участка сосновых лесов, на которых провели учет естественного возобновления. Участки представляли собой сосняки — брусничниковые, сходные по местоположению и основным таксационным показателям, пройденные пожарами разных лет.

Для определения зависимостей естественного возобновления сосны обыкновенной от толщины недогоревшего слоя лесной подстилки был проведен компьютерный анализ полученных данных. В результате установили, что данная зависимость хорошо аппроксимируется уравнениями полинома второй степени. Причем оказалось, что такая связь имеет место в сосняках — брусничниковых по всем пробным площадям. Ниже приведены графики искомой корреляционной зависимости по двум пробным площадям. Для сосняков Иволгинского лесхоза, пройденных пожарами, полученная зависимость, показана в приложении А.

Как следует из приложения, А (1), оптимальная толщина слоя лесной подстилки, при которой наблюдается самое большое число всходов сосны, в сосняках брусничниковых на 8-летней гари Иволгинского лесхоза составляет 1,5−2,5 см. При большей, равно, как и при меньшей толщине лесной подстилки, число всходов сосны существенно сокращается.

Это объясняется тем, что, как уже отмечалось, толстый слой подстилки является механическим препятствием для проникновения семян в почву. Задерживаясь в подстилке семена либо не прорастают, либо их проростки не достигают почвы, и в итоге всходы засыхают. Кроме того, застрявшие в подстилке семена уничтожаются птицами и мышевидными грызунами. В результате число всходов снижается.

При малой толщине подстилке ухудшаются трофические условия почвы, т.к. известно (Бобкова, Арчегова, 1983), что в лесной подстилке аккумулируются органические и минеральные питательные вещества, она насыщена микроорганизмами, обладает рыхлым сложением, высокой влагоёмкостью, оптимальным воздушным и тепловым режимами. При сильном же ее выгорании отмеченные параметры нарушаются, и формируется неблагоприятный субстрат для прорастания семян и роста всходов. Поэтому численность последних также уменьшается.

Аналогичные закономерности были установлены в гарях других этом установлено, что пробных площадей сосновых насаждений Иволгинского лесхоза, пройденных огнем средней силы (рис. 2 и 3). Оказалось, что искомые связи также вполне удовлетворительно описываются полиномиальными уравнениями второй степени.

Видно, что уравнение полинома второй степени вполне удовлетворительно аппроксимирует данную зависимость, о чем свидетельствует величина R2, характеризующая степень достоверности аппроксимации, т. е. соответствие уравнения фактическим данным. В данном случае R2 = 0,3573.

Как следует из графика, оптимальная толщина слоя подстилки, при которой число всходов максимальное, варьируется в пределах 2−3 см. При коэффициент корреляции между толщиной подстилки и численностью возобновления сосны составляет — 0,248. В данном случае это характеризует слабую обратную зависимость.

Таким образом, если суммировать полученные результаты по всем пробным площадям, то можно отметить следующее. Оказалось, что наиболее благоприятные условия для естественного возобновления сосны обыкновенной в сосняках-брусничниковых Иволгинского лесхоза складываются при толщине недогоревшего слоя лесной подстилки, равной 1,5−3,0 см. При более толстой, так же, как и при более тонкой подстилке формируются менее благоприятные условия, поэтому и всходов появляется меньше.

Найденные зависимости несколько отличаются от известных результатов, полученных С. Н. Санниковым в сосновых лесах Урала (Санников, 1973, 1983, 1987, 1990, 1992; Колесников, Санникова, Санников, 1973; Санников, Санникова, 1985). Им было установлено, что общая численность подроста сосны находится в обратной гиперболической зависимости от толщины недогоревшего слоя лесной подстилки. При этом, чем тоньше был слой подстилки, тем численность подроста была больше. Например, в сосняке черничнике наибольшее количество подроста имело место при толщине подстилки 1 см, а в сосняке бруснично-черничном — всего 0,25 см. По-видимому, это объясняется местными почвенными и микроклиматическими особенностями региона исследований.

Таким образом, анализ полученных данных позволяет сделать следующие выводы.

1. После прохождения пожара коренным образом трансформируются почвенные факторы, в первую очередь температурный, водный и пищевой режимы. Нарушается непрерывность напочвенного покрова. Сгорает часть верхнего слоя почвы, прежде всего лесной подстилки. Изменившиеся условия экотопа могут либо благоприятствовать, либо сдерживать появление естественного возобновления на площадях, пройденных огнем.

2. В зависимости от силы низовых пожаров, условий микрорельефа, типа леса и других факторов, лесная подстилка полностью обычно не сгорает, остается ее недогоревший слой различной толщины. Этот слой оказывает определенное влияние на появление естественного возобновления сосны обыкновенной. На данном этапе исследований установлена слабая и умеренная корреляционные зависимости числа всходов от толщины недогоревшего слоя лесной подстилки. Полагаем, что теснота полученной корреляционной связи требует дальнейшего уточнения, поскольку имеются основания ожидать бoльшей зависимости между этими параметрами.

3. Анализ фактических данных показал, что связь между числом всходов и толщиной недогоревшего слоя лесной подстилки во всех случаях удовлетворительно описывается уравнением полинома второй степени при достаточно высоком соответствии уравнений фактическим данным. Коэффициент достоверности аппроксимации при этом варьируется от 0,510 до 0,574.

4. Оптимальная толщина недогоревшего слоя лесной подстилки, при которой появляется наибольшее число всходов сосны обыкновенной, составляет: в сосняках брусничниковых на 8-летней гари 1,5−2,5 см; в сосняках такого же типа леса на гари 12-летней давности — 2−3см. Более мощная подстилка (толщина > 4см) является механическим препятствием для проникновения семян в почву. При сильном же ее выгорании (толщина < 1,5см) ухудшаются трофические и гидротермические условия, т.к. подстилка является биологически высокоактивным образованием. В результате это приводит к формированию менее благоприятного субстрата для прорастания семян и последующего роста всходов. Особенно большое значение это, вероятно, будет иметь на олиготрофных почвах.