Исследовательская работа на тему Восстановление хвойных лесов на гарях

Средняя общеобразовательная школа с. Широкий Лог
Восстановление
хвойных пород
на гарях.
Работа членов школьного лесничества «Зелёный дом»

Руководитель: Короткова Г.О.
учитель географии и экологии.
2015 год.
Содержание.
Введение.
Методика исследования
Результат исследования
Выводы
Проведённые работы
Приложение
Список литературы
Введение.
Я самый настоящий
Густой и добрый лес.
В моей зелёной чаще
Полным полно чудес.
Богата лесами наша страна. Леса всегда играли большую роль в жизни человека и оказывали прямое и косвенное воздействие на многие стороны его хозяйственной деятельности. Лес даёт древесину для строительства, идёт на топливо, служит сырьём для химической промышленности. В лесу произрастают грибы и ягоды, обитают птицы и звери. Это лучшее место для отдыха человека. Лес выполняет водоохранные, водорегулирующие, климатозащитные функции в природной среде. Поэтому рациональное использование лесных богатств, защита лесов от пожаров, восстановление- одна из важнейших задач.
Пожары ежегодно уносят десятки и сотни гектаров отличного леса, уничтожают не только древостой, но и подлесок.
Пожары в лесах возникают под воздействием двух факторов: антропогенного и природного. Необходимо вести большую разъяснительную работу среди населения, особенно в пожароопасный период. Надо помнить, что после пожара природа долго не может восстановить свой биологический потенциал.
В урожайные годы на рядом расположенную с лесом безлесную площадь, в данном случае гарь, попадает огромное количество семян различных пород, исчисляемых миллионами штук. Этого опадающего количества семян, казалось бы, вполне достаточно для возобновления леса. Однако довольно часто возобновление нового леса происходит с большим трудом, и главная причина этому заключается в недостатке семян. Объясняется это тем, что деревья многих хвойных пород семяносят не ежегодно, а периодически, почти половину семян уничтожают птицы и звери, часть уносится ветром с данной территории. На открытых безлесных местах естественное возобновление идёт хуже, чем под пологом леса. Всходы не могут преодолеть конкуренции травяного покрова, не выносят солнечного накала и заморозков и в большинстве своём гибнут. Восстановление леса методом лесных культур требует денежных средств и необходимых материальных ресурсов. Поэтому лесовосстановительные работы должны быть в центре внимания
работников лесного хозяйства и школьного лесничества.
В 1999 году территория леса близ оз. Маньчжурское выгорело. Пожар уничтожил десятки гектаров отличного леса, подлесок. Лишил мест обитания многих видов птиц, животных, насекомых.
Какое значение имеет лес, расположенный на берегу озера, для жителей нашего села, было выявлено в результате социального опроса ( таблица 1).

Таблица1.
Ответ Количество респондентов
Место для отдыха 45
Много грибов и ягод 68
Проведение традиционного вечера выпускников школы 118
Связь с прошлым, раньше рядом находилось наше село 32
Проведение экскурсий, уроков для школьников 15
Просто красивое место, хочется чтобы его увидели наши внуки 31

Как видно из таблицы- это любимое место для отдыха, проведения различных мероприятий, ставших традиционными для школьников, поэтому возникла необходимость восстановления территории.
Цель нашего исследования : определение лучшего способа восстановление хвойных пород на гарях.
Задачи исследования:
1.Восстановление растительного и животного мира, а также ландшафта, характерного для данного района.
2.Сохранение уникального объекта природы для будущих поколений.
3.Провести исследование и подготовку почвы для посадки саженцев и семян сосны обыкновенной.
4.Определить оптимальный способ восстановления леса на гарях.
5.Изучить фазы роста и развитие лесокультур.
Объектом исследования явилась территория соснового леса близ оз. Манчжуркое, расположенного на территории с. Широкий Лог Серышевского района Амурской области.
Работа выполнена в рамках школьного лесничества Широкологской CОШ в период с 2012 по 2014 гг. На первом этапе изучалась научная, научно- популярная и специальная литература по проблеме исследования.
Задачи второго этапа исследования заключалась в определении оптимального способа восстановления леса на гарях.
Методика исследования.
Для изучения морфологического строения почвы и определения характера почвообразовательного процесса были сделаны почвенные разрезы, составлено описание разреза и заполнен бланк описания.
1. Описание почвенных горизонтов.
Принята следующая классификация почвенных горизонтов: А – горизонт накопления органического вещества. Он может подразделяться на А (слой дернины, лесной подстилки), А (гумусовый, перегнойно- аккумулятивный)и А (подзолистый, вымывающийся), В – иллювиальный горизонт вымывания и С – почвообразующая материнская порода. По признакам этих горизонтов характеризуются различные типы лесных почв.
2. Лесные почвы различаются по их механическому составу.
По этому признаку почвы подзолистого типа (лесные) можно разделить на следующие виды: песок рыхлый с содержанием физической глины до 5% ; песок связный – 6-10 % глины ; супесь – до11-20 % глины ; суглинок лёгкий- 21-30 % ; суглинок средний – 31-40% ; суглинок тяжёлый – 41-50 % глины и собственно глина.
Для определения механического состава почвы в полевых условиях образец почвы (комочек) увлажняют до тестообразного состояния, раскатывают ладонями в шнур и сворачивают в кольцо (табл.1).
Таблица 1.
Определение механического состава почв полевым методом.
Характер скатывания почвы в шнур. Содержание физической глины, %. Соответствует механическому составу почвы.
Не скатывается 0-5 Песок рыхлый
Не скатывается, на руке остаётся пыль 6 – 10 Песок связный
Скатывается с трудом при диаметре (d) шнура 5 мм 11 – 20 Супесь
Скатывается при d > 3мм 21 -30 Суглинок лёгкий
Скатывается при d 1,2 -3 мм 31 – 40 Суглинок средний
Скатывается при d 0,8 -1,2мм 41 – 50 Суглинок тяжёлый
Скатывается при d 0,8 -1,2мм и даёт кольцо величиной с трёхкопеечную монету Свыше 50 Глина
В зависимости от механического состава почвы бывают песчаные, супесчаные, суглинистые и глинистые. По характеру почвообразовательных процессов на территории лесной зоны выделяют подзолистые и дерново- подзолистые почвы.
Формирование (выращивание) искусственного насаждения проводилось с двумя видами.
1. Посев семян сосны обыкновенной строчно – луночным способом (таблица 2).

Таблица 2.
Таблица для проведения фенологических наблюдений.
Вариант или название растения Время посева Общее количество лунок Среднее количество всходов в лунке весной Среднее количество сохранившихся всходов в лунке осенью Количество лунок с полным выпадом растений Средняя высота растений (в см)
Одно растение Два растения Много растений
2. Посадка двухлетних саженцев, выращенных в школьном питомнике (таблица 3).
Таблица 3.
Таблица для проведения фенологических наблюдений.
Вариант или название растения Время посадки Количество посаженных сеянцев Количество сохранившихся растений в начале осени Количество погибших растений Приживаемость (в %) Средняя длина прироста побегов (в см)
Результаты исследования.
Из анализа исследования были выделены следующие пути выполнения работы :1. Создание проекта будущего леса.
Мы разработали тип лесных культур будущего леса, исходя из зонально типологической основы. Наиболее ценной хвойной породой является сосна обыкновенная (Pinus silvestris). Это – дерево до 30- 35 м высоты и до1,5 м толщины. Крона у молодых деревьев конусовидная, позже округлая или зонтиковидная, широкораскидистая. Это происходит в результате замедленного верхушечного роста и разрастания боковых побегов. Обычно к 40 -50 годам ствол становится гладким вследствие отмирание боковых ветвей.
Боковые ветви расположены мутовками. Первая мутовка появляется на третьем году жизни. Для определения возраста сосны подсчитывают число мутовок и прибавляют ещё два года. Рост прекращается к 100 -125 годам. Продолжительность жизни 350 -500 лет.
Хвоя сидит на побегах пучками по две иглы. Держится на ветках 3 -4 года, после чего опадает.
Корневая система мощная и обычно имеет развитой стержневой корень и несколько боковых, уходящих в глубь почвы. В более влажных местах развивает поверхностную корневую систему.
Цветёт в мае – первой половине июня. Мужские колоски появляются на 2 -3 дня раньше женских. Опыление осуществляется ветром. Оплодотворение происходит через год после цветения, а семена созревают через 18 месяцев. Сбор шишек можно производить с начала до конца зимы. Семена прорастают через 15 -20 дней после посева. Всхожесть сохраняется в течение 5 лет. Созревание семян у сосны начинается к 15 -20 годам роста.
Сосна относится к светолюбивым породам. Растёт быстро. Максимальный прирост за год составляет 80 см. Сосна довольно засухоустойчива. К почвам она нетребовательна. Растёт на песках, солодях, болотных почвах. В смешанных посадках с берёзой угнетается последней. Во время ветра происходит захлёстывание сосны берёзой. На корневую систему сосны угнетающе действуют выделения корней берёзы.
Следующий этап заключался в выборе размещения культивируемых пород по лесокультурной площади. Нами был выбран такой вид, как сплошные лесные культуры- это лесные культуры с относительно равномерным размещением пород, обеспечивающих в итоге их преобладающее участие в составе насаждения.
Практическая работа по очистке территории от сгоревших деревьев и валежника [приложение 1].
В мае 2008 года был заложен школьный питомник, в котором было посеяно пятьсот граммов семян сосны.Всё последующее время школьное лесничество занималось уходом за сеянцами, полив, прополка.
Проведено исследование и подготовка почвы для посадки саженцев.Успех искусственного лесовосстановления в значительной мере предопределяется на этапе обработки почвы, являющейся фундаментом всех последующих циклов закладки и выращивания лесокультур.
Таблица1.
Определение механического состава почв полевым методом.
Характер скатывания почвы в шнур Содержание физической глины, % Соответствует механическому составу почвы
Скатывается при d1,2-3мм 31-40 Суглинок средний
Обрабатывая почву под лесные культуры существенно изменяются её свойства.
Задача сводится к тому, чтобы саженцы, будучи высаженными, на лесокультурную площадь, получили в районе расположения своих корневых систем, то есть в верхних слоях почвы, наиболее благоприятные экологические условия нормального функционирования своих физиологических процессов.
У школьного лесничества нет возможностей для сплошной механизированной обработки почвы, поэтому мы выбрали частичную обработку почвы вручную. Для этого почва обрабатывается путём создания площадок.

Таблица2.
Строение профиля (глазомерное).
Горизонт А0Лесная подстилка отсутствует.
Горизонт А1 ( 0-25 см ) Гумусовый слой серого цвета с обильными корнями трав, структура средне- и мелкокомковатая, книзу листоватая, сложение рыхлое.Граница со следующим горизонтом постепенная, устанавливается с трудом.
Горизонт А2 ( 25-45 см ) Цвет серый, книзу усиливается бурый оттенок, обильная кремнезёмистая присыпка.Структура неясно выраженная, листовато-пластинчатая, в верхней части горизонта местами переходящая в столь же плохо выраженную комковатую, а в нижней части в мелкоореховатую.Сложение уплотнённое.Переход к нижерасположенному горизонту постепенный.
Горизонт В (45-136 см) Цвет коричнево- бурый, книзу коричневый оттенок уменьшается. Очень хорошо выраженная ореховатая структура, в верхней части горизонта мелкая, а книзу постепенно становится всё более крупной. Поверхность структурных отдельностей тёмная, коричнево- бурая благодаря глинистым плёнкам, покрывающим отдельности. Внутренняя часть отдельностей имеет более светлый бурый цвет. В верхней части горизонта распространена кремнезёмистая присыпка, которая образует глубокие языки ( возможно, по ходам давно отмерших древесных корней ). Переход к нижерасположенному горизонту постепенный.
Горизонт СЦвет бурый, ясная призматическая структура (лёссовидный суглинок ).
Почва светло- серая лесная.
Формирование ( выращивание ) искусственного насаждения.Для восстановления леса мы выбрали два вида:
Семенной (строчно- луночный способ ).Сделали лунки диаметром 40 см, располагая их в рядах на расстоянии 1,5 м друг от друга. Сначала сняли тонкий слой дёрна, почву перекопали и разрыхлили лопатой. Семена заделали на глубину 2 см, поверхность лунок покрыли тонким слоем перетёртых сухих листьев и произвели полив во избежании смыва семян.
Таблица 3.
Таблица для проведения фенологических наблюдений.
Название растения Время посева Общее количество лунок Среднее количество всходов в лунке весной 2009 года Среднее количество сохранившихся всходов в лунке осенью 2003 года Количество лунок с полным выпадом растений Средняя высота растений (в см )1 растение 2 растения Много растений Сосна обыкно- венная 2008 г 250 2 90 45 26 89 8 см

Посадка двухлетних саженцев.Лунки для саженцев длиной 60 см, шириной 30 см. Почву перекопали и тщательно разрыхлили. В лунку сажали по 3 сеянца: одно растение в центре, два - по краям. Делали это с помощью меча «Колесова». Корневая шейка должна при этом находиться на уровне почвы и слегка присыпана землёй. Корни сеянцев предварительно смочили земляной жижей, а при посадке тщательно их расправили, не допуская загибов. Почву возле корней уплотнили ногой.
Таблица 4.
Таблица для проведения фенологических наблюдений.
Год Название растения Время посадки Количество посаженных саженцев Количество сохранившихся растений в начале осени Количество погибших растений Приживаемость ( в % ) Средняя длина прироста побегов
2012 Сосна обыкновен-наяВесна 2012 1000 2012
850 150 85 2 см
2014 2014
830 20 95 7 см
Определение густоты культур.Густота посадки и, тесно связанная с ней густота стояния, являются основными факторами в развитии насаждения, которыми предопределяется успешность роста и реализация целевого назначения. Анализ густоты лесных культур может оказать большую помощь в решении практических задач воспроизводства лесных культур.
Величина средней густоты посадки, среднего расстояния междурядий и среднего шага посадки рассчитывались статистически.
Минимальная густота посадки сосны – 2 тыс. шт. \ га. Создание культур по нераскорчёванным территориям (гарям) приводят к неравномерным распределениям деревьев по лесокультурной площади. Так как при очень густой посадке большое количество деревьев идёт в отпад и погибает во время критического возраста, нежели в культурах редкой густоты посадки.
Главным в решении вопроса о густоте культур является размещение растений, ибо размещение растений- основа практического выполнения проекта закультивирования лесокультурной площади.
После посадки наступает трудный для растений период адаптации к новой среде произрастания, к новым почвенным условиям и микроклимату. Это выражается не только гибелью части растений, но и сказывается на состоянии каждого растительного организма в виде временного торможения его ростовых процессов, что в частности, может быть легко зафиксировано замерами текущих приростов по диаметру и высоте. Длительность фазы приживания трёхлетняя (при посадке двухлетних сеянцев).
Окончание фазы приживания считается, когда текущий прирост у пересаженных растений станет ровным.
Выводы.
Проведённое исследование с целью нахождения оптимального способа восстановления лесных культур на гарях позволяет сделать следующие выводы:
Выгоревшая территория долгое время не могла восстановить свой биологический потенциал.
Количества семян, падающих из рядом расположенного леса, было недостаточно для восстановления, так как деревья хвойных пород плодоносят не ежегодно, а периодически, почти половину семян уничтожают птицы и звери, часть уносится ветром.
Всходы не могут преодолеть конкуренции травяного покрова, не выносят солнечного накала и заморозков.
Исследование морфологического строения почвы показало, что почва светло – серая лесная, по механическому составу лёссовидный суглинок – благоприятна для посадки сосны обыкновенной.
Для восстановления территории необходимо искусственное восстановление леса.
Из фенологических наблюдений был выбран метод восстановления леса – посадка двухлетних саженцев.
Школьным лесничеством была проведена следующая работа по восстановлению леса на гарях :Очистка территории от сгоревших деревьев и валежника.
Создан питомник по выращиванию сосны.
Высажено 1000 саженцев сосны обыкновенной на 0,5 га выгоревшей территории.