1951-2001   Институту биологии  - 50 лет

Вверх Мол.биол., биохимия Генетика, селекция Физиология растений Микробиология, б/тех. Животные. Паразитол. Лесоведение Почвоведение Ботаника Геоботаника

Проблемы лесоведения

Проблемы лесоведения разрабатывает лаборатория лесоведения, начавшая работать в составе Института биологии в январе 1971 г. Организатором и первым руководителем лаборатории был заслуженный деятель науки Республики Башкортостан, доктор биологических наук, профессор Юрий Захарович Кулагин, работавший в должности заведующего лабораторией до 1983 г. В 1983 г. на должность заведующего лаборатории был избран кандидат сельскохозяйственных наук Андрей Александрович Баталов.

В лаборатории сформировалось и развивается индустриально-экологическое направление исследований: изучение санитарно-защитной роли лесов в условиях техногенного преобразования природной среды, закономерностей лесообразовательных процессов, устойчивости древесных растений к промышленным загрязнителям, разработка эколого-лесоводственного обоснования путей и методов лесовосстановления на нарушенных землях и территориях подверженных промышленному загрязнению. В русле развиваемого направления выполнялись темы:

1971-1975 гг.

Закономерности естественного лесовосстановительного процесса. Руководитель – Ю.З.Кулагин.

1976-1980 гг. 

Экология семенного размножения лесообразователей на территории Башкирской АССР. Руководитель – Ю.З.Кулагин.

1981-1985 гг. 

Возрастные изменения и экология древесных растений в связи с лесовосстановлением и защитным лесоразведением в Башкирской АССР. Руководитель – Ю.З.Кулагин, А.А.Баталов.

1986-1990 гг.

Экология лесообразующих видов Южного Урала в связи с техногенезом и лесовосстановлением. Руководитель – А.А.Баталов.  

1991-1995 гг.

Эколого-биологические особенности лесообразующих видов в связи с охраной и оптимизацией окружающей среды. Руководитель – А.А.Баталов.

1996-2000 гг.

Дендроэкологическая характеристика лесообразователей Южного Урала в связи с проблемой техногенеза и лесовосстановлением. Руководитель – А.А.Баталов.

2001-2005 гг.

Адаптивные особенности и характеристика устойчивости лесообразующих видов Южного Урала к экстремальным природным и техногенным условиям Руководители: А.А.Баталов, А.Ю.Кулагин.

Основные научные результаты:

Создана лесотипологическая схема для водоохранно-защитных лесов Уфимского плато с выделением 14 типов лесорастительных условий и соответствующих им коренных и производных широколиственно-хвойных типов леса. Выяснена зависимость естественного лесовозобновления от почвенно-грунтовых, микроклиматических условий и синузий травяно-мохового покрова.

Изучена многолетняя почвенная мерзлота как лесорастительный фактор.

Установлено, что в сухих условиях коренные типы леса создает сосна, а в качестве производных выступают липняки, дубняки, кленовники и березняки. Восстановление в них сосны заторможено конкурентным влиянием травяного покрова и подлеска, а поселение ели и пихты – недостаточной их засухоустойчивостью. В снытьевых типах коренными являются пихтово-еловые древостои, а производные образованы липой, кленом, ильмом, осиной, березой бородавчатой. В зеленомошных типах с холодными бедными почвами коренные древостои образованы елью, сосной и лиственницей, а производные – березой пушистой.

Установлено, что в первые годы плодоношения тонкомерных деревьев ели и пихты, сохранившихся после рубок главного пользования на Уфимском плато, наблюдается дефицит пыльцы, в результате чего снижается качество урожая семян. Выявлена повышенная устойчивость сосново-лиственничных лесных культур к смеси газообразных соединений углеводородов и сернистых соединений путем оценки состояния семенной репродукции, естественного возобновления, качества и жизнестойкости семян, формирующихся в условиях загазованного воздуха.

Разработаны методы дендроэкологического прогнозирования в техногенных средах с использованием экологических аналогий и закономерностей циклических факторов среды и онтогенеза растений, реагирования растений с учетом их преадаптаций.

Сформулированы представления об адаптивном потенциале лесообразующих видов как совокупности специализированных адаптаций и приспособительных возможностей, реализующихся при отклонении условий среды от оптимума. Показано, что сочетание в адаптивном комплексе специализированных адаптаций, рудиментарных структурно-функциональных образований как постадаптаций, мутагенных новообразований и мультифункциональных преадаптированных структур обеспечивает приспособляемость вида к вхождению в техногенные экотопы.

На основе концепции о критических периодах онтогенез лесообразующих видов охарактеризован как процесс чередования высокорезистентных периодов и уязвимых фаз, обусловленных преобразованием функциональных структур при подготовке и переходе к новому онтогенетическому состоянию.

Целостность длительного и многофазного онтогенеза древесных растений обеспечивается системой адаптации, сориентированных отбором на защиту структурных новообразований в процессе формирования проростков и сеянцев, цветения и образования семян, роста и ветвления вегетативных органов. Ограниченная резистентность меристем и защитных покровов дополняется согласованием ритмики органогенеза с внешними условиями, более глубокими морфогенетическими преобразованиями как отдельных органов, так и растения в целом, с дублированием метамерных органов, усилением их изменчивости и регенерационных возможностей.

В результате анализа морфогенеза сеянцев и характеристики ростовых процессов в разновозрастных древостоях в различных лесорастительных условиях, включая техногенные экотопы, показано, что адаптивная лабильность онтогенеза, выраженная в растянутости возрастных границ при чередовании онтогенетических периодов у лесообразующих видов обеспечивает их устойчивость к экстремальным факторам на ценопопуляционном уровне, начиная с момента накопления подроста до формирования взрослого древостоя.

На примере сопряженного изменения радиальных и верхушечных приростов у сеянцев и разновозрастных деревьев, неоднородности структуры плодоносящих древостоев в связи с различной динамикой и интенсивностью семеношения у отдельных особей показано проявление адаптивного полиморфизма в ценопопуляциях основных лесообразующих видов.

На основе таксационных данных, характеризующих изменения ростовых процессов и резкую дифференциацию древостоев, выявлены зоны критического влияния комплекса промышленных загрязнителей химических производств не состояние санитарно-защитных насаждений.На примере сосновых, лиственничныых и пихтовых древостоев Башкирского Предуралья и Зауралья выявлены взаимосвязи репродуктивных процессов со стволовыми приростами.

Охарактеризованы особенности естественного возобновления древесных пород на промышленных отвалах. Обоснована целесообразность лесного направления рекультивации для условий Предуралья и Южного Урала. Разработаны приемы оценки пригодности отвальных грунтов для лесной рекультивации и практические рекомендации по методам лесовосстановления на промышленных отвалах.

Дана сравнительная оценка устойчивости к промышленным загрязнителям (NO2, SO3, Cl2) 12 представителей рода Тополь, относящихся к разным родам и секциям с учетом межполовых различий. Экспериментально показано, что аборигенные виды Башкирского Предуралья: тополя черный, белый, осина отличаются сравнительно высокой устойчивостью к действию хлора и средней устойчивостью к действию других газов. Мужские экземпляры тополя бальзамического более устойчивы к действию NO2 и SO2, чем растения женского пола. Отмечены сезонные различия в газочувствительности листьев.

Изучены особенности накопления металлов различными древесными породами, оценена роль лесных насаждений в поглощении металлов в техногенных условиях Предуралья.

На основе дендрохронологического анализа дана оценка состояния дубовых насаждений в районах с различным уровнем антропогенной нагрузки. Показано, что максимальное уменьшение приростов и общее ослабление деревьев обусловлено последовательным воздействием сильных морозов и повреждением листьев насекомыми, что явилось причиной усыхания дубняков в конце 40-х и середине 80-х годов текущего столетия. Атмосферные выбросы нефтеперерабатывающих заводов не оказали угнетающего воздействия на прирост деревьев дуба. Дубовые леса как в районе жилых массивов, так и в промышленных зонах проявляют относительную устойчивость к воздействию экстремальных факторов.

В результате сравнительной оценки представителей родового комплекса Sаliх с целью раскрытия их экологической видоспецифичности показана их высокая эколого-лесоводственная значимость при защите промышленных отвалов, овражно-балочных систем от водно-ветровой эрозии, ускорении почвообразовательных процессов, оздоровлении атмосферы в индустриальных центрах и оптимизации экологической ситуации в промышленных районах Предуралья и Южного Урала.

Впервые установлено, что изменения в строении корневых систем сосны и лиственницы в условиях нефтехимического загрязнения проявляются в увеличении корненасыщенности верхних горизонтов почвы, уменьшении доли поглощающих и возрастании количества проводящих корней, что является адаптивной реакцией древесных растений на техногенное воздействие.

Результаты исследований использованы в ряде рекомендаций по ведению лесного хозяйства, лесной рекультивации, созданию и реконструкции санитарно-защитных насаждений промышленных центров.

Последнее обновление страницы: 12.03.2005