Закономерности распределения зольных элементов в сосновых биогеоценозах сухих и заболоченных боров Марийского лесного Заволжья

• Автор: Швецов, Сергей Михайлович
• Шифр специальности: 06.03.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Йошкар-Ола
• Количество страниц: 197 с. : ил.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

ГЛАВА 2. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ,

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА

2Л. Природные условия Республики Марий Эл

2.2. Характеристика объектов исследования

2.3. Методика исследования и объем выполненных работ

ГЛАВА 3. СОДЕРЖАНИЕ ЗОЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПОЧВАХ СОСНОВЫХ БИОГЕОЦЕНОЗОВ

3.1. Содержание зольных элементов в подстилке сосняков лишайниково-мшистых

3.2. Содержание зольных элементов в почве сосняков лишайниковомшистых

3.3. Содержание зольных элементов в торфяном слое верховых болот

Марийского Полесья

ГЛАВА 4. СОДЕРЖАНИЕ ЗОЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПОДПОЛО-ГОВОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ СОСНОВЫХ БИОГЕОЦЕНОЗОВ
4.1. Содержание зольных элементов в подпологовой растительности сосняков лишайниково-мшистых
4.2. Содержание зольных элементов в подпологовой растительности
верховых болот Марийского Полесья
ГЛАВА 5.НАКОПЛЕНИЕ ЗОЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ДРЕВОСТОЕМ
5.1. Содержание зольных элементов в хвое деревьев сосны
5.2. Содержание зольных элементов в сосновой древесине
5.3. Потребление зольных элементов на образование коры деревьев
5.4. Распределение массы зольных элементов между различными компонентами биогеоценоза и ее ежегодное потребление древостоем на
образование органического вещества
6. ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Актуальность темы определяется необходимостью поддержания эколого-ресурсных функций лесов и состояния их жизнеспособности на максимально возможном уровне, достижимом лишь на основе глубокого познания механизмов их функционирования и, в частности, вскрытия закономерностей протекания в них биологического круговорота химических элементов. Данные по фоновому содержанию элементов в почвах и растениях, а также границах их вариабельности под действием факторов внешней среды, могут быть использованы также при ведении экологического мониторинга.
Несмотря на то, что эта проблема давно находится в поле зрения исследователей и многие фундаментальные заключения уже сделаны, в ней остаются пока слабо освещенными региональные особенности протекания биологического в лесных биогеоценозах круговорота, во многом зависящего от условий среды. Недостаточно изученным является также вопрос о влиянии загрязнения окружающей среды на распределение химических элементов в различных компонентах лесных биогеоценозов. Практически не изучены в этом плане сосновые биогеоценозы Марийского Заволжья и выполненные нами работы, которые проведены в рамках госзадания ФГБОУ ВПО «Поволжский государственный технологический университет» по теме «Закономерности распределения химических элементов и загрязняющих веществ в ландшафтах Среднего Поволжья», во многом являются пионерными.
Целью исследований является выявление региональных закономерностей распределения зольных элементов в различных компонентах сосновых биогеоценозов, произрастающих в жестких и диаметрально противоположных по увлажнению лесорастительных условиях (в сухих и заболоченных борах), типичных для Республики Марий Эл, а также оценка их изменений под влиянием загрязнения среды выбросами завода силикатного кирпича.
Для ее реализации были поставлены следующие задачи:
1) обобщить литературные материалы по теме диссертации;
2) провести натурную оценку структурной организации древостоев на пробных площадях в сосняках лишайниково-мшистых и сфагновых;

3) оценить зольный состав различных компонентов ненарушенных сосновых биогеоценозов (почве, подстилке, подпологовой растительности, древостое) и частях деревьев (хвое, коре и древесине), установить степень его вариабельности и средний фоновый уровень в каждом из изученных типов лесорастительных условий;
4) изучить характер воздействия аэральных выбросов завода силикатного кирпича на изменение зольного состава различных компонентов соснового биогеоценоза и частей деревьев сосны;
5) выявить закономерности распределения в сосновых биогеоценозах сухих и заболоченных боров массы зольных элементов и оценить степень потребности в них деревьев.
Методы исследования: натурная оценка состояния древостоев на пробных площадях, химический лабораторный анализ содержания зольных элементов, статистическая обработка полученных данных.
Научные положения, выносимые на защиту:
1) ранговые ряды и вариабельность содержания зольных элементов в различных компонентах биогеоценозов и частях растений, региональный фоновый уровень для сосновых биогеоценозов в сухих и заболоченных борах Республики Марий Эл;
2) характер изменения зольного состава различных компонентов соснового биогеоценоза под воздействием выбросов завода силикатного кирпича выраженный в форме математических моделей;
3) закономерности распределения в сосновых биогеоценозах массы главнейших зольных элементов и оценка потребности в них деревьев.
Научная новизна работы. Впервые для условий Республики Марий Эл и Среднего Поволжья в целом установлены закономерности распределения содержания зольных элементов в различных компонентах сос-новых биогеоценозов сухих и заболоченных боров, оценено воздействие аэральных выбросов завода силикатного кирпича на зольный состав лесной подстилки, почвы, древесины, коры и хвои сосны, дана количественная характеристика биологического поглощения катионов металлов в системе «почва-растение» и определена потребность в них деревьев. Так, к примеру, установлено, что

Рисунок 2.15. Озеро Кошеер. зарастающее с берегов сфагновой сплавиной, расположенное на территории государственного природного заповедника «Большая Кокшага.
2.3. Методика исследования и объем выполненных работ
На каждой пробной площади были оценены таксационные показатели древостоя и подпологовой растительности, а также проведен отбор проб для определения зольного состава лесной подстилки, почвы, торфа, основных представителей подпологой растительности, хвои, коры и древесины деревьев. Образцы почвы и торфа для проведения химического анализа брали в почвенных разрезах послойно через каждые 10 см, а образцы древесины - со спилов разных деревьев, сделанных как на уровне пня, так и в пределах всего ствола с шагом 1 м. Образцы древесины, которые были представлены не только спилами, но и кернами, разделяли, кроме того, на слои по 20-летиям. Образцы хвои брали с боковых побегов верхней части кроны, укладывали в полиэтиленовые мешки и этикетировали. Одновременно вели ведомость учета биометрических показателей деревьев. Образцы подстилки брали на каждой пробной площади в четырех равномерно расположенных точках на площадках размером 25x25 см. Сразу же после возвращения из леса или же на следующий день проводили взвешивание образцов на электронных весах с