Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Географические науки
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов

Диссертационная работа:

Гребенюк Галина Никитична. Мониторинг состояния лесных геосистем среднетаежной зоны Западной Сибири : на примере бассейна реки Вах : диссертация ... доктора географических наук : 25.00.23 / Волгог. гос. арх.-строит. ун-т.- Нижневартовск, 2006.- 325 с.: ил. РГБ ОД, 71 07-11/31

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Сокращения типов леса, используемые в тексте 5

ВВЕДЕНИЕ 6

ГЛАВА 1. Современное состояние проблемы типологии, 16 структуры и динамики геосистем лесов в условиях взаимодействия природных и техногенных факторов среды

  1. Ретроспективный анализ исследования лесов 31 территории бассейна реки Вах

  2. Распространение сосны сибирской и сосны 36 обыкновенной

1.3. Экотипы сосны кедровой сибирской и сосны 40
обыкновенной

ГЛАВА 2. Цели, задачи и методика исследования 49

ГЛАВА 3. Характеристика природных условий полигона 62 исследований

ГЛАВА 4. Типология структурных элементов геосистем лесов 113

4.1. Характеристика современного состояния лесного ИЗ
фонда Нижневартовского района

4.2. Типология лесов, образованных сосной сибирской 123

ГЛАВА 5. Методология использования количественных 135 параметров гистологических элементов некоторых представителей рода Pinus для динамики и структуры лесных геосистем в условиях изменения климата под влиянием пирогенных, лесопатологических и техногенных факторов

5.1. Методология использования количественных 137
параметров гистологических элементов ксилемы для
мониторинга среды

5.2. Морфолого-анатомическая реакция органов сосны 155
сибирской в разных типах лесных геосистем

5.3. Закономерности структурной реакции ксилемы 172
стебля сосны обыкновенной и сосны сибирской под
влиянием комплекса экологических факторов среды

ГЛАВА 6. Обсуждение и перспективы применения 179

результатов исследования для мониторинга состояния лесных геосистем

6.1. Сертификация лесных геосистем 196

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 202

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 206

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Карта растительности Ханты- 259 Мансийского автономного округа - Югры.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Лесохозяйственное подразделение ХМАО 260

- Югры

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Лесорастительное районирование ХМАО 261

- Югры

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Распределение площади покрытых лесом 262 земель Нижневартовского лесхоза по классам бонитета (по данным Нижневартовского лесхоза)

ПРИЛОЖЕНИЕ 5 Динамика распределения лесного фонда 263

по категориям земель Нижневартовского лесхоза (по данным Нижневартовского лесхоза)

ПРИЛОЖЕНИЕ 6. Динамика распределения лесного фонда 264 по группам лесов и категориям защитности лесов Нижневартовского лесхоза (по данным Нижневартовского лесхоза)

ПРИЛОЖЕНИЕ 7. Динамика производительности лесов по 265 Нижневартовскому лесхозу (по данным Нижневартовского лесхоза)

ПРИЛОЖЕНИЕ 8. Оценка возрастной структуры древостоя, 266 лесного фонда по преобладающим породам, структуры лесного фонда по группам и категориям земель по Нижневартовскому лесхозу

ПРИЛОЖЕНИЕ 9. Видовой состав выделенных типов 267

лесных геосистем.

ПРИЛОЖЕНИЕ 10. Характеристика модельных деревьев 272

ПРИЛОЖЕНИЕ 11. Количество и радиальный размер 273

трахеид сосны сибирской из различных типов лесных

геосистем

ПРИЛОЖЕНИЕ 12. Ширина годичного кольца сосны 275

сибирской из различных типов лесных геосистем

ПРИЛОЖЕНИЕ 13. Пример ландшафтной характеристики 277

районов восточной части ХМАО - Югры

ПРИЛОЖЕНИЕ 14. Типологическая характеристика 292

областей и провинций центральной части ХМАО - Югры

ПРИЛОЖЕНИЕ 15. Код компьютерной программы «Оценка 294 качества среды с использованием анатомических показателей древесины сосны обыкновенной и сосны сибирской»

ПРИЛОЖЕНИЕ 16. Параметры ксилемы сосны 323

обыкновенной и сосны сибирской на высоте 1,3 метра

ПРИЛОЖЕНИЕ 17. Лесопатологические мероприятия 324

ПРИЛОЖЕНИЕ 18. Почвы Нижневартовского района 325

Сокращения типов леса, используемые в тексте

  1. Кедровник бруснично-мелкотравный - КБМ

  2. Кедровник брусничный - КБ

  3. Кедровник кустарничково-сфагновый - ККС

  4. Кедровник осоково-хвощовый - КОХ

  5. Кедровник папоротничково-черничный - КПЧ

  6. Кедровник травяно-таволговый - КТТ

  7. Кедровник чернично-сфагновый - КЧС

  8. Сосняк травяно-кустарничково-сфагновый - СТКС

  9. Сосняк хвощово-пушицево-сфагновый - СХПС

Введение к работе:

Повышение эффективности мероприятий по организации использования, охране и защите лесного фонда, а также по воспроизводству лесов обеспечивается путем развития института собственности на лесной фонд, с одной стороны, а с другой - обеспечением охраны лесного фонда и воспроизводства лесов, совершенствования организации лесопользования, экономического механизма и системы управления лесным хозяйством. Перспективным направлением является добровольная сертификация системы лесопользования, которая невозможна без системы мониторинга лесных геосистем, исследования динамики их развития в условиях глобальных климатических изменений и антропогенного влияния.

Детальный анализ развития геосистем подразумевает исследование типологии лесов, сформированных под влиянием совокупности экологических факторов не только на текущий момент времени, но и перспективный прогноз состояния, исходя из новой реальности за счет проявления эффекта глобального потепления климата, усугубляемого возрастающими темпами антропогенного прессинга.

Исследование типологии лесных геосистем на разных стадиях развития позволит использовать полученные результаты по следующим направлениям:

выработка критериев оценки состояния среды под влиянием комплекса экологических факторов, различных по происхождению, на основе сравнительной характеристики морфолого-анатомических показателей ответной реакции отдельных представителей рода Pinus;

выявление количественного диапазона изменения критериев ви-дов-эдификаторов для оценки состояния среды на основе исследования видового состава и фитоценологических характеристик основных лесных геосистем;

совершенствование системы мониторинга основных типов лесных геосистем бассейна реки Вах методом биоиндикации с учетом антропогенной нагрузки, пирогенного и фитопатологического фактора на фоне глобального изменения природных факторов среды;

развитие системы добровольной сертификации лесопользования в целях оптимизации природопользования в целом и заготовки экспортной древесины с одновременным сохранением саморегулирования лесных геосистем, в частности на основе полученных результатов.

Широкое использование аналитических физико-химических методов в официальной практике стандартизации среды имеют целый ряд недостатков в связи с учетом небольшого количества веществ, невозможности постоянного учета состава и концентрации загрязнителей, проблематичности в оценке дозировки и трудности в оценке синергетического эффекта химических веществ. Также к числу недостатков этих методов можно отнести и значительные материальные и трудовые затраты по организации системы слежения за динамикой состояния загрязнителей среды в различных биоценозах одновременно, а также невозможность оценки комплексного характера воздействия на многообразие видов живых организмов.

Использование биоиндикационных методов для комплексного мониторинга среды позволяет, во-первых, учитывать видовой состав экосистемы, комплексный характер воздействия всех загрязнителей, в том числе и их синергетический эффект; во-вторых, оценивать состояние почвен-но-климатических условий и загрязнителей атмосферы; в-третьих, отслеживать динамику воздействия загрязнителей не только в текущий момент, но и «заглянуть в прошлое» посредством ретроспективного анализа, а также экономно расходовать средства для получения эффективной оценки состояния среды и научно обосновывать значение предельно допустимых

концентраций в различных природно-климатических зонах с учетом реакции биологических объектов.

В настоящее время широко дискутируются возможности использования растений для целей биоиндикации, которые, по сравнению с животными организмами, являются более перспективными в связи большей чувствительностью и отсутствием миграций.

Анализ многочисленных литературных источников по истории изучения вопроса о влиянии загрязнения атмосферы на растения (Нелюбов, 1900; Сабашников, 1911; Красинский, 1937, 1939. 1950; Холлидей, 1962; Николаевский, 1979; Трешоу, 1988), по особенностям поступления и преобразования основных фитотоксикантов в атмосфере (Junge, 1963; Pasquill, 1974; Garland, 1978; Постхимус, 1988; Бандман, 1988, 1989, 1990; Брендшнайдер, Курфюрст, 1989), по использованию растительных объектов для организации мониторинга (Quinche, 1975; Pakarinen, Makinnen, 1976; Lotscher, Kohm, 1977; Дамянова, Валиков, 1980; Panciano, 1983; Мартин, 1984; Оттар, 1988), по реакции на биоценотическом (Мартин, 1984; Оттар, 1988), организменном (Красинский, 1937, 1950; Николаевский, 1979; Трешоу, 1988), тканевом (Лайранд, 1981; Еремин, 1987, 1990; Лотова, 1988, Луговской, 2000), клеточном уровнях (Wellburn, 1972; Сойккели, Каранлампи, 1988) и в связи с концентрацией и составом загрязнителей атмосферы (Кулагин, 1974; Илькун, 1978; Николаевский, 1979, 1983; Гудериан, 1979; Ранкелз, 1988, Луговской, 2000), позволяет констатировать перспективность дальнейшего исследования древесных растений как индикаторов состояния лесных геосистем.

Выбранные нами дендрологические исследования для мониторинга состояния лесных геосистем бассейна реки Вах (притока реки Обь) сред-нетаежной зоны Западно-Сибирской равнины позволяют проанализировать динамику воздействия комплекса факторов различного происхождения по сформированным гистологическим элементам тканей прошлых лет,

использовать доминантные виды и виды-эдификаторы типичных биоценозов в качестве удобного объекта для крупномасштабных сравнений.

Среди выбранных древесных растений для мониторинга состояния геосистем исследуемого района типичными видами являются сосна сибирская (Pinus sibirica (Rupr.) Мауг.) и сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.), в связи с их важнейшей средообразующей ролью в исследованных ландшафтах и большим хозяйственным значением для развития региона, высокой чувствительностью из-за замедленного процесса листопада и накоплением загрязнителей в теле растения, относительно простой для исследования и статистического анализа анатомической структурой. Кроме того, разработанная шкала оценки состояния среды для Русской равнины с использованием количественных показателей анатомической структуры сосны обыкновенной позволяет на основе корреляционного анализа расширить область применения биоиндикационных параметров для Западно-Сибирской равнины. Полученные критерии нами использованы для оценки состояния лесных геосистем на основе разработанной типологии лесов исследуемого региона.

Проведенные исследования важны для введения в действие механизма добровольной сертификации лесопользования, важнейшей составной частью которого является мониторинг среды, экологические и социальные аспекты природопользования.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертационного исследования. Лесной сектор играет важную роль в экономике страны и имеет существенное значение для социально-экономического развития более чем 40 субъектов Российской Федерации. Органы управления и организации лесного хозяйства реализуют возложенные на них задачи по обеспечению комплексного и

рационального использования ресурсов лесов, их воспроизводству и повышению продуктивности, сохранению биоразнообразия и устойчивости лесов, осуществлению мероприятий по лесоустройству, охране лесов от пожаров и защите от вредителей и болезней, лесовосстановлению, уходу за лесом, организации лесопользования, в части подготовки и передачи лесного фонда для осуществления лесопользования, контроля за лесопользованием и другие задачи.

Однако лесной фонд страны в настоящее время используется недостаточно эффективно: в Сибирском регионе менее 15 %. При этом осваивается расчетная лесосека по хвойному хозяйству, то есть заготавливается наиболее ценная древесина при значительном накоплении менее ценных перестойных насаждений лиственных пород. За последние 3 года, из-за отсутствия сертификации, снизился объем продажи древесины на лесных аукционах.

Среди приоритетных научных направлений в Концепции развития лесного хозяйства Российской Федерации на 2003-2010 годы, одобренной распоряжением Правительства Российской Федерации от 18 января 2003 года N 69-р, выделяются:

разработка новых методов охраны лесов от пожаров, разработка и совершенствование, методов прогноза возникновения пожароопасной ситуации в лесах и совершенствование правовой базы охраны лесов от пожаров;

совершенствование нормативной базы, методов и способов ле-совосстановления; исследования, направленные на восстановление лесной растительности в зоне деятельности крупнейших промышленных предприятий и т.д.); разработка эффективных экологически безопасных систем защиты леса от вредителей и болезней;

совершенствование программно-методического обеспечения мониторинга лесов и лесного хозяйства (разработка высокоэффективных

технологий получения достоверной и оперативной информации о лесах, использование ГИС-технологий;

приоритетными также являются научные исследования, направленные на выполнение решений международных конвенций по биологическому разнообразию, изменению климата, а также на развитие сертификации и приведение российских стандартов в соответствие с мировыми;

научное обеспечение решения задач по стандартизации, метрологии, сертификации и по организации системы мониторинга лесов.

В связи с этим, типология лесов с одновременной оценкой качества среды на основе количественных показателей для мониторинга состояния лесов в условиях изменения климата и сертификации лесов является актуальным направлением научных исследований.

Цель и задачи исследования. Основной целью диссертационной работы является исследование типологии лесных геосистем на основе анализа пространственного распределения, видового разнообразия и морфо-лого-анатомической реакции функциональных систем сосны сибирской и сосны обыкновенной для мониторинга среды и сертификации лесов, с учетом изменений климата при воздействии техногенного, пирогенного и ле-сопатологического факторов.

Для достижения этой цели в работе поставлены и решены следующие основные задачи:

  1. Произведена оценка влияния природных и антропогенных факторов среды на формирование многообразия лесных геосистем среднетаеж-ной зоны Западно-Сибирской равнины.

  2. На основе картирования пространственного распределения и исследования видового состава составлена типология лесов, образованных видами рода Pinus, в связи с микроэволюционными процессами видообразования.

  1. Изучены реакции морфолого-анатомической структуры ксилемы вегетативных органов сосны сибирской и сосны обыкновенной в зависимости от комплекса природных абиотических и техногенных факторов.

  2. Выявлена возможность использования показателей морфолого-анатомического строения водопроводящей функциональной системы разных видов сосны, сформированных под влиянием техногенного, пирогенного и лесопатологического факторов в условиях изменения климата, для мониторинга среды.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования являлись лесные геосистемы таежной зоны бассейна реки Вах (правобережье Средней Оби) Западной Сибири (см. рис. 1), образованные многочисленными формами сосной сибирской или кедром и сосной обыкновенной, а также морфолого-анатомическое строение на уровне клеток, тканей, органов и систем органов представителей рода сосны, произрастающих под влиянием техногенного, пирогенного и лесопатологического факторов в условиях изменения климата. В предмет исследования входило изучение возможности использования количественной реакции структурных элементов проводящей функциональной системы сосны сибирской для целей мониторинга состояния лесных геосистем в условиях мозаичности почвенно-климатических условий форм рельефа бассейна реки Вах.

Рис.1. Карта-схема района исследования

Научная новизна. Предложено новое научное направление по мониторингу различных типов лесных геосистем с использованием количественных показателей анатомического строения ксилемы сосны сибирской и сосны обыкновенной для сертификации лесохозяйственной деятельности. Проанализирован терминологический аппарат с целью уточнения понятия «кедровые леса», состоящие из сосны сибирской (Pinus sibirica (Rupr.) Мауг.), для использования при биогеографических характеристиках регионов. Проведена типология лесов среднетаежной зоны бассейна реки Вах Западной Сибири и их ранжирование с применением разработанной автором методологии использования анатомических показателей ксилемы ствола и хвои сосны сибирской для мониторинга качества среды. Проведен рейтинг природных и антропогенных факторов среды при формировании пространственно-временной структуры лесных геосистем в условиях потепления климата и изменения гидрологической обстановки. Научные результаты и положения, выносимые на защиту: Мозаичность факторов природной и техногенной среды как причина полиморфного центра видообразования рода Pinus.

Методология использования количественных параметров гистологических элементов анатомической структуры ксилемы отдельных представителей рода Pinus для комплексного мониторинга среды и сертификации лесных геосистем.

Прогноз динамики структуры и функционирования лесных геосистем под влиянием техногенного, пирогенного и лесопатологического факторов в условиях изменения климата в среднетаежной зоне Западной Сибири на основе анализа результатов научных исследований, полученных за 50 лет.

Рейтинг естественных и антропогенных факторов и их соотношение для определения стратегии природопользования.

Практическая значимость. Типологическая структура геосистем лесов может быть использована для теоретического прогноза микроэволюционных процессов видообразования в условиях техногенно измененной среды обитания. Методология использования количественных параметров гистологических элементов анатомической структуры представителей рода Pinus для комплексного мониторинга среды обитания была применена для сертификации лесных геосистем северной и средней тайги Западной Сибири. Выявление динамики структуры лесных геосистем имеет практическое значение для прогноза запасов древесины различных пород таежной зоны Западной Сибири в условиях потепления климата. Рейтинг экологических факторов позволяет говорить о преимущественном влиянии естественных процессов в условиях лесных геосистем над антропогенным фактором, что важно для определения стратегии природопользования на локальных уровнях.

Личный вклад соискателя. Автором определены цель и задачи, подготовлена программа исследований, выполнена работа по планированию, выбору и обоснованию методов. Сбор полевого материала, лабораторные эксперименты и анализ их результатов, математическая обработка

и обобщение полученных данных выполнены лично автором или при его непосредственном участии. Кроме этого, по результатам исследований под руководством автора защищена кандидатская диссертация.

Апробация результатов диссертации. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на I Всероссийской научно-практической конференции (Нижневартовск, 2000), IV Международной научной конференции (Пенза, 2001), II Международной научно-практической конференции (Нижневартовск, 2003), Российско-германской конференции (Тюмень, 2004), Семинаре-симпозиуме НАТО (Барнаул, 2004), Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 70-летию Хоперского заповедника (Воронеж, 2005), используются в курсах лекций по дисциплинам «Биогеография» и «Природно-ресурсный потенциал ХМАО-Югры» в Нижневартовском ГГУ.

Подобные работы
Попов Евгений Сергеевич
Региональные особенности пространственно-временной дифференциации снежного покрова в условиях орографического барьера : на примере бассейна реки Чумыш
Козырева Юлия Вячеславовна
География и хозяйственное использование растительного покрова бассейна реки Песчаной
Махрова Марина Леонидовна
Строение долин малых рек северо-западной части Минусинской межгорной впадины и природопользование в их бассейнах
Прозоров Андрей Анатольевич
Структура и геохимическая контрастность среднетаежных ландшафтов юга Архангельской области (На примере бассейна р. Заячья)
Ошорова Баирма Владимировна
Пространственная организация растительности криофитной лесостепи Восточного Саяна : На примере бассейна р. Забит
Сидоренко Александра Владимировна
Комплексная экодиагностика речного бассейна в целях организации устойчивого природопользования (На примере бассейна реки Раздольной)
Плишкина Ольга Валерьевна
Геоэкологические особенности развития и трансформации геосистем Селенгинского среднегорья (На примере бассейна рек Тугнуй-Сухара)
Трушкин Владислав Владимирович
Геоэкологические основы устойчивого лесопользования на территории Восточного Прибайкалья (На примере бассейна реки Турки)
Козелкова Евгения Николаевна
Природоохранные аспекты управления качеством водных ресурсов в бассейне Средней Оби : на примере бассейна реки Вах
Левин Алексей Валерьевич
Геоэкологический анализ территории водосбора малой реки : на примере бассейна Угры

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net