Научный архив: статьи

Представлен анализ перспектив применения золоотвалов в целях создания карбоновых ферм, ориентированных на долговременное депонирование углерода и выращивание сосновой древесины. Приведена характеристика искусственных сосновых насаждений, созданных на рекультивированном золоотвале № 1 Рефтинской ГРЭС. Описаны особенности технологии рекультивации и проведенных лесоводственных мероприятий, включая процесс нанесения слоя почвогрунта и организации ухода за культурами в первые годы после посадки, что имеет ключевое значение для их успешного роста. Представлена схема размещения постоянных пробных площадей, обеспечившая возможность получения надежных данных о росте древостоев по запасу. Установлена динамика накопления депонированного углерода в биомассе сосновых древостоев. Оценена суммарная величина запаса углерода, формируемого сосновыми насаждениями на всей площади золоотвала (11,8 тыс. т). Установлено, что сосновые насаждения в надземной фитомассе к 30-летнему возрасту накапливают в древесине 107 т/га углерода при запасе древесины 290 м3/га. Выявлено, что среднегодовой прирост древесины в сосняках на золоотвале составляет 9,7 м3/га, что существенно превышает показатели естественных сосновых насаждений на сопредельных территориях. Рассмотрены особенности противопожарного устройства карбоновой фермы на золоотвале и обоснована неприемлемость устройства минерализованных полос. Изложены предложения по снижению пожарной опасности, включая прикатывание травы, обязательную обрезку нижних сучьев и организацию оперативного контроля за состоянием растительного покрова. Сделан вывод о высокой перспективности техногенных ландшафтов для решения задач климатической политики и развития лесных проектов по депонированию углерода.

Проанализированы последствия проведения чересполосных постепенных рубок в спелых и перестойных производных березняках с использованием валочно-пакетирующей машины ЛП-19. Установлено, что оставленные на доращивание после первого приема двухприемной чересполосной постепенной рубки полосы березового древостоя шириной 10…15 м не повреждаются ветром, а за счет бокового освещения в них формируется второй ярус из подроста ели и пихты. Показано, что по причине высокой доли волоков и уничтожения в процессе первого приема чересполосной постепенной рубки хвойного подроста предварительной генерации на вырубленных полосах формируются лиственные молодняки. Рекомендуется при проведении чересполосной постепенной рубки отдавать предпочтение традиционным технологиям проведения лесосечных работ, а при использовании валочно-пакетирующей машины ЛП-19 рубки проводить в зимний период с целью минимизации негативного воздействия на почву и максимального сохранения хвойного подроста. Соблюдение указанных рекомендаций позволит переформировывать спелые и перестойные производные березовые насаждения в коренные хвойные, не прибегая к искусственному лесовосстановлению.

Представлены результаты изучения приживаемости и роста несомкнувшихся культур сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L), созданных посадочным материалом с закрытой и открытой корневыми системами. Установлено, что в условиях типа леса сухой бор пологих всхолмлений приживаемость лесных культур, созданных различным посадочным материалом, статистически не различается. Зафиксировано, что в условиях района исследований лесные культуры многократно дополняются, а это приводит к переносу сроков отнесения несомкнувшихся лесных культур к землям, на которых расположены леса. Построены графики хода роста деревьев искусственного и естественного происхождения, произрастающих на исследуемых участках. Указано, что до восьмилетнего возраста лесные культуры отстают по высоте от деревьев естественного происхождения, однако в более старшем возрасте опережают их по данному показателю. Выявлено, что на семи из одиннадцати участков несомкнувшихся лесных культур самосев сосны отсутствует, на трех участках его количество не превышает 45 шт./га, и только на участке, примыкающем к стенам леса, количество самосева составляет 1,5 тыс. шт./га. Определены средние диаметры крон и текущие приросты по высоте деревьев сосны различного происхождения. Рекомендуется увеличить густоту посадки лесных культур до 5-6 тыс. шт./га, так как густота посадки от 2,0 до 4,4 тыс. шт./га не позволяет обеспечить через шесть лет после посадки густоту деревьев сосны обыкновенной более 2,5 тыс. шт./га, а также отказаться от использования сеянцев с закрытой корневой системой в степной зоне Алтайского края в пользу сеянцев с открытой корневой системой.

Приведены данные о распространении березовых насаждений по территории областей Республики Казахстан, а также представленность их в лесных фондах Республики Беларусь и Российской Федерации. Определено, что из выделенных в настоящее время 83 видов берез в Республике Казахстан естественно произрастают и формируют насаждения два вида: береза повислая ( Betula pendula Roth) и береза пушистая ( B. Pubescens Ehrh.). Данные виды не только формируют естественные насаждения, но и активно используются при озеленении, агролесомелирации, лесовосстановлении и лесоразведении. Изучены перспективность и таксационные показатели 11 таксонов рода Береза ( Betula L.), произрастающих в арборетуме Казахского научно-исследовательского института лесного хозяйства и агролесомелиорации им. А. Н. Букейхана (КазНИИЛХА). Установлено, что наиболее перспективными для интродукции на территории Северного Казахстана являются береза карельская ( B. Pendula Roth vor. carelica (Mercklin) Hämet Ahti) и береза плосколистная ( B. platyphylla Sukaczev.), которые превосходят по высоте и диаметру другие таксоны, в том числе местные. Изложено мнение о перспективности для искусственного лесоразведения и лесовосстановления березы повислой (форма чернокорая ( B. Pendula Roth) и березы маньчжурской ( B. mandshurica (Regel.) Nakai), несмотря на некоторые отставание по высоте. Рекомендуются для озеленения береза Келлера ( B. Kelleriana Sukacz.), береза даурская ( B. dahurica Pall.) и береза Эрмана ( B. ermanii Cham.).

Приведены результаты исследования влияния орографических факторов на запасы ягодных кустарничков в подзоне северной тайги в пределах Свердловской области, произрастающих на горных склонах различных экспозиций в диапазоне абсолютных высот 650…850 м н. у. м. Выявлены три вида ягодных кустарничков: черника обыкновенная Vaccinium myrtillus L., брусника обыкновенная Vaccínium vítis-idaea L. и голубика обыкновенная Vaccinium uliginosum L, их проективное покрытие составляет от 2 до 18 %. Установлена дифференциация запасов дикорастущих ягод на склонах по градиенту высот и экспозиции. Показано, что черника является преобладающим видом на нижних и средних частях склонов примерно до высотной отметки в 800 м. н. у. м, выше чернику замещает голубика. Приводятся результаты корреляционного анализа зависимости проективного покрытия ягодных кустарничков от абсолютной высоты: связь достоверна, графически описывается параболой второго порядка, а теснота варьирует от слабой до сильной на различных склонах. Показано, что по мере увеличения высот с 650 до 750 м н. у. м. на южном и северном склонах проективное покрытие снижается, затем постепенно восстанавливается, практически до исходных значений к высотам 800…850 м н. у. м., в то время как на западном и восточном склонах с увеличением высоты с 650 до 800 м н. у. м. проективное покрытие снижается, а незначительное увеличение наблюдается только после высотной отметки 800 м н. у. м. Установлено, что наибольшим проективным покрытием ягодных кустарничков характеризуется западный склон (3,5…21 %), наименьшим - северный (0,5…7 %). Полученные данные подтверждают важность экспозиции склона и высотного положения в размещении ресурсов дикорастущих ягодных кустарничков.

Проанализированы показатели накопления подроста на вырубках Западно-Сибирского северо-таежного равнинного лесного района. Учет подроста производился на площадках размером 2×2 м в количестве 30 площадок на каждой изучаемой вырубке. Отмечается, что лесовозобновление в районе исследования протекает довольно успешно. В условиях зеленомошно-ягодникового и багульникового-брусничного типов леса в составе подроста встречаются сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.), березы повислая (Betula pendula Roth.) и пушистая (B. рubescens Ehrh.), сосна кедровая сибирская (Pinus sibirica Rupr.), осина (Populus tremula L.), ель сибирская (Picea obovata Ledeb.), лиственница сибирская (Larix sibirica Ledeb.) с доминированием сосны обыкновенной и березы повислой. Высокая доля березы объясняется ежегодным семеношением вида и переносом семян ветром на большие расстояния, а также ее способностью к вегетативному возобновлению. Возобновление хвойных пород сдерживается периодичностью семенных лет, зависанием семян в лесной подстилке и слоевищах мхов. Эти проблемы можно решить минерализацией почвы. Минерализацию лучше сочетать с очисткой лесосек от порубочных остатков. Последние сгребаются бульдозером на трелевочный волок с 2 сторон. В результате перемешивания порубочных остатков с лесной подстилкой и почвой активизируются процессы деструкции древесины и минимизируется пожарная опасность на вырубке, создаются идеальные условия для накопления подроста. Основная площадь между трелевочными волоками (65-70 %) остается без минерализации, поскольку на этой части вырубки в процессе проведения лесосечных работ сохраняется максимальное количество подроста предварительной генерации. В условиях подзоны северной тайги Ханты-Мансийского автономного округа - Югры, где средний прирост древесины составляет 0,6 м3/га, сырьевое значение древостоев уступает место экологическому. Учитывая важную экологическую роль берез повислой и пушистой, целесообразно утвердить их в качестве главных древесных пород. Это позволит ускорить перевод вырубок в покрытые лесной растительностью земли и снизить неоправданно высокую долю площади лесокультурного фонда.

Рассмотрен вопрос получения органоминерального удобрения из бесподстилочного куриного помета. На Среднем Урале сконцентрировано значительное количество крупных птицеводческих предприятий. Объем образования помета составляет около 500 тыс. тонн в год. Продолжительность выдержки помета на специальных площадках на практике составляет 3 и более месяцев, при этом качество перегнившего помета, используемого как удобрения, не всегда соответствует нормативным требованиям. Описанные в литературе методы переработки помета не получили массового распространения в промышленном производстве в силу различных причин. Целью работы является получение удобрений из отходов птицефабрик за счет регулирования состава смеси, способствующее улучшению процесса твердофазной аэробной ферментации. Как следствие, происходит улучшение потребительских свойств продукта ферментации для использования в лесном, сельском хозяйстве. Эксперимент включал отработку режимов аэробной твердофазной ферментации за счет регулирования состава смеси, проверку качества полученных удобрений, проведение испытаний потребительских свойств удобрений в лабораторных и полевых условиях. В ходе эксперимента исследован режим аэробной твердофазной ферментации бесподстилочного куриного помета с различными добавками, определены оптимальные дозировки компонентов ферментируемой смеси. Зола-уноса Рефтинской ГРЭС, содержащая большое число макро- и микроэлементов, оказывает положительное влияние на качество удобрения. Проведены испытания органоминеральных удобрений по санитарно-ветеринарным и агрохимическим показателям. Получены результаты, подтверждающие соответствие продукта стандартам, применяемым к органическим удобрениям. В лабораторных условиях проведена серия экспериментов и получены данные об улучшении морфологических характеристик при выращивании тест-объектов (кресс-салат). Заложены полевые опыты по искусственному лесовосстановлению на рекультивируемом участке отработанного гранитного карьера в Свердловской области. Для проверки качества органоминерального удобрения при выращивании посадочного материала заложены опытные площадки в лесных питомниках. Получены предварительные данные об улучшении оцениваемых на практике показателей саженцев и сеянцев хвойных пород.

На примере искусственных сосновых насаждений, созданных при рекультивации выработанных карьеров глины, проанализирована динамика фракционного состава лесной подстилки в условиях Средне-Уральского таежного лесного района. В основу исследований положен метод пробных площадей. На каждой из 11 пробных площадей закладывалось по 10 учетных площадок размером 0,1×0,1 м. После сбора на учетных площадках живого напочвенного покрова и лесной подстилки они высушивались до воздушно-сухого состояния, а затем лесная подстилка разбиралась по фракциям: шишки, хвоя, ветви, листья, ветошь, труха. После разбора каждая из фракций лесной подстилки высушивалась в сушильных шкафах при температуре 105 ℃ до абсолютно сухого состояния. Установлено, что общая масса живого напочвенного покрова в абсолютно сухом состоянии варьировала от 1 кг/га в 23-летних сосняках до 1050 кг/га в 13-летних. При этом масса лесной подстилки за тот же период увеличилась с 7042 до 28 544 кг/га. Доля разных фракций лесной подстилки существенно меняется с изменением возраста древостоев. Под пологом насаждений до 18 лет фракция шишки отсутствует, а в возрасте 46 лет их масса достигает 7358 кг/га при доле в лесной подстилке 18,8 %. Данные о динамике фитомассы и фракционном составе лесной подстилки могут быть использованы при проектировании и проведении лесоводственных и противопожарных мероприятий.

На примере одного из арендных участков лесного фонда, переданных ООО «Увадрев-холдинг» для заготовки древесины, проанализированы объемы возможной заготовки при проведении сплошнолесосечных и чересполосных постепенных рубок в производных мягколиственных насаждениях. Согласно анализу электронных баз данных лесоустроительных материалов установлено, что из 43 808 га площади арендного участка к эксплуатационным лесам относится 64,2 %. Из покрытых лесной растительностью земель в эксплуатационных лесах, без особо защитных участков, 49,0 % приходится на спелые и перестойные насаждения, среди которых по площади и запасу доминируют березняки - 83,0 и 81,0 % соответственно. Производные березовые и осиновые насаждения сформировались на месте коренных хвойных в наиболее потенциально продуктивных типах леса: липняковых, кисличных, снытьевых, широкотравных. При этом производные насаждения имеют относительную полноту, преимущественно 0,6-0,8. Замена сплошнолесосечных рубок на чересполосные постепенные в производных мягколиственных насаждениях не приведет к сокращению размера пользования лесом. Так, расчетная лесосека при двухприемной чересполосной постепенной рубке по срокам повторяемости 10 лет позволит увеличить расчетную лесосеку на 69,9 % по сравнению с действующей. Кроме того, внедрение выборочных рубок, в частности чересполосных постепенных, позволит своевременно осваивать защитные леса при условии сохранения их защитных функций.

На основании материалов шести пробных площадей, заложенных в 130-140-летних производных насаждениях с участием в составе древостоев до трех единиц сосны кедровой сибирской (Pinus sibirica Du Taur.), сделаны предложения по совершенствованию рубок спелых и перестойных насаждений в Западно-Сибирском среднетаежном равнинном лесном районе Ханты-Мансийского автономного округа - Югры. Установлено, что древостои зеленомошного и зеленомошно-ягодникового типов леса в вышеуказанном возрасте имеют хорошее санитарное состояние и высокую относительную полноту. Последнее позволяет рекомендовать отказаться от сплошнолесосечных рубок, заменив их двумя приемами равномерно-постепенных рубок с оставлением после второго приема древостоя с относительной полнотой не менее 0,5. Указанное обеспечит сохранение устойчивости против ветра оставляемых для дальнейшего выращивания деревьев кедра. Рубки рекомендуется проводить в зимний период по широкопасечной технологии с укладкой порубочных остатков на трелевочные волоки с целью предотвращения повреждения корней у оставляемой части древостоя. Проведение указанных рубок позволит заготовить значительный объем спелой древесины, сохранить экологические функции насаждения и переформировать их в коренные кедровники. Последнему во многом будет способствовать наличие от 1,3 до 4,4 тыс. шт./га подроста кедра в пересчете на крупный. Проведение указанных рубок не противоречит действующим нормативно-правовым документам по рубкам спелых и перестойных насаждений.

Проанализированы количественные и качественные показатели подроста под пологом древостоя в полосах завершающего приема двухприемной чересполосной постепенной рубки. Исследования проводились в производных березовых насаждениях Южно-таежного лесного района европейской части Российской Федерации в пределах Удмуртской Республики. В процессе исследований использован метод пробных площадей. Последние закладывались в полосах древостоя, оставленного на завершающий прием чересполосной постепенной рубки. Ширина полос варьировалась от 10 до 35 м. Установлено, что, несмотря на боковое освещение, под пологом оставленных на доращивание полос древостоя практически отсутствует хвойный подрост сопутствующей генерации. Причина отсутствия хвойного подроста объясняется высокой сомкнутостью полога сложного двухъярусного древостоя. Первый ярус при этом представлен мягколиственными породами с доминированием березы, а второй - елью и пихтой. Основой формирования второго яруса послужили подрост и молодняк указанных пород предварительной генерации. Экспериментально установлено, что лесоводственная эффективность чересполосной постепенной рубки в производных березняках района исследований может быть обеспечена только при наличии под их пологом жизнеспособного подроста ели и пихты предварительной генерации и его сохранении в процессе проведения лесосечных работ. Реализация данного положения обеспечит переформирование производных мягколиственных насаждений в коренные хвойные чересполосной постепенной рубкой, не прибегая к искусственному лесовосстановлению.

Приведены данные анализа современного состояния березовых древостоев лесного парка «Гилевская роща» г. Тюмень, полученные с учетом санитарного состояния, наличия повреждений деревьев и их относительного жизненного состояния. По анализируемым показателям состояние сосняков на всех временных пробных площадях оценивается как ослабленное. Получены данные о том, что усиление рекреационного воздействия приводит к снижению количества здоровых и увеличению доли сильно ослабленных и отмирающих деревьев. Наименьшими диаметрами и объемными показателями по состоянию характеризуются сильно ослабленные и усыхающие деревья. Установлено, что наиболее часто встречаются деревья с механическими повреждениями, суховершинные, деревья с дуплами и плодовыми телами по стволам. На снижение жизненного состояния сосновых древостоев парка «Гилевская роща» существенное влияние оказывает возрастной фактор, по которому древостои характеризуются как перестойные. Усугубляет данный процесс факт длительного использования данных насаждений в целях рекреации - более 50 лет. Для предотвращения деградации насаждений в парке «Гилевская роща», а также повышения устойчивости березняков предложен ряд лесохозяйственных мероприятий, в частности, уборка ослабленных, отстающих в росте деревьев потенциального отпада, а также поврежденных, аварийных и эстетически непривлекательных деревьев в процессе проведения ландшафтных рубок. Заслуживает внимания использование для расширения биологического разнообразия древесных интродуцентов и проведение мероприятий по ограничению перемещения рекреантов, в частности, создание посадок кустарников вдоль тропиночной сети.