Биология леса. Лесоразведение. Защита леса

Приведены результаты изучения многолетней динамики лесов Дарвинского государственного природного биосферного заповедника, оказавшихся вследствие создания Рыбинского водохранилища в измененных условиях природной среды. Многолетнее воздействие водохранилища существенно изменило экологию прибрежных территорий, что обусловило необходимость изучения состояния прибрежных лесов. Объектом исследования стал лишайниковый сосняк, произрастающий в зоне прямого влияния Рыбинского водохранилища. Для изучения направления и скорости процессов роста и развития древостоя на пробных площадях проводилось его геоботаническое описание, определялись таксационные характеристики. Основное внимание уделялось динамике живого напочвенного покрова как индикатора почвенно-гидрологических условий, состояния древостоя, подроста и подлеска. Установлена связь процессов роста и развития подтопляемых древостоев с климатическими особенностями периодов роста, особенностями рельефа и уровенным режимом водохранилища. Согласно расчету эффекта влияния подтопления, характеризующего импульсы отклонения показателей продуктивности древостоя сосны, в условиях выраженного мезорельефа и глубокого залегания грунтовых вод в маловодный период эффект был отрицательным, а в многоводный период – положительным. На склонах междюнных понижений с неглубоким залеганием грунтовых вод данное значение оказалось положительным для обоих периодов. Сравнительный анализ абсолютных приростов в подтопляемых и эталонных древостоях выявил существенные различия характера этих изменений. В условиях подтопления средний прирост имеет тенденцию к увеличению, что не свойственно для естественных древостоев в спелом возрасте. Резкие пики подъема текущего прироста соответствуют периоду с наиболее выраженным влиянием подтопления. Значительная подвижность и изменчивость напочвенного покрова свидетельствуют о динамизме изучаемого древостоя: процессы саморегуляции в нем настолько нарушены влиянием водохранилища, что даже сформировавшийся тип леса не в состоянии сохраниться. С позиций динамической типологии И.С. Мелехова изучаемый тип леса в условиях подтопления необходимо рассматривать как тип-этап на пути ускоренного формирования нового типа – сосняка зеленомошного. Полученные выводы, подтверждающие положения динамической типологии, важны как для лесной науки и практики ведения лесного хозяйства, так и для проведения мониторинговых исследований в заповеднике.

В Сибири интродукцией древесных растений начали заниматься с середины XVIII в. Перед нами стояла цель – определение лимитирующих факторов, влияющих на продолжительность жизни и зимостойкость интродуцентов различного географического происхождения в сухостепной зоне Республики Хакасии. Объектами исследований стали растения разного географического происхождения и возраста, произрастаю- щие в однородных условиях дендрария Института аграрных проблем Хакасии. В ходе многолетних исследований установлены растения с наибольшей продолжительностью жизни из флоры Сибири – Larix sibirica Ledeb., Pinus sylvestris L., Caragana frutex (L.) C. Koch.; из флор других регионов – деревья Pyrus ussuriensis Maxim., Crataegus maximowiczii Schneid., Salix babylonica L., Larix leptolepis (Sieb.& Zucc.) Gord., Morus alba L., Acer Semenovii Rgl. et Herd., A. tataricum L., Fraxinus lanceolata Borkh., A. negundo L. и кустарники Corylus heterophylla Fisch. ex Trautv., Berberis tibetica Schneid., B. sphaerocarpa Kar. et Kir., Philadelphus caucasicus Koehne, Syringa Josikaea Jacq., S. vulgaris L., Eleagnus argentea Pursh. Наибольшее количество зимостойких видов имеют сибирское (80 %) и дальневосточное (60 % из них – зимостойкие) происхождение. Выявлены основные лимитирующие факторы, влияющие на продолжительность жизни сибирских растений: их низкая зимостойкость и несоответствие эдафических условий биологии видов; для инорайонных видов – кроме перечисленных выше, низкая атмосферная влажность воздуха в период цветения и раннее завершение жизненного цикла. Установлена зависимость устойчивости растения в засушливых условиях от его принадлежности к географическому региону и экологической группе. Наиболее адаптированными к местным условиям сухостепной зоны Республики Хакасии оказались представители сибирской и дальневосточной флоры. Для цитирования: Гордеева Г.Н., Лобанов А.И. Продолжительность жизненного цикла и зимостойкость древесных интродуцентов в сухостепной зоне Хакасии // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 3. С. 73–90. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-3-73-90.

К настоящему времени в России отмечена тенденция к увеличению площадей осиновых насаждений (по официальным данным до 24...25 млн га с запасом до 3 715 млн м3), имеются также насаждения других видов тополей (962 тыс. га с запасом 144 млн м3). Но ввиду истощения здоровых осинников и неразвитости инфраструктуры переработки и использования тополевой древесины этот ценный ресурс в нашей стране востребован недостаточно. Цель настоящей работы – анализ использования древесных ресурсов рода тополь в прошлом и рассмотрение возможностей расширения их потребления в современных условиях на примерах отечественного и зарубежного опыта. Изучение литературных источников и собственные наблюдения автора позволяют констатировать, что в XVIII–XX вв. в нашей стране осиновая древесина в основном использовалась в бытовых целях, но постепенно она внедрялась и в промышленное производство: строительство; изготовление поделок; производство тары, спичек, фанеры, картона и бумаги; химическая переработка; углежжение, топливо, веточный корм и др. Во второй половине ХХ в. и в начале XXI в. применение древесины осины и тополей резко возросло во всем мире за счет как расширения направлений ее использования в традиционных целях, так и создания новых материалов с применением новых технологий. Выделяют следующие позиции применения древесины тополей и осины: пиловочник и разнообразные древесные материалы – строительный брус, вагонка, колодезные срубы и др.; композиты и панели – шпон и фанера, древесноволокнистые, древесностружечные и ориентировано стружечные плиты, древесноцементные и древесно-пластиковые композиты; клееные строительные изделия – ламинированные стружечные и шпоновые брусья, параллельно стружечные брусья, интегрированные лаги; целлюлоза и бумага; энергия биомассы и др. В работе приведена краткая характеристика перечисленных материалов. С учетом имеющегося опыта применения новых технологий и огромные запасы осиново-тополевой древесины в России предложено использовать их более эффективно.

Наиболее обширные песчаные массивы на юге Европейской России сосредоточены в поясе сухих степей и полупустынь. Эффективное использование данных земель требует создания защитных лесных насаждений из засухоустойчивых хвойных пород – сосны обыкновенной и сосны крымской. Производительность и долговечность таких древостоев широко варьируют по территории и зависят от наличия дополнительного к атмосферным осадкам водного питания и минеральной обеспеченности корнеобитаемого слоя. В связи с этим особый интерес для лесоразведения представляют песчаные массивы «остепненных» речных долин, сложенные многофазными или однофазными полиминеральными породами. В число важных объектов лесоразведения входит северная (в пределах Волгоградской области), наиболее высокая и дренируемая часть Волго-Ахтубинской поймы. Зарегулирование стока р. Волги Волжской ГЭС привело к перестройке режимов поверхностных и грунтовых вод, становлению новых условий водно-минерального питания и изменению других важных факторов существования лесных экосистем на данной территории. Цель – разработать классификацию экотопов Волго-Ахтубинской поймы по условиям водно-минерального питания, культивирования, ожидаемой производительности и долговечности насаждений сосны. Исследованы связи ростовых показателей древостоев Pinus silvestris L. с почвенно-грунтовыми и гидрологическими условиями на разных экотопах крупногривистой и переходной пойм после зарегулирования стока р. Волги Волжской ГЭС. Выявлены закономерности динамики этой связи. Установлено, что в северной части Волго-Ахтубинской долины (примерно до линии Капустин Яр – Каменный Яр) с усилением слоистости, утяжелением гранулометрического состава корнеобитаемого слоя до супесчаного, понижением уровня поверхности при небольшом удалении от дренирующего русла влагообеспеченность и рост культур сосны обыкновенной улучшаются, повышается лесопригодность экотопов. На почвах, подстилаемых мощными суглинками, существует опасность раннего распада и гибели высокополнотных сосняков в периоды маловодных и засушливых лет. По этим показателям, а также условиям создания лесных культур, производительности и долговечности насаждений выделено 3 группы лесопригодности экотопов. Наименее благоприятные экотопы – на высоких участках гривистой и переходной пойм с маломощными почвами различного состава на однофазных рыхлых песках при глубоком (более 4–5 м) залегании зеркала грунтовой воды в межень. Наиболее благоприятные – хорошо дренируемые участки переходной поймы с легкими почвами на мощных слоистых, преимущественно супесчаных отложениях, а также на песках с близким к поверхности залеганием грунтовой воды. Средние по условиям – слабо дренируемые участки переходной поймы с маломощными супесчаными и суглинистыми почвами на мощных суглинках.

Учебное пособие составлено в соответствии с программой курса «Лесная селекция». В учебном пособии рассматриваются все основные вопросы селекции растений: генетические основы селекционных процессов, методы отбора, гибридизации и мутагенеза лесных древесных пород, селекционно - генетические основы лесного сортового семеноводства. Оно предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 250100 – Лесное дело

Проанализирована и обобщена информация по селекции и селекционному семеноводству основных лесообразующих и важных в коммерческом отношении для стран Северной Европы и России пород: сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) и ели обыкновенной (Picea abies (L.) H. Karst). Показано, что в таких странах, как Швеция и Финляндия, за последние 40–50 лет полностью завершен первый (начальный) цикл плюсовой селекции и активно осуществляются работы второго цикла. В аспекте селекционного семеноводства это означает постепенную замену лесосеменных плантаций I порядка на лесосеменные плантации повышенной генетической ценности – I,5 и II порядков. К середине ХХI столетия прогнозируется повышение продуктивности вновь создаваемых искусственных древостоев по запасу стволовой древесины на 20–25 % за счет селекционной работы. В европейской части России в последней трети ХХ столетия начат первый цикл плюсовой селекции, который, к сожалению, не был завершен. Однако проведены успешные и местами достаточно масштабные работы по фенотипическому отбору в естественных насаждениях плюсовых деревьев и закладке лесосеменных плантаций I порядка, сформирована селекционная популяция I. Последнее позволяет заложить необходимые площади мультипликационных популяций повышенной генетической ценности – лесосеменные плантации I,5 порядка. Хотя достичь этого во многих субъектах Северо-Западного федерального округа невозможно по причине недостаточного количества отобранных плюсовых деревьев, а главное – крайне малой площади испытательных культур. В настоящее время подавляющее большинство первоначально отобранных плюсовых деревьев остаются не проверенными по потомству, что блокирует возможность дальнейшего развития системы плюсовой селекции. В России также отсутствует специальное селекционное районирование основных лесообразующих пород, обеспечивающее пространственную организацию проведения селекционных работ и использования семян с лесосеменных плантаций. Для достижения прогресса в данном направлении необходимо разработать федеральную программу по сохранению и рациональному использованию лесных генетических ресурсов РФ в совокупности с рядом подпрограмм по генетическим исследованиям и селекции важнейших видов-лесообразователей с учетом современных достижений в области молекулярной генетики и биотехнологии.

В монографии представлены данные по фенологии 364 видов, 10 разновидностей и 42 сортов древесных экзотов из 144 родов, относящихся к 61 семейству. Изложены общие закономерности фенологии древесных растений при интродукции в регионе, рассмотрены фенологические критерии устойчивости древесных экзотов к экстремальным факторам пункта интродукции, установлен оптимальный ритм годового развития интродуцентов.

В учебном пособии обобщены данные по использованию прививки растений рода Pinus, а также результаты трехлетних исследований, проведенных в Среднем Предуралье (Удмуртская Республика) по изучению прививки семи видов рода Pinus на Pinus sylvestris L., способов и сроков прививки Pinus sibirica Du Tour на Pinus sylvestris L., влиянию физиологически активных веществ на приживаемость привоя. Учебное пособие может использоваться при изучении дисциплин «Плодоводство», «Приусадебное садоводство».

В монографии дана многоаспектная характеристика и оценка природного комплекса г. Воттоваара, расположенного на крайнем юго-востоке Муезерского района Республики Карелия. Представлены результаты обследования территории пятью институтами КарНЦ РАН. Дана краткая характеристика и опенка общих физико-географических особенностей территории (геолого-геоморфологических, гидрологических и почвенных). Далее описаны и оценены наземные экосистемы (болота и заболоченные земли, леса и ландшафты в целом). В следующей части характеризуются и оцениваются сосудистые растения, мхи, грибы, млекопитающие, птицы, насекомые (со списками видов). Особое место в монографии занимают материалы археологических изысканий. В заключении делаются общие выводы и обосновывается целесообразность придания рассматриваемой территории статуса ландшафтного памятника природы регионального значения.

Монография посвящена математическому моделированию процессов распространения и локализации лесных пожаров как управляемых волновых процессов. Особенностью работы является то, что она написана в значительной мере с точки зрения специалиста по механике и процессам управления. Рассматривается комплекс проблем, связанных с моделированием процессов распространения и локализации лесных пожаров. Предложен ряд моделей этого процесса, позволяющих решать важные прикладные задачи. Показана связь процессов распространения с классической гамильтоновой механикой и теорией управляемых динамических систем. Предлагается использование индикатрис и фигуротрис в качестве рабочего аппарата для исследования и расчета таких процессов. Разработана модель волновых процессов с диссипацией на основе теории обобщенных уравнений Гамильтона – Якоби. Создана теория локализационного управления, позволяющая определять стратегию как борьбы с пожарами, так и уклонения от них. Рассмотрены вопросы практического создания систем моделирования и управления борьбой с лесными пожарами: разработки эффективных алгоритмов, информационного и картографического обеспечения таких систем. Описаны управляющие и обучающие системы, реализованные на основе данной теории.

Рассматриваются вопросы по истории развития и становления лесопаркового хозяйства в России; по характеристике системы озеленения пригородных зон; по проведению предпроектных мероприятий в лесопарках; описаны принципы ландшафтной таксации и этапы проектирования в лесопарках; представлена организация работ по благоустройству и содержанию лесопарков. Содержит словарь терминов и понятий, тестовые задания для текущего контроля знаний обучающихся, темы для самостоятельной работы обучающихся, вопросы для подготовки к зачету, библиографический список.

Рассматриваются вопросы состояния лесных ресурсов таежной зоны России и проблемы, связанные в современных условиях с лесопользованием и лесовосстановлением на естественно дренированных и осушаемых землях.

В учебнике изложены основные положения дисциплины: зарождение рекреационного лесопользования в России; лесная рекреационная система; рекреационные леса; критерии и индикаторы рекреационной оценки лесов; негативные изменения лесных экосистем под воздействием рекреационных нагрузок; рекреационные нагрузки на леса; проект освоения лесов для осуществления рекреационной деятельности; дорожно-тропиночная сеть; ландшафтно-рекреационное лесопользование; оценка воздействия на окружающую среду.

Сборник включает материалы докладов Всероссийской конференции с международным участием «Современные проблемы притундровых лесов», на которой обсуждался широкий круг вопросов по характеристике и оценке природы, свойств, биологической продуктивности, экологических функций, границ и современного состояния лесов и лесотундровых экосистем Субарктики (притундровых и приравненных к ним горных и заболоченных). Рассматриваются проблемы климатозащитных и средостабилизирующих функций притундровых лесов, экологические направления природопользования, влияние нефтегазового, горно-добывающего, горно-химического, металлургического комплексов.

В учебнике изложены вопросы лесного семеноводства, выращивания посадочного материала и искусственных лесных насаждений (лесных культур) различного целевого назначения.

В пособии даны определения, основные положения, способы мелиорации и рекультивации земель, ландшафтоведения. Описаны конструкции оросительных и осушительных систем. Освещены основы сельскохозяйственного водоснабжения и обводнения; основы агролесомелиорации и лесоводства.

В издании представлены материалы для выполнения 18 лабораторных работ по дисциплине «Дендрология». Каждая работа содержит листы-бланки для зарисовок морфологических особенностей и ареалов древесных растений. В приложении даны произношения латинских букв и их сочетаний.

Представлены материалы для выполнения лабораторных работ по разделу «Лесное семеноводство» дисциплины «Лесные культуры».

В издании представлены материалы для выполнения 16 лабораторных работ по дисциплине «Дендрология». Каждая работа содержит листы-бланки для зарисовок морфологических особенностей и ареалов древесных растений. В приложении даны произношения латинских букв и их сочетаний.

Рассматриваются закономерности роста и развития сосны и ели в первые годы жизни, неравномерность их сезонного роста и накопления сухого органического вещества, периодичность в потреблении и накоплении элементов минерального питания. Выделены фазы развития растений, показана их сопряженность с морфологическими проявлениями органогенеза. Дано биоэкологическое обоснование и разработаны рациональные приемы и оптимальные сроки проведения агротехнических мероприятий при выращивании посадочного материала хвойных пород.

Изложен курс лекций для подготовки студентов к практическим занятиям и экзаменам по дисциплине «Основы лесопаркового хозяйства».

В учебном издании приведены цель и задачи выпускной квалификационной работы, общие положения, порядок и этапы выполнения, требования к структуре и объему, оформлению, порядку представления к защите, примерные темы, ответственность автора.

Настоящая работа посвящена исследованию закономерностей изменения состояния компонентов лесонасаждений, произрастающих вблизи урбанизированных территорий для выявления наиболее информативных биоиндикационных параметров с целью их обоснованного использования при мониторинге и прогнозировании состояния лесов, мер повышения биоразнообразия, продуктивности и устойчивости насаждений и поиску подходов к решению проблемы управления их состоянием. Разработанные на основе исследований рекомендации лесохозяйственному производству и службам мониторинга природной среды позволят использовать наиболее информативные биоиндикаторы состояния пригородных лесов для дифференциации их по уровню воздействия факторов урбанизированной среды и обоснования режима ведения лесного хозяйства в пригородных лесах в связи со степенью их антропогенной трансформации.

Биологическая продуктивность и биометрические показатели насаждений наиболее распространенной в Канской лесостепи группы типов леса - березняков разнотравных применяются в качестве основы для оценки их состояния и устойчивости к различным видам антропогенного воздействия: рекреации, нерегулируемого выпаса животных, а также загрязнение атмосферы угольной пылью. Обобщаются и анализируются данные по биологической продуктивности и запасам органического вещества в березовых насаждениях, продуцирующих в различных зонах Сибири. Предлагается способ оценки состояния лесных экосистем в условиях антропогенного вмешательства методом главных компонент. Приводятся результаты моделирования фитомассы крон березняков в зависимости от основных таксационных показателей, а также степени и вида антропогенного воздействия. Дается комплексная оценка состояния насаждений с присвоением стадий рекреационной и пасквальной дигрессии и предложением практических рекомендаций по повышению их стабильного и устойчивого состояния. Книга рассчитана для научных работников, специалистов лесного хозяйства, аспирантов, магистров и студентов лесного профиля.

Приведены лабораторные работы по дисциплине «Селекционно-генетический анализ древесных растений». Рассмотрены материалы по изучению генетических процессов в популяциях и фенетическому анализу популяций.

В работе приведены результаты исследований по изучению влияния низовых пожаров на основные компоненты сосновых насаждений, произрастающих в Приобском левобережном районе Алтая, дана оценка огневого воздействия различной силы на отпад, состояние и возобновление сосны обыкновенной. Монография предназначена на специалистов лесного хозяйства, научных сотрудников, специализирующихся в области лесной пирологии, преподавателей и студентов лесотехнических вузов, техникумов и колледжей.

Рассмотрены основы лесоводственной оценки насаждений в урбанизированной среде. Описаны морфология леса, взаимосвязь экологических факторов и лесных насаждений, организация и проектирование лесоводственных и лесовосстановительных мероприятий. Перечислены требования к процедуре защиты курсового проекта, даны критерии ее оценки.

В учебном пособии освещается применение инструментальных высокотехнологичных методов рентгеновского синхротронного излучения для исследования почв и растений. Особое внимание уделяется возможностям практического применения новейших методов рентгеноспектральной диагностики для исследования почвенных и растительных объектов на молекулярном и атомарном уровне.

Приведены материалы для самостоятельной подготовки и выполнения лабораторных работ по основным разделам дисциплины «Лесная селекция»: исследованию внутри- и межпопуляционной изменчивости; изучению селекционной инвентаризации деревьев и насаждений; проведению отбора по заданным критериям; исследованию пыльцевых зерен; гибридизации и вегетативному размножению селекционного материала; селекции на декоративность древесины.

В работе изложены результаты изучения водного и температурного режимов деревьев ели, а так же содержания минеральных элементов в древесине. Приводятся сведения о влажности хвои разного возраста, о водном дефиците, о влажности древесины. Показана зависимость водного режима от состояния деревьев, возраста. Отмечается взаимосвязь водного режима и температурного. Обсуждается содержание минеральных элементов в древесине.

На основе изучения состояния лесов Курганской области дано научное обоснование организации и ведения хозяйства по хозяйственно-лесорастительным районам. С учетом климатических условий и проведенных исследований предложены способы лесовосстановления на «вымочках», гарях, вырубках в наибольшей степени, отвечающие экологическим и экономическим требованиям.

Показано мелиоративное влияние защитных лесных полос различных конструкций, рассмотрена технология их создания, приведен комплекс мероприятий для защиты почв от ветровой и водной эрозии, изложена методика расчета полосы земельного отвода и даны схемы смешения пород в придорожных защитных насаждениях.

В учебно-методическом пособии приведены основные теоретические сведения дисциплин «Лесные культуры и механизация лесохозяйственных работ», «Селекция и репродукция лесных древесных пород» касающиеся практических вопросов переработки лесосеменного, установления посевных качеств семян древесно-кустарниковых пород, их качественной оценки, подготовки к посеву, изучения технологии выращивания посадочного материала. Изложены сведения о методических основах и правилах закладки лесосеменных плантаций, архивов клонов

Рассмотрены современные технологические процессы, машины и оборудование лесосечных и лесовосстановительных работ. Материал пособия изложен с учетом последних достижений техники, технологии и научных исследований.

Подведены итоги многолетнего изучения сегетальной флоры постоянных лесных питомников Вологодской области. Приведены сведения о сорных фитоценозах лесных питомников с учетом таксономических, хорологических, фитосоциологических, экологофитоценотических особенностей отдельных сегетальных ценофлор. Изучены характеристики сезонной динамики роста, сохранности и развития сеянцев хвойных пород в условиях химической защиты от сорняков. Изложены вопросы влияния проективного покрытия сорной растительности на вегетацию двух- и трехлетних сеянцев ели и научно-обоснованные способы химического контроля над сорняками с учетом климатических и эдафических условий местности.

Рассмотрены основы теории искусственного воспроизводства леса. Содержит лабораторные работы, задания на курсовое проекти­рование, варианты контрольных работ для студентов заочной формы обучения и нормативно-справочные материалы.

Изложены результаты многолетних исследований влияния минеральных удобрений на агрохимические свойств торфяно-болотных почв и физиологию ели и сосны. Рассмотрены закономерности изменения физиологических процессов у растений в зависимости от вида вносимых элементов и особенностей водно-воздушного режима осушаемой болот ной почвы, механизм влияния удобрений на метаболизм сосны и ели в условиях минеральных почв. Большое внимание уделено особенностям жизнедеятельности корневых систем, СО2-газообмена, сезонной динамике накопления пигментов, постфотосинтетического оттока, передвижения и распределения углерода-14, а также суточному и сезонному росту сосны, жизнедеятельности подпологовых растений. Значительное место отведено природным особенностям лесов Крайнего Севера и их реакции на природные и антропогенные факторы, физиологии подсачиваемых сосняков. На основе изучения физиологических процессов сосны и ели в разных условиях роста анализируется механизм действия минеральных элементов на рост и продуктивность насаждений.

Рассмотрены основные положения системы для лесного хозяйства, принципы зональности использования технических средств механизации, технологические процессы с законченным циклом производства и технологические комплексы машин. Приведены вопросы теории анализа и проектирования систем машин, машинотракторных агрегатов, расчета потребности энергетических, технологических и транспортных средств и ресурсов. Даются критерии и методы оптимизации использования систем машин, организационные способы повышения их эффективности.