Влияние осушения на водный и пищевой режимы торфяных почв и рост леса

Повышение продуктивности лесов является одной из основных задач ведения лесного хозяйства. Одним из способов увеличения продуктивности древостоев является лесоосушительная мелиорация. Однако, в последние годы (начиная с 2000 г.) работы по проведению гидролесомелиорации в России были практически полностью прекращены. Поэтому, в настоящее время необходимо проанализировать сложившуюся ситуацию и дать рекомендации по использованию осушаемых земель.

Актуальность проблемы. По исследованиям Е. Д. Сабо /1981/, в европейской части России целесообразным к проведению гидролесомелиорации признано 49,6 млн.га. По результатам последней инвентаризации 1999;2000 г. г. в России выявлено 2959,7 тыс. га осушаемых земель /Н.А.Красильников-2000/. Исследования проведены на типологической основе и сведены по гидролесомелиоративным районам.

Рациональное использование мелиорированных лесных торфяных почв невозможно без знания их генезиса, состава, водно-физических и агрохимических свойств, их динамики во времени и пространстве. Динамика этих показателей, в конечном счете, отражается на эффективности мелиорации, ходе естественного возобновления. Наиболее востребованы сегодня хвойные древостой, имеющие промышленные запасы. Древостой с преобладанием сосны характерны для всех типов условий местопроизрастания, где проводилось лесоосушение. Осушаемые слабооторфованные (до 30 см) почвы после мелиорации переходят в разряд гидроморфных минеральных. Бедные верховые болота мелиорировать нецелесообразно. Таким образом, в интересах ведения лесного хозяйства необходимо знать процессы, происходящие в торфяных почвах низинных и переходных болот, а также как эти процессы отражаются на росте сосновых и еловых древостоев.

Цели и задачи исследования. Цель работы — выявить типы условий местопроизрастания, где лесоосушение дало наиболее высокий лесоводственный эффект, изучить особенности динамики основных показателей осушаемых площадей, их водный и пищевой режимы, влияние на них внешних факторов (бобров) и предложить рекомендации по ведению лесного хозяйства в этих условиях. В соответствии с поставленной целью в задачи исследований входило:

— проведение научного анализа материалов инвентаризации осушаемых лесных земель разных типов условий местопроизрастания с целью обоснования выбора объектов исследований;

— изучение динамики водного режима под влиянием реконструкции и капитального ремонта осушительной сетипроведение анализа изменения почвенных показателей как общетехнических, так и агрохимических свойств торфа;

— определение лесоводственной эффективности реконструкции и капитального ремонта осушительной сети на болотах с переходно-низинной и низинной залежами торфа;

— изучение хода роста древостоев, сформировавшихся на объектах осушения, и оценка влияния на него рубок ухода;

— разработка предложений по содержанию в рабочем состоянии лесоосушительных систем. Обоснование интенсивности проведения рубок ухода по формированию желательного породного состава.

Научная новизна и практическая значимость работы. Выявлены типы условий местопроизрастания, где срочно требуется проведение капитального ремонта и реконструкции гидролесомелиоративных систем. На основе длительных исследований (в целом около 30 лет) выявлены закономерности в динамике водного режима и величины осадки торфа в условиях переходно-низинных и низинных участков болот, изменение общетехнических (зольность, степень разложения, ботанический состав, кислотность и плотность) и агрохимических показателей торфа. Изучен ход роста осушаемых спелых сосновых и еловых древостоев.

Практическая значимость заключается в обосновании проведения капитального ремонта и реконструкции осушительной сети для увеличения дополнительного прироста по запасу хвойных древостоев. В результате изучения изменения почвенных показателей почти за 30-ти летний период выявлено значительное увеличение потенциального плодородия переходно-низинных болот. На основе анализа процесса формирования хвойных ^ древостоев предложены рекомендации по проведению рубок ухода в молодняках.

Личный вклад автора. Работа выполнена на кафедре лесного хозяйства в Институте сельского хозяйства и природных ресурсов Новгородского государственного университета им. Я.Мудрого. Базовым объектом является гидролесомелиоративный стационар «Дивенский» в Ленинградской области. Исследования на нем организовал и в период 1983;2000 гг. проводил СПбНИИЛХ. Диссертант принимала участие в повторных перечетах на постоянных пробных площадях в 2001 году, проводила изучение динамики, естественного возобновления в 2005 году, с 2008 по 2011 год часть исследований была продолжена. В диссертации рассмотрена только та часть исследований, которая выполнена лично автором или под ее непосредственным руководством, т. е. в тех случаях, когда ставилась задача, определялась программа и методика работ, обобщались полученные результаты. Цитируемые или обсуждаемые в диссертации материалы других авторов, а также данные полученные в соавторстве, имеют соответствующие ссылки.

Апробация и публикации. Результаты исследований докладывались > лично или представлялись заочно на:

— Всероссийском совещании «Мелиорация, использование и охрана земель» /СПбНИИЛХ, 2004/;

— Всероссийском симпозиуме «Мелиорация, ведение лесного хозяйства и лесопользование» / СПбНИИЛХ, 2006/;

— Всероссийской научной конференции, посвященной 165-летию со дня рождения А. П. Костычева /Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С. М. Кирова, 2011 г/;

— Международной научно-технической конференции, посвященной 60-ти летию лесоинженерного факультета Петрозаводского государственного университета /Петрозаводск, 2011/;

— Юбилейной конференции, посвященной 1150-летию российской государственности /Великий Новгород, 2011/.

Всероссийской научно-практической конференции «Болотные экосистемы: охрана и рациональное использование» /Марийский (государственный технический университет, г. Иошкар-Ола, 2012 г.

Кроме того опубликованы 2 статьи в изданиях рекомендованных ВАК, в сборниках: «Известия Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета» в 2011 г., «Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета» г. Пушкин, 2012 г. Общее число публикаций — 8.

На защиту выносятся следующие основные положения диссертации:

1. Анализ динамики уровней грунтовых вод под влиянием капитального ремонта и реконструкции гидролесомелиоративных систем;

2. Оценка изменения агрохимических и общетехнических показателей переходно-низинных и низинных участков болот;

3. Оценка изменения показателей водно-воздушного и пищевого режимов и их влияние на ход роста хвойных древостоев;

4. Анализ динамики таксационных показателей спелых хвойных древостоев, как под влиянием реконструкции осушительной сети, так и при повторном заболачивании;

5. Ход формирования породного состава молодняков на узколесосечной вырубке и влияние на него рубок ухода за лесом.

Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, выводов, заключения, списка использованной литературы, включающего 136 источников российских и зарубежных авторов. Диссертационная работа иллюстрирована 18-ю рисунками, 41-ой таблицей и графиками, и 16-ю приложениями. Общий объем диссертации составляет 161 страницу.