Дендроэкологическая оценка состояния полезащитных лесных полос сухостепной подзоны кулунды

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………6
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ДЕНДРОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ПОЛЕЗАЩИТНЫХ ЛЕСНЫХ ПОЛОС …………………………………..9
1.1. Дендроэкологические исследования как направление геоэкологии…..9
1.2. Полезащитные лесные полосы как объекты дендроэкологических исследований…………………………………………………………………………..17
ГЛАВА 2. РАЙОН ИССЛЕДОВАНИЙ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ……...26
2.1. Физико-географическая характеристика района исследований……..…26
2.1.1. Положение сухостепной подзоны Кулунды в системе физико-географического районирования……………………………………………………..26
2.1.2. Рельеф и географическое положение ……………………………….28
2.1.3. Климат …………………………………………………………….…..30
2.1.4. Растительность …………………………………………………….….33
2.1.5. Почвы и ландшафты……………………………………………….…36
2.1.6. Репрезентативность выбранных дендроэкологических полигонов..39
2.1.7. Дендроэкологическая изученность территории исследования…….41
2.2. Материалы и методы, использованные в работе………………………..43
2.2.1. Дендрохронологические данные……….………………………….43
2.2.1.1. Сбор и обработка древесно-кольцевых данных ...……….43
2.2.1.2. Построение древесно-кольцевых хронологий…………....45
2.2.1.3. Климатический сигнал в древесно-кольцевых хронологиях…………………………………………………………………………...47
2.2.1.4. Данные анатомической структуры древесины годичных колец…………………………………………………………………………………..49
2.2.1.5. Реперные годы……………………………………………..56
2.2.2. Данные лесотаксационных наблюдений…………………………58
2.2.3. Гидрометеорологические данные, использованные в работе…60
2.2.3.1. Климатические данные…………………………………..60
2.2.4. Данные дистанционных и картографических исследований..…65
2.2.4.1. Спутниковые снимки и их использование для оценки состояния лесополос………………………………………………………………....65
2.2.4.2. Картографические методы оценки состояния лесополос..68
2.2.5. Социологические методы оценки проблем существования полезащитных лесных полос………………………………………………………...70
ГЛАВА 3. ДРЕВЕСНО-КОЛЬЦЕВАЯ ИНДИКАЦИЯ СОСТОЯНИЯ ПОЛЕЗАЩИТНЫХ ЛЕСНЫХ ПОЛОС СУХОСТЕПНОЙ ПОДЗОНЫ КУЛУНДЫ…………………………………………………………………………….72
3.1. Характеристика древесно-кольцевых хронологий полезащитных лесных полос сухостепной подзоны…………………………………………………………..72
3.1.1. Хронологии тополя бальзамического………………………………75
3.1.2. Хронологии березы повислой……………………………………….78
3.1.3. Хронологии лиственницы сибирской………………………………80
3.1.4. Хронологии сосны обыкновенной …………………………………81
3.2. Климатический сигнал в древесно-кольцевых хронологиях……………82
3.2.1. Связь радиального прироста с основными гидрометеорологическими параметрами…………………………………………….82
3.2.2. Связь радиального прироста сосны с индексом scPDSI…………...89
ГЛАВА 4. ТАКСАЦИОННАЯ, ФИТОПАТОЛОГИЧЕСКАЯ И ДИСТАНЦИОННАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ПОЛЕЗАЩИТНЫХ ЛЕСНЫХ ПОЛОС СУХОСТЕПНОЙ ПОДЗОНЫ КУЛУНДЫ……………………………….93
4.1. Современные таксационные показатели полезащитных полос исследуемой территории …………………………………………………………….93
4.2. Дистанционное зондирование и картографический анализ состояния полезащитных лесных полос………………………………………………………...96
ГЛАВА 5. ПРОБЛЕМЫ СОХРАНЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ПОЛЕЗАЩИТНЫМИ ЛЕСНЫМИ ПОЛОСАМИ ИССЛЕДУЕМОЙ ТЕРРИТОРИИ……………………………………………………………………….104
5.1. Декомпозиция проблем полезащитных лесных полос на основе социологических исследований…………………………………………………,…104
5.2. Проблемы правового регулирования полезащитных лесных полос….108
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………….114
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………119
ПРИЛОЖЕНИЯ………………………………………………………………131

Весь текст будет доступен после покупки

Территория сухостепной подзоны Кулунды имеет стратегическое важное значение для развития экономики Алтайского края. Благоприятные почвенные и агроклиматические условия обусловили здесь развитие растениеводства, а именно выращивание широкого спектра зерновых культур.
Одним из факторов стабилизации и увеличения продуктивности сельскохозяйственных угодий в лесостепных и степных районах является полезащитное лесоразведение. Лесные полосы играют важную роль в защите посевов от воздействий сильных ветров, суховеев, засух, эрозии почвы.
Полезащитным лесоразведением на территории края начали заниматься в начале прошлого столетия, а в 90-х гг. ХХ в. прекратились все работы. Из-за отсутствия должного ухода в настоящее время, наблюдается резкое снижение площадей полезащитных лесных полос. Часть из них уже не оказывает должного влияния на защищаемые ими поля и более того, в ближайшее время произойдет дальнейшее ухудшение их состояния и неизбежная гибель. В связи с этим возникла необходимость организации дендроэкологического мониторинга полезащитных лесных полос с целью изучения состояния деревьев в условиях меняющегося климата. Подобных дендроэкологических работ в России ранее выполнено не было, что дает выполняемому исследованию элемент новизны.
В настоящей работе, для оценки состояния полезащитных лесных полос, а также прогнозирования будущих изменений была проведена комплексная дендроэкологическая оценка с использованием различных методов.

Весь текст будет доступен после покупки

1.1. Дендроэкологические исследования как направление геоэкологии

Дендроэкология является одним из лучших инструментов, доступных для получения знаний о том, как работают лесные экосистемы в широком диапазоне пространственных и, что более важно, временных масштабов. Эта дисциплина включает в себя широкий спектр исследований, которые помогают понять экологические процессы, протекающие в лесных экосистемах и оказывающие влияние на их состояние и функционирование.
Однако, следует учитывать, что в современной науке «дендроэкология» рассматривается в двух разных направлениях. В узком смысле дендроэкология является разделом дендрохронологии и использует датированные годичные кольца для реконструкции прошлых изменений окружающей среды и изучения их влияния на прирост деревьев [75, 93,99].
В широком понимании дендроэкология определяется как раздел экологической науки, занимающийся анализом влияния факторов внешней среды на рост и состояние древесных растений в пространственном и временном масштабах [18]. Несмотря на то, что первый учебник, полностью посвященный дендроэкологии, был опубликован сравнительно недавно, сам термин «дендроэкология» уже внес значительный вклад в понимание экологических процессов, связанных с древесными растениями [88].
В данном исследовании дендроэкология рассматривается в широком смысле, как дисциплина, изучающая экологию древесных растений. Этот подход позволяет более детально исследовать взаимосвязи древесных растений и образуемых ими сообществ с условиями окружающей среды, что необходимо для качественной оценки современного состояния экосистем и прогноза возможных изменений в будущем [10].
Объектом исследований дендроэкологии могут быть как отдельные лесные организмы, так и их сообщества. Предметом исследований – взаимоотношения лесного фитоценоза и окружающей среды.
Дендроэкологическая оценка проводится для определения динамики экосистем, выявления причин их изменений, а также для прогнозирования будущих изменений. Эти исследования могут быть использованы для разработки стратегий управления природными ресурсами, оценки экологического состояния территорий и принятия решений в области охраны природы.
Дендроэкологическая оценка лесных экосистем включает в себя комплексный подход, основанный на применении различных методов и технологий. Эти методы позволяют получить глубокое и всестороннее понимание состояния лесных насаждений и их взаимодействия с окружающей средой. Одним из ключевых мероприятий в дендроэкологической оценке является таксация лесных насаждений. С помощью этого метода проводится детальное изучение характеристик лесных участков, включая оценку древостоя, видового и возрастного состава, плотности насаждений и структуры леса. Таксационные данные позволяют оценить общее здоровье лесных экосистем.
Другим важным инструментом в дендроэкологической оценке является анализ насаждений с использованием методов дистанционного зондирования и картографирования. С помощью спутниковых снимков и аэрокосмических данных становится возможным получить информацию о различных характеристиках леса, что дает возможность сделать объективные и точные оценки состояния лесных экосистем на больших территориях.
Большой вклад в дендроэкологической оценке занимает дендрохронология, которая играет ведущую роль в изучении роста и развития древесных растений. Древесно-кольцевая индикация, основанная на анализе древесных колец, является надежным и информативным инструментом для определения возраста деревьев и выявления климатических факторов, оказывающих влияние на их рост.
Помимо дендрохронологии, наиболее употребляемыми дисциплинами, использующими датированные годичные кольца для изучения экологических проблем и проблем окружающей среды, являются:
Дендроклиматология – использует продатированные годичные кольца для реконструкции и изучения климата в прошлом и настоящем [31].
Дендроиндикация – выявление естественных колебаний природных процессов и экологически значимых антропогенных изменений на основе реакции на них древесных растений и их сообществ [46].
Дендроиндикация позволяет на основе анализа характеристик древесного яруса и полога подроста (радиальный и линейный прирост, продолжительность жизни хвои, наличие некроза и хлороза, жизненное состояние древостоя) судить о состоянии природной среды. Древесные растения обладают высокой индикаторной значимостью, поэтому широко применяются для биоиндикационных исследований.
Дендроиндикация может проводиться на различных уровнях организации живого: макромолекул, клетки, организма, популяции, сообщества и экосистемы.
Обычно с повышением уровня организации биологических систем возрастает и их сложность, так как одновременно усложняются и их связи с окружающей средой. При этом дендроиндикация на низших уровнях включается в дендроиндикацию на высших уровнях. В то время как на низших уровнях организации биологических систем преобладают прямые, специфические виды индикации, связанные с воздействием какого-либо определенного стрессора, на высших уровнях осуществляется косвенная индикация [40].
Молекулярный уровень
Высокая степень сходства молекулярно-клеточной организации и биохимических превращений у организмов на разных уровнях организации позволяет предположить, что ответные реакции разных организмов, относящихся к одному семейству или роду, при действии токсических веществ на молекулярном уровне не будут существенно различаться.
За все процессы обмена веществ, в первую очередь, несут ответственность нуклеиновые кислоты (носители генетической информации) и белки (ферменты и структурные элементы). Необходимо, чтобы эти макромолекулы функционировали с соответственной скоростью.
Регуляция обмена веществ осуществляется с помощью многочисленных ферментов, поэтому наиболее чувствительные из них могут быть важными индикаторами нарушений. Стрессоры, прежде всего, воздействуют на активность и количество ферментов [40].

Весь текст будет доступен после покупки

-

Весь текст будет доступен после покупки