НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ

Состояние вопроса

Содержание этого подраздела целиком определяется темой дипломного проекта (работы). Он должен включать краткий аналитический обзор литературы по опыту выращивания посадочного материала применительно к району местонахождения лесхоза (предприятия).

В целом этот подраздел должен быть вводным для специальной части работы, одновременно должен подтвердить правильность выбора темы дипломного проекта (работы).

В подпрограмме «Леса» Федеральной целевой программы «Экология и природные ресурсы России (2002-2010)», утвержденной Правительством Российской Федерации 7 декабря 2001 года, предусмотрены задания по воспроизводству лесов. С целью воспроизводства лесов на непокрытых лесной растительностью землях, улучшения породного состава и повышения продуктивности лесов. При этом запланировано лесовосстановление на площади 6453032 га, в том числе создание лесных культур – 1918262 га.

Для выполнения поставленной задачи планируется:                                                                                             

– реорганизация и строительство лесных питомников на площади 650 га, в том числе орошаемых – 188 га;

– строительство и ремонт оросительной сети в лесных питомниках –2173га;

– выращивание, на вновь созданных и существующих питомниках, посадочного материала – 12327 млн. шт.

В период действия Программы намечается освоение прогрессивных технологий:

– создание культур хвойных пород на вырубках лесной зоны по эколого- и ресурсосберегающим технологиям на базе комплексной механизации работ – от расчистки вырубок до перевода лесных культур в покрытые лесом земли;

– выращивание укрупненных сеянцев хвойных пород на базе комплексной механизации работ в лесных питомниках.

Научные исследования по воспроизводству лесов в период действия Программы намечается сосредоточить на разработке региональных систем лесовосстановления, технологий и технологических средств для создания и выращивания целевых культур с заданными параметрами продуктивности и полезных свойств.

В Программе рассчитаны технические средства, необходимые для выполнения запроектированных лесовосстановительных мероприятий. Определены источники финансирования. Общий объем финансирования по Программе – 53247 млн. руб., из них на лесовосстановление 36968,7 млн. руб. (69,4 %) [35].

По состоянию на 01 октября 2001 года, лесовосстановительные мероприятия территориальными органами МПР России выполнены на 709,4 тыс.га, в том числе посадка и посев леса – на 233,2 тыс. га. На 1068,6 тыс.га осуществлён агротехнический уход за лесными культурами. В питомниках проведён посев семян на 1,25 тыс.га, в школьных отделениях высажено 142,7 млн. сеянцев древесных пород [24]. В лесных питомниках МПР России в первом полугодии 2002 года посев семян проведён на площади 1 160 га, высажено 114,5 млн. сеянцев. Таким образом, намеченные территориальными органами МПР России на 2002 г. объёмы работ по закладке посевных и школьных отделений питомников выполнены соответственно на 93,8 и 107,4 % [36].

Если для подзон северной и средней тайги в лесокультурном производстве может использоваться довольно мелкий посадочный материал (высотой 7-20 см, массой 2-6 г), то южнее из-за сильной конкуренции сорной растительности желательно применять более крупный. Это могут быть прежде всего саженцы с открытой корневой системой. Такие саженцы ели по ОСТ 56-98-93 должны иметь высоту 30 см, а диаметр у корневой шейки – 6 мм. Но доля культур, заложенных саженцами, постоянно снижается.

В определённой степени это объясняется тем, что технология выращивания саженцев в школьном отделении питомника имеет ряд проблем, связанных с достаточно короткими сроками посадки в школьное отделение, с необходимостью полива питомника, если на момент посадки сеянцев почва недостаточно увлажнена [69].

2.1.1. Биоэкологические особенности древесных пород. Биологические особенности сосны обыкновенной. Сосна обыкновенная – одна из наиболее основных лесообразующих пород с огромным ареалом в Европе и Сибири. Благодаря морозостойкости, засухоустойчивости, неприхотливости к почвенно-грунтовым условиям заходит далеко на север и юг, произрастая на равнинах и поднимаясь в горы, образуя обширнейшие леса в тайге и островные насаждения в лесостепной и степной зонах [39]. Способность расти в различных условиях способствовала формированию очень разнообразных по составу, полноте и продуктивности чистых и смешанных с елью, берёзой, осиной и другими породами сосновых насаждений, которые сгруппированы в определённые типы леса. Это основная порода, используемая для лесоразведения. В озеленении её применение ограничено из-за неустойчивости к дыму и газу. Искусственное возобновление сосны и её разведение на почвах, не бывших под лесом, планируется прежде всего там, где исключается возможность создания других, более ценных и продуктивных культур других пород [11].

Биологические особенности ели сибирской. Ель сибирская распространена от северо-восточной Европейской части по всей Сибири до побережья Охотского моря и в горных районах Урала, Алтая, Саян. Произрастая во многих растительных зонах – от тундры до лесостепи, - ель служит основным лесообразователем тёмнохвойной тайги.

Ель – пластичная древесная порода. Она может расти не только в различных климатических условиях, но и на самых разнообразных почвах – от сильно каменистых до мощных чернозёмов и от песчаных до торфяно-болотных. Благодаря этому свойству, а также высокой теневыносливости ель поселяется среди других фитоценозов и сменяет их при длительном совместном произрастании.

Еловые леса нашей страны имеют важное экономическое и социально-культурное значение. Они по площади занимают четвёртое место, уступая только лиственнице, сосне и берёзе. Ель служит сырьевой базой для многих отраслей промышленности, строительства и сельского хозяйства, местом отдыха трудящихся, выполняют природоохранные, оздоровительные и эстетические функции.

Биологические особенности кедра сибирского. Кедр сибирский имеет довольно обширный ареал естественного распространения на северо-востоке европейской части и в Сибири [25]. В Западной и Средней Сибири произрастает 23 977,5 га насаждений кедра сибирского, что составляет 80,7 % общей площади в пределах его ареала. По отношению ко всей покрытой лесом площади кедровники занимают 1/10 часть. В Новосибирской области кедровники занимают не более 2 %[59]. Важным резервом для увеличения площадей кедровых лесов в области являются насаждения сосны, берёзы и осины с надёжным подростом кедра. Например, в Колыванском лесхозе по данным лесоустройства таких насаждений имеется более 2,3 тыс. га, а в Болотнинском – 733 га. Путём сохранения такого подроста при проведении рубок предполагается в ближайшие 5-10 лет увеличить площади кедровых лесов в Новосибирской области на 3-4 тыс. га [19]. Древесина кедра лёгкая, мягкая, прочная, хорошо обрабатывается. В сухих условиях на воздухе долго не поддаётся разрушению. Кедровые леса – это прежде всего самые богатейшие охотничьи угодья, продукция которых высоко ценится на мировом рынке и даёт немалый доход нашему государству. Семена кедра (кедровые орехи) – высококачественный и высококалорийный пищевой продукт, содержащий до 70 % масла, а также белки, углеводы и витамины. Кедр – это смолопродуктивная порода, не уступающая по выходу живицы сосне. Хвоя кедра используется для изготовления лечебных препаратов. Кедровые леса обладают высокими фитонцидными свойствами и являются своего рода “стерилизаторами” воздушного бассейна. В них произрастает много растений, имеющие пищевое, лекарственное и техническое значение. Произрастая в горах кедровые леса обладают большими водоохранными и почвозащитными свойствами, превращая поверхостный сток атмосферных осадков во внутрипочвенный и предохраняя почву от эрозии. И, наконец, покоряя человека своей величественностью, кедровые насаждения ценны в декоративных целях [25]. Научно доказано, что прижизненное использование богатств кедра в несколько раз превышает стоимость срубленной древесины [4].

С начала 50-х годов рубка этой породы на большой площади в Сибири (до 70-80 тыс. га в год) часто осуществлялась без сохранения подроста и без закультивирования вырубок, в результате чего на общей площади около 1,5 млн. га кедровые леса сменились лиственными насаждениями. При проведении качественного анализа возобновления, было выявлено, что по прошествии более 50 лет после проведения рубок кедровника под пологом производных осинников, березняков и пихтарников нет достаточного количества подроста кедра последующих генераций с перспективными размерами. Хотя процесс возобновления кедра не затухает, не происходит накопления особей старших возрастных поколений: они постепенно отмирают, заменяясь новыми молодыми. Этому препятствуют густота древостоев и активно идущий в них процесс увеличения с возрастом всех морфологических параметров. Лишь с затуханием в них ростовых процессов условия для выживания подроста кедра должны улучшиться. Предположительно это может произойти не ранее, чем через 100 лет. Возобновление кедра в этих насаждениях возможно лишь при применении лесоводственных способов: закладка культур кедра на свежих вырубках, проведение рубок ухода за кедром в лиственных молодняках и реконструктивные рубки в производственных лиственных и пихтовых древостоях с одновременным созданием под их пологом предварительных культур кедра.

Биологические особенности лиственницы сибирской. Лиственница сибирская древесная порода с богатой историей, в Братском районе Иркутской области трижды встречались лиственницы старше тысячи -1052, 1280 и 1348 лет [8]. Она имеет обширный евроазиатский ареал. В таежной зоне образует ассоциации с елями европейской и сибирской, сосной обыкновенной и осиной, березами повислой и пушистой. Широкий ареал лиственницы обусловлен ее довольно широкой экологической амплитудой [6].Часто образует северный предел древесной растительности, гранича с тундрой [11]. Листопадность лиственницы, сильно снижающая испарение дерева в наиболее трудный для него ранневесенний период, представляет собой важное приспособление к континентальному климату. Ежегодное возобновление хвои повышает устойчивость лиственниц к лесным пожарам и поражению хвоегрызущими энтомовредителями [8]. Велико лесохозяйственное и лесопромышленное значение лиственницы. Древесина очень твердая, тяжелая (тонет в воде), прочная, хорошо противостоит гниению, прекрасно сохраняется в воде. Ее широко применяют в гидротехническом строительстве, при отделке жилищ, в вагоностроении. Кора содержит до 13 % танинов и используется в качестве эффективного дубителя [6]. Из хвои лиственницы получают эфирное масло или так называемый Венецианский скипидар. В Иркутской области заготавливают также камедь в объеме 25-30 тонн в год. Ее применяют в качестве эмульгатора при изготовлении эмульсионных лекарственных форм [8].

    Лиственница сибирская является декоративной породой, используется в зеленом садово-парковом строительстве, и для укрепления оврагов, рекомендуется для полезащитного лесоразведения на черноземах [11]. При рекомендации использования лиственницы сибирской в озеленении учитывается ряд показателей. Деревья первой величены, крона молодых деревьев яйцевидно-конусовидная, в старом возрасте ажурная овальная до 10 м в диаметре. Быстрый рост позволяет получить декоративный эффект в короткий срок, долговечность породы имеет большое значение в экономическом и эстетическом аспектах. Лиственница относится к весьма морозостойким растениям, малотребовательна к плодородию почвы, более того отнесена к почвоулучшающим породам, ветроустойчива. Хвоя дерева также имеет большое декоративное значение, лиственница считается рано распускающимся растением (особый жизнерадостный колорит пробуждающейся природы), в сентябре хвоя начинает желтеть, а с наступлением сильных заморозков опадает. Хвоя лиственницы обладает приятным запахом, усиливающимся в жаркую погоду [37]. Все виды лиственницы весьма светолюбивы и нетеневыносливы. Их нежная хвоя довольно чувствительна к содержанию промышленных выбросов, особенно в период роста побегов. Но благодаря ежегодной смене всей хвои в кроне лиственница оказывается более дымо- и газоустойчивой из хвойных пород. Это делает ее совершенно незаменимой при озеленении крупных промышленных центров, для формирования лесопарковых ландшафтов [6].

    В озеленении промышленных центров лиственница сибирская уже применялась, для изучения ее состояния в 30-40 летних посадках проводился ряд исследований. Исследователями рассматривались изменения, происходящие в вегетативных и генеративных органах деревьев под влиянием техногенного стресса. С этой целью проводилась оценка жизнеспособности деревьев лиственницы по показателям морфоструктуры кроны и состоянию генеративных органов в городских условиях. Результат исследований – в целом состояние лиственничных насаждений в условиях экологического стресса г. Красноярска удовлетворительное. Техногенные факторы оказали влияние лишь на число формирующихся женских шишек, в отдельные годы – на семенную продуктивность женских шишек, а так же качество пыльцы. На основании анализа морфоструктуры кроны и состояния генеративных органов можно сделать выводы о том, что лиственница сибирская устойчива по отношению к техногенным факторам, и может успешно использоваться для озеленения городов Сибири [65].