Рост и развитие сосны крымской на Кавказских Минеральных Водах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.03.03, кандидат сельскохозяйственных наук Ковалева, Любовь Александровна

• Ковалева, Любовь Александровна
• кандидат сельскохозяйственных наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат сельскохозяйственных наук Ковалева, Любовь Александровна

ВВЕДЕНИЕ

К ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА Ю

Географическое положение и рельеф

1Ш Геология ш геоморфология района II

Ш* Климат

1.4, Почвы

1*5« Растительность

П| СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА т ПРОГРАММА РАБОТ й МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Щ1| Программа работ шт Методика исследований 43 т РОСТ й РАЗВИТИЕ СОСНЫ КШМСКОЙ В РАЗНЫХ

ЭКОДОШЧЕСКИХ УСЛОВИЕ!

1УЛ. Ход роста сосновых насаждений 49 17»2. Лесоводственные особенности сосновых древостоев в зависимости от способа их создания 68 Ш3| Запас зеленой фитомассы в сосновых насаждениях 71 1У242 Особенности строения корневых систем сосны крымской в разных эдафических условиях 77 Щ5,1 Оеменошение и качество семян сосны крымской

П СЕЗОННЫЙ РИТМ РОСТА И РАЗВИТИЯ СОСНЫ КШМСКОЙ

У1Т» Основные фазы развития сосны крымской 83 У,2| Влияние метеофакторов на рост побегов сосны крымской

У,2Ш Прирост центрального побега сосны крымской 87 УШШ Динамика прироста побегов продолжения боковых ветвей 92 УК ВЛИЯНИЕ ЛЕСОРАСТИТМЬНЫХ УСЛОВИЙ НА СОДЕРЖАНИЕ

МАШ В РАЗЛИЧНЫХ ОРГАНАХ ДЕРЕВА 98 У1#И Содержание влаги в хвое и побегах сосны крымской 98 YlÜ&j Объемный вес и содержание влага в древесине сосны крымской

Щ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЕМКОСТИ СОСНЯКОВ 10В УШИ Изменение защитных функций насаждений под воздействием рекреационных нагрузок IGB УШ;2$ Влияние рекреационных нагрузок на водопроницаемость почв в сосновых насаждениях на террасах НО

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Рост и развитие сосны крымской на Кавказских Минеральных Водах»

В горных лесных экосистемах основными функциями являются почвозащитные, водоохранные и социальные** Особенно отчетливо эти. функции выражены в горных курортных местное** тях!

Отрицательное влияние на гидрологические характерней тики водосборных бассейнов оказывает трансформация лесных площадей в сельскохозяйственные угодия, бессистемное лесопользование^ нарушение технологической дисциплины;, а также чрезмерные рекреационные нагрузкм^ Эти нежелательные последствия приводят к уплотнению верхних горизонтов почвы, вытаптыванию травяного покрова и ведут к деградации бшоце** нозов (Коваль, Битюшв| 1981)?

Многолетними исследованиями Пятигорского Бальнеологи** ческого института выявлена прямая зависимость режима мине~ ральвых источников от количества атмосферных осадков, по» ступающих в соответствующие геологические горизонты (Туро» веров» 1955)1 Исследования Кисловодск©! горно-лесной лабо* ратории НИЙгоржееэкол показали, что кривая дебита нарзана копирует через месяца среднемесячные расходы рек, дре-пирующих основные гидрогеологические горизонты (Казашка, 1975)"; И;С* Сафаров (1983) пришел к выводу, что массивы сосновых лесов Кавказа, расположенные в районах формировав ния минеральных источников, оказывают стабилизирующее влияние на дебит последите

На основании вышеизложенного вытекает необходимость проведения мероприятий по лесовосстановяению^

Важным лимитирующим фактором лесовосстановления является климат* Исследования, проведенные на водораздельных плато (Казаняин, 1967» 1971» 1994)» свидетельствуют о том» что естественный процесс занесения сдерживается сухостью зимнего периода ш высокой солнечной радиацией-« Эти факторы в сочетании с малоснежьем и зимними оттепелями приводят к гибели как самосев, так а искусственные цосадка^

Еще одним важным фактором лесоразведения является рель» еф» в частности высота местности ж экспозиция склона» Виды более теплолюбивые предпочитают более низкие пояса гор» но по шным склонам поднимаются выше» чем по северными Виды влаголюбивые и менее требовательные к теплу располагаются в более высоких поясах гор, опускаясь вниз по северным склонам (Воробьев, Х967Н

Лесовосстановление для района Кавминвод приобретает особую актуальность» поскольку наряду с важнейшей задачей сохранения и восполнения минеральных источников лесные насаждения призваны способствовать лечению и отдыху курорт«* нйков* Этим требованиям в большей мере отвечают хвойные породы, хвоя которых обладает бактерицидным действием (Слепых» 1985), Круглогодичное охвоение предает деревьям высокие декоративные качества, а мощная корневая система и влагоемкая подстилка обеспечивают важные водоохранные и почвозащитные функции (Проскурякова, Казанкщ» 1962).

Актуальность работы». При облесительных работах в области питания минеральных источников и при создании зеленых зон вокруг городов-курортов одно из ведущих мест отводилось сосне крымской^ Являясь интродуцентом'в данном районе, эта порода успешно адаптирована к довольно пестрым почвенно~климатйчеекйм условиям и зачастую превосходит по росту и развитию аборигенные виды (Проскурякова, Казашеш, 1962)* Вместе с том в научных разработках и практических рекомендациях по интродукции сосны крымском отсутствует целенаправленное, научно обоснованное исследование данной породы» Исходя из этого, в данной работе предпринята попытка разработки теоретических основ использования сосны крымской в водорегулирующих, водозащитных насаждениях, в рекреационных посадках и в озеленении на основе изучения ее особенностей роста и развития в разных экологических условиях1;

Объекты исследований* Объектами исследований являют« ся искусственные насаждения сосны крымской, расположенные в диапазоне высот 500-1500 м над уровнем моря» Изучение влияния лесорастительных. условий на рост и развитие сосны крымской проводилось как в насаждениях созданных массивами, так и' на террасированных склонах* Дня исследовании вы~ бирались насаждения вполне сформировавшиеся, плодоносящие, которые и преобладают в регионе»

Цель а задачи исследований. Основная цель работы -изучение влияния лесорастительных условий на рост и развитие сосны крымской, выявление особенностей плодоношения и качества оешн в разных условиях произрастания .для разработки рекомендаций по воспроизводству сосновых культур* определение предельно допустимых рекреационных нагрузок на фитоценоза.

Для разрешения поставленной цели необходимо решить следующие вопросы:

- выявить особенности роста а развития надземной части и корневых систем сосновых насаждений в разных условиях произрастания!

•» изучить запас зеленой фитома.ссы сосновых насаждений, определить долговечность хвои и ее дайну; изучить характер плодоношения» морфологические ос©» бенности шишек и семян» процент всхожести последних в раз«» ных условиях произрастания;

• выявить особенности сезонного развития сосны крымской на разных высотах местности над уровнем моря; изучить влияние лесорастительных условий на содержа» ние влаги в различных органах сосны крымской!

• определить степень влияния метеофакторов на рост по» бегов сосны крымской? . определить экологическую емкость сосновых насаждений*

Научная новизна; Впервые проведено комплексное исследо» вание искусственных ценозов сосны крымской на Кавказских Ми« неральных Водах; Изучены процессы роста и развития сосновых насаждений в диапазоне высот от 500 до 1500 м над уровнем моря» Впервые определен характер шюдоношения сосны крымской и качественные характеристики семян. Изучены особенности строения корневых систем в разных эдафических условиях; Он** ределена степень устойчивости сосны крымской к рекреационным нагрузкам» Выявлена степень влияния метеофакторов на роет центрального побега сосны крымской и побегов продолжения боковых ветвей*

Практическое значение работай В итоге проведенных иссле*» дований выявлены адаптационные возможности сосны крымской в зависимости от условий произрастания, что позволяет рекомен» довать эту породу для более широкого внедрения в состав на» саждений» имеющих многофункциональное назначением

Установление местных сроков созревания семян и определение их посевных качеств в разных условиях произрастания позволит наиболее эффективно проводить заготовку шишек, а также наиболее рационально определять место для закладки маточных семенных плантаций!

Определение экологической емкости насаждений и выявление наиболее устойчивых древостоев обеспечат эффективную сохран« ность рекреационных лесов и позволит регламентировать объем отдыха на единицу площади, что, в конечном итоге, повысит экономическую эффективность рекреационных лесов;

Личный вклад» Программа исследований и работы по сбору экспериментального материала, его обработке и анализу выполнены автором! Пробные площади закладывались при личном участки автора!

Апробация работы» Результаты исследований докладывав лись: на научно-практической конференции: "Интенсификация лесохозяйственного производства Северного Кавказа"(Краснодар, 1988); на совещании "Вопросы рекреационного лесопользования в горных курортных районах" (Алушта, 1988); на Всесо«* юзном совещании по семеноведению интродуцентов (Умань, 1991); на международной научно-практической конференции "Генетика и селекция на службе лесу" (Воронеж, 1996К

Публикации« По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ, отражающих основное содержание исследований!

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 161 странице машинописного текста ж состоит из введения, 7

Заключение диссертации по теме «Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними», Ковалева, Любовь Александровна

выводы!

I? Культуры сосны крымской в исследуемом районе относятся к высокобонитетным насаждениям, преобладают I и 1а бонитеты! В древостоях, независим© от условий произрастай имя, отмечен удовлетворительный рост по всем параметрам. С повышением местности интенсивность роста по диаметру преоб* ладает над интенсивностью роста по высоте? Древостой на террасах уступают по высоте насаждениям в массивах, но пре« восходят их по диаметру? Протяженность крон на террасах бо® льше за счет более низкого расположения живых ветвей? Вследствие меньшего взаимного затенения охвоение на террасах начинается с высоты 0,7*43,9 м, в массивах ** с 3,0 и более метров.

2? Запас зеленой фитомассы в сосновых древостоях в большей степени зависит от размеров проекции кроны и ее протяженности; Прослеживается тенденция снижения запаса зеленой фитомассы с высотой местности. Это согласуется с выводами о сокращении длины хвои и сроков ее держания на ветвях с повышением местности над уровнем моря?

Масса хвои сосны крымской почти вдвое превышает таковую в насаждениях сосны крючковатой?

3» Сосна крымская в условиях Кавминвод нетребовательна к плодородию почв. Это подтверждается высокой степенью приспособляемост ее корневой системы к почвенным условиям? На глубоких плодородных почвах она мощная с хорошо развитым стержневым корнем. На тяжелых глинистых почвах наряду со стержневым корнем, глубина распространения которого л ими** тируется залеганием водоупорных глинистых слоев* выделяют*» ся мощные и достаточно многочисленны© боковые корни» На мелких и каменистых почвах формируется поверхностная корне«» вая система? стержневой корень не развит, но этот недостач ток компенсируется мощными и довольно длинными боковыми корнями-1* большинство из которых заканчивается мочкой! Осо** бенности строения корневых систем на склонах отражают поч** в©ущ>ехшяющее и склоноукрепляющее значение сосны 1фымской?

4. . Семе ношение у .сосны крымской в данном районе на«» . ступает в среднем в 12«*14 лет* Годы обильного урожая сменяв ются годами слабого или полного неурожая? С высотой местное ста семе ношение наступает в более позднем возрасте и вира** жена его периодичность^

Вес 1000 шт семян зависит от расположения пробных ляо* щадей над уровнем моря и колеблется от 17 до 22 г? Наиболь» шей массой отличаются семена, взятые на высоте 800-900 м (район Кисловодска)» Здесь же они обладают наилучшей всхо* жесть© (78,7$) и более крупными размерами? Минимальную всхожесть (54,7$) и наименьшие размеры имеют семена в гор» ной полосе Кавминвод на высоте 1500 м н

Щ Фазы развития сосны крымской варьируют в зависимое» ти от высоты местности? С высотой фазы развитая наступают позже? Суммы положительных и эффективных температур, не об** ходимых для наступления фаз развития, с высотой местности несколько возрастают» Тем не менее? независимо от условий произрастания» сосна крымская здесь проходит полный цикл своего развития за вегетационный период! обмерзания побегов не отмечено.? Это свидетельствует о ее полной акклиматизации и адаптации к местным условиям произрастания!

6* Изучение роста центрального побега (ствола) показа» ло, что наиболее стабильным ростом отличаются насаждения на высоте 800-900 м щу,м£ До 15*летнего возраста сосна крымс«* кая в подавляющем большинстве случаев обгоняет в росте сосну крючковатую, но впоследствии уступает ей в росте! Величина годичного прироста в большей степени зависит от температуры воздуха, нежели от сумы выпавших осадков» Коэффициент кор** реляции Пирсона для прироста и температуры воздуха варьируй ет в пределах от 0,68 (июнь) до 0,80 (апрель)« Коэффициент корреляции прироста и осадков в пределах от 0,36 (июнь) до 0,42 (апрель«*дай)'| Более высокая потребность сосны крымской в тепле, нежели во шаге обусловлена ее ксерофитностыо» По« скольку в природе на рост растений эти факторы влияют в со*» вокупности, то наиболее тесная зависимость получена с гидротермическим коэффициентом! Его значение варьирует от 0,80 (июнь) до 0,88 (апрель^июнь)!

7§ Сроки держания хвои на ветвях у сошы крымской с высотой местности сокращаются» До 1200 м хвоя держится на ветвях до 5 лет! С дальнейшим повышением местности срок жи** зни хвои сокращается и на высоте 1500 м н«у«м* хвоя держит«* ся на ветвях до 4-х лет» С повышением местности уменьшается и длина хвои£ На высоте 500-600 м ©на равна 145 мм, а на вы** соте 1500 м ~ I06f

Содержание влаги в хвое и побегах зависит как от условий произрастания, так и от их возраста. Максимальной влажностью обладают хвоя и побеги последнего года* минимальной* четырехлетние» С апреля по август месяц содержание влаги не*» зависимо от высоты местности в хвое и побегах постепенно наедает, а с сентября на высотах от 500 до 800 м снова повышается, достигая к ноябрю майских значений? На высотах 1200 ** 1503 м после августовского снижения содержание влаги снова возрастает, но уже в октябре снова падает, опускаясь к ноябрю до августовского минимума.

Наибольшей влажностью обладает хвоя и побеги на высоте 8Ш*900 м н,у.м?, с дальнейшим повышением местности этот по** казатель снижается?

81 Объемный вес .древесины сосны крымской с высотой местности уменьшается, а содержание в ней влаги растет, Минималь*» ной влажностью обладает древесина на высоте 600 м (0,59 г/ см3), максимальной « на высоте 1500 м н,у,м? (0,68)? У сосны крымской содержание влаги в древесине с высотой местности растет, а у сосны крючковатой снижается. В среднем влажность древесины сосны крымской на 23$ выше по сравнению с сосной крючковатой?

9, Насаждения сосны крымской проявляют наибольшую устойчивость к рекреационным нагрузкам по сравнению с другими древостоями * Мощный слой лесной подстилки в сосняках играет по всей вероятности роль амортизатора и препятствует ушют» нению поверхностного слоя почвы, что обеспечивает высокую водопроницаемость и хорошие фильтрующие свойства почвы и до« статочно высокую устойчивость к рекреационным нагрузкам.

Принимая максимальную интенсивность ливней в данном районе 4,4 мм/мин, допустимая рекреационная нагрузка в чистых массивах из сосны крымской составляет 40000, крючковатой-10000 чел! в час на I га (при продолжительности посещения в день * 8 часов, в год * 250 дней) , В березняках ж на южных затерра-сированных склонах допустимой является нагрузка 666 чел/час на I raf В чистых дубовых и кленовых насаждениях, на луговых участках межтеррасных пространств и на склонах северных экс« позиций допустим только дорожно-трогшночнык вид рекреации?