Диссертация (1154527), страница 3
Текст из файла (страница 3)
При этом вплоть до 1950-х гг. работы по определению фитомассытех или иных частей деревьев в основном осуществлялись в рамкахресурсоведческого направления. Исследования фитомассы и годичного приростасопровождались анализом их взаимосвязи с легко измеряемыми таксационнымипоказателями деревьев (Усольцев В.А. и др., 2012).Середину 1950-х гг. условно можно считать началом нового этапаисследований биологической продуктивности (Нагимов З.Я., 2000). Этомуспособствовалирасширениеиповышениекачественногоуровнябиогеоценотических исследований, одним из важных элементов которых является15определение количества, прироста, отпада и химического состава фитомассы, ееучастия в биологическом круговороте вещества (Ремезов Н.П. и др., 1959).Анализ количественных характеристик продуктивности природных экосистем ивыяснение общих пространственных закономерностей продукционного процессана территории СССР связаны с именем выдающегося ученого-почвоведа,биогеохимика, географа и эколога Н.И.
Базилевич. В 1965 г. она совместно с Л.Е.Родиным по данным 150 пробных площадей привела показатели запасоворганическокго вещества и биологического круговорота главнейших типоврастительности суши (Родин Л.Е., Базилевич Н.И., 1965). Затем были построеныпланетарные картосхемы названных показателей (Базилевич Н.И., Родин Л.Е.,1967). Дальнейшее развитие изучение биологической продуктивности получило всвязи с Международной биологической программой (МБП)(1967-1972),сфокусированной в первую очередь на исследовании продукционных процессов вэкосистемах.
В рамках работ по МБП и в ходе дальнейших исследований Н.И.Базилевич и ее коллегам удалось собрать и унифицировать огромный материал попервичной продуктивности экосистем Северной Евразии (более чем 2500пробных площадей) (Базилевич Н.И., 1993). При этом биопродуктивностьрастительных сообществ экстраполировалась с пробных площадей или ключевыхучастков на территорию региона или биома.
В рамках биогеоценотическихисследований осуществлялись комплексные исследования запасов фитомассы,годичной продукции древостоя и напочвенного покрова, круговорота азота изольных элементов в лесах разных регионов страны (Биогеоценологическиеисследования …, 1971; Казимиров Н.И., Морозова Р.М., 1973; Биологическаяпродуктивность …, 1974; Бобкова К.С., 1977; Казимиров Н.И. и др., 1978;Лащинский Н.Н., 1981; Габеев В.Н., 1990).В связи с работой по МБП особое внимание стало уделяться вопросамметодического характера, поскольку широкие теоретические обобщения ипостроения при анализе биологической продуктивности биосферы, при сравненииэкосистем разных природных зон и т.д.
возможны при наличии сопоставимогоисходного материала (Уткин А.И., 1975). Были опубликованы монографии и16методические статьи по проблеме биологической продуктивности в целом, атакже по отдельным частным вопросам (Молчанов А.А., Смирнов В.В., 1967;Поздняков Л.К. и др., 1969; Дылис Н.В., 1974; Базилевич Н.И.
и др., 1978;Семечкина М.Г., 1978). Современные методы определения фитомассы основныхкомпонентов лесного насаждения и его первичной продукции приведены вработах (Методы изучения …, 2002; Усольцев В.А., Залесов С.В., 2005; УсольцевВ.А., 2007). В частности, для оценки фитомассы и продукции насажденияиспользуется выборочный метод, когда взвешиваются и фракционируются не вседеревья на пробной площади, а лишь определенная их часть, репрезентативная поотношению к генеральной совокупности.
При этом, как правило, применяетсяметод модельных деревьев, соответствующих средним условиям роста деревьев впределах каждой ступени толщины (Усольцев В.А., Залесов С.В., 2005).Методы, используемые в биогеоценотических исследованиях, широкоприменяются при таксации насаждений. Лесная таксация как наука изучаетметоды измерения объемов деревьев и заготовленной лесной продукции, запасовотдельных насаждений и целых лесных массивов, прироста древостоя (АнучинН.П., 1982; Швиденко А.З. и др., 2007).
Таксация насаждений, осуществляемая врамкахГосударственногоучеталесногофонда(ГУЛФ),способствоваланакоплению обширного банка данных о фитомассе лесов нашей страны. Несмотряна их некоторую специфичность (обусловленную запросами практическоголесного хозяйства), эти данные активно используются при изучении широкогоспектра вопросов, связанных со структурой и функционированием лесныхэкосистем. Так, М.В. Бобровским и Л.Г.
Ханиной (2004) предложен метод оценкиразнообразия лесной растительности на основе лесотаксационных данных спривлечением региональных баз данных по растительности. Позднее данныеавторы предложили алгоритм моделирования динамики разнообразия живогонапочвенного покрова лесных экосистем на уровне лесотаксационного выдела(Ханина Л.Г. и др., 2006; Ханина Л.Г. и др., 2009). В основе алгоритма лежитсопряжение информации, полученной на основе данных лесной таксации игеоботанических исследований. Лесотаксационные данные используются также17для прогнозных оценок природных процессов, мониторинга и оценки состояниянасаждений (Владимиров И.Н., 2004; Никифоров А.А., 2005; Князева С.В., 2006;Пальчиков С.Б., Баранов А.Ф., 2014; Пластинин С.А. и др., 2010), установленияколичественных связей между показателями структуры и продуктивности лесногопокрова и определяющими их факторами (Черниховский Д.М., 2001; ЛебедевВ.М., Лебедев Е.В., 2012).Наконец, еще одна область применения лесотаксационных данных – это ихиспользованиедляоценкифитомассынасажденийвэкологическихибиогеоценотических исследованиях.
Если ранее биопродуктивность растительныхсообществ экстраполировалась с пробных площадей или ключевых участков натерриторию региона или биома (Базилевич Н.И., 1993), то сегодня единственноприемлемым путем для определения запасов фитомассы является совмещениеэкспериментальных данных (оценок биопродуктивности на пробных площадях) сбанками данных ГУЛФ на основе многофакторных регрессионных моделей(Усольцев В.А., 2001; 2002). При этом моделируемое отношение массы отдельныхфракций фитомассы (Рi) к запасу древостоя (M) представляет собой функциютаксационных показателей (Тj), определяемых при практических лесоучетныхработах (по: Усольцев В.А., 2002; Таблицы и модели …, 2008):Рi / М = f (Тj),(1)Зная запас древостоя, определенный независимо от Рi / М, например, прилесоустройстве, с помощью уравнения (1) можно рассчитать фитомассу фракций.При этом в качестве предикторов используются, как правило, такие таксационныепоказатели, как возраст древостоя (лет), средняя высота деревьев (м) и среднийдиаметр стволов (см), число стволов (текущая густота, тыс.
штук/га), бонитет.Накопленные к настоящему времени данные о фитомассе лесов обработаны ипредставлены в виде баз данных и нормативных справочников (Усольцев В.А.,2001; 2002; 2007; Таблицы и модели …, 2008).Помимоработметодическогохарактера,направленныхнапоискнаилучших подходов к оценке биологической продуктивности древостоя и его18частей, существует большое количество работ, главная цель которых – изучениефакторов и пространственных закономерностей биопродуктивности.Важнейшимфактором,определяющимвеличинубиопродуктивностиэкосистем, является климат; другие факторы – подстилающие породы, рельефместности и особенности почвенного покрова – определяют локальныеособенности протекания продукционного процесса (Базилевич Н.И. и др., 1986;Нагимов З.Я., 2000).Первыепопыткисвязатьпродуктивностьлесныхнасажденийсклиматическими факторами были выполнены на глобальном уровне.
Анализработ зарубежных ученых в этой области выполнен В.А. Усольцевым ссоавторами (2015). Фактическая продуктивность лесов коррелировалась склиматическими индексами – интегральными показателями, в которые вмультипликативной форме были включены несколько климатических факторов.А.А. Григорьевым (1966) в результате качественного анализа влиянияразличных факторов на интенсивность биологической продуктивности былоустановлено, что она ограничена присущей географической среде тепловойэнергией и в этих пределах изменяется в соответствии со степенью приближенияколичества атмосферных осадков к оптимальному, при котором продукцияорганической материи максимальна.
При этом количество атмосферных осадковнесколько превышает величину испарения с земной поверхности (включаятранспирацию), отвечающую местным тепловым условиям. Продукция живойорганической материи понижается как при уменьшении участия воды в строениии развитии географических зон, так и при его увеличении. Установление этихположений сделало возможным использовать уравнения теплового и водногобалансов для определения конкретных количественных связей между продукциейживой органической материи географических зон, с одной стороны, иметеорологическими факторами – с другой.А.А. Григорьев и М.И. Будыко установили, что продуктивность плакорныхландшафтов примерно следует ходу радиационного индекса сухости IR, которыйпредставляет собой отношение радиационного баланса R к количеству тепла,19необходимого для испарения годовой суммы осадков Lr, и изменяется от 0,2 до 3с лишним (Геофизика ландшафта, 1967).
В зонах наивысшей продуктивностибиомассы как в умеренных, так и в тропических широтах этот индекс равен 0,8-1,т. е. соотношения радиационного тепла и осадков за год приближаются здесь ксоразмерным (Григорьев А.А., 1966).Позднее А.В. Дроздов обратил внимание на значительное увеличениепродукции зональных растительных формаций при изменении индекса сухости всторонупереувлажнения(вплотьдоеговеличины0,5)изначенияхрадиационного баланса свыше 40 ккал/см2 в год. Н.А. Ефимова предложила вкачестве области оптимального увлажнения рассматривать диапазон R/Lr 0,5-1,0,на который приходятся максимальные значения продуктивности.
В результатеработ японских исследователей, основанных на идеях Григорьева – Будыко,данный диапазон несколько расширился в сторону переувлажнения и составил0,3-1,0 (Варлыгин Д.Л., Базилевич Н.И., 1992).Н.И. Базилевич с соавторами (1986) предложили графическую модельклимаареалов природных экосистем Европейской территории СССР, выбрав вкачестве гидротермических характеристик климата такие показатели, как суммабиологически активных температур, коэффициент увлажнения и годовоеколичествоосадков.Максимальноеперекрытиеклимаареаловэкосистемнаблюдается в поле значений сумм активных температур от 1500 до 3000ºС иколичестваосадковгидротермическихот500параметровдо800мм/год.соответствуютУказанныеинтервалыоптимальнымусловиямсуществования большей части растительных сообществ умеренных широт.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
