УДК 630*1

СОВРЕМЕННЫЕ НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ ФОРМИРОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ НАСАЖДЕНИЙ

Вайс Андрей Андреевич
ФГБОУ ВО «Сибирский государственный технологический университет»
доктор сельскохозяйственных наук, доцент кафедры лесной таксации, лесоустройства и геодезии

Аннотация
В результате анализа научной литературы установлены современные направления исследований в области формирования и развития насаждений: экологическая оценка насаждений; развитие насаждений; динамика различных процессов в насаждении; структурные особенности насаждений; роль кроны в развитии насаждений; рост и развитие корневой сферы насаждений; влияние различных факторов на свойства почв; баланс питательных элементов и углерода в насаждениях; состояние лесных территорий.

Ключевые слова: динамика, насаждение, научные исследования, процесс, развитие, состояние территории, формирование


MODERN SCIENTIFIC RESEARCHES IN THE FIELD OF FORMATION AND DEVELOPMENT OF PLANTINGS

Wais Andrey Andreevich
FGBOU VO "The Siberian state technological university"
doctor of agricultural sciences, associate professor of forest valuation, forest management and geodesy

Abstract
As a result of the analysis of scientific literature the modern directions of researches in the field of formation and development of plantings are established: ecological assessment of plantings; development of plantings; dynamics of various processes in planting; structural features of plantings; a krone role in development of plantings; growth and development of the root sphere of plantings; influence of various factors on properties of soils; balance of nutritious elements and carbon in plantings; condition of forest territories.

Keywords: condition of the territory, development, formation, loudspeaker, planting, process, scientific researches


Рубрика: 06.00.00 СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Вайс А.А. Современные научные исследования в области формирования и развития насаждений // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 2 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2016/02/63201 (дата обращения: 06.06.2017).

Введение. Условия для формирования и существования насаждений имеют важное значение как с теоретической (экологической), так и с практической (лесохозяйственной) точки зрения. Научная значимость данных вопросов обосновывается прогнозной и биологической составляющей поднимаемых вопросов.

Современные исследования в области формирования и развития насаждений включают в себя следующие научные направления:

- экологическая оценка насаждений;

- развитие насаждений;

- динамика различных процессов в насаждении;

- структурные особенности насаждений;

- роль кроны в развитии насаждений;

- рост и развитие корневой сферы насаждений;

- влияние различных факторов на свойства почв;

- баланс питательных элементов и углерода в насаждениях;

-состояние лесных территорий.

Основные направления соответствуют современным подходам к проблемам насаждений.

Экологическая оценка насаждений.  Оценка насаждений Яковлевского бора с точки зрения экологии представлена в публикации Т.П. Шитова [1]. Х.И. Цоков, Д.Н. Шипковенски [2] указывают на значение Рило-Пиринской горной области Болгарии с точки зрения сохранения растительности естественных хвойных лесов Балканского полуострова. Насаждения отличаются высокой производительностью, хорошим жизненным статусом и возобновлением, что обуславливает их значение как эталона роста, развития, нормального строенияи стабильности структуры и состава всей совокупности антропоадаптированных лесных экосистем этой области. Е.В. Солдатова, Т.В. Климачева [3] представили эколого-лесоводственную оценку природного парка «Шаркан». Процессы экологических изменений лесов представленыв работе Еакахаси Масамити [4]. Серия исследований в области экологических характеристик конкретных территорий.

Так А.А. Овчаренко [5] приводит сведения состояния экотонных сообществ лесов Прихоперья. Представлена их биоморфологическая и эколого-ценотическая характеристика. Раскрыта роль экотонных сообществ в формировании биоразнообразия пойменных лесов. Е.Н. Харитонова [6] изучила редуценты пойменных лесов Южного Приуралья. Е.А. Рай [и другие] [7] для территории Архангельской области описал основные типы ключевых биотопов, а также меры по их сохранению.

Развитие насаждений. Исторические аспекты развития насаждений на территории Приморского края приведены в статье Б.С. Петропавловского [8]. Анализ эвалюционного развития лесных геосистем степного Приобья представлен в статье Т.В. Патрушева [9]. Подробный модельный пример оценки скорости развития сукцессии для осины западной приводится в статье Strand Eva K и другие [10]. Геоинформационный анализ показал, что осина произрастает на больших высотах склона южной экспозиции; на аномально влажных микроучастках у ручьев; в смешанных осиново-хвойных насаждениях на возвышенностях. Для формирования осинников желателен межпожарный интервал 50-70 лет для сохранения осины на возвышенностях. При современном режиме развития осиново-хвойные древостои на возвышенностях исчезнут через 80-200 лет. Huang Shi-neng, Wang Bo-sun, Li Yi-de [11] предложили новую модель, описывающую влияние кромки леса на лесные сообщества. Для подгонки модели использовали данные о видовом богатстве растений применительно к вторичным тропическим горным дождевым лесам острова Хайнань в Китае. В публикации Lindner Andre [12] предлагается способ оперативного определения восстановительного потенциала лесных участков с различными историями нарушений. При этом учитываются степень фрагментированности и краевой эффект.

Динамика различных процессов в насаждении. В статье В.В. Слепых [13] представлена динамика лесных формаций Кавказских Минеральных вод. В лесных формациях дуба черешчатого, скального и ясеня обыкновенного в различных условиях произрастания восстановительные сукцессии обеспечены экспансией ясеня обыкновенного. Т.Г. Антипина, Н.К. Панова, И.В. Петрова [14] привели в своей публикации новые данные о динамике лесных сообществ Северного Урала в голоцене Hedde Michael [и другие] [15] исследовали динамику почвенного углерода в буковом лесу Франции на лесных участках возраста от 28 до 197 лет.

Состояние лесных территорий. Под редакцией А.А. Онучина [16] применительно к лесам бассейна озера Байкал исследовано состояние, использование и охрана данной территории. Рассмотрены основные закономерности распределения лесных экосистем восточного Прибайкалья. Изучена динамика запасов органического вещества в экосистемах послерубочных восстановительных сукцессий. Показаны последствия рекреационных нагрузок. Предложена методика прогнозирования экстремальной лесопожарной опасности. И.Н. Росновский, А.И. Шепелев, С.Г. Копылов [17] изучали водный баланс таежных экосистем Западной Сибири. Авторы получили ряд уравнений для оперативной оценки изменения гидрологической обстановки на залесенных речных бассейнах в результате лесозаготовительной деятельности. Основным требованием при проведении лесозаготовительных мероприятий должно быть недопущение превышения стока с территории бассейна выше некоторого вполне определенного предела. К.С. Бобкова, Е.А. Робакидзе, Э.П. Галенко [18] исследовали состояние деревьев на территории Печоро-Илычского биосферного заповедника в пяти типах коренного елового леса. А.А. Овчаренко [19] изучили показатели биоразнообразия и роль сорных растений в оценке стабильного состояния лесных экосистем Прихоперья. Выявлена зависимость показателей видового разнообразия от уровня антропогенной трансформации пойменных дубрав.

Видовое биоразнообразие. Del Quiqui Erci Marcos [и другие] [20] исследовали полулистопадный лес в Бразилии с точки зрения разнообразия растительности. Д.В. Коптев [21] установил оптимальные условия для возобновления ели, в зависимости от доли участия ели в составе материнского полога. Locky David A., Bayley Suzanne E. [22] установили, что в Канаде общее биоразнообразие растений было на 30% выше, чем в лесу. Zoller Heinrich [23] выявил, что на биоразнообразие влияет, кроме общности биовидов, и комплексы неорганических и культурно-антропогенных действующих факторов. Grell Adrian G., Shelton Michael G., Heitzman Eric [24] применительно к старовозрастным, пойменным, смешанным насаждениям США определили, что главные средовые влияния на видовой состав всех ярусов растительности исходили от фактора высоты, а также содержания Fe, лесной подстилки, Na и плотности сложения почвы. Davidar Priya [и другие] [25] установили, что в Индии в районе Западных Гат основной причиной бета-разнообразия деревьев дождевых лесов является климат, особенно его сезонность. В.В. Реуцкая, Ю.Ф. Арефьев [26] выявили, что современный облик лесных массивов Среднерусской лесостепи является следствием антропогенного воздействия и природных изменений. П.Г. Пугачев, Т.В. Сторчак [27] изучили систематическую структуру, экологический состав, географические взаимосвязи флоры березовых лесов Тургайской впадины. Разработаны основные ценоэлементы флоры. Выделены эндемы и реликты Chen Shi-pin [28] изучил видовое разнообразие растений в лесах с доминированием Cchungii на различных стадиях лесовосстановления в природном заповеднике Хуанчулинь Китая. Исследователи обнаружили быструю смену видового состава древесного и кустарникового ярусов.

Структурные особенности насаждений. Visoiu  Dagmar, Posta Daniela [29] описали девственное буковое насаждение в Румынии, которое в эстетическом, генотипическом и биологическом отношении являются уникальным для Европы. Л.О. Карпачевский [и другие] [30] отмечают, что для лесных биогеоценозов характерна парцеллярная структура. Около деревьев формируются тессеры, в которых по направлению от ствола дерева изменяется содержание гумуса, обменных катионов, pH, запасы подстилки, мощности горизонта А1 и Е. Faria Deborah [и другие] [31] изучили изменение структуры в ландшафтах северо-востока Бразилии. Кромки и внутренние пространства лесных фрагментов существенно различались только числом сухостойных деревьев, а вторичные леса и кромки лесных фрагментов – мощностью подстилки, числом упавших стволов и пионерных деревьев. В.И. Власенко, Т.М. Овчинникова, М.Д. Скоркина [32] в своей статье представили результаты исследования структуры и жизненного состояния древостоев на территории заповедника «Кузнецкий Алатау». Gil Wajciech, Zachara Tadeusz [33] проанализировали повреждения ветром ельников и сосняков на территории Польши. Выявлена тенденция смены случайного распределения групповым распределением после повреждения насаждений ветром. В устойчивости деревьев к ветру большое значение имели такие биометрические показатели, как отношение дерева к его длине и относительная длина кроны. Weterings Martinus JacobusAntonius [и другие] [34] установили, что крупные птицы предпочитают участки спелых и перестойных лесов.

Роль кроны в развитии насаждений. Lefrancoia Marie-Lou, Beaudet Marilou, Messier Christian [35] определили сквозистость крон (СК) в различных районах Канады. Установили, что величина СК достоверно зависит от породы дерева, фактической эвапотранспирации в конкретном районе, от размера дерева и от угла падения солнечного света относительно зенита. Сделан вывод о том, что зависимость величины СК от индивидуальных особенностей дерева, его видовой принадлежности и района произрастания следует учитывать при моделировании данного показателя. Ruess Roger W. [и другие] [36] выявили роль дефолиации на рост сеянцев ольхи.

Рост и развитие корневой сферы насаждений. Chen Dima [и другие] [37] изучили процесс дыхания в монокультурах акации и эвкалипта. Интенсивность дыхания млких корней существенно выше, чем крупных, у обоих видов. Дыхание корней акации сезонно и повышается в период дождей. У эвкалипта сезонность дыхания отмечена только у тонких корней. Andersen Chris P. [38] в течение 4 лет наблюдали за развитием тонких корней у деревьев сосны трех классов возраста на территории США. Прирост корней проходил синхронно у деревьев всех классов возраста. Прирост и отмирание корней были пропорциональны биомассе корней, то есть распределение ресурсов, предназначенных для роста новых корней, было пропорционально плотности размещения корней независимо от возраста деревьев. Zak Donald R. [и другие] [39] выявили, что в полевых условиях генотипы осины по поглощению СО2 и О3 не отличались между собой, но в случае повышения содержания в атмосфере СО2 и О3 структура популяции осины может измениться. В сообществе осины и березы повышенное содержание СО2 привело к увеличению поглощения азота у березы на 68%, а у осины на 19%, что свидетельствует о конкретном преимуществе березы. Devine Warren D., Harrington Timothy B. [40] изучали насаждения дуглассии на территории США. Авторы изучили влияние подземной конкуренции со стороны растительности верхнего и нижнего яруса на рост деревьев. В условиях ограниченного освещения подземная конкуренция со стороны деревьев верхнего яруса сильно угнетала прирост молодых растений по высоте и диаметру ствола. По сравнению с растительностью нижнего яруса оказывала более выраженное отрицательное влияние на влажность почвы во время вегетационного сезона. При пониженной освещенности, вызванные подземной конкуренцией, ограничения в обеспечении почвы влагой сильно угнетали рост естественного возобновления дугласии.

Влияние различных факторов на свойства почв. О.А. Анциферова [и другие] [41] определила, что в монодоминантных еловых насаждениях формируется специфическая лесная подстилка, накопление гумуса. В полугидроморфных глеевых почвах под влиянием еловых насаждений проявляются начальные признаки оподзолирования. К.А. Хмара [42] исследовала влияние вырубки древесной растительности на изменение питательных свойств лесной почвы. Снижение содержания усвояемых форм фосфора в почве в результате вырубки древесины составило более 50%.

Баланс питательных элементов и углерода в насаждениях. В.В.Акулов [и другие] [43] изучили динамику продуктивности дубовых и сосновых насаждений в различных эдатопах; установлены особенности депонирования углерода в онтогенезе. Takagi Kentaro [и другие] [44] изучили баланс углерода на территории Японии в смешанном лесу с густым подлеском. Смешанный лес на о-ве Хоккайдо характеризовался слабым стоком углерода и становился крупным источником углерода и становился крупным источником углерода после сплошной рубки. Быстрый рост первичной продуктивности связан с увеличением биомассы и фотосинтетической активности карликового бамбука в подлеске. Kim Ched-Hee [и другие] [45] с помощью ГИС установили объем поглощения азота различными насаждениями Корейского полуострова Южной Кореи.

Таким образом, современные научные исследования в области формирования и развития насаждений связаны с экологической оценкой насаждений, включая определение биологического разнообразия; выявление пространственных и временных изменений  в лесном фонде и оценке баланса углерода в насаждениях.


Библиографический список
  1. Шитова Т.П. Экологическая оценка Яковлевского бора // Современные проблемы биологии, экологии, химии: матер. регион. научн. студенч. конф. Ярославль, 2006. с. 46-53.
  2. Цаков Х.И., Шипковенски Д.Н. Эколого-лесоводственные исследования естественных хвойных дендроценозов в Рило-Пиринской области Болгарии // Хвойные бореальной зоны. 2010. 27. №1-2. с. 211-215.
  3. Солдатова Е.В., Климачева Т.В. Эколого-лесоводственная оценка природного парка «Шарион» // Вестник Ижевской государственной сельскохозяйственной академии. 2010. №4. с. 61-64.
  4. Мосамити Е. К познанию экологии и изменения лесов // Shinrin gijutsu. 2008. №797. с. 2-7.
  5. Овчаренко А.А. Экологическая характеристика компонентов экотонных сообществ лесов Прихоперья // Вестник Брянского государственного университета. 2011. №4. с. 232-236.
  6. Харитонова Е.Н. Перспективы изучения системы редуцентов экосистем пойменных лесов Южного Приуралья // Мониторинг биоразнообразия экосистем степной и лесостепной зон: матер. Всеросс. научн.-практ. конф. Балашов. 2011. с. 43-44.
  7. Рай Е.А. [и другие]. Ключевые биотопы лесных экосистем Архангельской области и рекомендации по их охране.  Архангельск, 2008. 32 с.
  8. Петропавловский Б.С. Исторические факторы лесообразовательного процесса (на примере Приморского края) // Леса и лесное хозяйство в современных условиях: мат. Всеросс. конф. Хабаровск, 2011. с. 45-47.
  9. Патрушева Т.В. Анализ эволюционного развития лесных геосистем степного Приобья (на примере Барнаульской боровой ленты) // География и природопользование Сибири: сб.ст. Барнаул, 2009. с. 227-232.
  10. Strand Eva K. [и другие]. Quantifying successional  rates in western aspen woodlands: Current conditions, future predictions // Forest Ecol. And Manag. 2009. 257. №8.с. 1705-1715.
  11. Huang Shi-neng, Wang Bo-sun, Li Yi-de // Linye kexue yanjiu // Forest Res. 2004. 17. №6. с. 693-699.
  12. Lindner Andre. A rapid assessment approach on soil seed banks of Atlantic forest sites with different disturbance history in Rio de Janeiro, Brazil // Ecol. Eng. 2009. 35. №5. с. 829-835.
  13. Слепых В.В. Динамика лесных формаций Кавказских минеральных вод // Вопросы экологии лесных экосистем: матер. конф. Сочи, 2011. с. 137-143.
  14. Антипина Т.Г., Панова Н.И., Петрова И.В. Новые данные о динамике лесных сообществ на Северном Урале в голоцене // Вопросы экологии лесных экосистем: матер. конф. Сочи, 2011. с. 13-17.
  15. Hedde Michael [и другие]. Dynamic of soil carbon in a beechwood chronosequence forest // Forest Ecol. And Manag. 2008. 255. №1. с. 193-202.
  16. Леса бассейна Байкала (состояние, использование и охрана) / Ред. Онучина А.А. Красноярск: ИЛ СО РАН, 2008. 245 с.
  17. Росновский И.Н., Шепелев А.И., Копысов С.Г. Изменение водного баланса таежных экосистем Западной Сибири при лесозаготовках // Сборник научных трудов биологического факультета: сб. ст. Вып. 1. Сургут: СГУ, 2005. с. 63-73.
  18. Бобкова К.С., Робакидзе Е.А., Галенко Э.П. Жизненное состояние древостоев и подроста коренных ельников предгорий Урала бассейна верхней Печоры // Сибирский экологический журнал. 2010. 17. №2. с. 271-280.
  19. Овчаренко А.А. Сорные растения как индикаторы состояния пойменных лесов // Сорные растения в изменяющемся мире: актуальные вопросы изучения разнообразия, происхождения, эволюции: матер. конфер. Санкт-Петербург. 2011. с. 256-261.
  20. Del Quiqui Erci Marcos [и другие]. Estudo fitossociologico de um trecho da floresta estacional semidecidual em Diamante do Norte, Estado do Parana, Brasil // Acta sci. Agron. 2007. 29. №2. с. 283-290.
  21. Коптев Д.В. Возобновление ели под материнским пологом в разных типах леса // Лес. Наука. Молодежь: сб. матер. Воронеж, 2006. с. 102-105.
  22. Locky David A., Bayley Suzanne E. Effects oflogging in thesouthern boreal peatlands of Manitoba, Canada // Can. J. Forest Res. 2007. 37. №3. с. 549-561.
  23. Zoller Heinrich. Bio-Diversitat-Altensumme pro Elache oder charakterisiche Gestaltfulle in der Landschaft // Mitt.Naturforsch. Ges. Bern. 2006. №63. с. 99-114.
  24. Аванесова А.А., Собакинских В.Д. Распространение деревьев и кустарников на некосимых участках Стрелецкой степи // Труды Центр.-Черноз. госуд. заповедника. 2006. №19. с. 97-102.
  25. Davidar Priya [и другие]. The effect of climatic gradients, topographic variation and species traits on the beta diversity of rain forest trees // Glob. Ecd. And Biogeogr. 2007. 16. №4. с. 510-518.
  26. Реуцкая В.В., Арефьев Ю.Ф. Биотическая интеграция в лесных экосистемах Среднерусской лесостепи как основа их устойчивого развития // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2009. №2. с. 36-39.
  27. Пугачев П.Г., Сторчак Т.В. Флора травяных березовых лесов Тургайской впадины. Нижневартовск: НГУ, 2007. 186 с.
  28. Ловелиус Н.В., Егоров П.И. Реакция сосны обыкновенной на наводнения в Санкт-Петербурге // Проблемы изучения регионального курса географии в школе и вузе: матер. Всеросс. науч.-практич. конф. Великий Новгород. 2006. с. 27-29.
  29. Visoiu Oagmar, Pasta Daniela. A natural century-old forest reservation of Izvoarele Nerei // Bul. Univ.-Esti. agr. – Esi med. vet. 2005. 62. с. 117-120.
  30. Карпачевский Л.О. [и другие]. Почвенный покров и парцеллярная структура лесного биогеоценоза // Лесоведение. 2007. №6. с. 107-113.
  31. Faria Deborah [и другие]. Forest structure in a mosaic of rainforest sites: The effect of fragmentation and recovery  after clear cut // Forest Ecol. and Manag. 2009. 257. №11. с. 2226-2234.
  32. Власенко В.И., Овчинникова Т.М., Скоркина М.Д. Структура лесов и жизненное состояние древостоя в северной части заповедника «Кузнецкий Алатау» // Вестник КрасГАУ. 2006. №12. с. 211-218.
  33. Gil Wojciech, Zachara Tadeusz. Analiza szkod od wiatru w wybranych drzewostanach swierkowych I sosnowych // Les. pr. bad. 2006. №4. с. 77-99.
  34. Weterings Martinus J.A. [и другие]. Senescence of Manilkara zapota trees and implications for large frugivorous birds in the Southern Yucatan Peninsula, Mexico // Forest Ecol. And Manag. 2009. 256. №9. с 1604-1611.
  35. Lefrancoia Marie-Lou, Beadet Marilou, Messier Christian Crown openness as influenced by tree and site characteristics for yellow birch, sugar maple, and eastern hemlock // Can. J. Forest. Res. 2008. 38. с. 488-497.
  36. Ruess Roger W. [и другие]. Effects of defoliation on growth and N fixation in Alnus tenuifolia: Consequences for changing disturbance regimes at high latitudes // Ecoscience. 2006. 13. №3. с. 404-412.
  37. Chen Dima [и другие]. Stand level estimation of root respiration for two subtropical plantations based on situ measurement of specific root respiration // Forest Eol. And Manag. 2009. 257. №10. с. 2088-2097.
  38. Andersen Chris P [и другие]. Fine root growth and mortality in different-aged ponderosa pine stands // Can. J. Forest Res. 2008. 38. №7. С. 1797-1806.
  39. Zak Donald R [и другие]. Belowground competition and the response of developing forest communities to atmospheric CO2 and O3 // Glob. Change Bid. 2007. 13. №10. с 2230-2238.
  40. Назаренко Н.М., Лоза I.M., Стадник А.П. AnaЛiз рослинностi лiсових екосистем на осолодiлих грунтах террас малих рiчок пiвнiчного сmeny Украiни // Агроекол. ж. 2011. №2. с. 8-13.
  41. Анциферова О.А. влияние еловых насаждений на свойства буроземов Калининградской  области // Вестник РГУ. 2010. №7. С. 111-116.
  42. Хмара К.А. влияние антропогенного воздействия (вырубка древесной растительности) на формирование таежных экосистем // Вестник Поморского университета. Серия Естественных наук. 2007. №4. с. 18-20.
  43. Акулов В.В. [и другие]. Дендрохронологические аспекты продуктивности основных лесообразующих пород Центральной лесостепи // Изв. вузов Лесной журнал. 2008. №6. с. 11-17.
  44. Takagi Kentaro [и другие]. Change in CO2 balance under a series of forestry activities in a cool-temperate mixed forest with dense undergrowth // Glob. Change. Bid. 2009. 15. №5. с. 1275-1288.
  45. Kim Cheol-Hee [и другие]. Estimation and mapping of nitrogen uptake by forest in South Korea // Water, Air, and Soil Pollut. 2008. 187. №1-4, с. 315-325.


Все статьи автора «Вайс Андрей Андреевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: