Приемы повышения устойчивости хвойных мелиоративных древостоев аридной зоны : на примере Волгоградской области

• Автор: Терехина, Дарья Константиновна
• Шифр специальности: 06.03.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 224 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Аналитический обзор
Глава 2. Программа и методика исследований
2.1. Программа исследований
2.2. Методика исследований
2.3. Объекты и объем исследований
Глава 3. Природно-климатические условия Волгоградской области
3.1. Гидрографическое и геологическое разнообразие области
3.2. Климатические особенности региона
3.3. Почвенный покров и растительность региона
3.4. Лесной фонд области
Глава 4. Оценка технологических приемов выращивания 53 древесных насаждений в аридной зоне
4.1. Влияние лесоводственных уходов на морфологический тип 53 средних деревьев
4.2. Сравнительная характеристика таксационных и физиологиче- 57 ских показателей густых и редких насаждений
4.3. Гидрофизическое обоснование схем размещения хвойных насаж- 61 дений
4.4. Выводы по главе
Глава 5. Особенности гидрофизических свойств древесины хвой- 73 ных
5.1. Определение изотермы капиллярного испарения и потенциала 73 влагопереноса древесины хвойных пород
5.2. Классификация древесных пород по засухоустойчивости
5.3. Определение диапазонов функциональной влажности древесины 84 и хвои
5.4. Выводы по главе
Глава 6. Особенности окислительно-восстановительного потенция- 101 ла и водородного показателя различных тканей хвойных пород
6.1. Динамика ОВП древесины ствола, корней и ассимиляционного 102 аппарата хвойных пород
6.2. Динамика водородного показателя древесины ствола, корней и 108 ассимиляционного аппарата хвойных пород
6.3. Экологическая и лесоводственная оценка влияния ОВП, pH и 111 влажности древесных тканей на устойчивость древесных растений
6.4. Выводы по главе
Выводы по диссертационной работе
Предложения производству
Список литературы
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследований. Большая часть Волгоградской области располагается в степной зоне, характерной особенностью которой является аридный климат и неблагоприятные почвенно-климатические условия для выращивания лесов.
Устойчивость растений к сложным климатическим условиям и режиму увлажнения определяются потенциальными физическими и физиологическими возможностями древесных пород, обусловленными гидрофизическими и гидрохимическими характеристиками. В этой связи чрезвычайно важным является изучение данных характеристик свежесрубленной древесины (ствол, проводящий корень) хвойных Волгоградской области, так как существуют глубокие различия гидрофизических свойств основных лесообразующих пород и их зависимость от уровня ведения лесного хозяйства и качества условий роста.
Неадаптированная к неблагоприятным климатическим факторам нашего региона (в первую очередь недостаточного почвенного и атмосферного увлажнения) лесохозяйственная деятельность в защитных лесных насаждениях (ЗЛН) привела к их плохому состоянию и неэффективному выполнению мелиоративных функций, истощению лесных ресурсов, сокращению площади облесенной территории, а также к возникновению высокой пожароопасной ситуации.
Поэтому назрела необходимость в повышении продуктивности лесного хозяйства, улучшении качества и долговечности ЗЛН, что не может быть осуществлено без расширения знаний биологии древесных растений в экстремальных условиях с последующим внедрением новых приемов повышения биологической устойчивости древостоев и принципов климаксового лесоводства.
Учитывая, что важнейшими объектами лесного хозяйства и зеленого строительства, выполняющими существенную агроэкологическую, эстетическую и экономическую функции являются хвойные древесные породы [88] становится
особенно актуальной разработка приемов повышения биологической устойчивости хвойных древостоев и внедрение новых принципов климаксового лесоводства для сохранения редких парковых древостоев до 200-250-летнего возраста, повышения биоразнообразия региона. Подбор ассортимента на основе анализа гидрофизических и гидрохимических свойств древесных растений позволит лесным насаждениям оптимально выполнять защитные функции.
Исследования выполнялись с 2005 по 2008 гг. по тематическому плану Всероссийского научно-исследовательского института агролесомелиорации РАСХН (№ Госрегистрации - 01.2.00 109320; 01.2.006 11913).
Целью диссертационного исследования являлась:
- разработка приемов повышения устойчивости хвойных мелиоративных древостоев с использованием модернизированных лесоводственных и лесохозяйственных мер;
- обоснование ассортимента хвойных древесных пород для создания устойчивых агролесомелиоративных насаждений на основе их гидрофизических и гидрохимических особенностей.
Для осуществления поставленных целей решались следующие задачи:
- изучение состояния хвойных насаждений в зависимости от особенностей агротехники их создания и технологии содержания, от густоты и возраста главной породы, разработка прогноза их состояния на основе комплексного оценочного показателя (оценка по морфологическому типу);
- получение в физическом эксперименте и исследование изотермы капиллярного испарения (ИКИ), потенциала влагопереноса свежесрубленной древесины хвойных пород, проведение классификации засухоустойчивости древесных пород на основе потенциала влагопереноса;
- разработка экспресс-диагностики состояния древесных пород на основе полной влагоемкости и диапазонов функциональной влажности древесины ствола и проводящих корней, а также хвои;
- проведение классификации пород по величине редокспотенциала (ОВП) и водородного показателя (pH) древесных тканей; оценка их влияния
Мп = -КТ1п(р/р0), (4)
где Мп - потенциал влагопереноса; Я - постоянный коэффициент 8,314 Дж/моль/К; Т - температура в градусах по Кельвину; р - парциальное давление пара растворителя над раствором; р0 — давление пара чистой воды.
Динамика влагосодержания рассматривается как один из критериев оценки устойчивости главных пород и диагноза их состояния, ее изучение проводилось в древесине насаждений разного возраста, бонитета и густоты.
Влажность древесины, проводящих корней и хвои определялась термовесовым, методом по ГОСТу 164731-73 высушиванием до постоянного веса в сушильном шкафу при температуре 103-105°С. Отбор образцов проводился два-три раза в начале и во второй половине вегетации в течение трех лет.
Расчет общего количества воды в процентах от сухого веса проводился по формуле:
где ¥сыр - вес сырого образца, г; ¥абс.Сух. - абсолютно сухой вес образца, г.
При изучении диапазонов, доступной влаги в выборе методик мы руководствовались высказыванием Эдлефсена который утверждал, что "почву, растение и атмосферу следует рассматривать как комбинированную систему, для оценки которой можно использовать общие понятия и методы" (цит. по Т. Козловскому, 1969). В. Д. Шульга (2002) предложил использовать обобщенные критерии влажности почвы Е. Н. Романовой (1977) и Т. Ф. Рыбкиной (1977). Диапазоны доступной влаги в древесине и ассимиляционном аппарате (хвое) в долях от полной влагоемкости (ПВ) следующие:
0,8-0,9ПВ (оптимальная влажность - идет постоянное накопление питательных веществ; все физиологические потребности во влаге удовлетворены; влагоперенос в системе "растение-среда" наиболее гармоничен; исключается поражение грибами и болезнями);
0,6-0,8ПВ (достаточная влажность - накопление запасных питательных веществ преобладает над расходом; исключено поражение вторичными вре-