Дипломная работа: Анализ роста сосны обыкновенной (pinus silvestris) на территории государственного лесного природного резервата "Семей орманы"

Главная проблема лесоводства —приумножение наших лесных богатств и повышение их продуктивности — решается на научной основе в соответствии с разработанными системами мероприятий. Успехи в решении этой проблемы зависят от того, насколько глубоко и твердо будут усвоены и соблюдены правила ведения лесного хозяйства. Приемы и методы хозяйствования в лесу требуют специальных знаний по биологии леса — жизни лесных насаждений. В связи с этим основной целью предмета, в частности, первого его раздела, «Лесоведения», является изучение особенностей древесных и кустарниковых пород, выявление взаимосвязей между потребностями формирующихся древостоев и условиями среды, усвоение закономерностей роста и развития древесных пород и насаждений. На основе биологии леса представляется возможным изучение и практическое внедрение в производство лесохозяйственных и других мероприятий, составляющих второй раздел курса, «Лесоводства», излагающего методы выращивания леса и повышения его продуктивности.

Благотворная деятельность лесоводов поистине неоценима. Величие лесовода заключается в том, что он один из первых в процессе своей повседневной работы создает то, чем сам может и не воспользоваться, но что будет с благодарностью оценено потомками. Деятельность лесовода может быть подчеркнута словами чеховского героя Астрова: «Когда я слышу, как шумит молодой лес, посаженный моими руками, я сознаю, что климат немножко и в моей власти и что, если через тысячу лет человек будет счастлив, то в этом немножко буду виноват я. Когда я сажаю березку и потом вижу, как она зеленеет и качается от ветра, душа моя наполняется гордостью...»

Но лес не только источник древесины и других продуктов, не только один из компонентов среды обитания человека. Лес – это неиссякаемый источник красоты, вдохновляющий писателей, поэтов, художников и композиторов. Первые звуки музыки, очевидно появились как подражание пению птиц, шелесту листьев, стрекоту кузнечиков, журчанию ручья. И всегда и везде первоисточником музыки оставалась природа, в частности лес. Лесу посвятили лучшие полотна Васнецов Саврасов, Поленов и Ливитан и многие другие художники. Певцом русского леса был Шишкин.

1. Обзор литературы

По свидетельству ученых и философов, уже в V в. до н. э. земледельцы выращивали леса для обеспечения своих потребностей в лесоматериалах. По мере развития цивилизации на Земле пользование лесом становится все более целенаправленным. В книгах, написанных в IV в. до н. э., описаны лесохозяйственные мероприятия по улучшению использования леса и восстановлению его на опустошенных землях. Отдельные положения по лесоводству сформулированы в различных сельскохозяйственных энциклопедиях (IX - X вв).

Государственный интерес к лесному делу был проявлен во времена Петра I. В официальных указах Петра неоднократно подчеркивалось государственное значение лесов. Высокопроизводительные леса нужны были для развития корабельного флота. Однако мысли людей науки не ограничивались мероприятиями по использованию леса для нужд человека. Появились догадки, а затем и доказательства о водоохранном, водорегулирующем, почвозащитном, климатоулучшающем значении лесов.

Основы лесоводственной науки были заложены в трудах гениальных русских ученых М. В. Ломоносова, А. Л. Нартова, А. Т. Болотова и др.

Ллесоводственная наука развивалась сравнительно быстрыми темпами. Уже в 1804 г. вышел в свет первый учебник начальных основ лесоводства, автором которого являлся Е. Ф. Зябловский. Достоянием лесоводов становятся опубликованные работы А, В. Теплоухова, А. Варгаса, П. Перелыгина, Д. И. Менделеева, В. В. Докучаева и др.

В середине и во второй половине XIX в. в лесной науке стали известны работы Ы. В. Шелгунова, М. К. Турского, Ф. К. Арнольда, Д. М. Кравчинского, А. Ф. Рудзкого и др. В конце XIX и в начале XX в. к ним присоединяются труды Н. С. Нестерова, Г. Н. Высоцкого, Л. И. Яшнова, М. Е. Ткаченко, В. Н. Сукачева и др.

В создании и развитии русской лесной науки большая роль принадлежит проф. Г. Ф. Морозову, столетие со дня рождения которого широко отмечено в 1967 г. Его книга «Учение о лесе» за период с 1912 г. по 1949 г. издана семь раз.

Ценность книги Г. Ф. Морозова «Учение о лесе» заключается в том, что впервые в мире в ней дана стройная теория жизни леса. На основе фактического материала своих наблюдений, а также русских и зарубежных исследователей Г. Ф. Морозов установил закономерности развития леса и восстановления его по мере использования. Лес рассматривается как явление географическое.

Впервые в истории лесоводства убедительно прозвучало положение о единстве организмов и среды. Лес рассматривается как сложное общежитие живых существ в непременной связи с внешней средой. Понятие о лесе включало в себя совокупности растений и животных, взаимодействующих между собой и окружающей средой и находящихся в непрерывном изменении. По Г. Ф. Морозову, лес есть явление географическое. Разнообразные формы леса и жизнь его не могут быть понятны вне связи леса с внешней средой.

Основываясь на взглядах Ч. Дарвина, Г. Ф. Морозов связывал жизнь леса с борьбой за существование, приводящей к естественному отбору. Индивидуальная изменчивость форм у древесных растений сильно развита. Процесс естественного отбора характерен и для древесных пород. Наиболее приспособленные к условиям среды организмы выживают, а наименее приспособленные отмирают. Древесные породы сохраняют по наследству материнские и отцовские признаки, а изменчивость свойств деревьев не имеет предела.

Для современного лесоводства важное значение приобретает положение, сформулированное Г. Ф. Морозовым, о соответствии древесных пород условиям среды. Только при соответствии древесных растений условиям место произрастания возможен желаемый эффект при выращивании высокопродуктивного леса.

Представляя лес как подвижную равновесную систему, Г. Ф. Морозов считал необходимый активно вмешиваться в жизнь леса, регулировать искусственным путем процесс естественного отбора. Он говорил о том, что в лесоводстве должна возникнуть особая глава о сознательном отборе, представляющем собой регулирование естественного отбора в условиях и в порядке хозяйственной дисциплины. В связи с этим глубокое познание природы леса и активное воздействие на него путем создания лесных культур, селекции, рубок ухода и других мероприятий являлось основным в его учении о лесе.

Проф. Г. Ф. Морозов является создателем классического учения о смене древесных пород. По его утверждению, в природе все течет и изменяется. И лес, как ни устойчив он в отдельных своих формах и проявлениях, тоже подвержен тому же закону. Жизнеспособность леса зависит от степени соответствия древостоя условиям его среды.

Особенно ярко проявился талант Г. Ф. Морозова в созданном им учении о типах леса. Это учение получило всеобщее признание у нас в стране и за границей. Оно стало основой для дальнейшей разработки типологических направлений В. Н. Сукачева, П. С. Погребняка, В. Г. Нестерова, И. С. Мелехова и др. Высокой оценкой русской типологической школы на IV мировом лесном конгрессе русское лесоводство обязано прежде всего Г. Ф. Морозову.

В отечественном лесоводстве наиболее известна внугривидовая классификация сосны обыкновенной Л.Ф. Правдина (1964). Он выделил 5 подвидов (или географических рас) сосны: обыкновенную лесную, крючковатую, северную лапландскую, сибирскую и кулундинскую (или южную степную). Внутри каждого подвида выделяются климатические экотипы и почвенные или эдафические экотипы. Например, сосна меловая и сосна болотная.

Климатип (или географическая разновидность) рассматривается как наибольшая популяция, внутри которой невозможно установить различие связанное с географической широтой и высотой над уровнем моря (Дж. Райт, 1978).

Современная концепция вида трактует его как систему популяций (Н.В. Тимофеев-Ресовский и др., 1973; Э. Майр, 1974). Попу-ляционный подход при изучении главнейших видов-лесообразова-телей представляет качественно новый этап в лесной науке. Популяция во все большей мере рассматривается в лесоводстве как основная единица эксплуатации, охраны и воспроизводства вида (С.А. Мамаев, Л.Ф. Семериков, А.К. Махнев, 1988). Своеобразие попу-ляционной структуры у древесных растений определяется их биоэкологическими особенностями: долговечностью, панмиксией, широтой ареала. Популяции древесных растений, в особенности сосны обыкновенной, велики по численности особей, границы их размыты, имеются переходные зоны. Наследственные свойства и признаки изменяются в пределах ареала постепенно (клинально) в соответствии с изменением физико-географических условий. Учитывая географическую изменчивость сосны обыкновенной, на территории бывшего Советского Союза выделено 85 лесосеменных районов.

2. Краткая характеристика хозяйства

2.1 Природно-климатические условия

Восточно-Казахстанская область – одна из крупных промышленных, сельскохозяйственных регионов Республики Казахстан, занимает общую площадь 28051,2 тыс.га. Территория края вытянута по широте от 40° до 51° и находится на долготе от 76° до 86° восточной долготы.

Рельеф характеризуется наличием высоких, средних и низких гор, предгорных и обширных межгорных долин. Абсолютная высота изменяется от 250 м на западе, до 2962 м на юго-востоке и до 4506 м на востоке. Климат области резко континентальный с холодной зимой и жарким засушливым летом. В горных и предгорных районах континентальность несколько сглаживается. Самый холодный месяц январь, со среднемесячной температурой от –15 до –20°С на севере, до – 14°С на юге.

Снежный покров в северном и центральном районах области образуется в конце октября, в начале ноября, а к концу ноября и в южной ее части. Высота снежного покрова по области очень не равномерна, местами не более 15 см, но может достигать и 80 см. Продолжительность периода с устойчивым снежным покровом (с ноября по март), колеблется в пределах 105–180 дней. Низкие температуры воздуха в сочетании с недостаточно мощным снежным покровом, в отдельные зимы, обуславливает сравнительно глубокое промерзание почвы. Продолжительность холодного периода (с температурой воздуха ниже 0°С) на территории области 160–170 дней, в южной ее части 135–155 дней.

Среднемесячная температура воздуха самого теплого месяца – июля – составляет в предгорных и горных частях области 18–19°С, в равнине – 20–22 °С и в самой южной части – 23°С. В отдельные жаркие дни температура воздуха может повышаться до 40–43°С. Среднегодовая температура воздуха – от 3 до 2,8°С. Продолжительность теплого периода – от 195 до 205 дней на большей части территории региона до 210–230 дней на юге. Переход от отрицательной температуры к положительной на юге области – конец марта – начало апреля, на остальной территории – начало апреля. Устойчивый переход температуры воздуха через 10°С совершается в конце апреля – начале мая в равнинной части области, и в 1 декаде мая – в предгорной и горной части. Продолжительность безморозного периода по области 90–105 дней в воздухе и 80–135 дней на почве. На равнинах, особенно на юге, длительность этого периода соответствует числу дней с температурой выше 10°С, а в мелкосопочнике – с температурой выше 15°С. В силу резких колебании температур в течении суток в теплое время года безморозный период наступает значительно позже даты перехода среднесуточной температуры через 10°С; кончается он также раньше, чем среднегодовая температура опускается ниже +10°С.

Среднее годовое количество атмосферных осадков для большей части территории составляет около 250 мм, что при высоких летних температурах говорит о засушливости климата. Для данного региона характерны довольно сильные ветры в течении всего года. Среднегодовая скорость ветра изменяется от 4 до 5 м/сек на большей части территории снижаясь до 2–3 м/сек к востоку.

Большая часть территории Восточно-Казахстанской области носит степной характер и образована горными системами Алтая и Саур-Тарбагатая. Почти все правобережье Иртыша и части левобережья заняты горной системой Алтая. На юге и юго-западе простирается обширная территория Семипалатинского Прииртышья (172,7 тыс. км²), характеризующаяся мелкогорно-мелкосопочно-увалисто холмистой равниной.

На приподнятых равнинах господствуют полынно-биюргуновые, тырсово-полынные, полынно-типчаковое-кокпековые формации. Иртышская депрессия характеризуется разнотравно-злаковыми лугами и лесными зарослями прирусловой поймы Иртыша, типчаковыми и ковыльно-типчаковыми группировками на древних аккумулятивных равнинах правобережья.