Дипломная работа: Природно-климатические условия Иссыкского дендрария

Содержание

Стр.
Введение 4
1 Природно-климатические условия Иссыкского дендрария 5
1.1 Месторасположение и площадь дендрария 5
1.2 Климат 7
1.3 Рельеф и почвообразующие породы 10
1.4 Почвы 11
1.5 Растительность 13
2 Состояние изученности вопроса 15
3 Программа и методика исследований 24
3.1 Методика работ по программным вопросам 24
4 Результаты исследований 33
4.1 Биологическая характеристика исследуемой древесной породы 33
4.2 Состояние биогруппы хвойной породы Pinus silvestris 35
4.3 Орошение, используемое в Иссыкском дендрарии 37
5 Рост и развитие интродуцированного вида Pinus silvestris 39
6 Анализ физических свойств древесины сосны обыкновенной 47
7 Экономическое обоснование создания плантационных культур на древесину 48
Охрана труда 50
Выводы 56
Список использованной литературы 57
Приложения 59
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Быстрое промышленное развитие многих стран сопровождается увеличением объемов потребления природных ресурсов. Запасы различных полезных ископаемых не возобновляются. В отличие от них лес, древесина относятся к числу возобновляемых природных ресурсов. Древесины в мире не хватает. В некоторых развитых странах при острой нехватке нефтепродуктов считают, что дефицит деловой древесины увеличивается даже быстрее, чем дефицит нефти / 1 /. Возможность возобновлять ресурсы древесины обязывает искать пути к увеличению ее производства, и все это надо делать на фоне возрастающего значения несырьевых функций леса – средообразующей, защитной и рекреационной.
Казахстан в настоящее время испытывает острую нужду в деловой древесине, бумаге и лесохимической продукции и зависит в этом плане от спроса и предложений на мировом рынке. Ежегодная потребность страны в древесине в недавнем прошлом составляло 12 млн.м 3., а общий запас лесов на корню равен 300 млн.м3. Чтобы заготавливать такое количество древесины, нужно вырубать около 75 тыс.га леса в год. Вынужденная необходимость вести рубку леса на такой территории в малолесном государстве несет негативные последствия в разных аспектах, а особенно в экологическом. Поэтому логична постановка вопроса об организации поливного лесоводства.
Поливное лесоводство можно рассматривать как специализированное высоко интенсивное лесохозяйственное производство, направленное на создание и выращивание высокопродуктивных культур – плантаций для получения заданного вида (видов) древесного сырья, обязательно в большом количестве и в сокращенные сроки по сравнению с традиционным ведением лесного хозяйства. Поливное лесоводство обусловлено изменившимися (возросшими) требованиями общества к лесу как источнику сырья и иных благ. Та же причина, о которой писал еще известный немецкий лесовод Г. Г.Котта (лесоводство - для нужды), сыграла роль генератора идей лесов будущего /2 , 3 /, лесов максимальной продуктивности /4/ и эталонных лесов
/ 5,6 / Постановки задач при разработках названных идей не были идентичными, поэтому они не противоречат, а дополняют друг друга как направленные на осуществление в разных природно – экономических условиях. Разнообразие таких условий в нашей стране, а также наличие в некоторых ее регионах больших запасов древесины позволяет искать и выбирать оптимальный вариант решения для каждого региона, района или даже лесничества. Если же местные ресурсы древесины исчерпаны и по экономическим или политическим причинам невозможно на приемлемых условиях получать ее со стороны и нужно производить древесину быстрее и в возможно большем количестве на месте, поливное лесоводство не имеет приемлемой альтернативы.
В указанной ситуации оказались многие страны, в том числе Новая Зеландия, Австралия, некоторые страны Латинской Америки и др. На лесосырьевых плантациях могут культивироваться разные древесные породы. В ряде европейских стран давно приобрели коммерческое значение плантации тополя и ивы /6,7,8,9/. В Болгарии и в Венгрии перспективной породой для выращивания на плантациях считают также белую акацию /10/. В Австралии, странах Восточной и Юго – Восточной Африки на плантациях выращивают ряд видов эвкалипта, в Тайланде – тик. Однако значительно больше внимания в разных странах (в том числе расположенных в тропиках и субтропиках) уделяют теперь выращиванию на плантациях хвойных пород.
По данным ФАО, площадь хвойных промышленных плантаций в Латинской Америке к 2000 году возросла с 5 млн. га до 16 млн. га, что позволило увеличить производство хвойной древесины до 100 млн. м\3 в год. В Великобритании в течении последних 25 лет площадь плантаций хвойных пород увеличивалась на 29 тыс. га в год. За счет плантаций планируют увеличить объем получаемой древесины хвойных пород на 230%. Предполагаемый оборот рубок на плантациях 45 – 65 при среднем приросте около 10 м\3 / га в год.
Важное значение созданию сырьевых плантаций хвойных пород уделяют в США. Американские лесоводы подчеркивают, что древостои «второго леса» (т.е. образовавшиеся естественным путем на месте вырубленных девственных лесов) имеют низкую производительность (в южных штатах она в среднем равна 3,15 м\3/га в год) и что в древостоях «третьего леса» (т.е. в плантационных культурах) она может быть увеличена в 3 – 4 раза.
В Новой Зеландии, как и в Австралии, хвойных лесов в прошлом не было, а древесина хвойных пород была крайне нужна. Ее ввоз в связи с высокими затратами на фрахт обходился чрезмерно дорого. Крупные работы по созданию плантаций хвойных пород были начаты в Новой Зеландии в 20-х годах. В 1931г. Их площадь составила 120 тыс. га. В последующие годы работы продолжались, и в 1960г. Была принята программа с такими показателями: ежегодный прирост площади плантаций 8 -12 тыс. га, общая площадь плантаций к 2000г. 800 тыс. га. Эта программа перевыполнена. Например, в 1975г. Было заложено 55 тыс. га плантаций. Предполагают, что все это позволит увеличить долю лесных продуктов в экспорте Новой Зеландии с 8 до 24%.
В странах Европейского экономического сообщества с 1970 по 2000г. Планируется сократить площадь лиственных и увеличить площадь хвойных лесов на 500 тыс. га./11/.
Приведенные примеры иллюстрируют существующую ориентацию лесоводов многих стран на производство древесины хвойных пород. Относительно чаще на лесосырьевых плантациях выращивают такие виды сосны: лучистую, или замечательную (P. Radiate D. Don), карибскую (P. caribaea Morelet), реже желтую (P. Ponderosa Laws), веймутову (P. Strobes L.), болотную (P. Palustris Mill), ладанную (P. Taeda. L.) и др. Выращивают на плантациях также пихты, дугласии, ели и кипарисы.
Прирост древесины на хвойных плантациях в странах с жарким влажным климатом выше, чем в наших лесах.. Так, в Бразилии и некоторых странах Центральной Америки средний прирост древесины на 6 – 7 –летних плантациях сосны карибской достигает 30 м\3/га. В странах с теплым влажным климатом прирост древесины на плантациях хвойных пород значительно меньше, его численные значения примерно такие же, как в наших лучших культурах. Например, в условиях Великобритании средний прирост плантаций хвойных пород прогнозируется в размере 10 м\3/га., в США – 12 м\3/га. На практике эти прогнозы не всегда оправдываются. Так, в известном опыте Уайльда/12/ проведенном на севере США, в штате Висконсин (примерно на широте нашего Крыма), благодаря интенсивной обработке почвы удалось увеличить средний прирост в 30-летних культурах сосны смолистой до 5,7 м\3/га. (в контроле 2,2 м\3/га). В другом опыте, проведенном в штате Джорджия на плантации сосны карибской, в результате оптимизации оборота рубки, режима густоты и тщательной подготовки почвы средний прирост был увеличен с 4,9 м\3/га (в контроле) до 7,4 м\3/га. Автор этого сообщения Андерсен /13/ считает, что можно увеличить прирост еще на 2 м\3/га в год за счет применения удобрений и использования посадочного материала с улучшенными наследственными свойствами.
Ряд лиственных древесных пород при выращивании их на плантациях позволяет получить значительно больший средний прирост. Однако древесина лиственных и древесина хвойных пород неравноценны. Это и вынуждает в определенных случаях закладывать плантации хвойных пород.
При проведении эксперимента ограничились сосной обыкновенной (P.silvestris L.) и елью европейской (P. Excelsa Link.). Основанием для токого выбора послужили: высокая приспособленность этих видов сосны и ели к климату такого обширного региона, каким является европейско-уральская часть страны; способность ели и сосны как бы дополнять друг друга в отношении требований к условиям местообитания, что позволит более рационально использовать земли, отведенные для создания плантаций; сравнительно быстрый рост, хорошо выраженная способность к формированию высокопродуктивных чистых по составу древостоев; ценная, экономичная в обработке древесина, пользующееся практически неограниченным спросом; особо ценные качества древесины ели как сырья для получения целлюлозы; накопленный опыт выращивания обеих пород в культурах. Все эти соображения, безусловно, весомы, но их нельзя рассматривать в качестве аргументов против выращивания на плантациях других древесных пород, например лиственницы или тополя, если в тех или иных конкретных условиях это действительно необходимо.
Как можно судить по литературным данным, большинство закладываемых и выращиваемых лесосырьевых плантаций ориентированы на поставку балансов или пиловочника или и баланса и пиловочника перерабатывающей промышленности.
Новое специфическое направление в рассматриваемой области (пока еще в проектах и исследованиях!) – производство на специальных энергетических плантациях древесной массы в качестве топлива. Такие работы ведутся в нескольких странах – США, Новой Зеландии, Швеции, Финляндии. О том, насколько серьезной считают эту проблему, например в США, говорит то, что к ее проработке было привлечено более 30 промышленных и исследовательских организаций. Результаты исследований небезнадежны. Для выращивания породы с мощной порослевой способностью (в США – разные виды ольхи, эвкалипта, платана и др., в Швеции – некоторые виды тополя, ольхи, ивы). При обороте хозяйства в несколько лет размер возможного урожая оценивают от 5 до 22 т сухой массы на 1 га в год. По теплотворной способности древесная масса и нефть соотносятся примерно 2 : 1. Размер энергетических затрат по всему циклу работ, обеспечивающих получение готовой для использования сухой измельченной древесной массы, по мнению американских специалистов, может достигать 20% теплотворной способности урожая. Выращенных на энергетических плантациях древесную массу можно использовать не только как топливо, но и как сырье для биохимической переработки.
Создание и выращивание энергетических лесных плантаций можно рассматривать как новое направление в растениеводстве. Это направление глубоко специфично и актуально для некоторых стран, но, очевидно не для Казахстана, поскольку наша страна располагает другими возможностями для производства энергии. Гораздо более актуально для нас создание и выращивание плантационных лесных культур для последующего получения пиловочника и баланса.
Наиболее производительные лесные фитоценозы не являются наиболее устойчивыми /14/. При создании и выращивании плантационных культур нужно стремиться к тому, чтобы они стали достаточно устойчивы к неблагоприятным факторам. Однако такое качество плантаций как форсированный прирост древесины, а также технологическая ориентация на комплексную механизацию и частичную автоматизацию работ не могут быть принесены в жертву требованию максимальной устойчивости насаждений. Тут необходим разумный компромисс. В частности, плантационные культуры обязательно должны создаваться и выращиваться чистыми по составу /15,16/ В соответствующих условиях местообитания и сосна и ель способны сформировать чистые и достаточно устойчивые древостои высокой продуктивности. Попытки создать плантационные культуры, смешанные по составу, чтобы сделать их еще более устойчивыми к разным факторам, резко осложнят технологию их выращивания, увеличат ее трудоемкость, а также приведут к большей вариабельности качеств готовой продукции. Целесообразнее, чтобы на плантациях роль биологических мелиорантов, обогащающих почву своим опадом, выполняли не кустарники и деревья других пород, а травы, например многолетний люпин. Желательное для экологического равновесия присутствие других древесных и кустарниковых пород на территории ПЛП может быть обеспечено за счет их выращивания на придорожных полосах, противопожарных разрывах и других вспомогательных площадях, а также на участках, не включенных в плантационный фонд.
Следует еще раз подчеркнуть, что закладка и выращивание плантационных культур сопряжены с большими затратами труда и средств.
Результаты исследований, проведенных многими авторами, и опыт практических работ свидетельствует о том, что производительность и продуктивность древостоев можно существенно увеличить даже за счет того или иного обоснованно выбранного и правильно проведенного лесохозяйственного мероприятия. Такими мероприятиями могут быть гидротехническая мелиорация, внесение удобрений или изменение состава древостоев с помощью рубок ухода и др. Однако для целей плантационного лесовыращивания осуществление разобщенных лесохозяйственных мероприятий недостаточно. При сокращенных оборотах рубки экономически целесообразно создавать и выращивать культуры наиболее высокой продуктивности. Для этого нужны не отдельные мероприятия, а система согласованных действий, т.е. включение в систему фактор – прирост серии мероприятий, каждое из которых усиливало бы и дополняло влияние другого.
Анализ влияния на рост и урожайность растений сочетания тех или иных факторов и оптимизация их количественных значений широко практикуется в сельском хозяйстве. В лесном хозяйстве в этом направлении также имеется некоторый прогресс. Так. Известны работы о совместном влиянии на прирост древостоев рубок ухода и внесения удобрений /17/, удобрений и осушения /18/, удобрений и обработки почвы /19/. Сделанное, в этой очень сложной области лесоводства как науки – лишь первые шаги.
Опытами 1939-1942 г.г. в Прикаспийской пустыне выявлено, что наиболее удачными при поливном лесовыращивании были посадки вяза мелколистного и тополя пирамидального. Хороший прирост дали ясень зеленый, тополь серебристый, тополь канадский /20/.
Надо отметить, что имеется некоторый опыт организации поливного лесоводства и в странах СНГ (Россия, Узбекистан, Туркменистан), который описан Н.Ф.Созыкиным в книге «Поливное лесоводство»/21/. Анализ поливного лесоводственного опыта показал, что оросительная норма в условиях Кизляра может быть принята в 3000м3/га против 4500м3/га в Астрахани и 5200м3/га в районе Атырау. Считают, что полив насаждения должен производиться способом полного затопления площади для промачивания почвы на глубину до 1м.
Наиболее ценными являются данные В.Д.Городецкого по поливным рощам в дендропарке СредАзНИИЛХ. Опыты показали, что рост насаждений при поливе в условиях Средней Азии в первые годы, безусловно более интенсивен, чем в северных районах поливного лесоводства. Таким образом, в Средней Азии имеются исключительные возможности для выращивания поливных древесных насаждений. Однако по сей день ни в Узбекистане, ни в Туркменистане не разработан поливной режим для лесных насаждений. В нашей республике с 1953 года вопросы организации поливного лесоводства серьезно более не разрабатывались. Некоторые исследования в этом направлении выполнены Бессчетновым П.П./22/, Исмаиловым В.Ю./23/ и Кердяшкиной Г.В./24/, результаты которых показали, что ряд хвойных и лиственных древесных пород в таких условиях оказываются в 1,5-2,5 раза более производительными, чем в умеренных широтах и их выращивание и содержание экономически целесообразно, так как доход от реализации древесины на корню с 1га сорокалетней поливной плантации составляет около 3,0 млн.тенге.
Интродукция древесных растений в Заилийской равнине насчитывает более 130 лет. Под руководством Баума, глубоко осознающего необходимость зеленого строительства в условиях аридного климата, были заложены лесные питомники, составлены инструкции и права по посадке и уходу за ними.
Эдуард Баум был ученый-практик, в своей каждодневной деятельности, опиравшийся на новейшие теоретические методики и разработки, проводил огромную селекционную работу. Он завез и интродуцировал 44 лиственных, 17 хвойных пород и 52 вида кустарников, им доставлены из Москвы, Ташкента, Пемзы, Санкт-Петербурга, Риги, Ялты и других городов 74 сорта яблонь, 49 сортов груш и другие плодовые деревья.
Важные сведения о распространении древесных видов в районах озера Санкуль и реки Нарын, южного склона Тянь-Шаня в сторону Кашгара дал О.Р. Остен-Сакен после своей поездки в Занарынский край в 1867 году. Начиная с 1876 года, несколько путешествий по Туркестану и Семиречью совершил А. Регель, собравший обширный гербарий и опубликовавший результаты своих ботанических экскурсий в горы Каратау, Кульджу и экскурсии из Ташкента в Кульджу .
Первая публикация о собранной им ботанической коллекции появилась в 1878 году . В 1877 году в г. Верном была открыта школа садоводства, управляющий которой М.Н. Растегаев отмечал, что практически все плодовые сорта, прежде высаженные садоводами-любителями из южных районов России, погибли. Поэтому не случайно, что Э.О. Баум в течение многих лет выписывал более всего посадочного материала и семян различных древесных и кустарниковых видов из Воронежской, Пензенской, Саратовской, Казанской, Волынской, Вятской, Курской, Орловской губерний, Москвы, Петербурга, Киева. Поэтому «стихийной» интродукцию, начатую Баумом, назвать было бы несправедливо, тем более, что посевы семян берёзы, вяза, клёнов, бука, дуба, граба, липы, лещины производились не только в питомнике Казённого сада (в последствии парка им. Горького), но и в питомниках Сазановки, Отара, Чилика, Гавриловки (Талды-Курган), Сарканда, Учарала, Урджара: в Каракольском питомнике высевали полученные из Москвы семена кедра и лиственницы сибирской, пихты бальзамической, сосны обыкновенной, барбариса, клёна, ольхи и берёзы. В этих питомниках фактически проходили испытания интродуценты в посевах с практической проверкой их экологических возможностей в столь обширном районе от Пишпека, Пржевальска, Отара до Лепсы, Учарала, Урджара (расстояние около 1000 км). Такую работу можно назвать эколого-географическим экспериментом, равным которому в то время в мировой практике не было, поскольку «древесно-лесные рощи», как их называл Э. Баум, создавались в горных, предгорных, степных и пустынных районах вдоль основных трактов, а также в населённых пунктах или в непосредственной близости от них. По Кульджинскому и Талгарскому трактам – первая и вторая Мало-Алматинская рощи, далее Талгарская (1889 г), Софийская (Иссык), Тургеньская, Маловоднинская и Чиликская. По тракту на Семипалатинск – Верненская, Илийская, первая и вторая Гавриловская, Копальская, Айнабулакская, Кунурленская, Саркандская, Лепсинская, Учаральская, Осиновская, Урджарская. По тракту на Ташкент – Тастакская, Колпаковская, Карагалинская, Каскеленская, Узун-Агачская, Самсинская, Таргапская, Отарская, Пишпекская. По направлению к Пржевальску – Такмакская, Джил-Арыкская, Сазановская, первая и вторая Пржевальские рощи. На северном склоне Заилийского Алатау недалеко от г. Верного заложены рощи Аксайская (1871 г.) и Кардонная, Котурбулакская (1879 г. 12 десятин), Каменская дубовая роща (1888 г.) и Больше-Алматинская, в Иссыкском ущелье (1880 г., 5 десятин).
Об успешности интродукции сосны, некоторых других хвойных и многих лиственных древесных видов в более благоприятные условия среды свидетельствует озеленение улиц и казённые сады городов Верного и Пишпека, приютский сосновый парк (позднее парк им. Дзержинского), парк на соборной площади (парк им. 28 гвардейцев-Панфиловцев), Борохудзирский плодовый сад в Джаркентском уезде (1871 г., 33 десятины), в Джангиз-Агаче Копальского уезда плодовый сад (1878 г., 2 десятины), роща и питомник в Сарканде (1882 г., 20 десятин), сад в Урджаре (1882 г., 4 десятины). К 1893 году в Верненском и Пишпекском уездах работали 27 питомников. В жестких пустынно-степных и степных районах преимущественно высаживался карагач как наиболее засухо- и морозоустойчивый вид, не требовательный к почве и сравнительно легко выращиваемый в питомниках (Гавриловка, Сарканд, Лепсинск, Учарал, Урждар, Отар). Однако в Саркандскую лесную дачу в 1906 г. завезли семена ели, сосны и пихты, хотя Э.О. Баум считал, что карагач наилучшим образом подходит к условиям этих районов. Безусловно, что Э.О. Баум хорошо был знаком с результатами исследований известных флористов, географов, о которых уже сказано ранее; ему, конечно, были известны работы Н.А. Северцева, совершившего экспедицию в Кара-Тау и Тянь-Шань и поднявшегося до истоков рек Нарын и Аксай в 1865-1868 гг. Будучи зоологом он больше интересовался фауной, но геологические явления и ботанические описания в исследованиях, опубликованных в 1867, 1869, 1873 гг., занимают значительное место.
Впервые описание хвойных лесов Северного склона Джунгарского Алатау сделал Р. Закржевский . О флоре Южного Алтая писали О. А. Федченко и Б.А. Федченко . Анализируя состояние лесов Уральской области, Ф. Дергит дал подробное описание направления лесоводственной деятельности, на примере Темирского казённого лесничества. ....