Межрегиональный конкурс
проектных и исследовательских работ учащихся
«ОТКРЫТИЕ»
Секция: Естественные науки (биология, экология)
Тема: «Зависимость состояния лесных культур от технологии их создания».
Авторы работы: ,
ученица 10 класса МОУ «Микулинская гимназия»,
,
ученица 10 класса МОУ «Микулинская гимназия».
Руководитель: ,
учитель биологии, МОУ «Микулинская гимназия»
2017
Аннотация
В исследовательской работе рассматривается проблема лесовосстановления. Актуальный вопрос: «Как же возобновлять лес наиболее эффективно и наименее затратно?» авторы ставят перед началом работы и выдвигают гипотезу, что состояние леса зависит от многих условий, но одно из главных – технология создания лесных культур. Это комплекс мероприятий, включающий в себя предпосадочную подготовку почвы и непосредственно посадку саженцев в грунт.
Цель работы: выяснить, какой из способов создания лесных культур является наиболее эффективным. Авторы исследуют состояние лесных насаждений, созданных более 20 лет назад разными способами, и приходят к выводу, что одни и те же лесные культуры, посаженные разными способами, отличаются таксационными характеристиками (диаметр, годовой прирост, и т. д.). Результаты исследования могут быть полезны не только членам школьного лесничества, но и работникам лесного хозяйства, озеленителям, ландшафтным дизайнерам и др.
Содержание
Введение
Выбор темы и её актуальность
I. Глава. Литературный обзор
II. Глава. Исследования по теме.
III. Заключение
Выводы и рекомендации
IV. Приложения
Введение
Лес – один из основных типов растительного покрова Земли. Лес оказывает огромное влияние на окружающую среду. Значение леса в жизни каждого человека разносторонне и неоценимо велико.
Нам как членам школьного лесничества и постоянным участникам посадок леса стало интересно, от чего зависит выбор технологии создания лесных культур и как это отражается на последующем росте и развитии деревьев.
Мы выдвинули гипотезу, что состояние леса зависит от многих условий, но одно из главных – технология создания лесных культур. Это комплекс мероприятий, включающий в себя предпосадочную подготовку почвы и непосредственно посадку саженцев в грунт.
Практическая значимость. С каждым годом возрастает интерес человека к лесу. В Подмосковье леса не вырубаются для использования древесины, но объектами сбора становятся грибы, ягоды, орехи, лекарственные и красивоцветущие растения. Лес является местом отдыха: пикников, пеших прогулок, экскурсий. Для учащихся гимназии лес – это исследовательская лаборатория, место взаимодействия с живой природой. Как же возобновлять лес наиболее эффективно и наименее затратно? Этот актуальный вопрос мы поставили перед собой до начала работы. Кроме того, мы узнали, что в Микулинском лесничестве, единственном в Московской области, имелся опыт посадки лесных культур площадками.
Цель: выяснить, какой из способов создания лесных культур является наиболее эффективным.
Задачи:
1. Изучить теоретические основы посадки лесных культур.
2. Проанализировать фактическое состояние лесных культур на площадях с разными способами посадки.
Методы исследования:
1. Изучение источников по данной теме.
2. Сбор данных на местности.
3. Интервью с инженером лесного хозяйства.
4. Анализ результатов.
Методика:
1. Закладка пробных площадок в трех биотопах (18 площадок площадью 100 кв. м каждая).
2. Описание древесной растительности на каждой площадке с оценкой состояния.
3. Анализ полученных результатов.
4. Формулировка выводов и выработка рекомендаций
Оборудование:
Рулетка, компас, колышки, мерная вилка.
Объект исследования: лесные культуры, посаженные разными способами.
Предмет исследования: состояние насаждений.
Сроки выполнения работы: август-сентябрь 2016 года.
Глава I
Литературный обзор
Теоретические основы обработки почвы и посадки лесных культур.
Общая цель обработки почвы сводится к улучшению ее физических свойств, водного и теплового режима, водного и минерального питания культур, активизации деятельности микроорганизмов в почве и устранению вредного влияния на культуры травянистой растительности.
Основная категория лесокультурных площадей – вырубки – характеризуется большим количеством пней¸ захламленностью¸ нарушенностью поверхностного слоя почвы¸ ясно выраженным микрорельефом в виде микроповышений и бессточных микрозападин. Вот почему обработка почвы под лесные культуры должна быть строго зональной, обусловленной конкретными естественноисторическими условиями – типами условий местопроизрастания, состоянием и происхождением лесокультурных площадей, биоэкологическими свойствами выращиваемых древесных пород. Она должна обеспечивать выращивание устойчивых и высокопродуктивных насаждений с наименьшими затратами труда и средств.
В принципе не только каждой лесорастительной зоне¸ но и каждому типу условий местопроизрастания в пределах лесорастительных зон теоретически должна соответствовать своя агротехника создания и выращивания лесных культур¸ в том числе и своя обработка почвы.
Обработка почвы под лесные культуры – это механическая, химическая или термическая обработка почвы на всей лесокультурной площади или ее части, обеспечивающая благоприятные условия для роста культивируемых растений.
Основной и наиболее распространенной сегодня является механическая обработка почвы путем воздействия на нее рабочими органами машин и орудий. Как правило, различным способам механической обработки почвы под лесные культуры в зависимости от конкретных естественноисторических условий должна предшествовать подготовка лесокультурной площади, т. е. создание необходимых условий для обработки почвы и последующих агротехнических уходов. Для этого производится расчистка лесокультурной площади - удаление порубочных остатков, мелких пней, валежа, нежелательной древесной растительности и камней, спиливание или корчевка пней и вычесывание корней. Иногда требуется планировка, заравнивание ям, предварительное сельскохозяйственное пользование, осушение или обводнение.
Сплошная обработка почвы под лесные культуры обычно практикуется в лесостепных и степных засушливых районах юга и юго-востока, особенно при защитном лесоразведении. Основная задача сплошной обработки почвы – сохранение и накопление влаги, борьба с сорняками.
В лесной зоне сплошная обработка почвы под лесные культуры может применяться только на открытых площадях, свободных от пней и зарослей молодняка, на пустырях, прогалинах, старых гарях и вырубках со сгнившими пнями, старопахотных землях.
На вырубках сплошная обработка почвы не получила широкого распространения, так как ей должна предшествовать дорогостоящая раскорчевка пней, вычесывание корней, резко снижающие плодородие дерново-подзолистых почв.
Наибольшее распространение получила частичная обработка почв под лесные культуры – полосная, в виде плужных гребней или валов, бороздами, площадками, ямками и террасами. Из всех способов частичной механической обработки почвы чаще других применяется полосная в виде следующих вариантов: а) вспашка полосами на уровне поверхности земли; б) вспашка микроповышений – пластов, гребней или гряд; в) полосная безотвальная вспашка песков на технически возможную глубину.
Во всех вариантах полосного способа почва обрабатывается лишь в пределах предварительно расчищенной на вырубке технологической полосы шириной от 1 до 3 м и более или просто в виде отдельных лент шириной 0,8-1,2 (на песках) с оставлением необрабатываемых полос на вырубках с естественным возобновлением. Фактически вспаханной оказывается от 25 до 50 % общей лесокультурной площади.
Полосным способам обработки на вырубках, как правило, должна предшествовать расчистка и частичная раскорчевка технологических полос для прохода почвообрабатывающих агрегатов. Для удовлетворения светового питания и успешного роста культур в первые годы ширина расчищаемых полос должна быть не менее 2,5-3 м. Кроме удаления оставленной древесины, порубочных остатков, при расчистке технологических проходов на них должны быть также убраны крупные валуны.
При полосной обработке почвы лесными лемешными плугами в виде гребней, пластов и гряд крошение и перемешивание почвы не происходит. Лесные лемешные плуги отрезают пласт в вертикальной плоскости, подрезают его снизу, поднимают, переворачивают, укладывают их рядом с бороздой в опрокинутом виде, т. е. дерниной на дернину. Заделка произрастающей растительности происходит путем перевертывания ее вверх корнями и придавливания ее весом почвы.
При этом образуются два неравноценных лесокультурных места: обедненное микропонижение – дно борозды и обогащенное дренированное микроповышение – пласт в виде сдвоенной дернины и сдвоенного гумусового горизонта. Следовательно, корневая система саженцев находится в сдвоенном горизонте лесной подстилки. Вынесенный при этом на поверхность посадочного места подзолистый горизонт задерживает появление сорняков. Все это благоприятно сказывается на приживаемости и росте лесных культур.
Обработка почвы площадками производилась в прошлом при групповом размещении возобновления или на участках, на которых невозможна обработка почвы полосами или бороздами (крутые склоны, валуны). При этом в зависимости от степени дренированности и плодородия лесных почв площадки могли быть пониженными, на уровне поверхности необработанной площади и повышенными – в виде холмиков.
Размер и количество площадок на единице площади определялся количеством и равномерностью размещения имеющегося или ожидаемого естественного возобновления главных и второстепенных древесных пород, количеством пней, степенью захламленности вырубок, методом создания культур и возрастом используемого лесокультурного посадочного материала. Чем больше количество площадок на единице площади, тем меньше они по размеру. Для приготовления площадок использовали площадкоделатели или бульдозер.
Результативность искусственного восстановления лесов на вырубках зависит от технологии создания лесных культур. В большинстве случаев обработка почвы является решающим условием успешного выращивания лесных культур, особенно их приживаемости, сохранности и роста в первые годы жизни.
Глава II
Исследования по теме
Для анализа нами были выбраны 3 выдела в 28 квартале Микулинского лесничества с различной технологией создания лесных культур:
1. Посадка в пласт при полосной обработке почвы;
2. Посадка площадками;
3. Посадка после сплошной обработки почвы.
Нами было исследовано 18 пробных площадок (100 кв. м каждая) в этих биотопах (Приложение 1). Также мы взяли интервью у Тимешова Юрия Сергеевича - Заслуженного лесовода РФ, лесничего Микулинского лесничества с 1979 по 2008 гг. (Приложение 2). Результаты по каждому участку мы оформили в виде сводных таблиц.
Сводная таблица оценки состояния лесных культур при посадке в пласт.
Дата исследований: 29-31.08.2016.
Географическое положение: 1 км на юго-восток от с. Микулино. 28 квартал Микулинского участкового лесничества.
Общий характер рельефа: равнинный.
Почвы: дерново-подзолистые.
Возраст насаждений - 22 года.
Вид | Количество деревьев на площадке | Средний диаметр ствола, см | Состояние | Примечания |
Ель | 28 | 5 | Хорошее, годовой прирост 40-50 см, цвет – темно-зеленый | Естественное возобновление ели (4-6 штук на площадке). |
Сосна | 2 | 2 | Хорошее | |
Береза | 4 | 7 | Хорошее | |
Осина | 12 | 9 | Хорошее | |
Подлесок | ||||
Калина | 0, 3 | - | Хорошее | |
Рябина | 4 | 2 | Хорошее | |
Жимолость обыкновенная | 0,2 | - | Хорошее | |
Ива козья | 0,5 | 2,5 | Хорошее |
На обследованных площадках производились рубки ухода (вырубались осина и береза, оставлялись ель и сосна). В настоящее время сформирована смешанная культура с преобладанием ели и осины. Общее количество древесных и кустарниковых пород – 7. Среднее количество деревьев – 46. Состояние - хорошее. Присутствует естественное возобновление ели. Однако данный участок требует дополнительного ухода за составом (осина перерастает ель).
Сводная таблица оценки состояния лесных культур при посадке площадками.
Дата исследований: 01.09.2016.
Географическое положение: 1,5 км на юго-восток от с. Микулино. 28 квартал Микулинского участкового лесничества.
Общий характер рельефа: равнинный.
Почвы: дерново-подзолистые.
Возраст насаждений - 20 лет.
Вид | Количество деревьев на площадке | Средний диаметр ствола | Состояние | Примечания |
Ель | 34 | 5 | Хорошее, годовой прирост 50-60 см, цвет – темно-зеленый | |
Сосна | 6 | 3 | Хорошее | |
Береза | 5 | 3 | Хорошее | |
Осина | 2 | 1 | Хорошее | Присутствуют следы объедания лосями |
Подлесок | ||||
Калина | 0,2 | - | Хорошее | |
Рябина | 7 | 1,5 | Хорошее | |
Ольха серая | 2 | 2 | Хорошее | |
Крыжовник | 0,2 | - | Хорошее |
На обследованных площадках производился уход осветления (в радиусе 2 м вокруг площадок). В настоящее время сформированы биогруппы с преобладанием ели и сосны. Общее количество древесных и кустарниковых пород – 8. Среднее количество деревьев – 47. Состояние – хорошее. Присутствует естественное возобновление ели и сосны.
Сводная таблица оценки состояния лесных культур при посадке после сплошной обработки почвы.
Дата исследований: 03.09.2016.
Географическое положение: 2 км на юго-восток от с. Микулино. 28 квартал Микулинского участкового лесничества.
Общий характер рельефа: равнинный.
Почвы: дерново-подзолистые.
Возраст насаждений - 30 лет.
Вид | Количество деревьев на площадке | Средний диаметр ствола, см | Состояние | Примечания |
Ель | 49 | 4 | Угнетенное, неудовлетворительное, годовой прирост менее 10 см. | До половины ствола снизу с сухими ветвями. Максимальный диаметр – 15 см. – у деревьев по краю выдела |
Сосна | 9 | 16 | Удовлетворительное | Максимальный диаметр по краю выдела – 23 см. |
Береза | 8 | 4 | Удовлетворительное | |
Подлесок | - | - | - | Отсутствует |
На обследованных площадках производился уход культиватором КЛБ-1,7 в течение 3 лет. Площадь после завершения агроуходов обсеменилась сосной обыкновенной в массовом порядке. В результате состояние ели угнетенное. Она оказалась во втором ярусе и ее ждет полномасштабная гибель. Усыхание ели повышает пожароопасность данных участков. Общее количество древесных и кустарниковых пород – 3. Среднее количество деревьев – 67. Состояние – неудовлетворительное. В перспективе: к моменту спелости насаждение будет чисто сосновым.
Глава III
Заключение
Сравнивая полученные результаты, мы видим, что:
· Из применяемых в разные годы способов посадки наиболее результативным оказался способ посадки площадками. Приживаемость составляет более 90%, формируются устойчивые смешанные биогруппы, способные противостоять ветровалам. Технология создания площадок значительно облегчает уход за ними в дальнейшем.
· Посадка в пласт тоже хорошо подходит для нашей местности. Приживаемость составляет более 80%. Видовое разнообразие высокое. Присутствует естественное возобновление.
· Посадка лесных культур после сплошной обработки почвы не оправдала себя в нашей местности. Большие затраты и неудовлетворительный результат.
Вывод: Применяемая в настоящее время полосная посадка дает хорошие результаты. Несмотря на то, что посадка площадками не применяется в настоящее время, не стоит полностью отказываться от нее. Такую технологию можно рассматривать как вариант создания лесных культур на отдельных участках, где другие способы не эффективны.
Источники
www. forest. ru www. lesnyk. ru www. mylect. ru www. nasledie. ru www. wood. ru
Мы изучаем лес. М.: Центр «Экология и образование», 1993
Интервью с Тимешовым Юрием Сергеевичем, Заслуженным лесоводом РФ, лесничим Микулинского лесничества с 1979 по 2008 гг.
Вопрос. Какие технологии создания лесных культур применялись в Микулинском лесничестве за годы Вашей работы?
Ответ. Посадка в пласт, площадками и на раскорчевке.
Вопрос. Какой из этих способов наиболее популярен?
Ответ. Посадка в пласт долгое время являлась единственным способом. Пласт является обогащенным дренированным микроповышением в виде сдвоенной дернины и сдвоенного гумусового горизонта. Саженцы высаживаются в боковину гребня. В первые годы корни усваивают питательные вещества из этого двойного слоя. Такие посадки характеризуются хорошей приживаемостью. В дальнейшем они требуют ухода за составом. Из недостатков можно отметить следующий: корень развивается в сторону обилия питательных веществ. При посадке в боковину гребня корень становится однобоким, деревья могут страдать от ветровалов.
Вопрос. Как чувствуют себя сейчас двадцатилетние посадки?
Ответ. В целом их состояние хорошее, сформировалась смешанная культура. Это особенно важно при распространении вредителей, а также снижает вероятность лесных пожаров. Приживаемость культур более 80%. Это хороший показатель. В перспективе это – смешанные насаждения. Однако уход за составом не надо прекращать до 40 лет. Иначе более быстрорастущие лиственные деревья, такие, как осина, перерастут ель, и она уйдет под полог, во второй ярус.
Вопрос. Почему посадка площадками в Московской области была опробована только в Микулинском лесничестве?
Ответ. Это эффективный способ. Я видел, как это делается на Алтае и решил попробовать у нас. Для работы мы использовали трактор ТДТ-55. Трактор заглублял лопату, формировал микроповышения (примерно 2*2 метра), культуры сажались в плодородный верхний слой (6-8 елей). Между площадками, там, где плодородный слой снят, растительности не было в течение 5 лет. Это значительно облегчало уход за посадками. Проводился уход осветления.
Вопрос. В чем преимущества такого способа посадки?
Ответ. Способ дешевый, используется мало техники (только ТДТ-55), создается биогруппа (не страшен ветер), содействие естественному возобновлению.
Вопрос. Какова площадь насаждений, посаженных таким способом в Микулинском лесничестве?
Ответ. Около 100 га.
Вопрос. Оцените состояние двадцатилетних посадок.
Ответ. Состояние хорошее. Приживаемость более 90%. Сформированы биогруппы. Происходит естественное возобновление.
Вопрос. Третий способ, который Вы упомянули, – это посадка на раскорчевке. Как это было на практике?
Ответ. Такой способ применялся до конца 80-х годов. Потом его перестали применять по причине отсутствия бюджетного финансирования.
Вопрос. Как производились такие посадки?
Ответ. Площадь полностью очищалась, пни выкорчевывались, сдвигались валы. Производилась вспашка плантажным плугом, нарезка микроповышений культиватором КЛБ-1,7. После этого производилась механизированная посадка ЛМД. В последующие 3 года производился уход культиватором КЛБ-1,7.
Вопрос. Каковы недостатки такого способа?
Ответ. Нерационально дорого.
Вопрос. А как чувствуют себя посадки сейчас?
Ответ. Площадь после завершения агроуходов обсеменилась сосной обыкновенной в массовом порядке. В результате состояние ели угнетенное, неудовлетворительное. Она оказалась во втором ярусе и ее ждет полномасштабная гибель. Усыхание ели повышает пожароопасность данных участков. В перспективе: к моменту спелости насаждение будет чисто сосновым.
Вопрос. Какой способ посадки Вы бы посоветовали применять в нашей местности, опираясь на такой большой опыт работы?
Ответ. Это зависит от разных факторов. Например, на суглинистых почвах сажать не надо – лишние затраты. Пусть там возобновляются лиственные породы. А на супесчаных почвах лучше сажать площадками.
Дата интервью: 02.09.2016. Подпись интервьюируемого ________________
