Ресурсно-экологический потенциал защитн ых лес ных насаждений на агроландшафт ах белебеевской воз вышенн о сти
На правах рукописи
Рахматуллина Ирина Римилевна
ресурсно-экологический потенциал
защитных лесных насаждений
на агроландшафтах Белебеевской возвышенности
Специальность 03.02.01 – ботаника
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Оренбург 2013
Работа выполнена в Научно-образовательном экологическом центре
ФГБОУ ВПО Башкирский государственный педагогический университет
им. М. Акмуллы.
| Научный руководитель: | доктор биологических наук, доцент Хисамов Раиль Рауфович |
| Официальные оппоненты: | Кулагин Алексей Юрьевич, доктор биологических наук, профессор, зав. лабораторией лесоведения Института биологии Уфимского научного центра РАН |
| Юдичев Евгений Николаевич, кандидат биологических наук, доцент кафедры ботаники и физиологии растений Оренбургского государственного педагогического университета | |
| Ведущая организация: | ФГБОУ ВПО «Удмуртский государственный университет» |
Защита состоится «___» марта 2013 года в ______ часов на заседании диссертационного совета Д 212.180.02 при ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный педагогический университет» по адресу: 460844, г. Оренбург, ул. Советская, 19; тел. (факс) (3532) 77-24-52.
E-mail: [email protected]; http://www.ospu.ru
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный педагогический университет».
Автореферат разослан «___» ____________ 2013 года
Ученый секретарь
диссертационного совета Мушинская Наталья Ивановна
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследований. Сохранение биологического разнообразия является одной из ключевых проблем, стоящих перед современным обществом. На сельскохозяйственных землях эффективным методом повышения биоразнообразия является создание защитных лесных насаждений. Они не только выполняют лесомелиоративные и противоэрозионные функции, но и являются дополнительным источником получения населением плодов, ягод, грибов и лекарственных растений, медоносным ресурсом для пчел, дополнительным кормом для животных, средством их защиты и обитания, а также местом гнездования птиц (Докучаев, 1936; Бессарабов и др., 1963; Зыков, 2003; Павловский, 2005).
В Республике Башкортостан анализ хозяйственно ценного фитоценоза проводился на протяжении длительного времени (Зигангиров, 1974; Кучеров, 1989; Хисамов, 2010). Однако эти работы большей частью затрагивают территории лесного фонда. Исследований по оценке ресурсно-экологического потенциала защитных лесных насаждений на нелесных землях крайне недостаточно.
Чрезвычайно актуальна данная проблема для Белебеевской возвышенности, которая является одним из наиболее промышленно развитых, густонаселенных и лесодефицитных районов республики. В связи с этим, представляются перспективными исследования по выявлению основных видов недревесных ресурсов в пределах функционирования защитных лесных насаждений, их запасов и урожайности, изучение их распространения, эколого-ценотической приуроченности, особенностей формирования продуктивности ценопопуляций и влияния на них экологических факторов.
Цель и задачи исследования. Целью исследований является комплексная оценка хозяйственно ценного фитоценоза, формирующегося в границах защитных лесных насаждений на агроландшафтах Белебеевской возвышенности Республики Башкортостан.
В процессе работы по достижению поставленной цели решались следующие задачи:
- Изучение структуры и функциональных возможностей защитных лесных насаждений;
- Выявление основных видов плодово-ягодных, медоносных, лекарственных растений и грибов, произрастающих в защитных лесных насаждениях, их распространения и урожайности;
- Анализ влияния эколого-ценотических факторов (вид и возраст защитных лесных насаждений, экспозиция склона) на продуктивность наиболее распространенных дикорастущих видов лекарственных растений и грибов.
Научная новизна работы заключается в том, что впервые проанализирован ресурсный потенциал защитных лесных насаждений Белебеевской возвышенности. Систематизированы сведения о хозяйственно ценных растениях, применяемых в защитном лесоразведении. Выявлены дикорастущие лекарственные растения и грибы, проанализировано влияние на них некоторых эколого-ценотических факторов.
Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту:
1. Анализ ресурсоведческого мониторинга хозяйственно ценного фитоценоза в границах защитных лесных насаждений;
2. Оценка влияния некоторых эколого-ценотических факторов на продуктивность дикорастущих лекарственных трав и грибов.
Практическая значимость работы. Данные, полученные в результате исследований, могут быть использованы для разработки проектов противоэрозионных мелиораций, защитных лесных насаждений и внутрихозяйственного землеустройства сельскохозяйственных предприятий, а также в практике природоохранных и земельно-оценочных работ, при организации заготовок сырья, составлении кадастров пищевых лесных ресурсов, при определении стоимости земельных угодий.
Материалы диссертации могут использоваться при подготовке и чтении курсов «Лесомелиорация ландшафтов» в учебном процессе в ССУЗах и ВУЗах.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на всероссийских научно-практических конференциях «Проблемы и перспективы развития инновационной деятельности в агропромышленном производстве» (Уфа, 2007); «Интеграция аграрной науки и производства: состояние, проблемы и пути решения» (Уфа, 2008); международной научно-практической конференции «Агроэкологическая роль плодородия почв и современные агротехнологии» (Уфа, 2008); всероссийской научно-практической конференции «Молодежная наука и АПК: проблемы и перспективы» (Уфа, 2009); международной научно-технической конференции «Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса в рамках концепции 2020» (Екатеринбург, 2009); всероссийской конференции обучающихся «Национальное достояние России» (Москва, 2009); международной конференции «Лесные экосистемы в условиях изменения климата: биологическая продуктивность, мониторинг и адаптационные технологии» (Йошкар-Ола, 2010); всероссийской научно-практической конференции «Научное обеспечение устойчивого развития АПК» (Уфа, 2011); международной научной конференции молодых ученых России и Германии «Научные исследования в современном мире: проблемы, перспективы, вызовы» (Уфа, 2012).
Публикации. По материалам исследований опубликовано 14 работ, в том числе 3 статьи в научных журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 127 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, выводов, содержит 17 таблиц, 26 рисунка. Список литературы включает 232 наименования, из них 6 на иностранных языках.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
- Характеристика района исследований
Белебеевская возвышенность занимает западную приподнятую окраину Республики Башкортостан (рисунок 1). Особенности климата (атмосферные осадки в виде ливневых дождей, бурное снеготаяние, сильные ветры), рельефа (сильная
 Рисунок 1 Белебеевская возвышенность на фоне Республики Башкортостан | расчлененность, развитие глубоких базисов эрозии, многочисленные склоны различной крутизны), а также хозяйственная деятельность человека (массовое уничтожение на огромных площадях лесов, вовлечение вышедших из-под них земель в пашню, низкий уровень агротехники в прошлом) выступают в качестве основных факторов, обуславливающих явления ускоренной водной и ветровой эрозии почвы. Современный характер растительности определяется взаимопроникновением двух ботанико-географических регионов – Европы и Азии. Поэтому здесь участки широколиственных и широколиственно-сосновых лесов сочетаются с открытыми пространствами былых, ныне распаханных степей. |
- Экологический потенциал защитных лесонасаждений (обзор литературы)
Повышение экологического разнообразия сельскохозяйственных земель созданием защитных лесных насаждений - проблема широкого плана, теоретические основы и практические приемы которой разрабатываются в течение длительного времени (Докучаев, 1936; Высоцкий, 1960; Косоуров, 1974; Миркин и др., 1999; Кулик, 2004; Хайретдинов, Набиуллин, 2006; Тимерьянов, 2007; Хисамов, Кулагин, 2009). В этих работах отмечается необходимость создания устойчивых агролесоландшафтов, формирующихся под влиянием систем защитных лесных насаждений, которые обеспечивали бы потребности человека в сельскохозяйственной продукции, и при этом в них поддерживалось экологическое равновесие средообразующих компонентов, восстановление деградирующих компонентов ландшафта и сохранение биологического разнообразия агротерриторий.
Одни исследователи рассматривают положительное влияние лесомелиоративных насаждений с позиции уменьшения ветровых потоков и скорости ветра (Панфилов, 1936; Бодров, 1937; Матякин, 1952; Смалько, 1963; Дьяченко, 1969; Альбенский, 1971; Каштанов, 1974; Долгилевич и др., 1981; Парамонов, Симоненко, 2007), другие - изменения снегоотложения, снегораспределения, снегонакопления, регулирования стока (Рихтер, 1945; Дюнин, 1963; Лазарев, 1966; Копанев, 1978), третьи - увеличения мощности гумусового горизонта и повышения содержания гумуса (Вильямс, 1931; Шакиров, 1961; Соловьев, 1967; Данилов, 1971; Мандров, 1971; Матякин, 1971; Кретинин, 1971; Каледина, 1975; Виноградов, 1981; Бялый и др., 1986; Лябушев, 1987; Павловский, 1992; Сабиров, 2001; Каргин, Чегодаева, 2002). Многофункциональность защитных лесных насаждений проявляется и в улучшении санитарно-гигиенических условий (Токин, 1951; Илькун, 1978; Николаевский, 1979; Гудериан, 1979; Кулагин, 1985; Тарабрин и др., 1986; Балычев, 2004), повышении количественных и качественных показателей урожая сельскохозяйственных культур (Федорако, Седашева, 1958; Соловьев, 1967; Шайхутдинов, 1969; Захаров, 1971; Зражевский, 1971; Милосердов, Паладийчук, 1975; Тарасенко, 1979; Трибунская, Кузьмина, 1984; Вавин, Рыбалкина, 2006; Хисамов и др., 2008).
Проведенный анализ показывает, что экологический потенциал лесомелиоративных насаждений изучен разносторонне, с различной детализацией и с достаточной полнотой. Однако остается неосвещенным вопрос формирования ресурсного потенциала, хозяйственно ценного фитоценоза в пределах функционирования защитных лесных насаждений. Если недревесная продукция леса подробно описана в литературе (Вигоров, 1964; Егоров, 1969; Зигангиров, 1974; Байков, Филипов, 1976; Миркин, Наумова, 1979; Кучеров, Сираева, 1980; Кощеев, 1981; Багаутдинова, Гатауллин, 1988; Биглов, 1988; Минченкова, 1988; Абдулов, 1990; Кучеров, 2004; Зайнуллин и др., 2006; Хисамов, 2010; Федоров и др., 2011), то такой информации по лесомелиоративным насаждениям крайне недостаточно (Бессарабов и др, 1963; Косоуров, Кулагин, 1988; Зыков, 2003).
В связи с чем, изучение хозяйственно-ценного фитоценоза в защитных лесных насаждениях в целях увеличения их ресурсного потенциала, а значит и социальной направленности остается открытым проблемным полем.
- Объекты и методы исследований
Работа выполнялась маршрутными, стационарными и лабораторно-аналитическими методами. Информационной базой для анализа структуры защитных лесных насаждений послужили материалы инвентаризации земель сельскохозяйственного назначения, картографические данные из электронного глобуса Google Earth (http://earth.google.com/), а также полевые данные маршрутных исследований.
В процессе работы маршрутами были пересечены 7 административных районов Республики Башкортостан (Бакалинский, Белебеевский, Бижбулякский, Миякинскиий, Ермекеевский, Туймазинский, Шаранский).
Основными объектами исследований послужили 26 видов плодово-ягодных, медоносных и лекарственных растений и 15 видов грибов. Выявление, изучение их распространения, запасов и урожайности проводили по общепринятым методикам ботанического ресурсоведения (Скрябина, Ларина, 1967; Колупаева, 1971; Методика полевых исследований, 1991; Руководство по учету, 2003).
Выявление плодово-ягодных культур проводили по землеустроительным, литературным, опросным материалам, а также по данным маршрутных исследований. Определение урожайности лекарственного сырья проводили по методу модельных экземпляров (Грязькин, Потокин, 2005). На 30-ти учетных площадках, где встречался изучаемый вид, определяли среднюю численность экземпляров на единицу площади и среднюю массу сырья, получаемого с одного экземпляра. Учетные площадки закладывались размером 10х10 м в пределах маршрутного хода.
Определение запасов березового сока проводилось по данным перечислительной таксации, путем умножения числа деревьев определенного диаметра на выход березового сока с одного дерева в сутки. Сокопродуктивность рассчитывалась по формуле:
V= 0.322*Д- 2.05
где V - сокопродуктивность одного дерева в сутки, л;
Д - диаметр деревьев на высоте груди, см (Давидов, 1979).
Грибные ресурсы оценивались на постоянных пробных площадях, закладываемых размером 0,1 га. На протяжении 4-х лет на них производили сбор и взвешивание съедобных грибов в период их наиболее обильного роста, оценивали их по шкалам обилия и общественности (Гаас, 1933).
Описание компонентов фитоценозов производилось согласно методике В.Н. Сукачева и Н.В. Дылиса (1966), определение таксационных показателей древостоев по общепринятым в лесной таксации методам (Анучин, 1982; Загреев, 1992). Понятия и термины ботанического ресурсоведения приведены в соответствии с «Основными понятиями и терминами ботанического ресурсоведения» (2001). Латинские названия растений даны по следующим источникам (Черепанов, 1995; Овеснов, 1997; Иллюстрированный определитель растений Пермского края, 2007).
Камеральная обработка экспериментальных данных реализована в соответствии с общепризнанными методиками (Доспехов, 1985). Статистико-математическая обработка материалов произведена с помощью прикладных программ Excel и Statistica. ver.6.
4. Структурный анализ защитных лесных насаждений
Благодаря широкомасштабным работам по созданию защитных лесных насаждений, проведенным в 1945-1955 гг., а в последующем - и после 60-х годов прошлого века на сельскохозяйственных землях Белебеевской возвышенности достигнут минимальный уровень лесистости и облесения пашни. Обеспеченность хозяйств защитными лесными насаждениями колеблется в пределах 1,4-11,8%, в среднем составляет 6,1%. Облесенность пашни находится в диапазоне от 0,3% (СПК «Алексеевка») до 5,0% (СПК «Метевтамак»).
Система лесомелиоративных насаждений представлена полезащитными (45,5%), водорегулирующими (4%) лесными полосами, приовражно-прибалочными (26%), овражно-балочными (3%), берегозащитными (15%), садозащитными (0,5%), пастбищезащитными (1%), придорожными (2%) насаждениями, а также насаждениями на крутосклонных землях (3%). При этом они отличаются составом, происхождением, возрастной структуре, состоянием и продуктивностью древостоев.
Большая часть полезащитных лесополос имеет юго-восточное направление, вспомогательные лесополосы ориентированы на юго-запад. Лесополосы преимущественно однородного состава, доля смешанных – 20%. Лучшим состоянием отличаются 30-летние полосы из березы (Betula pendula Roth), лиственницы (Larix sibirica Ledeb., L. sukaczewii Dylis.) и тополя (Populus balsamifera L.), которые имеют продуваемую конструкцию, ширину 9-15 м, 3-5 рядов без смешения с древесно-кустарниковой растительностью, I класс бонитета. Но кроме них существуют разросшиеся посадки клена ясенелистного (Acer negundo L.) и вяза гладкого (Ulmus laevis Pall.), вводимые в посадки в прошлом. В возрастном отношении преобладают 50-60-летние насаждения, что свидетельствует о том, что пашня находится под защитой вступивших в полную силу лесополос. Средняя сохранность - 65%. Треть полезащитных лесных полос требуют санитарных мероприятий, 14% - изменения конструкции и удаления кустарников. Естественное возобновление в полезащитных лесных полосах наблюдается в единичных случаях, когда этому способствуют небольшие куртины леса, находящиеся в непосредственной близости.
В СПК «Усень» Туймазинского района приовражные и прибалочные лесополосы состоят из 7-11 рядов. Преобладающей возрастной группой являются средневозрастные. Древесные породы высаживались чистыми рядами, причём высокорослые располагаясь в центральных рядах, рядом с ними - сопутствующие и в крайних рядах - кустарниковые. В качестве лучших пород для таких насаждений зарекомендовали себя берёза повислая (Betula pendula Roth), тополя (Populus balsamifera L., P. nigra L., P. alba L.), лиственницы (Larix sibirica Ledeb., L. sukaczewii Dyl.), сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.), где нет опасности снеголома, дуб черешчатый (Quercus robur L.), в качестве сопутствующих – осина (Populus tremula L.), липа мелколистная (Tilia cordata Mill.), рябина обыкновенная (Sorbus aucuparia L.), из кустарников – шиповник майский (Rosa majalis Herm.), смородина чёрная (Ribes nigrum L.) и золотистая (R. aureum Pursh.), облепиха (Hippophae rhamnoides L.), арония черноплодная (Aronia melanocarpa (Michx) Ellott), ирга круглолистная (Amelanchier ovalis Medik.), боярышник кроваво-красный (Crataegus sanguinea Pall).
На облесенных откосах и днищах оврагов помимо вышеназванных культур можно встретить малину обыкновенную (Rubus idaeus L.), ольху серую (Alnus incana (L.) Moench), а также древовидные и кустарниковые ивы. Из древовидных - ива белая (Salix alba L.), ломкая (S. fragilis L.), из менее высокорослых - ива шерстистопобеговая (S. dasyclados Wimm.), корзиночная (S. viminalis L.), трёхтычинковая (S. triandra L.), пятитычинковая (S. pentandra L.) и др.
На террасах крутых склонов (15-30°), облесенных путём применения особой технологии лесокультурных работ, высаживался один ряд главной породы через 0,75 метров с примесью кустарников (Caragana arborescens Lam., Ribes aureum Pursh., Rosa majalis Herm., Rubus idaeus L., Crataegus sanguinea Pall., Hippophae rhamnoides L., Padus avium Mill.).
Воспроизводство и устойчивость лесонасаждений. По мнению многих авторов (Хайретдинов, Ихсанов, 2002) лесомелиоративные насаждения функционируют лишь до возраста естественной спелости, процессы самовозобновления в них ослаблены. Существующие методы регенерации этих насаждений включают создание новой лесополосы рядом с существующей (относительно пашни), восстановление пневой порослью до утраты порослевой возобновительной способности насаждения; содействие естественному возобновлению, создание второго поколения культур под пологом существующих.
Кроме этого воспроизводство защитных лесных насаждений возможно достичь за счет небольших куртин леса, расположенных неподалеку, и достигших семенной возобновительной спелости. Такое хоть и не часто, но все же наблюдается на территории некоторых хозяйств возвышенности. Так, в Буздякском районе полезащитная ажурная лесополоса из тополя бальзамического (Populus balsamifera L.), находится в непосредственной близости с небольшими куртинами сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.). Благодаря действию ветра самосев и подрост сосны наблюдается по всей протяженности лесополосы, и формируется разновозрастная лесополоса (таблица 1).
Несмотря на то, что подрост характеризуется как благонадежный только на расстоянии до 100 м с наветренной стороны, средняя жизнеспособность подроста на всем участке достаточно высока - 97%.
Таблица 1. Характеристика подроста сосны под пологом тополя
| Расстояние от материнского древостоя, м | Густота, шт/га | Средний возраст, лет | Средняя высота, м | Средний текущий прирост по высоте, см | Средний диаметр, см |
| 50 | 6556 | 9,0±2,3 | 2,4±1,2 | 29,2±10,6 | 2,7±1,3 |
| 100 | 4889 | 7,7±2,9 | 1,5±0,9 | 29,7±11,4 | 2,3±0,9 |
| 150 | 2667 | 7,7±2,8 | 1,5±0,9 | 30,5±12,3 | 2,3±0,9 |
| 200 | 1889 | 8,9±2,7 | 1,4±0,8 | 28,3±8,5 | 2,0±0,8 |
| 250 | 333 | 11,3±2,8 | 1,3±0,3 | 30,3±4,3 | 1,2±0,7 |
| 300 | 667 | 7,0±2,0 | 1,0±0,6 | 23,5±7,8 | 2,5±0,4 |
| 350 | 556 | 11,2±1,1 | 2,1±0,4 | 42,2±10,1 | 2,3±0,4 |
| 400 | 1222 | 9,0±1,8 | 1,2±0,6 | 33,3±11,0 | 1,8±0,4 |
| 450 | 889 | 9,0±1,8 | 1,5±0,5 | 39,6±9,7 | 2,3±0,6 |
Само по себе такое явление не приведет к полноценной смене пород на хозяйственно ценные ввиду неравномерности распределения подроста. Поэтому качественная смена пород должна сопровождаться пересадкой молодняка в разреженные ряды, что приведет к существенному снижению затрат по замене устаревшей полосы и увеличению ее срока службы.
Противоэрозионная устойчивость облесенных агротерриторий. Корреляционный анализ показателей лесистости территории административных районов и наличия почв, подверженных эрозии, показал, что между ними наблюдается обратная зависимость, описываемая уравнениями у1 = 1,985х+104,1, где у1 – эродированность почв сельскохозяйственных угодий и у2 = 0,278х+40,21, где у2 – эродированность пашни, х – лесистость территории (коэффициенты корреляции r1 = 0,72, r2 =0,77, ошибка коэффициентов корреляции mr1 = 0,31, mr2 = 0,28).
Наличие оврагов в этих районах также находится в обратной зависимости от лесистости территории (r = – 0,28, mr = 0,43). Уравнение регрессии принимает вид у = 0,003х+0,282, где у – площадь оврагов, выраженная в процентах от общей территории района.
Однако эта связь приобретает противоположный характер при анализе территории сельскохозяйственных предприятий (r = 0,48, mr = 0,21). Лесистость этих хозяйств складывается большей частью из приовражно-прибалочных и берегозащитных насаждений, возраст которых значительно меньше возраста овражной сети. При анализе влияния облесенности пашни на количество оврагов в сельскохозяйственных предприятиях связь не обнаружена (r = -0,05, mr = 0,24).
Образование промоин главным образом зависит от рельефа и расположения гидрографической сети, однако под воздействием защитных лесных насаждений этот процесс значительно сдерживается. Между количеством промоин и облесенностью пашни наблюдается обратная зависимость (r = –0,33, mr = 0,14), описываемая уравнением регрессии у = 1,993х+5,535, где у - количество промоин на 100 га пашни, х – полезащитная лесистость, % (рисунок 2).
Рисунок 2. Связь между облесенностью пашни и количеством промоин
5. Ресурсный потенциал защитных лесных насаждений
Основная цель защитного лесоразведения заключается в стабилизации окружающей среды и предотвращении эрозионных процессов. Однако в лесодефицитных районах, таких как Белебеевская возвышенность, важное экологическое значение лесомелиоративных насаждений состоит также и в том, что они являются дополнительным источником всевозможных «полезностей» - плодов, ягод, грибов, лекарственных, а также нектаро- и медоносных растений. Обогащение фитогенных ресурсов в зоне защитных лесных насаждений за счет подбора и выращивания плодово-ягодных, медоносных и других полезных растений является актуальной и вполне осуществимой задачей.
Плодово-ягодные растения. Активного внедрения в противоэрозионные насаждения заслуживают плодово-ягодные культуры, с одной стороны, представляющие ценность для защитного лесоразведения, с другой - плодоносящие в данных лесорастительных условиях и являющиеся источником деликатесной продукции, богатой витаминами и микроэлементами. К ним относятся рябина обыкновенная (Sorbus aucuparia L.), черемуха обыкновенная (Padus avium Mill.), малина обыкновенная (Rubus idaeus L.), ирга круглолистная (Amelanchier ovalis Medik.) и колосистая (A. spicata (Lam.) С. Koch.), облепиха крушиновидная (Hippophae rhamnoides L.), вишня степная (Cerasus fruticosa Pall.), смородина черная (Ribes nigrum L.), шиповник майский (Rosa majalis Herm.), арония черноплодная (Aronia melanocarpa (Michx) Ellott), калина обыкновенная (Viburnum opulus L.), боярышник кроваво-красный (Crataegus sanguinea Pall.). Эти древесно-кустарниковые породы успешно используются при облесении днищ, откосов крупных действующих и затухающих оврагов, на крутых склонах, в берегозащитных насаждениях, как насаждения илофильтры, по бровкам, днищам балок и водопроводящим лощинкам к ним (таблица 2).
Таблица 2. Характеристика плодовых культур, применяемых в защитных лесных насаждениях
| Плодовые культуры | Лекарственное сырье | Вид ЗЛН |
| Amelanchier ovalis | плоды, листья, корни | ОзН., ОБН, ПН, Кскл. |
| Aronia melanocarpa | плоды | ОзН, ОБН, ПН |
| Cerasus fruticosa | плоды, листья, ветки, корни | ОзН, ОБН, ПН |
| Crataegus sanguinea | цветки, плоды, листья | ОзН, ОБН, Кскл. |
| Hippophae rhamnoides | плоды, листья, семена | ОБН, Пн., Кскл. |
| Padus avium | плоды, листья, кора, цветки | ОзН, ОБН, ПН, Прч. |
| Ribes nigrum | плоды, листья, почки | ОБН, ПН, Прч. |
| Rosa majalis | плоды, цветки, корни | ОзН, ОБН, ПН, Прч |
| Rubus idaeus | плоды, листья | ОБН, Кскл., Прч. |
| Sorbus aucuparia | цветки, плоды, листья | ОзН, ОБН |
| Viburnum opulus | плоды, кора | ОзН, ОБН, Прч. |
Обозначения: ЗЛН – защитные лесные насаждения; ОзН – озеленительные насаждения, ОБН- овражно-балочные насаждения, ПН- пастбищезащитные лесонасаждения, Кскл- крутосклонные насаждения, Прч – приречные лесонасаждения.
Обильность плодоношения плодово-ягодных растений колеблется в широком диапазоне в зависимости от вида, возрастных особенностей и погодных условий. Средняя урожайность рябины составляет для 5-6 летнего дерева - 3,5 кг, для средневозрастного - 42,2 кг. Плодоношение черемухи характеризуется неустойчивостью по годам: за одиннадцатилетний период обильное плодоношение отмечено три раза, неурожай - четыре раза, в среднем одно дерево дает по 1,7-3,4 кг плодов. Урожай облепихи с одного куста в противоэрозионных посадках составляет 2,7- 9,2 кг, шиповника - от 40 до 800 г свежих плодов.
В живом напочвенном покрове лесомелиоративных насаждений встречается земляника лесная (Fragaria vesca L.), на северо-востоке возвышенности она встречается группами, отмечено на 1 м2 от 89 до 182 растений.
Медоносные растения. Группа медоносных (нектаро – и перганосных) дикорастущих растений, встречающихся в республике, насчитывает 280 видов (Кучеров, Сираева, 1980). Из наиболее продуктивных в защитных лесных насаждениях встречаются липа мелколистная (Tilia cordata Mill.) и отдельные виды ив (Salix L.), медопродуктивность которых составляет от 200 до 1000 кг/га. Встречаются также акация желтая (Caragana arborescens L.) – 250-300 кг/га, клен остролистный (Acer platanoides L.) со средней медопродуктивностью 150 кг/га и боярышник кроваво-красный (Crataegus sanguinea Pall.), нектаропродуктивность 1 цветка которого составляет 2,04 мг сахара. Благоприятные условия для развития пчеловодства имеются и в лесах Белебеевской возвышенности, в которых сосредоточено 7% липовых насаждений Республики Башкортостан.
Лекарственные растения. Нами были изучены 9 видов лекарственных травянистых растений, имеющих ресурсное значение. Из них в овражно-балочных насаждениях встречаются 8 видов, полезащитных - 3 вида, крутосклонных - 4 вида. Все они относятся к растениям, которые можно заготавливать в значительных количествах (Кучеров и др., 1989). Большая часть рассмотренных лекарственных трав относится к сообществам лугов и лесных опушек. Среди них:
Тысячелистник обыкновенный (Achillea millefolium L.) - наибольшее количество экземпляров обнаружено среди крутосклонных насаждений в сосново-березовой посадке – 17,2 тыс. шт/га (3 ряда - Betula pendula, 2 ряда - Pinus sylvestris, возраст 30 лет, западный склон, 35, Туймазинский район). Средняя численность экземпляров тысячелистника по 10 пробным площадям, в которых он был обнаружен, составляет 1181,5±62,7шт/га. При средней массе свежесобранного лекарственного сырья с 1 растения 4±0,8 г и выходе сухого сырья 25%, плотность лекарственного сырья колеблется от 1,0 до 1,4 кг/га в воздушно сухом весе.
Зверобой продырявленный (Hypericum perforatum L.) – наибольшие запасы обнаружены на восточном и западном склонах в опушечных рядах Pinus sylvestris, где плотность лекарственного сырья в перерасчете на воздушно-сухой вес составляет 6,0-8,3 кг/га (рисунок 3).
Рисунок 3. Плотность запасов лекарственного сырья на облесенных крутосклонах, кг/га, (ошибка средней составляет 0,3 – 2,5 кг/га, экспозиция склона: в- восточная, ю-южная, ю-в- юго-восточная, з - западная)
Душица обыкновенная (Origanum vulgare L.) – после сушки олиственные цветущие верхушки растения длиною 20-30 см весят 0,9 – 1,5 г. Наибольшая численность душицы - 13 тыс. шт./га - обнаружена на инсолируемых склонах (3 ряда - Betula pendula, 2 ряда - Pinus sylvestris, в подлеске Caragana frutex, возраст 30 лет, южный склон, 20, Туймазинский район).
Равномерно распространена как на южных, так и на восточно-западных облесенных крутосклонах кровохлебка лекарственная (Sanguisorba officinalis L.), большие запасы пижмы обыкновенной (Tanacetum vulgare L.) обнаружены в овражно-балочных насаждениях – 30 тыс. шт/га. Во всех обследованных видах защитных лесных насаждений растет одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale Wigg.) с наибольшей численностью в полезащитной лесной полосе - 60 тыс. шт/га (Betula pendula, 15 лет, Туймазинский район).
Из лекарственных растений рудеральных сообществ в защитных лесных насаждениях выявлены: пустырник пятилопастный (Leonurus quinquelobatus Gilib.), средняя численность растения - 0,61±0,07 тыс.шт/га; мать-и-мачеха обыкновенная (Tussilago farfara L.) – 2,8±0,3 тыс.шт/га и крапива двудомная (Urtica dioica L.) – 7,4±0,6 тыс.шт/га. В основном встречались нам в овражно-балочных насаждениях.
Наибольшую плотность лекарственного сырья, заготавливаемых из корней и корневищ, образуют Sanguisorba officinalis – 5,7±1,2 кг/га и Taraxacum officinale -5,1±1,0 кг/га. У видов, для лекарственных целей которых используется надземная часть растения, ведущее место принадлежит Urtica dioica – 26,6±3,6 кг/га, Hypericum perforatum – 6,4±1,0 кг/га и Origanum vulgare – 4,5±0,8 кг/га.
При этом плотность запасов лекарственных трав в овражно-балочных насаждениях, кроме Tanacetum vulgare и Tussilago farfara убывает с севера (Бакалинский район) на юг (Миякинский район), что связано с большей «остепненностью» южных районов.
Помимо рассмотренных видов в защитных лесных насаждениях были обнаружены и другие виды лекарственных растений, произрастающих очень рассеянно или единично. Среди них сорные виды: донник лекарственный (Melilotus officinalis (L.) Pall), пастушья сумка обыкновенная (Capsella bursa-pastoris (L.) Medik.), полынь горькая (Artemisia absinthium L.), пырей ползучий (Elytrigia repenxs (L.) Nevski), ромашка пахучая (Matricaria matricarioides (Less) Portor), чистотел большой (Chelidonium majus L.). Встречаются и луговые виды: валериана лекарственная (Valeriana officinalis L.), василистник желтый (Thalictrum flavum L.), горец змеиный (Polygonum bistorta L.), горец птичий (Polygonum persicaria L.), подорожник большой (Plantago major L.), чемерица Лобеля (Veratrum lobelianum Bernth). Среди представителей целинной степи отмечен горицвет весенний (Adonis vernalis L.), характерных для естественных лесов - володушка золотистая (Bupleurum longifolium L.), ландыш майский (Convallaria majalis L.), земляника лесная (Fragaria vesca L.).
Среди лекарственных трав в полезащитных лесных полосах до 30 – лет преобладают полевые сорняки (до 7-ми видов на 1 га), после 40-летнего рубежа становятся многочисленны луговые травы (4-5 видов). В овражно-балочных насаждениях этот переход наступает примерно в 25 лет. Так в 30-летних посадках вдоль потухшего оврага в СПК им.Мичурина Туймазинского района (Populus alba, Ulmus laevis, Acer negundo) рудеральные лекарственные травы представлены 3-мя, луговые – 5ью видами. В среднем к 40 годам в некоторых посадках появляются и лесные виды.
В лесопосадках на крутых склонах сорная лекарственная растительность малочисленна (2-3 вида на 1 га). Однако здесь наблюдается большое разнообразие луговых лекарственных трав (доходит до 9-10 видов). На северных и западных склонах увеличивается и количество лесных трав (рисунок 4).
Рисунок 4. Количество видов лекарственных трав в защитных лесных насаждениях
( А - в полезащитных; Б - овражно-балочных; В,Г – крутосклонных насаждениях:
В - южная, Г – северная экспозиция склонов)
Напиточные растения. Среди напиточных растений самый распространенный вид на возвышенности - береза бородавчатая (Betulla pendula Roth.). Оценка биологического ресурса березового сока производилась с учетом количества стволов на 1 га и средней сокопродуктивности одного дерева. Общая площадь березовых полезащитных лесных полос составляет 6,3 тыс.га, большая часть которых (55-60%) представлена насаждениями 50-летнего возраста. Во время сокодвижения за сутки они могут дать 70,3±11,7 тыс. тонн березового сока. В других видах защитных лесных насаждений Bиetulla pendula представлена на площади 3,5 тыс.га. с более равномерной возрастной структурой. За сутки эти насаждения могут дать 35,8±6,0 тыс. тонн березового сока.
При средней продолжительности сокодвижения 28 дней биологический запас березового сока в полезащитных лесных полосах составляет 1967,5±327,9 тыс. тонн, в остальных видах защитных лесных насаждений 1003,4±167,2 тыс. тонн за один сезон (рисунок 5). Период подсочки для использования сока в хозяйственных целях, который длится от начала соковыделения до начала брожения сока, составляет в среднем 14 дней (Кучеров и др., 1989). Если учесть, что в подсочку назначают деревья диаметром на высоте груди 20 см и более, производственный запас березового сока равняется 124,4±20,7 тыс.т/сезон и 125,9±21,0 тыс.т/сезон соответственно.
 |  |
| А | Б |
Рисунок 5. Биологический запас березового сока, тыс.т/сезон (А - в полезащитых лесных полосах, Б – в остальных видах защитных лесных насаждений).
Съедобные грибы. Из всего многообразия в защитных лесных насаждениях Белебеевской возвышенности нами было обнаружено 15 видов съедобных грибов. Наибольшее видовое разнообразие отмечается на облесенных крутосклонах в смешанных насаждениях среди культур Pinus sylvestris (13 видов) и в овражно-балочных насаждениях (8 видов). Полезащитные лесные полосы, особенно однопородные, отличаются бедным видовым составом (2 вида) и минимальной численностью ценных грибов.
Среди обнаруженных нами грибов из экологической группы сапротрофов встречается опенок настоящий, осенний (Armillariella mellea (Fr. еx Vahl) Karst), имеющий большую популярность у местного населения. На пробных площадях опенок оценен по шкале обилия Г. Гааса в 3 балла (неравномерно, рассеянно), по шкале общественности – 2 балла (маленькими группами).
Большая часть исследованных грибов относится к микоризообразователям. Среди них: сыроежка красная (Russula aurea Pers), пищевая (R. vesca Fr) и невзрачная (R. nauseosa Fr.)- распространены практически во всех обследованных видах защитных лесных насаждениях. Произрастают преимущественно одиночно, в молодых посадках Betula pendula и Populus balsamifera - маленькими группами. Эти хрупкие грибы не пользуются большой популярностью у грибников, собирают в «грибодефицитные» годы. Масленок поздний, настоящий, желтый (Suillus luteus (Fr.) S.F.Gray) обнаружен в чистых сосновых лесопосадках, а также с примесью лиственницы и березы, в редколесье, на лесных опушках, близ дорог и в местах, хорошо освещенных солнцем небольшими группами. Подберезовик обыкновенный (Leccinum scabrum (Fr.) S. F. Gray) встречался небольшой численностью на пробных площадях в смешанных насаждениях, в составе которых присутствовала Betula pendula. Подосиновик желто-бурый (Leccinum versipelle (Fr. & Hok) Snell) отмечен в небольших количествах на склонах, где произрастали Pinus sylvestris, Betula pendula, Larix sibirica, Symphoricarpos albus, Berberis vulgaris, на других пробных площадях встречался в единичных экземплярах.
В небольших количествах встречались также рыжик настоящий (Lactarius deliciosus (L.) Gray), моховик зеленый (Xerocomus subtomen tosus (Fr.) Quel), валуй (Russula foetens (Fr.) Fr.), волнушка розовая (Lactarius torminosus (Schaeff.) Pers.), груздь осиновый (Lactarius controversus Pers), лисичка обыкновенная (Cantharellus cibarius Fr.). Свинушка толстая (Paxillus atrotomentosus (Batsch) Fr.) и тонкая (P. involutus (Fr.) Fr.) – неспециализированные микоризообразователи и ксилотрофы, встречались практически во всех обследованных видах защитных лесонасаждений. Раньше считались условно съедобными грибами. Согласно новым данным, свинушки содержат ядовитые вещества, сохраняющиеся даже при тепловой обработке, и поэтому считаются ядовитыми. Однако местное население продолжает собирать эти грибы и употреблять в пищу.
Урожайность съедобных грибов варьирует в широком диапазоне от 0 до 26 кг/га, при высоких коэффициентах вариации. Наиболее урожайным за исследуемый период оказался 2011 г (11,0±1,3 кг/га), наименее – засушливый 2010 г (2,6±0,4 кг/га). Коэффициент корреляции (r) между плодоношением грибов и количеством осадков за вегетационный период достигает r = 0,94, ошибка коэффициента корреляции (mr) = 0,18 (рисунок 6).
Средняя урожайность съедобных грибов в овражно-балочных насаждениях составляет 5,4±0,5, на облесенных крутосклонах – 7,0±1,0 кг/га. При этом наблюдается тесная взаимосвязь между плодоношением грибов и возрастом лесных насаждений (овражно-балочные: r1 = 0,77, mr1 = 0,19; крутосклонные: r2 = 0,81, mr2 = 0,17). В овражно-балочных насаждениях относительно стабильное плодоношение наблюдается тогда, когда возраст древостоя достигает 40 лет, максимальное – 60 лет. В посадках на крутых склонах стабильное плодоношение отмечается с 30-40-летнего возраста.
Рисунок 6.Взаимосвязь между урожайностью грибов, количеством осадков и температурой воздуха.
На численность и разнообразие видового состава грибов опосредованно через параметры лесорастительных условий влияет экспозиция склона. На облесенных крутосклонах наиболее низкие показатели урожайности грибов складываются на верхних частях склона юго-восточной и южной экспозиции, которые являются наиболее засушливыми и ветроударными. Разница урожайности между заветренными склонами (северная, восточная, западная экспозиция) и наветренными (юго-восточная, южная экспозиция) составляет 22±14%.
Выводы:
- Защитные лесные насаждения на агроландшафтах Белебеевской возвышенности представлены различными формами, видовым составам, возрастной структуре, состоянием, продуктивностью и успешно выполняют функции по повышению противоэрозинной устойчивости территории.
- Плодово-ягодные растения в защитных лесных насаждениях представлены древесно-кустарниковыми культурами: Sorbus aucuparia, Padus avium, Rubus idaeus, Amelanchier ovalis, Hippophae rhamnoides, Cerasus fruticosa, Ribes nigrum, Rosa majalis, Aronia melanocarpa, Viburnum opulus, Amelanchier spicat. Из наиболее продуктивных медоносов представлены Tilia cordata, Acer platanoides, и Crataegus sanguinea.
- В пределах защитных лесных насаждений распространены травянистые лекарственные растения: Achillea millefolium, Hypericum perforatum Origanum vulgare, Sanguisorba officinalis, Tanacetum vulgare, Taraxacum officinale, Leonurus quinquelobatus, Tussilago farfara, Urtica dioica со средней плотностью лекарственного сырья 7,6±1,2 кг/га. Встречаются единично еще 16 видов. В полезащитных лесных полосах до 30 – лет преобладают полевые сорняки (до 7-ми видов на 1 га), после 40-лет многочисленны луговые травы (4-5 видов). В овражно-балочных насаждениях этот переход наступает примерно в 25 лет, в среднем к 40 годам появляются и лесные виды. В лесопосадках на крутых склонах сорная лекарственная растительность малочисленна (2-3 вида на 1 га), наблюдается разнообразие луговых лекарственных трав (до 9-10 видов). На северных и западных склонах увеличивается количество лесных трав.
- Биологический запас березового сока в полезащитных лесных полосах составляет 1967,5±327,9 тыс. тонн, в остальных видах защитных лесных насаждений 1003,4±167,2 тыс. тонн за один сезон. Производственный запас березового сока равняется 124,4±20,7 тыс.т/сезон и 125,9±21,0 тыс.т/сезон соответственно.
- Из съедобных грибов в защитных лесных насаждениях распространены 15 видов. Наибольшее видовое разнообразие отмечается на облесенных крутосклонах (13 видов) и в овражно-балочных насаждениях (8 видов). Полезащитные лесные полосы отличаются бедным видовым составом (2 вида) и минимальной численностью ценных грибов. Средняя урожайность съедобных грибов в овражно-балочных насаждениях составляет 5,4±0,5 кг/га, стабильное плодоношение наблюдается в насаждениях, достигших 40 лет, максимальное – 60 лет, на облесенных крутосклонах средняя урожайность – 7,0±1,0 кг/га, стабильное плодоношение отмечается в насаждениях 30-40-летнего возраста. При этом разница урожайности между заветренными склонами и наветренными составляет 22±14%.
Список опубликованных работ по теме диссертации
Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК России:
- Рахматуллина И.Р. Перспективы естественного возобновления защитных лесных насаждений Башкирского Предуралья / Рахматуллина И.Р., Рахматуллин З.З. // Аграрная Россия. – Специальный выпуск. – М: Фолиум, 2009. – С. 37-38.
- Рахматуллина И.Р. Естественное возобновление в полезащитных лесных полосах / Рахматуллина И.Р. // Достижения науки и техники АПК, №. 11. – М., 2009. – С. 45-46.
- Рахматуллина И.Р. Экологическая стабильность агролесоландшафтов Белебеевской возвышенности / Рахматуллина И.Р., Рахматуллин З.З., Рамазанов Ф.Ф.// Вестник БГАУ, №4.-Уфа: Башкирский ГАУ, 2012. –С. 70-72.
Публикации в сборниках и материалах конференций:
- Рамазанов Ф.Ф. Экологическая роль полезащитных лесных полос на Белебеевской возвышенности / Рамазанов Ф.Ф., Низаева И.Р. (Рахматуллина) // Проблемы и перспективы развития инновационной деятельности в агропромышленном производстве: материалы всероссийской научно-практической конференции.– Уфа: Башкирский ГАУ, 2007. - С. 234-236.
- Набиуллин Р.Б. Агроэкологическая роль защитных лесных насаждений Белебеевской возвышенности / Набиуллин Р.Б., Набиуллин Р.Р., Низаева И.Р. (Рахматуллина) // Агроэкологическая роль плодородия почв и современные агротехнологии: материалы международной научно-практической конференции. – Уфа: Башкирский ГАУ, 2008. - С. 24-26.
- Низаева И.Р. (Рахматуллина) Защитные лесные насаждения и гумусное состояние почв / Рамазанов Ф.Ф., Низаева И.Р. // Интеграция аграрной науки и производства: состояние, проблемы и пути решения: материалы всероссийской научно-практической конференции. – Уфа: Башкирский ГАУ, 2008. - С. 267-268.
- Низаева И.Р. (Рахматуллина) Проектирование защитных лесных насаждений / Низаева И.Р. // Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса в рамках концепции 2020: материалы VII международной научно-технической конференции. - Екатеринбург: УГЛТУ, 2009. Ч.2. - С. 218-220.
- Низаева И.Р. (Рахматуллина) Защитные насаждения в системе противоэрозионных лесомелиоративных мероприятий / Низаева И.Р. // Национальное достояние России: сборник тезисов докладов участников XXIV Всероссийской конференции обучающихся. - Минобрнауки РФ, Рособразование, РОСКОСМОС, РАО НС «Интеграция», 2009. - С. 1287.
- Низаева И.Р. (Рахматуллина) Защитное влияние противоэрозионных лесомелиоративных насаждений / Низаева И.Р. // Научное обеспечение устойчивого функционирования и развития АПК: материалы всероссийской научно-практической конференции. Ч. II. – Уфа: Башкирский ГАУ, 2009. - С. 269-272.
- Хайретдинов А.Ф. Почвы и продуктивность насаждений / Хайретдинов А.Ф., Низаева И.Р. (Рахматуллина), Рахматуллин З.З. // Научное обеспечение устойчивого функционирования и развития АПК: материалы всероссийской научно-практической конференции. Часть II. – Уфа: Башкирский ГАУ, 2009. - С. 295-297
- Рахматуллин З.З., Защитные лесные насаждения в системе непрерывного лесопользования / Рахматуллин З.З., Рахматуллина И.Р. // Молодежная наука и АПК: проблемы и перспективы: материалы III Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и аспирантов. – Уфа: Башкирский ГАУ, 2009. – С. 168-169.
- Рахматуллин З.З. Экологическая стабилизация территории Белебеевской возвышенности / Рахматуллин З.З., Рахматуллина И.Р. // Лесные экосистемы в условиях изменения климата: биологическая продуктивность, мониторинг и адаптационные технологии: материалы международной конференции с элементами научной школы для молодежи. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 2010. - С. 69-72.
- Рахматуллина И.Р. Экологическая стабильность агролесоландшафтов Белебеевской возвышенности / Рахматуллина И.Р., Рахматуллин З.З., Рамазанов Ф.Ф.// Научное обеспечение устойчивого развития АПК: материалы всероссийской научно-практической конференции. - Уфа: Башкирский ГАУ, 2011. - С. 68-70.
- Рахматуллина И.Р. Ресурсный потенциал защитных лесных насаждений Белебеевской возвышенности / Рахматуллина И.Р., Рахматуллин З.З., Хисамов Р.Р. // Научные исследования в современном мире: проблемы, перспективы, вызовы: тезисы докладов II международной молодежной научной конференции молодых ученых России и Германии. – Уфа: Башкирский ГАУ, 2012 – С. 226-230.
