Институт леса Василия Гулисашвили * Институт леса Василия

A NNA LS OF A G RA RI A N S CI ENCE, vo l. 8 , no . 1 , 2 01 0
ИЗВЕСТ ИЯ А ГРА РН ОЙ НА УКИ, Т ом 8, Ном. 1 , 2 01 0
FORESTRY
ЛЕСОВОДСТВО
МИКРОКЛИМАТ БУКОВЫХ ЛЕСОВ АДЖАРИИ
Л.Т. Долидзе*,
Долидзе*, З.К. Манвелидзе**, Н.Д. Фасурашвили*
* Институт леса Василия Гулисашвили
ул. Миндели 9, Тбилиси, 0186, Грузия; [email protected]
**Батумский ботанический сад
Махинджаури, 6015, Грузия; [email protected]
Поступила в редакцию: 21.01.10; одобренa к печати: 25.02.10
На примере буковых лесов Аджарии рассматривается изменение элементов
микроклимата в связи с проведением рубок разных систем и интенсивности.
Доказано, что эти леса выполняют весьма важные защитно-экологические
функции. Успешное выполнение этих функций зависит от составляющих
элементов микроклимата, в которых они продуцируют. Приведены конкретные
показатели динамики элементов микроклимата.
ВВЕДЕНИЕ
Влияние рубок разных систем и
интенсивности в буковых древостоях
Аджарии и выполнение этими лесными
экосистемами весьма важных защитно-экологических
функций
изучалось
в
комплексе с составляющими элементами
микроклимата.
Основной
задачей
исследований
являлось
изучение влияния лесных
экосистем на климат и, наоборот, влияние
определяющих факторов климата на
лесную экосистему.
Теоретической основой проводимых
нами исследований послужили положения
Г.Ф. Морозова [1]: 1) “Лес явление
географическое”, 2) “Климат составляет
географическую среду”. Многие ученые
[2,3] при изучении зависимости леса и
климата
применяют
термин
“Микроклимат”.
Исследования
проводились, исходя из вышеизложенных
принципов.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Исследования проводили в Аджарии
(Кедский район). Объектами исследований
были:в недалёком прошлом пройденные
рубками
главного
пользования
(промышленно-выборочные,
группововыборочные, добровольно-выборочные) и
нетронутые рубками (контроль) буковые
древостои.
Эти леса расположены на высоте от
1500 до 1680м над ур.м. на склонах
восточной, северной, западной и юговосточной экспозиций, крутизной, в основном, 20-250, бонитет – III, возрастной класс
– VI-VII.
Изучались
следущие
элементы
микроклимата: продолжительность сияния
солнца, освещенность, влажность воздуха и
температура;
солнечная
радиация
определялась фотоинтегратором – ФИ-1,
тем
же
прибором
определялась
фотосинтетическая активная радиация
(Qfar.) длиной волны от 400 до 700 милимикрон. Кроме того Qfar. определялось по
формуле:
Qfar.=0,43S+0,57D, где
150
S – прямая радиация солнца, которая
горизонтально поступает на
поверхность;
D – рассеянная радиация солнца.
Параметры
солнечной
радиации
определялись с помощью пиранометра и
альбедометра.
Для
определения
температуры воздуха применялись максимальные и минимальные термометры.
Влажность
воздуха
определялась
аспирационными психрометрами, а в
зимный период при помощи гигрометра.
Продолжительность
сияния
солнца
фиксировалась гелиографом типа КембелСтокс.
второго яруса) в 1300ч. дня пропускают 38%
от солнечной радиаций, а на высоте 2м
(приблизительно высота подроста) – 8%.
На лесосеках рубок, с доведением
полноты до 0,5 единиц, эти показатели
составляют 61% и 25%, соответственно.
На лесосеках группово-выборочных
рубок (окнами 7мx14м, 12мx16м, 25мx30м)
эти показатели равны, соответственно: 51% и
16%, 72% и 24%, 93% и 35%.
На лесосеках рубок с доведением
полноты до 0,3 единиц, эти показатели
равны 81% и 36%, соответственно.
В
высокополнотных
(0,7-0,8),
непройденных
рубками
контрольных
древостоях показатель пропуска света
невысок, особенно на высоте 2м (высота
подроста). Часто в таких древостоях
наблюдается
наличие
ненадежного
подроста. В таких древостоях нужно проводить хозяйственные мероприятия для
улучшения
светового
режима.
Классическим примером является ведение
хозяйства с применением преимущественно
добровольно-выборочных рубок. В таких
лесосеках рубка происходит по всей
площади малыми биогруппами, после чего
формируется разновозрастный древостой,
где световой режим улучшен, а также не
наблюдается высокая солнечная радиация и
заморозки.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Динамика продолжительности сияния
солнца (табл. 1) свидетельствует, что в
Аджарии самый высокий
показатель
продолжительности
сияния
солнца
фиксируется в июле-августе, когда воздух
не очень загрязнен, а самый низкий
показатель - в декабре.
Изменение элементов микроклимата
буковых лесов в связи с проведением рубок
неоднородно (табл. 2).
Непройденный рубками контрольный
древостой снижает солнечную радиацию.
Если солнечную радиацию под пологом
леса принять за 100%, тогда кроны деревьев
на высоте 10м (приблизительно высота
Табл.1. Продолжительность сияния солнца
М е с я цы
МетеоI
II III IV V
VI VII VIII IX
X
XI
станция
Батуми
113
18
Бобоквати 110
17
Чакви
108
16
Кобулети 108
17
Мцване
101
Концхи
15
106
20
104
19
103
17
103
19
118
17
146
21
144
19
144
20
144
19
136
17
175
22
172
21
170
20
173
20
165
18
227
25
225
25
221
23
225
24
202
21
249
26
246
25
240
23
245
25
228
21
258
27
253
26
246
25
254
25
263
23
151
278
27
275
26
263
25
278
24
208
24
227
25
222
24
211
23
224
23
185
23
206
23
200
23
198
21
201
22
174
16
XII
131 107
17 16
123 98
18 17
120 100
15 13
121 99
19 17
123 102
15 13
Средне
годовой
показатель
185
22,0
181
21,6
178,7
20,0
180,9
21,6
173,7
18,5
Кеда
98 96 114 143 198 220 242 260 211 196 120 94
13 15 15 16 18 19 20
20
18 16 11 10
В числителе – средний показатель продолжительности сияния солнца, час;
в знаменателе – количество солнечных дней.
166,0
15,9
Табл.2. Распределение суммарной радиации - Qfar. кал/см2. мин. (солнечные
№№
Высота от
поверхности
почвы (м)
дни/облачные дни).
Объекты
исследования
1
Лесосека добровольно-выборочных
рубоk,
1500м, эксп. – В,
25-30 0, 10 бук, 0,7
Непройденный
рубками древостой, 1550м, эксп.
Ю-В, 20-250, 10
бук, 0,81
Лесосека
группово-выборочных рубок,
окно 7мx14м,
1500м, эксп. ю,
15-20 0, 10 бук
Непройденный
рубками древостой (контроль),
1500м, экспоз. В,
20-25 0, 10 бук, 0,7
Лесосека
группого-выборочных рубок,
окно
12мx16м,
1600 м, эксп. – С,
100, 10 бук
Лесосека подневольно-выборочных рубок, 1600
м, экспоз. Ю-В,
20-250, 10 бук, 0,5
Непройденный
рубками древостой (контроль),
2
3
4
5
6
6а
Время суток (час)
900
1100
13 00
15 00
17 00
1900
10
2
0,21/0,
07
0,07/0,
04
0,34/0,
10
0,09/0,
04
0,58/0,13
0
,11/0,04
0,55/0,1
5
0,12/0,0
4
0,30/0,
06
,06/0,0
3
0,20/0,
02
,04/0,0
1
10
2
0,21/0,
05
0,06/0,
02
0,35/0,
08
0,08/0,
03
0,50/0,11
0,10/0,04
0,53/0,1
2
0,11/0,0
2
0,32/0,
06
0,05/0,
01
0,18/0,
00
0,03/0,
00
10
2
0,28/0,
19
0,08/0,
09
0,45/0,
22
0,09/0,
13
0,66/0,36
0,21/0,26
0,64/0,2
6
0,20/0,1
4
0,550,1
9
0,17/0,
08
0,26/0,
12
0,08/0,
06
10
2
0,20/0,
07
0,08/0,
04
0,34/0,
11
0,09/0,
04
0,56/0,13
0,11/0,04
0,54/0,1
4
0,12/0,0
3
0,33/0,
07
0,07/0,
03
0,20/0,
03
0,03/0,
02
10
2
0,38/0,
21
0,11/0,
09
0,60/0,
31
0,13/0,
12
0,94/0,48
0,31/0,28
0,87/0,4
1
0,30/0,2
3
0,71/0,
30
0,26/0,
16
0,37/0,
16
0,12/0,
08
10
2
0,36/0,
18
0,10/0,
08
0,55/0,
22
0,13/0,
12
0,79/0,35
0,33/0,25
0,73/0,2
6
0,31/0,1
4
0,62/0,
17
0,25/0,
07
0,32/0,
11
0,12/0,
05
10
2
0,20/0,
06
0,05/0,
0,33/0,
11
0,06/0,
0,55/0,13
0,10/0,03
0,54/0,1
4
0,10/0,0
0,32/0,
06
0,040,0
0,19/0,
00
0,02/0,
152
7
8
1500м, экспоз. В,
25-30 0, 10 б., 0,7
Лесосека
группововыборочных
рубок, окно разм.
25мx 30м,. 1650 м,
эксп. Ю, 5-100, 10
куб
Непройденный
рубками древостой
(контроль),
1680м, эксп. З,
100, 10 бук, 0,6
04
03
10
2
0,50/0,
29
0,17/0,
13
0,79/0,
47
0,19/0,
17
10
2
0,22/0,
08
0,09/0,
04
0,35/0,
11
0,09/0,
04
На лесосеках, где полнота древостоя с
0,7-0,8 доводилась до 0,5 единиц
(подневольно-выборочные,
группововыборочные, окно: 7мx14м, 12мx16м), подрост имеет достаточный световой режим,
не наблюдаются заморозки, присутствует
высокая солнечная радиация, на таких
лесосеках естественное возобновление
хорошее.
На лесосеках, где полнота древостоя с
0,7-0,8
доводилось
до
0,3
единиц
(подневольно-выборочные
рубки,
где
хозяйство велось окнами 25мx30м), подрост
имеет хороший световой режим, но
показатель солнечной радиации довольно
высок,
также
наблюдаются
сильные
заморозки, вследствие чего молодые всходы
и подрост бука повреждаются или уничтожаются.
Данные, полученные в результате
проведенных исследований, показывают,
что (табл. 3) в связи с проведением рубок в
буковых лесах Аджарии меняются такие
элементы микроклимата, как температура и
относительная влажность воздуха.
В
непройденных
рубками
контрольных лесосеках, в январе-феврале
температура воздуха фиксировалось +0,20–
+0,6 0, в июне-июле – +15,2 0– +17,90. На
лесосеках рубок с доведением полноты
древостоя от 0,7-0,8 до 0,5 единиц, эти
3
2
01
1,21/0,73
0,45/0,42
1,07/0,6
3
0,43/0,3
9
0,86/0,
49
0,36/0,
28
0,44/0,
26
0,19/0,
14
0,60/0,13
0,12/0,04
0,57/0,1
4
0,12/0,0
4
0,35/0,
05
0,08/0,
01
0,22/0,
01
0,06/0,
00
показатели соответственно равны 00, -0,3 0 и
+15,40 – +18,1 0. На лесосеках же
пройдённых рубками
с
доведением
полноты древостоя от 0,7-0,8 до 0,3 единиц,
соответственно: -5,0 0– -5,2 0 и +16,80– +20,0 0.
На лесосеках группого-выборочных рубок,
где хозяйство велось окнами 7мx14м и
12мx16м соответственно: +0,10 – +0,5 0 и 0 0 –
0,30, +15,3 0– +19,30. На тех же лесосеках, где
хозяйство велось окнами больших размеров
(25мx30м), эти показатели соответственно
были равны -4,90– -5,00 и +16,30– +21,50.
На
лесосеках
добровольновыборочных
рубок
эти
показатели
идентичны показателям непройденных
рубками древостоям (контроль) и равны
+0,2 0– +0,50 и +15,40– +17,80.
В нетронутых рубками контрольных
древостоях в июне-июле относительная
влажность воздуха составила 85-86%. На
лесосеках с доведением полноты древостоя
от 0,7-0,8 до 0,3 единиц в среднем - 7477%. На лесосеках рубок, где полнота
древостоя от 0,7-0,8 доводилось до 0,5
единиц в среднем - 82-84%. На лесосеках
добровольно-выборочных
рубок
этот
показатель составляет 84-86%.
ВЫВОДЫ
1.
Рубки
разных
систем
и
интенсивности в значительной мере
153
влияют на изменение составляющих
элементов микроклимата.
2. Буковые экосистемы Аджарии
выполняют весьма важные защитноэкологические
функции.
Успешное
выполнение этих функций находится в
прямой
зависимости
от
элементов
микроклимата,
в
которых
они
продуцируют.
№№
1
2
3
4
5
6
6а.
7
8
Указанный проект осуществлен при
финансовом
содействии
Грузинского
национального научного фонда (грант №
GNSF/STO8/8-518). Любые соображения,
высказанные в предлагаемой публикации,
пренадлежат авторам и могут не отражать
взглядов
Грузинского национального
научного фонда.
Табл.3. Показатели температуры и относительной влажности воздуха
М е с я цы
I
II
III
IV
V
VI
VII VIII
IX
X
XI
0,2
0,5
2,3
5,8
11,8 15,4 17,8 19,7 11,9
5,6
2,1
72
70
63
64
66
84
86
84
83
83
76
0,2
0,6
2,3
5,9
11,6 15,2 17,9 20,0 11,6
5,4
2,3
72
70
64
65
66
85
86
84
83
82
76
0,1
0,5
2,2
5,7
11,8 15,2 18,0 20,0 11,7
5,4
2,0
71
70
64
65
65
84
85
83
83
91
75
0,2
0,5
2,3
6,0
11,6 15,3 17,8 19,9 11,7
5,5
2,2
72
70
64
64
66
84
86
84
83
83
76
0
0,3
1,9
5,3
12,0 15,5 19,3 20,4 11,9
5,0
1,6
70
70
63
64
65
84
84
82
81
81
74
0,1
0,3
2,0
5,5
12,1 15,4 18,1 20,8 12,0
5,8
2,0
71
70
63
64
65 83
84
82
81
80
74
0,3
0,7 2,546 6,0
11,9 15,6 18,0 20,2 11,9
5,5
2,4
72
71
64
65
66
85
85
83
83
82
76
-4,9 -5,0 -3,2
4,6
13,4 16,3 21,5 24,3 12,6
5,8
1,3
68
67
61
62
63
77
78
76
70
69
69
0,2
0,4
2,3
5,5
11,9 15,5 18,0 20,1 11,8
5,6
2,0
72
70
63
64
66
85
86
84
83
83
76
XII
0,1
73
0,1
73
0,1
72
0,1
73
0
72
0
72
0,2
72
-3,1
68
0,1
73
В числителе – температура воздуха; в знаменателе – относительная влажность воздуха.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Морозов Г.Ф. Лес, как явление
географическое // Мат.по изуч. Русского
леса, вып. 1, М-Л., 1930, с. 3-21. Morozov
G.F. Forest as geographical phenomenon //
Mat. on Investigation of Russian Forest, issue
1, Moscow-Leningrad, 1930, pp. 3-21 (in
Russian).
2. Ловера М. Приспособление к
изменению климата: роль лесов // Изв.
аграрной науки, т. 4, №. 4, 2005, с. 142-146.
Lovera M. On the Adaptation to the Climatic
Change: the Role of Forests // Annals of Agrarian Sci., Vol. 3, No 4, 2005, pp. 142-146 (in
Russian).
3. Месхия Р.С., Гогичаишвили Г.П.,
Урушадзе Т.Т. Аномалии температуры
воздуха и атмосферных осадков в СамцхеДжавахетском нагорье // Изв. аграрной науки, т. 4, № 2, 2006, с. 80-83. Meskhia R.S.,
Gogichaishvili G.P., Urushadze T.T. Anomalies
of Temperature of Air and Rainfall in SamtskheJavakheti Mountains // Annals of Agrarian Sci.,
Vol. 4, No 2, 2006, pp. 80-83 (in Russian).
154
MICROCLIMATE OF ADJARIAN BEECH FORESTS
FORESTS
L.T. Dolidze,
Dolidze, Z.K. Manvelidze,
Manvelidze, N.D. Fasurashvili
The paper deals with the questions of the existing microclimate of the ecosystems in the beech
forests areas of Adjara region affected by felling activities as well as the study the microclimatic
conditions of these ecosystems. Forests of the Adjarian ecosystems have wide variety of
economic functions, most important of which are water-regulatory, water and soil conservation
and other socio-ecological functions. Unsystematic, improper and extensive felling affected the
microclimate components (elements): solar radiation (active photosynthetic radiation – Q-con),
atmospheric temperature and humidity.
155