Морфологическая структура, продуктивность и дистанционные методы таксации древостоев Сибири

• Автор: Данилин, Игорь Михайлович
• Шифр специальности: 06.03.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 537 с. : ил.

Общая характеристика работы
Глава 1. Методические подходы и объекты исследования
Глава 2. Морфологическая и фитоценотическая структура, строение и
органическая масса насаждений восстановительных сукцессий
2.1. Строение и фитомасса лиственничных фитоценозов на ранней стадии послепожарного формирования в Эвенкии
2.2. Строение, фитомасса и биопродуктивность лиственничных и березовых фитоценозов на южном пределе бореальных лесов Евразии
2.2.1. Фитомасса древостоев
2.2.2. Фитомасса живого напочвенного покрова лиственничников
2.2.3. Органическая масса сухостоя и лесной подстилки
2.2.4. Строение и биопродуктивность фитоценозов березы плосколистной на южном пределе бореальных лесов Евразии
2.3. Структура и фитомасса древостоев восстановительных сукцессий в Красноярском Приангарье
Глава 3. Взаимосвязи между таксационными и морфологическими признаками древостоев
Глава 4. Использование данных дистанционного зондирования при изучении структуры и динамики лесного покрова и составления информационной основы ГИС-технологий
Глава 5. Изучение структуры лесного покрова методом лазерной аэросъемки
5.1. Методы и технологии воздушного лазерного сканирования лесов
5.2. Определение запасов и фитомассы древостоев лазерно-локационным методом
Заключение
Литература
Приложения

Российские леса - экологический каркас планетарного значения, источник ценнейших возобновляемых ресурсов. Общая площадь лесов в России по состоянию на 1 января 2002 года составляет 1.2 млрд. га (69% её территории). Общий запас древесины определен в 82 млрд. м3 (свыше четверти мировых запасов), в том числе в спелых и перестойных лесах -44 млрд. м3. Потенциальный ежегодный объем заготовки древесины -более 500 млн. м3, в том числе по хвойному хозяйству - свыше 300 млн. м3 [Концепция 2002].
В проекте концепции развития лесного хозяйства Российской Федерации до 2010 года отмечается, что главной целью совершенствования и развития лесного хозяйства страны на современном этапе является организация устойчивого развития лесного сектора и управления лесами. Господствующая сегодня парадигма устойчивости развития лесного сектора и управления лесами, не отличающаяся, впрочем, особой новизной и сформулированная еще в прошлом веке русскими лесоводами [Тюрмер 1891, Арнольд 1897, Орлов 1918], имеет четыре аспекта, выступающих в органическом единстве: экономический, социальный, экологический, культурный. Понятие устойчивости означает реализацию требований непрерывного неистощительного и многоцелевого пользования лесом, повышение доходности от использования лесных ресурсов, своевременное и качественное их воспроизводство, сохранение ресурсного и экологического потенциала лесов и их биоразнообразия [Синицын 1987, 1991, Исаев 1997, Проблемы 1998, Шейнгауз 2000, Соколов и др. 2001, Юбанкс 2001, Концепция 2002].
Леса являются основным аккумулятором органического вещества наземных экосистем Земли, удерживают в биосфере ряд химических элементов и воду, активно воздействуют с атмосферой и определяют уровень кислородного и углеродного баланса. Годовой баланс газообмена одного га лесной экосистемы составляет 3-5 тонн поглощенного углекислого газа и 2-3 тонны выделенного кислорода [Исаев и др. 1995, Се-мечкин и др. 2000].
В целом в лесах России по различным данным ежегодно депонируется от 200 до 400 млн. тонн углерода (при недоучете болотных экосистем) при общем пуле в 32-55 млрд. тонн [Уткин и др. 2001, Utkin и др. 2002], что существенно сказывается на снижении характеристик парникового эффекта как в самой России, так и в планетарном масштабе [Алексеев и др. 1994, Исаев и др. 1993а, 1995, 19986, Alexeyev и др. 1995, Kolchugina и др. 1995, Krankina и др. 1996, Shvidenko и др. 1996, Shvidenko 1997, Швиденко и др. 1997, 2000, Черепнин 1999, Schulze и др. 1999, Nilsson и др. 2000, Schulze 2000, Усольцев 2001].
Значение этого явления трудно переоценить, учитывая, что в результате рубок и пожаров общая площадь лесов в мире ежегодно сокращается на 9.4 млн. га или на 0.24% [Forest 2001].
Наибольшее значение баланса между поглощением и продукцией углекислого газа, способствующего созданию парникового эффекта, отмечено в лесах, отличающихся высокой продуктивностью и находящихся на ранних стадиях развития (молодняки и средневозрастные насаждения), где регистрируются максимальные запасы углерода в приросте фитомассы [Лесные 2002, с. 231]. Это те лесные территории, где интенсивно проводятся рубки ухода, рубки главного пользования, то есть ведется интенсивное лесное хозяйство.
Имеется прямая связь между оптимальным режимом ведения лесного хозяйства и расширением возможности противостоять или, по крайней мере, снижать объем выбросов парниковых газов, тем самым усиливая компенсационные способности биосферы Земли в части углеродного цикла [Мотовилов 1955, Woodwell и др. 1978, Winjum и др. 1993,

Недостатком логарифмических уравнений является искажение реального соотношения величин при переходе к логарифмическим координатам. В некоторых случаях это приводит к существенным отклонениям выравненных значений от эмпирических [Чмыр 2002].
Закономерности изменения фракций фитомассы деревьев лиственницы в зависимости от диаметра стволов показаны на рисунке 14.
Фитомасса деревьев лиственницы закономерно и тесно коррелирует и с объемными показателями их стволов. Зависимости адекватно и точно описываются параболическими кубическими (полиномы 3-й степени) уравнениями (рис. 15).
В данном насаждении общая надземная масса основного компонента - древостоя была определена на уровне 11580 кг сухого вещества в пересчете на 1 га.
Структурно биомасса древостоя распределена следующим образом: 71% приходится на стволы деревьев, из которых 58% составляет древесина и 13% кора соответственно. Скелетные ветви с диаметром у основания более 1см составляют 9% фитомассы дерева, а охвоенные ветви диаметром менее 1 см - 8%. Такую же величину (8%) составила масса хвои. На отмершие ветви лиственницы приходится 3.8% фитомассы и 0.2% составляют побеги текущего года.
Полученные данные близки с результатами, полученными другими авторами для лиственничников близких районов Эвенкии и Якутии [De-syatkin и др. 1994, Kanazawa и др. 1994, Schulze и др. 1994, Kajimoto и др. 1997, 1998а,b, 1999а,b, Yajima и др. 1998, Shibuya и др. 1999, Tsuno и др. 2001].
Уравнения множественной регрессии таксационных и морфометрических показателей деревьев и фракций фитомассы в лиственничнике и их основные параметры представлены в таблице 9.