Министерство образования Российской Федерации Башкирский государственный университет Географический факультет Кафедра физической географии и гидрологии Студент 3 курса заочного отделения Гринберг А.Б. Тема Биологическая продуктивность лесных ландшафтов Курсовая работа К защите допущен Научный руководитель Зав.кафедрой, профессор, Кандидат географических наук, Доктор географический наук Доцент Гареев А.М. Габбасова Р.Р. подпись подпись 2002 г. 2002 г. УФА - 2002Содержание Страница 1. Введение 2. Биологическая продуктивность лесных ландшафтов 1. Понятие биологической продуктивности лесов 2.Методика исследования биологической продуктивности культур сосны 3.Влияние густоты посадки на общий запас и фракционный состав надземной фитомассы культур сосны. 4.Общий запас надземной фитомассы деревьев культур сосны 13 2.5.Вес корневых систем культур сосны 6.Общая биологическая продуктивность культур сосны разной густоты 7.Виды биологической продуктивности лесов 8.Основные экологические и биологические факторы, определяющие продуктивность лесов на примере лесов севера 3. Показатель продуктивности леса 3.1. Валовый запас леса 2. Текущий прирост леса 4. Пути повышения продуктивности лесов 5. Заключение 6. Список используемой литературы 1. ВведениеКраткая история создания лесных культурПроблема воспроизводства лесных ресурсов на территории нашей страны возникла очень давно.
Интенсивная вырубка лесов на европейской части России, начавшаяся ещё в феодальные времена и все усилившаяся с развитием капитализма, привела к резкому сокращению лесных площадей.
По данным М.А. Цветкова 1957 , европейская часть России в течении двух с небольшим веков потеряла почти треть лесов, а лесистость этой территории снизилась с 52,7 в 1696 г. до 35,2 в 1914 г. Уменьшение площади лесов и снижение общей лесистости особенно значительно было на юге и в центре европейской части России.
Интенсивная вырубка лесов и распашка площадей, вышедших из-под леса, привели в конце концов к образованию на значительной территории развеваемых песков, которые нанесли существенный вред соседним плодородным землям.
Передовые люди 19 века высказывались в защиту леса и за развитие искусственного лесоразведения на площадях, которые ранее были под лесом и неудобны для сельскохозяйственного пользования.
Первые сведения об искусственных посевах и посадках деревьев и кустарников на территории России относятся к концу 17 - началу 18 века и связаны с созданием так называемых приусадебных рощ и приусадебных парков. Рощи создавались в основном из лиственных деревьев. В середине 19 века В.А. Дубянский 1856 сообщал о сохранившихся первых рощах во Владимирской губернии о том, что прекрасные рощи лип и берёз, дубов и осин, реже елей и сосен, разведены преимущественно боярами времен царствования Екатерины II и её преемников.
Эти рощи считались обязательным атрибутом украшения усадьбы, таким же как греческий и английский сад. Таких искусственных насаждений, нередко в десятину и даже в 2, 3 и 4, а чаще в полдесятины, во Владимирской губернии было до 700. Это свидетельствует о том, что русские садовники уже с середины 18 века умели пересаживать и выращивать из семян такие породы как липа, дуб, клён, даже сосна и ель. Одной из наиболее ранних печатных отечественных работ по технологии лесовыращивания сосновых культур можно считать статью А.Нартова о посеве леса, опубликованную в 1765 г. в первом томе трудов Вольного экономического общества.
В этой статье описывались семена сосны, ели, берёзы, время их сбора и высева. Выдающийся опыт лесоразведения сосны был проведен в имении Пришиб Змиевского уезда Харьковской губернии И.Я. Данилевским, который начал посев семян сосны в 1804 г. и в сравнительно короткий срок создал сосновую рощу на площади 1093 га. В 1817 г. были начаты лесные посадки на песках Мохнаганского лесничества IV округа Слободско-Украинского Харьковского военного поселения.
Пески занимали в лесничестве 23 тыс. десятин. Сосна разводилась посевом семян и частичной посадкой. Всего было произведено 7648 га культур. Прекрасное состояние этих культур отмечалось в 1881 г. в возрасте 60 лет и в 1910 г. в возрасте около 100 лет. Из описаний технологических приёмов тех лет известно, что при создании лесных культур сосны применялась глубокая обработка почвы, на черноземах добавлялся при культивировании сосны песок, на песках уже применялось предварительное шелюгование.
Посадку производили в канавки или в ямки размером 18 18 см. В двадцатых годах 19 века начались посевы сосны в уральских горных лесах, где применялся способ старшего лесничего горных заводов Шульца, по которому высевалось на 1 десятину 1 пуд семян сосны, смешанных с 8 пудами песка. В сороковых годах 19 века в лесах уральских горных заводов посевы сосны были произведены на площади 89 десятин, в том числе на 82 десятинах вполне удачные.
Известны также удачные посадки сосны В.Я. Ломиковского в имении при сельце Трудолюб Миргородского уезда Полтавской губернии, начатые с 1809 г. В 21 год деревья сосны в этих посадках имели на высоте 1,5 м диаметр 25 см. Однако наиболее существенную роль в разработке технологии создания лесных культур сосны обыкновенной сыграли работы по лесовосстановлению и лесоразведению в созданных в середине 19 века опытных лесничествах, а также работы по закреплению и облесению огромных песчаных массивов в южнорусских губерниях.
Производственные отношения, складывающиеся в феодально-крепостнической, а затем и крепостнической России, отрицательно влияли на развитие лесокультурного дела в стране. Частная собственность на леса и землю, погоня владельцев лесов и земель за максимальными прибылями, ограниченность финансирования опытных и исследовательских работ сказывались на результатах искусственного лесоразведения.
В целом в течении 18-19 веков в европейской части России было создано около 1,3 млн. га искусственных лесов, из которых по данным М.А. Цветкова 1957 , посадки для укрепления песков и оврагов составили 215256 га, культуры в казенных лесничествах - 874067 га, в опытных лесничествах и Астраханской степи - 1727 га, посадки удельного ведомства и казаков в степи - 35691 га, в лесных дачах - 8159 га, посадки прочего населения - 124665 га. Таким образом, была восстановлена лишь ничтожная часть 2 площади вырубленных лесов 67 млн. га. В середине прошлого столетия лесоводы были вынуждены искать методы содействия естественному возобновлению сосны в Центрально-Чернозёмной области ЦЧО . С этой целью основоположник лесоводственной науки Г.Ф. Морозов и его ученики исследовали влияние различных рубок леса на ход естественного возобновления сосны.
В результате многолетних исследований было установлено, что естественное возобновление сосны в борах ЦЧО может быть обеспечено лишь посредством сложной, специально разработанной системой рубок, не достигающих, однако, всегда полного успеха.
Разработанная М.М. Путилиным 1960 специальная система рубок, предназначенная для содействия естественному возобновлению сосновых насаждений, хотя и даёт неплохие результаты, но отличается большей длительностью и сложностью, вследствие чего её применение вызывает большие трудности. Г.Ф. Морозов 1902 считал основной причиной плохого естественного возобновления сосны сухость верхних горизонтов почвы, слабую защитную роль, а иногда и иссушающее влияние материнского полога леса. М.П. Скрябин 1960 увязывал хорошее естественное возобновление сосны в ЦЧО с цикличностью колебаний климатических условий.
С середины 19 века лесное хозяйство ЦЧО вынуждено было перейти на искусственное восстановление сосновых лесов. Экономическое подразделение лесов 1. Первая группа - заповедные, почвозащитные, полезащитные и курортные леса, зелёные зоны вокруг предприятий и городов. 2. Вторая группа - леса, преимущественно водоохранные. 3. Третья группа - леса промышленного значения.
Цель и задачи работы Разработка теоретических основ и практических приёмов повышения продуктивности лесов, является основным направлением исследовательских лабораторий возобновления и развития лесов. Повышение продуктивности лесов - одна из важнейших задач лесной науки и лесного хозяйства. Повышение продуктивности не мыслимо без точного знания закономерностей продукционного процесса, зависимости прироста продукции от параметров окружающей среды.
На продуктивность влияют условия внешней среды свет, влажность почвы и воздуха, температура, а для оценки скорости и характера воздействия разного рода агротехнических и лесохозяйственных мероприятий важна возможность определения в естественных условиях прироста продукции за малые промежутки времени. При определении продуктивности лесных насаждений применяют много методов, прямых и косвенных. Среди них наиболее широко распространены два, базирующихся на определении баланса органического вещества лесоводственный положен принцип оценки прироста органической массы насаждений, т.е. приходной статьи баланса, и массы годичного опада и отпада, т.е. расходных статей и экофизиологический основан на определении баланса органического вещества по результатам учёта газообмена растений. Лесоводственный метод наиболее распространён - это основной метод при определении продуктивности по международной биологической программе МБП . Недостатки метода следующие 1. Непригодность для изучения продукционного процесса за короткие отрезки времени и в сезонной динамике 2. Невозможность выявления ведущего фактора, влияющего на продуктивность 3. Неизбежность получения оценок годичного прироста разных фракций с неодинаковой точностью 4. Трудоёмкость.
Экофизический метод определения годичной продукции тоже трудоёмок требует не только анализа древостоев по дендрометрическим признакам, но и характеристику экологических условий в толще растительного покрова технически он более сложен, применяется дорогостоящее оборудование, требует энергообеспечивания и высокой квалификации обслуживающего персонала. По сравнению с лесоводственным методом он менее точен, особенно при оценках за длительные промежутки времени, но только этим методом можно определить БРУТТО - продукцию растительных сообщества, изучить механизмы и сезонную динамику продукционного процесса, можно непосредственно определить величины поглощения из атмосферы углекислоты или выделения в атмосферу кислорода, что крайне важно для характеристики биосферных функций лесной растительности в связи с проблемой охраны окружающей среды в условиях интенсивного антропогенного воздействия на природу.
Основной недостаток экофизиологического метода - это сложность перехода от газообмена для отдельного листа или побега, являющихся непосредственно объектами газообмена, к целому насаждению. Предложенные в настоящее время математические модели продукционного процесса фитоценозов основаны на зависимости фотосинтеза от света.
Поэтому изучение радиационного режима в слое растительного покрова является одной из важнейших задач при расчёте продуктивности на основе газообмена в лесах.
Полнота и эффективность использования солнечной радиации зависят от фитометрической структуры исследуемого растительного покрова.
Поэтому при расчете фотосинтетической продуктивности необходимо определение для каждого конкретного фитоценоза, как радиационного режима, так и фитометрической структуры.
В различных природно-экономических районах России ежегодно на огромных площадях, исчисляемых млн. га, проводятся лесовосстановительные работы. Среди вновь создаваемых лесов значительный удельный вес 50 составляет культура сосны. Биологическая продуктивность сосны зависит от первоначальной густоты культур, возрастной динамики развития и влияния факторов среды. Общая информация о российских лесах Россия занимает особое, уникальное положение.
При площади около 1690 млн. га. данные на 1999 г. на её территории находятся пятая часть всех лесов мира и половина мировых хвойных лесов. Общая площадь лесного фонда и лесов, не входящих в него, составляет в России около 1178,6 млн га. Это приблизительно 70 от всей территории страны. Распределение площадей лесного фондаПо состоянию на 1 января 1998 года, тыс. га Общая площадь Лесные земли В т.ч. покрытые лесной раст-ю В т.ч. не покрытые лесной раст-ю Нелесные земли Всего 1178554.4 881974,2 774250,9 107723,3 Общая площадь лесного фонда 1172322,3 877006,9 769785,4 107221,5 В том числе лесной фонд в ведении Рослесхоза 1110567,8 823561,7 718662,1 104899,6 287006,1 Леса, не входящие в лесной фонд 6232,1 4967,3 4465,5 501,8 Примечания В лесной фонд не входят леса Министерства обороны и городские леса. Распределение лесного фонда по категориям земель Основные лесные термины, используемые в курсовой работе Класс бонитета - единица оценки продуктивности насаждений древостоев, которая зависит от качества лесорастительных условий и определяется по величине средней высоты преобладающей породы в определенном возрасте.
Наземная охрана лесов - обеспечивает предупреждение, обнаружение и тушение лесных пожаров наземными силами и средствами.
Наземная охрана с авиапатрулированием - комплексный вид охраны лесов от пожаров, при котором их обнаружение осуществляется авиационными средствами, а предупреждение и тушение - преимущественно наземными силами и средствами.
Авиационная охрана - основана на использовании авиационных средств и методов предупреждения, обнаружения и тушения лесных пожаров. Возобновление леса - процесс образования нового поколения леса под древесным пологом, на вырубках, гарях и других категориях лесных земель. Различают возобновление естественное или искусственное. Для ускорения процесса образования нового поколения в благоприятных лесорастительных условиях проводят содействие естественному возобновлению см. Категории земель лесного фонда, Вырубки, Гари, Лесорастительные условия. Рубки ухода за лесом - система выборочных рубок, при которых происходит периодическое удаление из насаждений деревьев, отставших в росте или мешающих росту деревьев главных лесообразующих пород.
Санитарные рубки - лесоводственное мероприятие, проводимое в насаждениях неудовлетворительного санитарного состояния путем вырубки отдельных больных, поврежденных, усыхающих, усохших деревьев или всего усыхающего погибшего древостоя.
Лесообразующая порода - древесная порода, которая в пределах своего ареала образует основной ярус насаждений, отличающихся биологической и морфологической устойчивостью и специфическим комплексом сопутствующих растений и животных. Лес - совокупность древесных, кустарниковых, травянистых и других растений, а также животных и микроорганизмов, биологически взаимосвязанных в своем развитии и влияющих друг на друга и на внешнюю среду. Понятие лес используется также для обозначения элемента географического ландшафта, сырьевого ресурса или объекта ведения лесного хозяйства.
Используемая литература для выполнения курсовой работы Бугаев В.А Новосельцев В.Д Продуктивность лесов первой и второй групп Веретенников А.В Эколого-биологические основы повышения продуктивности таёжных лесов европейского севера Internet - www.forest.ru семейство сайтов о лесе Куликова Т.А Оценка продуктивности лесов Молчанов А.Г Экофизиологическое изучение продуктивности древостоев Поликарпов Н.П Формирование и продуктивность древостоев Рубцов В.И Новосельцева А.И Попов В.К Рубцов В.В Биологическая продуктивность сосны в лесостепной зоне Шишков И.И Попова Н.С. Лесоводство с основами лесных культур . 2.
За последние годы затраты труда возросли в 8-10 раз, а урожайность уве... Внутренняя компонентная составляющая почвы, биостром, кора выветривани... Внутренняя структурно-морфологическая составляющая районы, местности, ... 4. Тимофеева 1959 , П.С.
Методика исследования биологической продуктивности культур сосны. Затем образцы высушивались при температуре 80-85С до абсолютно сухого ... Для определения влажности и абсолютно сухого веса древесины и коры бра... Определялись также влажность однолетних побегов и ветвей разной толщин... Затем для модельных деревьев каждой площади были вычислены коэффициент...
При увеличении густоты посадки с 5 до 40 тыс. Так, например, средний вес дерева при густоте 15 тыс. Интересно, что в диапазоне густот 15 и 30 тыс. вызывает резкое падение среднего веса дерева. Увеличение густоты дерев... Сырой вес стволов и всей надземной части дерева в 20- летних опытных п...
Общий запас надземной фитомассы деревьев культур сосны. Распределение общего сырого веса надземной части всего древостоя между... . га 5 10 15 20 30 40 Вес стволов, т га 119,0 139,5 138,0 133,3 151,4 11... 2.5.
экз. га 5 10 15 20 30 40 Масса корней, кг 6,8 3,0 2,2 1,5 1,1 1,0 Вес корне... на 1 га вес корней уменьшается более чем вдвое. . га Сырой вес корней т всей надземной части т всей надземной части 5 25...
Общее количество опавшей хвои в абсолютно сухом весе за 18-летний пери... При этом общее количество разложившегося полностью минерализованного о... Что касается общей биологической продуктивности за отдельные годы, то ... сеянцев, а максимальную с посадкой 30 тыс. В 20-летнем же возрасте минимальную продуктивность дают деградирующие ...
Чуенкову можно подразделить на три основные группы лесоводственно-такс... Следовательно, на севере таежной зоны условия поступления солнечной ра... Особенно отрицательно сказываются на жизнедеятельности деревьев ежегод... Видимый рост побегов, корней у сосны и ели начинается поздно в условия... Необходимо также отметить, что двухъярусный сосново-еловый древостой с...
Эксплуатационные леса в основном сосредоточены на территории Сибири, Д... . Валовый запас леса. 42 всей территории страны. В лесах России содержится свыше половины це... Размещение лесных ресурсов на территории России неравномерно.
В общем приросте органической массы на ветви приходится 11,5 и 15,7 , ... По данным Н.И. В еловых насаждениях зеленомошной группы типов леса более южных районо... м. Распределение лесов Мурманской области по типам антропогенной нарушенн...
Среди грибных болезней сосновых культур наиболее опасна корневая губка. 7. . Пути повышения продуктивности лесов. Весьма опасным вредителем сосновых насаждений является сосновый подкор...
Заключение Сосна обыкновенная чутко реагирует на густоту посадок и существенно изменяет характеристики роста и продуктивность в зависимости от этого фактора.
По мере увеличения густоты посадок снижается скорость роста и накопления органических веществ в надземных и подземных частях деревьев, уменьшается вес и годичный прирост фракций хвои, деревьев и ветвей. Наиболее резкое снижение характеристик продуктивности наблюдается при сильной загущенности культур 40 тыс. га, что проявляется в резком снижении интенсивности побегообразования, уменьшения фитомассы хвои и листового индекса. При увеличении густоты посадок наблюдаются сравнительно небольшие сдвиги в соотношении между основными компонентами фитомассы и мощности развития надземных частей деревьев.
Продуктивность работы хвои в расчете на одно дерево выше в густых культурах, чем в редких. В культурах 9-летнего возраста с увеличением густоты посадок общие запасы биомассы и биологическая продуктивность культур повышается и достигает максимума при 30-40 тыс. га. В культурах 20-летнего возраста наибольшие запасы органических веществ наблюдаются при густоте 30 тыс. га. В сильно перегущенных культурах 40 тыс. га запасы фитомассы катастрофически снижаются до величин, которые значительно ниже биологической продуктивности редких культур.
Таким образом, дифференциация культур различной густоты по характеристикам продуктивности с возрастом увеличивается, а густота 40 тыс. га и выше является критической для продукционного процесса. В целом по России рубки главного пользования сократились с 1946 г. 145,8 млн.м3 на 34,8 млн.м3 по данным Рослесхоза на 1999 г а рубки промежуточного пользования возросли с 1946 г. 15,3 млн.м3 на 4,2 млн.м3. Общий средний прирост лесообразующих пород в РБ на 1999 год составил 14,38 млн.м3, а в РФ - 970,41 млн.м3 по данным Рослесхоза. Влияние густоты деревьев сказывается на среднем весе фитомассы при увеличении густоты посадки наблюдается снижение среднего веса фитомассы. Распределение общего веса надземной части деревьев не зависит от густоты деревьев и ствол составляет приблизительно 80 от всей надземной массы дерева.
Вес корней деревьев составляет приблизительно 13-20 от всей надземной массы.
Величина солнечной радиации влияет на биологическую продуктивность лесов необходим оптимум. Похолодания в вегетационный период могут снизить биологическую продуктивность древостоев. В настоящее время необходимо уделить особое внимание лесовосстановительным работам и контролю за лесами, а также необходимо уделить большое внимание борьбе с незаконными рубками леса и ужесточить контроль за лесопользованием. 6.
Список используемой литературы 1. Бугаев В.А Новосельцев В.Д Продуктивность лесов первой и второй групп М. лесная промышленность, 1971г 88с. 2. Веретенников А.В Эколого-биологические основы повышения продуктивности таёжных лесов европейского севера, издательство НАУКА , Ленинград, 1981г 232с. 3. Internet - www.forest.ru семейство сайтов о лесе . 4. Куликова Т.А Оценка продуктивности лесов М. лесная промышленность, 1981 152с. 5. Молчанов А.Г Экофизиологическое изучение продуктивности древостоев, издательство НАУКА , Москва, 1983г 228с. 6. Поликарпов Н.П Формирование и продуктивность древостоев, издательство НАУКА , Новосибирск, 1981г 298с. 7. Рубцов В.И Новосельцева А.И Попов В.К Рубцов В.В Биологическая продуктивность сосны в лесостепной зоне, издательство НАУКА , Москва, 1976г 222с. 8. Шишков И.И Попова Н.С. Лесоводство с основами лесных культур, издательство Высшая школа , Москва, 1965г 366с.