Вертикальная структура фитомассы крон в естественных сосняках степной зоны

• Автор: Мезенцев, Александр Трофимович
• Шифр специальности: 06.03.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 237 с. : ил.

Оглавление

Введение. Общая характеристика работы

Глава 1. Состояние проблемы

1.1. Фотосинтетически активная радиация (ФАР) и ее трансформация лесным пологом

1.2. Вертикально-фракционное распределение фитомассы деревьев. Два метода определения

1.3. Моделирование вертикально-фракционного распределения фитомассы.

1.4. Дистанционное зондирование лесов, геоинформационные системы

и 3-0 модели архитектуры и морфологии полога

1.5. Об оценке квалиметрических показателей фитомассы деревьев

Глава 2. Общая характеристика района и объектов исследования

2.1. Природные условия Басаманского лесхоза в бору Аман-Карагай
2.2. Характеристика объектов исследования и объем выполненных работ...76 Глава 3. Закономерности распределения фитомассы мутовок в кроне
дерева
3.1. Распределение фитомассы мутовок по их возрасту
3.2. Распределение фитомассы мутовок по вертикальному профилю кроны.
3.3. Анализ вертикально-фракционного распределения фитомассы кроны на основе метода кумулят
Глава 4. Закономерности изменения фитонасыщенности крон деревьев в естественных сосняках
4.1. Изменение фитонасыщенности крон деревьев по вертикальному градиенту
4.2. Закономерности изменения средней фитонасыщенности крон деревьев
Глава 5. Характеристика квалиметрических показателей фитомассы деревьев в естественных сосняках
5.1. Анализ содержания сухого вещества в хвое и скелетной части кроны и составление справочно-нормативных таблиц
5.2. Анализ изменчивости плотности и содержания сухого вещества в древесине и коре ствола и составление справочно-нормативных таблиц
Заключение
Список использованной литературы
Приложение 1. Результаты измерений мутовок модельных деревьев в естественных сосняках
Приложение 2. Квалиметрические показатели древесины и коры, полученные по
выпилам ствола при взятии модельных деревьев
Приложение 3. Распределение фитомассы мутовок (кг) в естественных сосняках по их возрасту в зависимости от возраста дерева и класса бонитета древостоя
Приложение 4. Вертикально-фракционное распределение фитомассы мутовок (кг) в естественных сосняках в зависимости от возраста дерева и класса бонитета
древостоя
Приложение 5. Распределение кумулятивной фитомассы кроны дерева (кг) по
метровым секциям вертикального профиля в естественных сосняках
Приложение 6. Изменение фитонасыщенности хвои (кг/м3) по 1-метровым слоям
кроны деревьев в естественных сосняках
Приложение 7. Изменение фитонасыщенности скелета ветвей (кг/м3) по 1-метровым слоям кроны деревьев в естественных сосняках
ВВЕДЕНИЕ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследования. Изучение структуры и гидравлической архитектуры дерева на уровне вертикального распределения фитомассы как элемента структурно-функциональной организации лесных фитоценозов относится к области экологической морфологии, физиологии древесных растений, лесной метеорологии, а также моделирования биопродукционного процесса лесных фитоценозов. Подобные исследования проводятся для решения специальных задач — изучения светового режима леса (Алексеев, В.А. Световой режим леса / В. А. Алексеев. Л.: Наука, 1975. 227 с.), выделения вертикальных биогеоценотических структур (Уткин, А.И. Изучение вертикального распределения фитомассы в лесных биогеоценозах / А.И. Уткин, Н.В. Дылис // Бюлл. МОИП. Отд. биол. 1966. Т. 71. № 6. С. 79-91; Карманова, И.В. Пространственная структура сложных сосняков / И.В. Карманова, Т.Н. Судницына, H.A. Ильина. М.: Наука, 1987. 201 с.), исследования «адаптивной геометрии деревьев» (Borchert, R. Bifurcation ratios and the adaptive geometry of trees / R. Borchert, N.A. Slade // Botanical Gazette. 1981. Vol. 142. No. 3. P. 394-401), анализа минерального питания в лесных биогеоценозах (Беручашвили, Н.Л. О вертикальном строении биогеоценозов горных лесов с преобладанием бука / Н.Л. Беручашвили // Лесоведение. 1972. № 2. С. 17-28), определения характеристик продуцирования, накопления, пространственной трансформации фитомассы (Jahnke, L.S. Influence of photosynthetic crown structure on potential productivity of vegetation, based primarily on mathematical models /L.S. Jahnke, D.B. Lawrence // Ecology. 1965. Vol. 46. No. 1-2. P. 319-326; Рождественский, С.Г. Биологическая продуктивность осинников и культур ели в Ярославской области: автореф. дис. ...канд. биол. наук: 03.00.05 / Рождественский Сергей Георгиевич. Днепропетровск, 1984. 17 с.; Арутюнян, С.Г. Биологическая продуктивность и вертикально-фракционная структура естественных средневозрастных древостоев трех типов сосняков / С.Г. Арутюнян, А.И. Уткин // Вертикальнофракционное распределение фитомассы в лесах. М.: Наука, 1986. С. 163-180;

вость их статуса обусловлена действием непрерывного естественного отбора, который проявляется в дифференциации деревьев по росту и развитию, в том числе и близких к среднему по своему ранговому положению.
Дальнейшая их участь определяется эффективностью использования пространства роста, в зависимости от которой они оказываются либо в подчиненном, либо в доминирующем подъярусе. Но в любом случае эффективность фотосинте-тической «работы» листвы снижается: у подчиненных деревьев - в силу их статуса «кандидатов на отмирание», а у лидеров - вследствие отсутствия серьезных конкурентов и наибольших возможностей для развития кроны. По-видимому, в онтоценогенезе древостоя фитонасыщенность находится в непрерывном развитии, возможно, согласуясь с динамикой перегруппировки деревьев по рангам.
Полученные результаты согласуются с выводами Л. Л. Кайрюкштиса (Научные основы формирования высокопродуктивных елово-лиственных насаждений / Л.А. Кайрюкштис. М.: Лесная промышленность, 1969. 208 с.) о том, что хотя наиболее интенсивное накопление ассимилятов происходит у деревьев с развитым ассимиляционным аппаратом, эффективная продуктивность листвы имеет максимальные значения у деревьев не I, а II класса роста. В определенной степени согласуется с результатами В.А. Усольцева (Моделирование структуры и динамики фитомассы дре-востоев / В.А. Усольцев. Красноярск: Изд-во Красноярского ун-та, 1985. 191 с.) для березы и вывод Д. А. Рыбинцевой (Охвоенность древосто-ев сосны в связи с возрастом в Боровском лесном массиве / Д.А. Рыбинцева // Исследования молодых ученых: сборник статей. Алма-Ата: Изд. КазНИИЛХА, 1973.
С. 84-85) для сосны Казахского мелкосопочника о том, что масса хвои по отношению к объему ветвей (и, по-видимому, к объему кроны) наибольшая у деревьев, близких по диаметру к среднему.
Е. Ассман (Assmann, E. Waldertragskunde: Organische Produktion, Struktur, Zuwachs und Ertrag von Waldbeständen / E. Assmann. München, Bonn, Wien: BLV Verlagsgesellschaft, 1961. 492 S.) в качестве критерия экономичности использования пространства роста предложил показатель объемного прироста, отнесенный к