Показатель продуктивности леса почвы

Свойства почв и продуктивность лесных насаждений

Почва, как функция местообитания и лесного БГЦ, влияет на лесные породы, их текущий прирост и продуктивность. В системе лес-почва чётко выражена обратная связь: лучшее развитие леса способствует улучшению почвы, а, последнее, в свою очередь, улучшает условия роста деревьев. В естественных условиях бесконечное увеличение текущего прироста ограни чивается предельностью развития почвенных свойств, поскольку существу ет предел содержания гумуса, питательных веществ, воды. Следовательно, небеспредельно и увеличение текущего прироста деревьев.

На состояние лесных насаждений большое влияние оказывает мощность почвы. С лесоводственной точки зрения представление о мощности почвы является тождественным с понятием «корнедоступная толща почвы» Г.Ф. Морозова или «ризосфера» Г.Н. Высоцкого. Ограничителями мощности почвы (её корнедоступной толщи – ризосферы) чаще всего выступают: 1) твёрдые, скальные горные породы и 2) водоносные горизонты. Для большинства древесных пород, кроме гигрофитов, ограничителем является капиллярная зона подъёма грунтовых вод, по крайней мере, её нижняя часть, из-за перенасыщенности влагой и недостатка воздуха для дыхания корней. Как недостаточное содержание физиологически доступной вла ги, так и чрезмерное насыщение почвы водой может губительно влиять на многие древесные породы. При высокой влажности в почве устанавливают ся анаэробные условия, нарушается воздухообмен, снижается содержание О₂ в почвенном воздухе и почвенном растворе. Недостаток О₂ губительно отражается на жизнедеятельности древесных пород.

С мощностью почвы в значительной мере связано плодородие почв и степень развития корневой системы. Мощность почвы отражается на сос-таве леса, на его производительности, биологической устойчивости и других свойствах. Есть древесные породы ростовые корни которых не облада ют значительной механической силой, чтобы преодолевать плотные почвенные горизонты. К ним относятся большинство хвойных деревьев, клёны и ясени. Для них в качестве ограничительной ризосферы выступают плотные суглинки и глины, слежавшиеся глубокие горизонты песков, все горные породы, лишённые вертикальных трещин.

Корни тополей, берёзы и дуба обладают хорошей проходимостью че рез плотные глины и глубокие горизонты уплотнённых песков. Сосна способна в относительно короткие сроки, измеряемые десятилетиями, укореняться на мелах и известняках. В то же время сосна неспособна преодолевать сопротивление однофазных (лишённых прослоек) кварцевых песков в их нижних горизонтах.

В зоне сухих степей отрицательно влияют на древесную раститель-ность близко расположенные к поверхности шоколадные глины и кварцевые третичные пески, малопроницаемые для корней. Продолжительность жизни вяза в таких условиях не превышает 10-12 лет при максимальной высоте 4 метра.

На продуктивность лесных насаждений в значительной мере оказывают влияние физические свойства почв – плотность, пористость, структура, гранулометрический состав и др. С ними связаны водный и воздушный режим, поглотительная и водоподъёмная способность почв, водопроницаемость и др., т.е. плодородие почвы. Оценивать отношение древесных пород к почве следует с учётом географических условий и особенностей климата. Надо иметь ввиду, что у древесных насаждений с широким ареалом распространения (сосна обыкновенная, дуб черешчатый и др.) имеется много климатических и эдафических типов. Поэтому требования к почвенным условиям у таких пород могут быть неодинаковы.

Кроме физических свойств, в комплексе с ними, на состояние древесных пород оказывают влияние зольные элементы и азот, определяющие химические свойства и плодородие почвы. Лесные насаждения меньше потребляют зольных элементов, чем травянистые, что свидетельствует о возможности развития леса на более бедных почвах по сравнению с сельскохозяйственными культурами. Это подтверждает опыт развития леса на смытых почвах оврагов, на песках, отработанных карьерах и т.д. Однако было бы неправильно считать, что лес вообще не нуждается в плодородной почве. В зависимости от древесной породы, цели хозяйства и его интенсивности имеются большие различия в потребности для лесного хозяйства в химическом плодородии почвы. Выращивание высокопродуктивных хозяйственно-ценных древостоев в короткие сроки возможно на почвах богатых азотом и зольными элементами.

Питание азотом древесных организмов идёт за счёт нитратов и аммиачных солей. В различных почвах и соответственно в различных типах леса азотное питание складывается по-разному. Так, например, для ельников, по И.В. Тюрину, характерны следующие формы азотного питания: для сложных – преимущественно нитратное, для травяных – смешанное нитратно-аммиачное, зеленомошниковых – преимущественно – аммиачное, долгомошниковых и сфагновых – исключительно аммиачное.

Лиственные породы, в большинстве своём, предпочитают поглощать нитратные, а хвойные – аммиачные соли. Запасы азота в низкобонитетных насаждениях доходят до двух процентов, а в высокобонитетных до 5 %. Выраженными нитрофилами являются берест, ильм, большинство тополей, черёмуха, бузина, бересклет и др.

У одной и той же древесной породы содержание зольных элементов и азота меняется с возрастом, а также на протяжении вегетационного периода. У значительного числа лесных насаждений наиболее интенсивное потребление элементов питания наблюдается в возрасте молодняка и жердняка, ряд пород характеризуется более или менее равномерным потреблением зольных элементов.

Выявление различий потребления разными древесными породами зольных элементов во времени имеют большое практическое значение в целях наиболее рационального смешения насаждений для получения высокопродуктивных смешанных древостоев и для выявления оптимальных норм и сроков внесения минеральных удобрений в лесных питомниках, культурах и древостоях естественного происхождения.

Разнымлесным растениям зольные элементы и азот требуются в разном количестве и в различных сочетаниях. К почвам с повышенным содержанием кальция часто бывают приурочены лиственница, бук, ясень, тис, сосна крымская, крушина, тёрн, бирючина, берест и др. Эти и некоторые другие породы обычно считаются кальциефилами. Имеются и антиподы, т.е. растения, избегающие почв, богатых известью – кальциефобы, к которым относится каштан благородный, тунг, а из растений напочвенного покрова – вереск, сфагнум, некоторые травянистые растения из семейства злаковых и др.

Присутствие карбонатов в составе почвообразующих наносов определяет в тайге наиболее благоприятную среду не только для лиственных древостоев, но и для развития высокопродуктивных еловых лесов по сравнению с сосновыми. Почвы, богатые известью, обычно отличаются хорошей аэрацией, благоприятными тепловым и гидрологическим режимами. Растения, отрицательно реагирующие на присутствие кальция в почве, т.е. кальциефобы, внешне характеризуются пожелтением хвои и листвы (хлорос), вызываемым изменениями в протоплазме. Почвы, образующиеся на доломитах, богаты магнием, к которому присоединяется также углекислый кальций, ослабляющий его отрицательное действие. Для доломитов так же, как и для известняков, характерно образование на подстилаемых ими почвах насаждений из лиственницы, что свидетельствует о положительном значении магния для этой породы.

Для леса необходимо также наличие в почве в доступной для растений форме фосфора, серы, калия, железа, азота. В жизни леса исключительно велика роль азота. Общее значение этого элемента ярко выразил Д.Н. Прянишников: «Без азота не могут образоваться белковые вещества, без белковых веществ не может быть протоплазмы, а, следовательно, и жизни…», т.е. добавим, и жизни леса. Кроме макроэлементов, существенную роль в жизни лесных насаждений играют и микроэлементы, которые часто являются стимуляторами роста и принимают участие в круговороте всех компонентов биогеоценоза.

При степном лесоразведении в чернозёмной и каштановой зонах приходится сталкиваться с отрицательным влиянием на лесные насаждения легкорастворимых солей. Оно обусловлено как осмотическим влиянием, так и непосредственным токсическим действием некоторых солей на древесные породы. В незасоленных почвах осмотическое давление почвенного раствора не превышает 10 атм., при сильном засолении оно поднимается до 300-400 атм. Когда осмотическое давление почвенного раствора значительно превышает давление в растениях, то поступление воды в них затрудняется. Наступает «физиологическая сухость», так как растения не могут использовать воду почвенного раствора. Кроме того, при высоком содержании в почвенном растворе солей наступает паралич устьичного аппарата, что приводит к усиленному расходу воды на транспирацию и ещё более затрудняет обеспечение растений водой.

Древесные породы обладают неодинаковой чувствительностью к повышенному содержанию солей в почвенном растворе. Породы, обладающие более высоким осмотическим давлением, могут успешнее развиваться при более высоком содержании в почве солей. Исключительную стойкость к засолению почвы проявляют тамариксы, обладающие способностью выделять соли на поверхности своих органов. Остальные древесные породы отрицательно относятся к повышенной концентрации солей в почве. Есть, правда, лесные насаждения, которые проявляют некоторую солевыносливость, произрастая в условиях солончаковатости.

Установление общего содержания солей в почве ещё не решает вопроса о солеустойчивости древесных пород. Большое значение имеет качественный состав солей и влажность почвы. При одном и том же количестве солей, но при большей влажности почв, концентрация почвенного раствора оказывается слабее. На рост и развитие растений большое влияние оказывает тип засоления почвы (сульфатный, хлоридный, содовый и др.). Особенно вредным для насаждений является содовое и хлоридное засоление, сульфатное – считается безвредным, менее токсичным.

Наиболее солеустойчивые древесные породы тамарикс и лох, достаточно солестойкие робиния лжеакация, вяз приземистый, гледичия обыкновенная, клён татарский, можжевельник виргинский, абрикос, бирючина, жимолость татарская, скумпия, акация жёлтая, смородина золотая. Эти древесные и кустарниковые породы достаточно хорошо растут на почвах, содержание хлора, в которых не превышает 0,02-0,03 % от их массы. На почвах, где количество его больше 0,04 %, большинство древесных насаждений имеют низкую приживаемость и плохой рост.

При лесоразведении в степной, сухостепной и полупустынной зонах различие в росте и состоянии древесных пород обусловлено комплексностью почвенного покрова, влияющей на древесную и кустарниковую растительность через глубину залегания солевого горизонта. Отмечено, что лесные насаждения на всех разностях каштановых почв до 10-15 лет и на солонцах, где они гибнут в 7-10 лет, в первые годы растут вполне удовлетворительно.

Раннее усыхание на пятнах солонцов вызывается близким залеганием к поверхности солонцового горизонта, который ограничивает корнеобитаемый слой мощностью в 5-20 см. Солонцеватость является зональным признаком почв степной и сухостепной зон. От её степени зависит жизнедеятельность древесных пород, их выживаемость и рост. Солонцеватость почв выносят: дуб черешчатый, ясень зелёный, уксусное дерево, скумпия, шелковица белая, груша дикая и лохолистная. На слабо солонцеватых почвах дуб образует Ш бонитет, на остаточных – осолодело-солонцеватых – IV бонитет, на осолоделом солонце – V, на солонцах – Vа.

Источник

Виды продуктивности

Дата добавления: 2015-08-14 ; просмотров: 4183 ; Нарушение авторских прав

Организация системы мероприятий по повышению продук­тивности лесов предусматривает организацию мониторинга управления лесными ресурсами при условии прогнозирования от фактической продуктивности к потенциальной.

В научной литературе большинство авторов считают, что про­дуктивность — понятие экономического характера.

Что такое продуктивность лесов? Продуктивность лесов — это (по ГОСТ 18486-87) запас стволов древесины, сучьев, ветвей и корней основного древостоя вместе с подростом, подлеском и живым напочвенным покровом на единице площади. Выражается

в объемных (м ) или весовых (т) единицах. Общий показатель продуктивности — класс бонитета.

Это понятие не следует подменять другим термином — произво­дительность леса. Под производительностью леса понимают общее количество древесины, выраженной на единице площади (га) к спелому возрасту древостоя, включая наличный запас, отпад и промежуточное пользование, если производились рубки ухода, т.е. производительность насаждения (древостоя) — запас древеси­ны в древостое на момент его учета.

Отмечают, что существует и потенциальная производитель­ность как возможный запас древесины на момент учета (прежде всего в возрасте главной рубки), сформированный при макси­мальном использовании лесорастительных условий местообита­ния и оптимальной морфологической структуры насаждений. В настоящее время из-за отрицательной хозяйственной деятельности в лесу фактическая производительность ниже потенциальной.

Например, для Свердловской области, по данным Р.П. Исаева, Н.А. Луганского (1980), она ниже на 23, а в отдельных лесорасти­тельных условиях на 40%.

Гак в чем же отличие? Производительность леса характеризу­ет его естественное плодородие, обусловленное, прежде всего, условиями местопроизрастания (лесорастительными условиями).

По отношению к продуктивности леса принято различать фактическую и потенциальную, которые уточняются с учетом природных, экономических и социальных условий.

Фактическая продуктивность характеризуется реальной про­дукцией, создаваемой данным насаждением.

Потенциальная продуктивность означает максимально воз­можную в данных условиях продуктивность насаждения, дости­жимую при наиболее полном использовании им почвенного пло­дородия.

Опираясь на научные достижения XX века, в особенности на учение о биогеоценозе и экосистеме, а также на экономические подходы к оценке продуктивности леса на его возросшее много­стороннее значение, И.С. Мелехов предлагает выделять следую­щие виды продуктивности: древесную, биологическую, экологи­ческую, комплексную.

Древесная продуктивность связана с деятельностью камбия, т.е. продуцированием древесной массы на единице площади в определенный промежуток времени. Ее выражают обычно в объ­емных, реже в весовых показателях. При этом используются и вспомогательные показатели — линейные (рост в высоту, по диа­метру), в квадратных метрах (площадь поперечного сечения дре­весных стволов на единице площади). В большинстве своем эти показатели относятся к стволовой древесине, хотя древесная про­дуктивность в широком понимании может включать также и пне­вую древесину, и составные части кроны. Часто приходится их отчленять и относить к другому виду продуктивности.

Объективными показателями древесной продуктивности яв­ляются бонитет и тип леса. Они в большей степени определяют возможности и пути повышения этого вида продуктивности.

Биологическая продуктивность. Понятие дано в лесоведении. В этом отношении используется вся фитомасса дерева леса, включая не только стволовую часть деревьев, но и крону, корни, а также все прочие растительные компоненты леса (подлесок, напочвенный покров и пр.).

В этом случае возникает необходимость учета извлекаемой из леса органической массы и возможных потерь в виде обеднения почвы, а также ухудшения окружающей среды.

По отношению к полному использованию биологической про­дуктивности следует предвидеть возможные последствия. Повы­шение коэффициентов использования лесной фитомассы и био­массы в целом необходимо рассматривать в связи с расширением потребностей лесохимии, сельского хозяйства, парфюмерной, медицинской и других отраслей, без ущерба для леса и окру­жающей среды.

Экологическая продуктивность определяется оценкой средо- образующей роли леса, защитных свойств, возможностей техно­генных, рекреационных и других нагрузок. Она связана с биоло­гической продуктивностью, например, тем, что живая лесная фи- томасса — продуцент кислорода. В обобщенном виде необходи­мость выделения экологической продуктивности леса связана с острой проблемой охраны окружающей среды.

Имеются также большие трудности при определении показате­лей экологической продуктивности, например, фитонцидность и шумовые заслоны, чистота воздуха и загрязнение почвы. Свести их в один показатель — задача будущего. В этом плане И.С. Мелеховым предлагается применять относительный показатель экологической продуктивности — продуктивность высокая, средняя, незначи­тельная и т.д.

Комплексная продуктивность включает все виды продуктив­ности: древесную, биологическую, экологическую. Целесо­образность ее выделения вытекает из многообразия продуктов леса, его различных защитных свойств, требований экономики. Однако это не механическое объединение. Комплексная продук­тивность не означает обязательности полного охвата всех эле­ментов каждого вида продуктивности. К 100%-му охвату следует стремиться, и эта задача пока теоретическая. Считается, что мак­симум продуктивности связан с природными и экономическими условиями. В зонах интенсивного лесного хозяйства это должно быть сопряжено с многоцелевым лесопользованием.

Количественные и качественные показатели прироста и их из­менения, комплексное использование сырья, борьба с потерями.

изыскание новых энергетических возможностей использования древесины и ее производных требует совместной работы лесово­дов, экономистов и технологов.

Группой ученых (И.П. Поликарповым, Н.М. Чебаковой, Д.И. Назимовой, 1986) предлагается рассматривать лесосырье- вую, экологическую, хозяйственную, комплексную и потенци­альную продуктивности. Есть и другие придержки, например, профессор В.И. Воронин выделяет даже экономическую продук­тивность леса.

Очень важным по этому вопросу является экономическая оценка всех параметров комплексной продуктивности леса, по так называемым «невесомым полезностям леса».

Источник