WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 24 | 25 || 27 | 28 |   ...   | 45 |

ежевика (Rubus caucasicus L.) – 46…60%, трахистемон (Trachistemon orientale) - 29-42%, и папоротники (Polipodiaceae) – 2…17%. Так, на всех водосборах видовой состав травянисто-кустарничкового покрова включает ежевику кавказскую, трахистемон восточный, папоротники, двулепестник и недотрогу, причем значительных изменений в процентном соотношении видового состава после рубок не прослежено. Помимо 3-х основных (ежевики, трахистемона и папоротника), прочие виды составляют не более 5% по проективному покрытию. Многолетняя динамика фитомассы травостоя на площадях рубок приведена на рисунке 31.

контроль сплош.-лес. котлов. добр.-выбор.

Рисунок 31 - Динамика травостоя на площадях рубок ЛГС «Аибга» Обозначения: контроль - фитомасса травостоя на контроле в г/м2; спл-лес., котлов. и д.-выбор. - фитомасса травостоя на площадях сплошной, котловинной и добровольно-выборочной рубок в г/м2.

На сплошной и добровольно-выборочной рубке максимум развития травостоя наблюдается на 3-4-й год после рубки (3,0-3,7 т/га), а затем отмечается постепенное уменьшение её запасов, и к 16-летнему возрасту вырубки наблюдается стабилизация этого показателя, т.е. приближение его к контролю. Фитомасса травостоя в абсолютно сухом состоянии под пологом естественных древостоев составила 31…66 г/м2, на участке добровольно-выборочной рубки - 32…48 г/м2, на котловинах 1-2-го приемов рубки – 82…260 г/м2. Промежуточное положение занимает сплошная вырубка 1973 года - 33…г/м2. Кривые накопления фитомассы в течение вегетационного периода имеют максимумы: в окнах котловинной рубки и на сплошной вырубке - в середине вегетации, под пологом леса и на площади добровольно-выборочной рубки - к концу вегетации.

Фитомасса травостоя г/кв.м В течение последних 10 лет различия по фитомассе травостоя между молодняками 28-33-летнего возраста и насаждения на площади добровольно-выборочных рубок незначительны. Настораживают большие величины фитомассы травостоя в окнах котловинной рубки – в среднем в 4 раза выше, чем под пологом леса, что повидимому, сказывается на процессах лесовосстановления на этих площадях.

Рисунок 32 – Связь фитомассы травостоя на вырубках и на контроле На рисунке 32 показаны зависимости максимальных за вегетацию величин фитомассы травостоя на площадях опытных рубок от возраста рубок. Установлено, что эти зависимости имеют нелинейный вид, практически параллельны друг другу, имеют максимум в 4-5-летнем возрасте вырубок, и в 17-20-летнем возрасте устойчивую тенденцию к стабилизации. При этом способ рубки оказывает существенное влияние на процесс восстановления развития травяного покрова под пологом леса. Если для площадей рубок сплошнолесосечной и добровольно-выборочной в возрасте 15 лет и старше фитомасса травостоя практически одинакова с контролем, то для группово-постепенной (котловинной) рубки различия в 4 и более раз наблюдаются практически к 30-летнему возрасту.

4,3,3,2,2,1,1,0,0,15.04. 15.05. 30.06. 15.10. 30.10.

сплош.-лесос. котловин. добр.-выбор.

Рис. 33. Сезонная динамика фитомассы травостоя на площадях рубок ЛГС "Аибга" в долях от контроля (усредненные многолетние данные) от контроля Фитомасса травостоя в долях Анализ динамики относительных величин фитомассы травостоя (отношение к контролю) показывает, что эти значения изменяются во времени (по годам) по закономерности, описываемой уравнением Риккера: Y = a X e -bX (66) При этом максимум кривой накопления фитомассы на сплошных вырубках и в котловинах наблюдается на 5-7-й год после их проведения. Расчет дает следующее соотношение максимумов фитомассы в среднем за все годы наблюдений на площадях сплошнолесосечной, котловинной и добровольно-выборочной рубок в сравнении с контролем: 3,5 : 3,9 : 1,4 : 1. На рис. 33 показаны усредненные за 25-летний период кривые сезонной динамики фитомассы травостоя.

Выводы. При выполнении анализа полученных ранее многолетних материалов мониторинга лесных экосистем получены математические (аналитические и графические) зависимости, характеризующие динамику отдельных элементов экологических систем на площадях опытных рубок. Так, в буковых насаждениях при анализе динамики индексов изменения склонового стока на водосборах с опытными рубками установлено, что к 26летнему сроку наблюдений после проведения сплошных и котловинных рубок имеется некоторая тенденция уменьшения склонового стока до значений, близких к 1,0.

Анализ одного из важнейших показателей лесных экосистем – листовой поверхности, являющейся основным инструментом накопления фитомассы древостоя, показал, что как способ рубки, так и условия увлажнения и теплового обеспечения вегетационного периода влияет на динамику этого показателя в многолетнем разрезе.

Полученные по результатам 30-летних исследований зависимости максимальных за вегетацию величин фитомассы травостоя на площадях опытных рубок от возраста рубок имеют нелинейный вид, практически параллельны друг другу, имеют максимум в 45-летнем возрасте вырубок, и устойчивую тенденцию к стабилизации - в 17-20-летнем возрасте. При этом способ рубки оказывает существенное влияние на процесс восстановления развития травяного покрова под пологом леса. Если для площадей рубок сплошнолесосечной и добровольно-выборочной в возрасте 15 лет и старше фитомасса травостоя практически одинакова с контролем, то для группово-постепенной (котловинной) рубки различия в 4 и более раз наблюдаются практически к 30-летнему возрасту. Таким образом, масса травянистой растительности в буковых насаждениях зависит от способа и интенсивности рубок главного пользования. Она по всем способам опытных рубок и на контроле возрастает в первую половину вегетационного периода. С увеличением возраста древостоев, запаса, полноты и числа деревьев, на площадях рубок происходит снижение фитомассы до первоначального количества.



Влияние рубок леса на динамику снежного покрова в букняках Высота снежного покрова и запасы воды в снеге обусловлены температурным режимом и солнечной радиацией в лесу и на вырубках. Более интенсивное уплотнение свежевыпавшего снега в лесу происходит как за счет более высокой температуры снегового покрова, прогреваемого стволами деревьев, так и из-за осыпания снега, задержанного кронами деревьев.

Параллельными снегосъемками на вырубке и под пологом нетронутых насаждений установлено, что динамика накопления снегозапасов и их расходования значительно различается. Зависимость между средними высотами снежного покрова на вырубке и под пологом леса по данным маршрутных съемок выглядит следующим образом:

hл = 0,83 • hв -13, r= 0,95 ± 0,02 (67) где hл - высота снега в лесу, см; hв - высота снега на вырубке, см; r - коэффициент корреляции.

В среднем на вырубке снежный покров выше, чем под пологом леса, в 1,3…1,8 раза. На рис. 34 и 35 показано сравнение высоты и плотности снега на вырубке и в лесу.

Плотность свежевыпавшего снега (при величинах около 0,2 г/см3) в лесу на 25 % больше, чем на вырубке. С увеличением плотности до 0,5 г/см3 разница эта практически исчезает:

Рл = 0,88 • Рв + 0,06, r= 0,91 ± 0,03 (68) Hл = 1,076 Hв + 22,R = 0,0 50 100 150 Высота снега на вырубке, см Рис. 34. Связь средней высоты снежного покрова в лесу и на сплошной вырубке (по данным ЛГС “Аибга”) Более интенсивное уплотнение свежевыпавшего снега в лесу происходит как за счет более высокой температуры снежного покрова под пологом леса, так и за счет опадения снега из крон деревьев при снегопадах. В начале снеготаяния запасы воды в снеге на вырубках (Sв) незначительно отличаются от запасов под пологом леса (Sл):

Sл = 0,93 • Sв -12 r = 0,94 ± 0,02 (69) При интенсивном снеготаянии во второй половине зимы разница во влагозапасах значительно больше (в 1,8…2,0 раза):

Sл = 0,80 • Sв - 49 r = 0,92 ± 0,02 (70) В молодняках даже 10-летнего возраста различия в режиме снеготаяния на вырубках и в лесу сглаживаются. Наиболее длительным прослеживается процесс схода снега в окнах котловинной рубки. В связи с особенностями теплового режима снежного покрова в лесу, а также перехвата части твердых осадков кронами деревьев, на вырубке и в котловинах снег имеет большую высоту и меньшую плотность, чем под пологом леса. Указанные особенности снегонакопления существенно влияют на запасы воды, аккумулируемые снежным покровом на вырубке и под пологом леса.

0,Gл = 0,918 Gв 0,R = 0,0,0,0,0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,Вырубка, г/смРис. 35. Связь средней плотности снежного покрова в лесу и на сплошной вырубке (по данным ЛГС “Аибга” Так, в начале снегонакопления (для свежевыпавшего снега) разница в запасах воды невелика - на 10-20% выше на вырубке, чем в лесу:

Wл = 0,93 • Wв - 12, r = 0,94 ± 0,02 (71) Здесь: Wл - запас воды в снеге в лесу в мм, а Wв - запас воды в снежном покрове на сплошной вырубке, мм.

Со второй половины зимы, когда наблюдается интенсивное снеготаяние (после максимума накопления запасов воды в снеге), разница между вырубкой и лесом значительно больше:

Wл = 0,80 • Wв - 49, r = 0,92 ± 0,03 (72) В начале снеготаяния запасы воды в снеге на вырубке в 1,4 раза, а к концу снеготаяния - в 1,8…2,0 раза больше, чем в лесу. В лесу снег сходит на 5…8 дней раньше, чем на вырубках. В окнах котловинной рубки связь влагозапасов в снежном покрове с контрольным лесным участком характеризуется зависимостью:

Wв = 0,95• Wк - 2, r = 0,93 ± 0,03 (73) В среднем запасы воды в снежном покрове в окнах котловинной рубки на 5% выше, чем на вырубке.

По результатам приведенных данных, в условиях Причерноморья под пологом леса снег тает более равномерно. Интенсивность снеготаяния здесь в начале весны в лесу выше, чем на вырубках, а к концу разрушения снегового покрова - ниже почти в 2 раза. Расчеты показывают, что при больших снегозапасах весеннее снеготаяние на вырубках и в котловинах может давать до 30 мм осадков ежесуточно в течение 20 дней и более. Такое интенсивное и продолжительное поступление воды в речную сеть создает условия для формирования половодной волны и бурного развития эрозионных процессов в бассейнах рек. При накладке на половодную волну дождевых паводков образуются катастрофичеВ лесу, г/смские наводнения, приносящие исключительный вред хозяйству региона.

По наблюдениям за снежным покровом в последние годы (например, в зимы 19891991 гг.) максимумы высоты снега отмечены: в молодняках 18-летнего возраста - 99 см; в окнах котловинной рубки - 91 см; на площади добровольно-выборочной рубки - 70 см; на контроле - 71 см (при запасе воды в снеге соответственно 210, 201, 154 и 153 мм).

Использование снежного покрова как регулятора стока горных рек, представляет важную задачу с точки зрения установления оптимального водного режима региона. В свете этого особое значение приобретает положительное влияние лесной растительности на процессы снегонакопления и снеготаяния. Регулирующая роль леса в отношении зимних осадков эффективно сказывается также на качестве речного стока. Благодаря влиянию леса в холодное время года более равномерно пополняются запасы грунтовых вод на водосборах, а также уменьшается весенняя паводочная волна.





Влияние рубок на испарение влаги с почвы Режим испарения с почвы определяется поступлением солнечной радиации на поверхность почвы и ее увлажненностью. Интенсивность испарения с почвы на вырубке значительно превышает испарение в нетронутом лесу: в 2,4 раза - весной, и в 3…6 раз летом. После изреживания древостоев в результате выборочной рубки (с выборкой около 40 % по запасу) интенсивность испарения увеличивается в условиях одинаковой экспозиции в 1,5…3,5 раза по сравнению с нетронутым лесом. Разница в интенсивности испарения под пологом леса и на вырубках тем больше, чем выше приток прямой солнечной радиации. В отдельные солнечные дни испарение на открытом месте в 8,8 раза превышает испарение под кронами.

Средние величины испарения с почвы за 15-летний период наблюдений составляют 290 мм на вырубке и 116 мм в лесу, т.е. испарение на вырубке в 2,0…2,5 раза больше, чем в лесу. В последнее пятилетие испарение в лесу и на вырубках несколько повысилось (325 мм на вырубке и 161 в лесу), хотя соотношение интенсивности испарения осталось прежним. Вычитанием из величин суммарного испарения месячных сумм испарения с поверхности почвы и транспирации травянистой растительностью получены значения транспирации сомкнутым буковым древостоем: в среднем за период 1965 -1979 гг. - 290 мм, за последнее пятилетие - 334 мм.

Влияние рубок на транспирация травянисто-кустарничковы м покровом Транспирацию травянисто-кустарничковым покровом изучали на водосборах ЛГС “ Аибга” на вырубках и под пологом не тронутого рубкой леса. Методика определения транспирационных расходов влаги состояла в следующем: растение выкапывали с комом земли и корневой системой, помещали в полиэтиленовый пакет, который плотно завязывали у коней шейки. В таком виде растение взвешивали и выставляли для экспонирования на место, откуда оно было выкопано; после 3-4 часовой экспозиции его также взвешивали.

В отработанных образцах растение срезали, взвешивали и отбирали средние образцы для определения влажности травостоя. Одновременно с измерениями интенсивности транспирации измеряли температуру и влажность воздуха, температуру почвы, скорость ветра и освещенность.

Установлено, что транспирация зависит от вида растений, влагообеспеченности, а также от факторов погоды (температуры и влажности воздуха, скорости ветра, приходящей солнечной радиации и др.). Транспирационные расходы определяли для трех основных для букняков видов травянисто-кустарничковой растительности: ежевики, трахистемона и папоротника. Остальные виды (которых наблюдается не более 5%) условно отнесены к ближайшим сходным по строению. За весь период исследований для каждого вида травостоя были получены ряды наблюдений с числом членов от 120 до 150. Каждый из членов рядов представлял собой осредненное значение интенсивности транспирации из пяти наблюдений. По этим данным определены уравнения множественной регрессии:

для ежевики у = 0,56х1 - 0,84х2 + 9,5х3 + 0,29х4 - 4,9; (74) для трахистемона у = 0,92х1 - 0,61х2 + 6,6х3 + 0,55х4 - 7,3; (75) для папоротника у = 1,34х1 - 0,66х2 + 5,7х3 + 12,4, (76) где х1 - температура воздуха на высоте 2 м, 0 С; х2 - дефицит влажности воздуха, гПа; х3 - скорость ветра на высоте 2 м, м/с; х4 - освещенность, тыс. лк; у - интенсивность транспирации травостоем, г/(кг • мин).

Теснота связи оценивается коэффициентами множественной корреляции: для уравнения (74) - R = 0,73 ± 0,04 ; для уравнения (75) -R= 0,67 ± 0,05 ; для уравнения (76) - R= 0,61 ± 0,06.

Анализ приведенных зависимостей показывает, что для растений с большой листовой пластинкой на интенсивность транспирации наибольшее влияние оказывают освещенность и скорость ветра (так, для трахистемона частные коэффициенты корреляции равны соответственно 0,62 и 0,51). Для растений со сложной листовой поверхностью наибольшее влияние оказывает температура воздуха (так, для папоротника частный коэффициент корреляции равен 0,53). В среднем интенсивность транспирации для различных видов травянистых растений различна при примерно одинаковых условиях. Поэтому объединить по интенсивности транспирации можно лишь два вида - ежевику и папоротник.

Аналогичные значения для трахистемона в среднем в 2 раза выше. Отмечено очень большое варьирование интенсивности транспирации: коэффициенты вариации для всех рядов наблюдений достигают 0,54 - 0,80.

Уравнения множественной корреляции (74)…(76) для практических расчетов неприменимы из-за отсутствия регулярных наблюдений за освещенностью и скоростью ветра. Графический и аналитический анализ позволил установить зависимости интенсивности транспирации It, осредненной за светлую часть суток, от средней температуры воздуха t, для трахистемона и ежевики с папоротником. Аналитические выражения зависимостей для трахистемона и ежевики с папоротником имеют вид:

для трахистемона Iт = 36,9 • ln t - 89,6; = 0,45; (77) для ежевики и папоротника Iт = 20,1 • ln t - 49; = 59; (78) Для определения суммарных за вегетационный период величин транспирации использованы кривые динамики накопления фитомассы травостоя. Учитывая различную долю участия отдельных видов в общей массе, было принято их разделение аналогично процентному покрытию по площади: на сплошной вырубке покрытие ежевики и папоротника - 71 %, трахистемона - 29%; в окне котловинной рубки - соответственно 63 и 37%; на площади добровольно-выборочной рубки - 58 и 42%; под пологом нетронутого рубкой леса - 59 и 41 %. В табл. 29 приведены результаты расчета транспирации всем травостоем на площадях рубок за 1974-1982 гг.

Pages:     | 1 |   ...   | 24 | 25 || 27 | 28 |   ...   | 45 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.