V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Актуальность работы. Важнейшим свойством высших растений является их способность депонировать углерод и продуцировать кислород в процессе фотосинтеза. Этим растения существенно влияют на качественные показатели атмосферного воздуха. Глобальная «газорегулирующая» роль лесов раскрыта в работах многих ученых [1, 2, 3, 6].

Однако требуют уточнения данные по количеству запасённого углерода и произведённого кислорода агролесомелиоративными насаждениями аридных регионов нашей страны. По данным ВНИАЛМИ (2008) общая площадь таких насаждений в России составляет 2,74 млн. га, а «Стратегией защитного лесоразведения в РФ на период до 2020 г» предусматривается создание ещё около 4,2 млн. га. Всё это обосновывает необходимость укрупнённой оценки природоохранной роли агролесомелиоративных насаждений.

Место исследований. В этой связи особый интерес представляет Ростовская область. Площадь агроландшафтов (сельхозугодий) составляет здесь 8,8 млн. га, площадь насаждений (преимущественно, полезащитных и прибалочных лесных полос) равна 162908 га. Основными породами лесных полос являются дуб, ясень зеленый, тополь черный, робиния лжеакация, гледичия трехколючковая, вяз приземистый.

*Работа выполнена под руководством зав. каф. лесоводства и лесных мелиораций ФГБОУ ВПО «НГМА» Танюкевича В. В.

Укрупненная оценка углероддепонирующей и кислородпродуцирующей роли лесных полос давалась для Ростовской области согласно лесомелиоративного районирования В. М. Ивонина и В. В. Танюкевича [5] по 4 лесомелиоративным районам (ЛМР).

Доно-Донецкий лесомелиоративный район занимает преимущественно Доно-Донецкую возвышенную пластово-волнистую слабо наклонную равнину, включая на севере Калачскую возвышенность и Донскую гряду (в пределах области), на юге - восточную оконечность Северо-Приазовской равнины (до северного побережья Таганрогского залива), на востоке – восточные и южные отроги Донецкого кряжа (в пределах России). На западе лесомелиоративный район ограничен долиной р. Дон, или границей с Волгоградской областью.

Согласно ботанико-географическому районированию, это Причерноморская степная провинция Евроазиатской степной области, в соответствии с геоботаническим районированием – зона типичных разнотравно-ковыльных степей (Растительность европейской части СССР, 1980).

Почвенный покров преимущественно представлен черноземами обыкновенными и южными, смытыми на покатых и крутых склонах, примитивными и неразвитыми почвами – на балочных склонах и дерново-намытыми – на балочных псевдопоймах.

В данном районе на местности лесные полосы и другие защитные лесные насаждения размещают с учетом формирования и прохождения поверхностного стока на склонах, а также – направления вредоносных ветров. Технологии выращивания и эффективность защитных лесных насаждений в пределах района изменяются незначительно. Основная трудность создания лесных полос – размещение их в рельефе.

Приазовский лесомелиоративный район занимает северо-западную часть Кубано-Приазовской низменности. С севера он ограничен долиной Дона, а с юго-востока - Ставропольской возвышенностью. От бассейна Маныча район отделяется невысокой Азово-Маныческой возвышенностью, пологие склоны которой опускаются к рекам Приазовья. Это зона типичных разнотравно-ковыльных степей, большей частью распаханных. Основные почвы – черноземы обыкновенные. Создание защитных лесных насаждений особых трудностей не вызывает.

В этой зоне лесные полосы размещают поперек преимущественного направления дефляционных и суховейных ветров.

Нижне - Донской лесомелиоративный район охватывает Ниже - Донскую террасированную аккумулятивную и Доно-Егорлыкскую низменности включая нижние части бассейнов р. Сала и р. Маныча. Эрозия почв здесь не заметна, дефляция – проявляется слабо. Большие площади земель переувлажнены и заболочены.

Растительность района представлена пойменными лугами и лесами (выше ст. Багаевской), а также – умеренно-сухими дерновинно-злаковыми степями. Почвы района – аллювиально-луговые и черноземовидные, а на Доно-Егорлыкской низменности - черноземы южные. Лесные полосы размещают поперек преимущественного направления суховейных ветров. Трудности выращивания насаждений связаны с засолением, переувлажнением и заболачиванием почв.

Сальско-Манычский лесомелиоративный район находится между Доно-Сальским водоразделом и долиной Маныча, включая Сальско-Манычскую гряду. Доно-Сальский водораздел протянут по правому берегу р. Сал. Донской склон этого водораздела изрезан длинными и извилистыми балками, сальскийсклон-короткими и прямыми. Сальско-Манычская гряда – это денадуционно – эрозионное плато. Манычский склон плато крутой, изрезанный балками, а Сальский пологий склон - расчленен реками на увалистые участки. Растительность представлена сухими дерновиннозлаковыми и полынно-дерновиннозлаковыми опустыненными степями и засоленными лугами в долинах рек. Опустыненость увеличивается в направлении запад-восток. Соответственно южные черноземы сменяются на каштановые и светло-каштановые почвы. В этом районе лесные полосы размещают поперек преимущественного направления дефляционных и суховейных ветров с учетом рельефа местности. Трудности выращивания лесных насаждений связаны с засушливостью территории, пониженным плодородием каштановых и светло-каштановых почв, наличием солонцеватых и солонцовых комплексов.

Методика исследований. Для расчета биомассы лесных полос различного породного состава и возрастных групп (молодняки, средневозрастные, приспевающие, спелые и перестойные лесные полосы), использовались переводные коэффициенты пересчета запаса древесины в биомассу по Д. Г. Замолодчикову [3] и А. С. Исаеву [6]. Средний запас лесных полос принимали по новым таблицам хода роста пород в лесных полосах Ростовской области. Площадь насаждений принимали из опубликованных данных [7].

Суммарную биомассу (стволовая древесина, корни, ветви, листья) в пересчете на углерод по состоянию на соответствующий год учета (С_t) определяли по формуле [2]:

С_t= ij[Vij·EFij]·CF, (1)

где Vij - запас преобладающей породы i группы возраста j, м³ / га;

EFij – коэффициент пересчета запасов лесных полос преобладающей породы iгруппы возраста j, т/м³;

CF - доля углерода в 1 тонне сухого вещества древесины (0,5).

Суммарную биомассу в пересчете на кислород по состоянию на соответствующий год учета (C_t, t) определяли по формуле:

С_t= ij[Vij·EFij]·ОF, (2)

где ОF – кислородный эквивалент для исследуемых пород равный 1,37 [1].

Районирование территории по удельному депонированию углерода и продуцированию кислорода разрабатывали при введении соответствующей информации в карту, с последующим выделением границ среднего депонирования - продуцирования, выше и ниже среднего.

Параметры (М ± σ) среднего депонирования - продуцирования находили по результатам статистической обработки вариационных рядов соответствующих показателей для агролесомелиоративных насаждений по всем лесомелиоративным районам. При этом стандартную ошибку вариационных рядов вычисляли:

σ = √∑ (М – х_i)²/(n – 1), (3)

где: М - среднее значение удельногодепонирования углерода или продуцирования кислорода агролесомелиоративными насаждениями в Ростовской области, т/га;

х_i – удельное депонирование углерода или продуцирование кислорода агролесомелиоративными насаждениями в отдельном ЛМР, т/га;

σ – стандартная ошибка Гаусса;

n – число ЛМР Ростовской области (n = 4).

Экономическая оценка депонирования углерода и продуцирования кислорода агролесомелиоративными насаждениями Ростовской области давалась методами оценки, основанной на принципах, рекомендованных ООН и адаптированных к условиям России. В расчётах принималось, что стоимость депонирования углерода составляет 260 руб./т, стоимость продуцирования кислорода 3 руб./т (http: gpten.ru)[7].

Результаты и их обсуждение. В таблице 1 приводятся данные о возрастной структуре, породном составе и запасе стволовой древесины в разрезе лесомелиоративных районов Ростовской области.

На Доно – Донецкий лесомелиоративный район приходится 54 % всей площади насаждений. Робиния, дуб и ясень в этом районе преобладают в молодняках и средневозрастных насаждениях, а вяз и тополь - в приспевающих и спелых. Наибольшую площадь в районе занимают средневозрастные лесополосы робинии (58454 га). В Приазовском ЛМР преобладающей породой лесных полос так же является робиния, которая занимает 83,5 % от всей площади. В Сальско – Манычском ЛМР лесные полосы образованы тремя породами, из которых робиния занимает 65 % и вяз – 27 %. Лесные полосы Нижне – Донского ЛМР образованы пятью породами. Здесь также преобладает робиния (73%), а спелые и перестойные насаждения представлены вязом (540 га) и тополем (205 га).

В таблице 2 приведены данные по фитомассе лесных полос различного породного состава. Фитомасса насаждений Доно - Донецкого ЛМР составляет 47,3 % от общей фитомассы, Приазовского ЛМР – 42,6 %. Лесные полосы Сальско – Манычского и Нижне – Донского ЛМР имеют наименьшую фитомассу, которая составляет 6% и 4,1%, соответственно.

Таблица 1 –Расчёт общего запаса стволовой древесины лесных полос Ростовской области

Породы ЛМР	Площадь, га				Запас
	Молодняки	Средневозрастные	Приспевающие	Спелые и перестойные	м3 / га	тыс. м3
					Молодняки	Средневозрастные	Приспевающие	Спелые и перестойные	Молодняки	Средневозрастные	Приспевающие	Спелые и перестойные
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Доно – Донецкий лесомелиоративный район
Робиния	1821	58454	1010	-	10	64	123	-	18,21	3741,1	1,23	-
Ясень	294	13612	24	-	9	50	86	-	2,65	680,6	2,1	-
Вяз	13	29	9348	83	4	15	53	85	0,05	0,44	495,4	7,1
Тополь	4	10	318	1733	9	34	80	111	0,04	0,34	25,4	192,4
Дуб	16	1920	-	-	9	100	-	-	0,14	192	-	-
Гледичия	0,8	136	15	-	13	69	114	-	0,01	9,4	1,71	-
Итого:	2148,8	74161	9715	1816	54	332	456	196	21,1	4623,88	525,84	199,5
Приазовский лесомелиоративный район
Робиния	287	32063	-	-	20	129	-	-	5,74	4136,13	-	-
Ясень	17	2937	-	-	16	100	-	-	0,27	293,7	-	-
Гледичия	2	1730	-	-	20	102	-	-	0,04	176,46	-	-
Вяз	-	1	1211	-	-	22	78	-	-	0,02	94,4	-
Дуб	-	465	-	-	-	151	-	-	-	70,2	-	-
Итого:	306	37196	1211	-	56	504	78	-	6,05	4676,51	94,4	-
Сальско – Манычский лесомелиоративный район
Робиния	1824	17139	101	-	3	15	30	-	5,5	257,1	3,03	-
Вяз	142	144	1079	6638	3	11	26	49	0,4	1,6	28,1	325,3
Ясень	205	2011	-	-	4	17	-	-	0,8	34,2	-	-
Итого:	2171	19294	1180	6638	10	43	56	49	6,7	292,9	31,13	325,3
Нижне – Донской лесомелиоративный район
Робиния	151	4986	30	-	13	62	114	-	2	309,1	3,4	-
Вяз	0,5	12	349	540	5	19	48	84	0,003	0,23	16,8	45,4
Ясень	13	547	78	-	10	45	79	-	0,013	24,6	6,2	-

Продолжение таблицы 1

1	2	3	4	5	6		7	8	9	10	11	12	13
Тополь	0,4	3	105	205	11		54	112	133	0,004	0,02	11,8	27,3
Гледичия	12	37	4	-	14		62	106	-	0,02	2,3	0,4	-
Итого:	176,9	5583	566	745	53		242	459	217	2,04	336,25	38,6	72,7
Всего по ЛМР:	162907,7										11252,9

Таблица 2 – Фитомасса лесных полос Ростовской области

Породы ЛМР	Фитомасса, тонн				Общая фитомасса, тонн	Фитомасса в %
	Молодняки	Средневозрастные	Приспевающие	Спелые и перестойные
1	2	3	4	5	6	7
Доно – Донецкий лесомелиоративный район
Робиния	23309	3737359	1231,2	-	3761899,2	71
Ясень	2454	630916	1923,6	-	635293,6	12
Вяз	64	439,6	495895	7391	503789,6	9,5
Тополь	30,7	214,2	17322,8	116402	133969,7	2,5
Дуб	223	251712	-	-	251935	4,8
Гледичия	12,8	9390,6	1711,7	-	11115,1	0,2
Итого:	26093,5	4630031,4	518084,3	123793	5298002,2	100
Приазовский лесомелиоративный район
Робиния	7347,2	4131994	-	-	4139441,2	86,7
Ясень	250	272260	-	-	272510	5,7
Гледичия	51,2	176283	-	-	176331,2	3,7
Вяз	-	20	94494	-	94514	2
Дуб	-	92032	-	-	92032	1,9
Итого:	7648,4	4672589	94494	-	4774731,4	100
Сальско – Манычский лесомелиоративный район
Робиния	7040	256843	3033	-	266916	39,9
Вяз	512	1598,4	28128,1	338637	368875,5	55,2
Ясень	740,8	31703	-	-	32443,8	4,9
Итого:	8292,8	290144,4	31161,1	338637	668235,3	100
Нижне – Донской лесомелиоративный район
Робиния	2560	308791	3403	-	314754	68,5
Вяз	3,8	24575	16817	47261	88656,8	19,3
Ясень	12	22804	5679	-	28495	6,2
Тополь	3,1	12,6	8048	16517	24580,7	5,4
Гледичия	25,6	2298	400,4	-	2724	0,6
Итого:	2604,5	358480,6	34347,4	63778	459210,5	100
Всего:	44639,2	9951245,4	678086,8	526208	11200179,4

Результаты укрупненной оценки депонирования углерода и продуцирования кислорода лесными полосами Ростовской области приводятся в таблице 3. Депонированный углерод лесными полосами Ростовской области составляет 5538197,9 тонн. На Доно-Донецкий ЛМР приходится 46,7 %, на Приазовский – 43,2 %. Продуцированный кислород по области составляет 15344200,2 тонны, из которых 47,3 % - Доно – Донецкий и 42,6 % - Приазовский район. Лесные полосы Сальско – Манычского и Нижне – Донского ЛМР продуцируют - депонируют соответственно по 6% и 4,1 % углерода и кислорода.

Таблица 3 – Укрупненная оценка депонирования углерода и продуцирования кислорода лесными полосами Ростовской области

Породы ЛМР	Масса, тонн
	Углерод				Кислород
	Молодняки	Средневозрастные	Приспевающие	Спелые и перестойные	Молодняки	Средневозрастные	Приспевающие	Спелые и перестойные
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Доно – Донецкий лесомелиоративный район
Робиния	11655	1868679	615,6	-	31933	5120181,8	1686,7	-
Ясень	1227	315458	961,8	-	3362	864355	2635,3	-
Вяз	32	219,8	247948	3695,5	87,7	602,2	679376	10125,7
Тополь	15,4	107,1	8661,4	58201	42,1	293,4	23732,2	159470,7
Дуб	111,5	125856	-	-	305,5	344845,4	-	-
Гледичия	6,4	4695,3	856	-	17,5	12865,1	2345	-
Итого:	2587105,3				7258262,3
Приазовский лесомелиоративный район
Робиния	3673,6	2065997	-	-	10065,7	5660832	-	-
Ясень	125	136130	-	-	342,5	372996	-	-
Гледичия	25,6	88141,5	-	-	70,1	241507,7	-	-
Вяз	-	10	47247	-	-	27,4	129457	-
Дуб	-	46016	-	-	-	126084	-	-
Итого:	2387365,7				6541382,4
Сальско – Манычский лесомелиоративный район
Робиния	3520	128422	1517	-	9645	351875	4155	-
Вяз	256	799,2	14064	169319	701,4	2189,8	38535,5	463933
Ясень	370,4	15852	-	-	1015	43433	-	-
Итого:	334119,6				915437,7
Нижне – Донской лесомелиоративный район
Робиния	1280	154396	1701,5	-	3507	423044	4662	-
Вяз	1,9	12287,5	8408,5	23631	5,2	33667,8	23039,3	64748
Ясень	6	11402	2840	-	16,4	31241	7780	-
Тополь	1,6	6,3	4024	8259	4,2	17,3	11026	22628
Гледичия	12,8	1149	200,2	-	35,1	3148	548,5	-
Итого:	229607,3				629117,8
Всего по ЛМР:	5538197,9				15344200,2

Согласно методики, с учётом лесомелиоративного районирования региона, предложено районирование по депонированию углерода и продуцированию кислорода (рисунок 1).

Обозначения:

I – Доно – Донецкий ЛМР (депонирование углерода и продуцирование кислорода среднее); II – Приазовский ЛМР (депонирование углерода и продуцирование кислорода выше среднего); III – Сальско – Манычский ЛМР (депонирование углерода и продуцирование кислорода ниже среднего); IV – Нижне – Донской ЛМР (депонирование углерода и продуцирование кислорода среднее)

Рисунок 1 – Лесомелиоративные районы Ростовской области и депонирование углерода, продуцирование кислорода агролесомелиоративными насаждениями

Как следует из рисунка 1, территорию региона исследований можно условно разделить на 3 района. Первый - район среднего депонирования углерода и продуцирования кислорода (углерод 37,29 – 151,09 т/га, кислород 13,18 – 54,82 т/га), к нему относятся Доно - Донецкий и Нижне – Донской ЛМР. Второй район - депонирование углерода и продуцирование кислорода выше среднего (углерод более 151,09 т/га и кислород более 54,82 т/га), к нему относится Приазовский ЛМР. Третий район - депонирование углерода и продуцирование кислорода ниже среднего (углерод ниже 37,29 т/га и кислород ниже 13,18 т/га) - Сальско - Манычский ЛМР.

В таблице 4 даётся экономическая оценка депонированного углерода и продуцированного кислорода агролесомелиоративными насаждениями Ростовской области. Как следует из приведённых данных общая стоимость депонированного агролесомелиоративными насаждениями углерода – 1456024,56 тыс. руб. и продуцированного кислорода 46031,93 тыс. руб. При этом на Доно – Донецкий ЛМР приходится 47,3 % общей стоимости, на Приазовский ЛМР приходится 42,6 %, а на Сальско – Манычский и Нижне – Донской ЛМР приходится 6 и 4,1 % стоимости, соответственно.

Таблица 4 – Экономическая оценка депонирования углерода и продуцирования кислорода агролесомелиоративными насаждениями Ростовской области

Породы ЛМР	Стоимость
	Углерод, тыс. руб.	Кислород, руб.
	Молодняки	Средневозрастные	Приспевающие	Спелые и перестойные	Молодняки	Средневозрастные	Приспевающие	Спелые и перестойные
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Доно – Донецкий лесомелиоративный район
Робиния	3030,3	485856,54	160,06	-	95799	15360545,4	5060,1	-
Ясень	319,02	82019,08	250,07	-	10086	2593065	7905,9	-
Вяз	8,32	57,15	64466,48	960,83	263,1	1806,6	2038128	30377,1
Тополь	4	27,85	2251,96	15132,26	126,3	76,28	71196,6	478412,1
Дуб	29	32722,56	-	-	916,5	1034536,2	-	-
Гледичия	1,66	1220,78	222,56	-	52,5	38595,3	7035	-
Итого:	3392,3	601903,96	67351,13	16093,09	107243,4	19028624,78	2129325,6	508789,2
Всего:	688740,48	21773982,98
Приазовский лесомелиоративный район
Робиния	955,14	537159,22	-	-	30197,1	16982496	-	-
Ясень	32,5	35393,8	-	-	1027,5	1118988	-	-
Гледичия	6,66	22916,79	-	-	210,3	724523,1	-	-
Вяз	-	2,6	12284,22	-	-	82,2	388371	-
Дуб	-	11964,16	-	-	-	378252	-	-
Итого:	994,3	607436,57	12284,22	-	31434,9	19204341,3	388371
Всего:	620715,09	19624147,2
Сальско – Манычский лесомелиоративный район
Робиния	915,2	33389,72	394,42	-	28935	1055625	12465	-
Вяз	66,56	207,79	3656,64	44022,94	2104,2	6569,4	115606,5	1391799
Ясень	96,3	4121,52	-	-	3045	130299	-	-
Итого:	1078,06	37719,03	4051,06	44022,94	34084,2	1192493,4	128071,5	1391799
Всего:	86871,09	2746448,1
Нижне – Донской лесомелиоративный район
Робиния	332,8	40142,96	442,39	-	10521	1269132	13986	-

Продолжение таблицы 4

1	2	3	4	5	6	7	8	9
Вяз	0,49	3194,75	2186,21	6144,06	15,6	101003,4	69117,9	194244
Ясень	1,56	2964,52	738,4	-	49,2	93723	23340	-
Тополь	0,42	1,64	1046,24	2147,34	12,6	51,9	33078	67884
Гледичия	3,33	298,74	52,05	-	105,3	9444	1645,5	-
Итого:	338,6	46602,61	4465,29	8291,4	10703,7	1473354,3	141167,4	262128
Всего:	59697,9	1887353,4
Всего по ЛМР:	1456024,56	46031931,68

На основании приведенных данных можно сделать следующие выводы:

1. На территории агроландшафтов Ростовской области произрастает 162907,7 га лесных полос (преимущественно, прибалочных и полезащитных). Основными породами лесных полос являются дуб черешчатый, ясень зеленый, тополь черный, робиния лжеакация, гледичия трехколючковая, вяз приземистый. Среди лесных полос выделяют молодняки - 3 %, средневозрастные - 83,6 %, приспевающие – 7,8 %, спелые и перестойные – 5,6 %.

2. Данные насаждения характеризуются суммарным запасом стволовой древесины 11252,9 тыс. м³.

3. Фитомасса лесных полос по ЛМР распределена следующим образом: Доно – Донецкий ЛМР – 5298002,2 тонны, Приазовский ЛМР – 4774731,4 тонны, Сальско - Маныческий ЛМР – 329598,3 тонны и Нижне – Донской ЛМР – 459210,5 тонны.

4. Проведенная оценка показывает, что лесные полосы Ростовской области депонируют 5538197,9 тонны углерода и продуцируют 15344200,2 тонны кислорода.

5. Экономическая оценка показала, что общая стоимость депонированного агролесомелиоративными насаждениями углерода – 1456024,56 тыс. руб. и продуцированного кислорода 46031,93 тыс. руб. Наиболее ценными породами лесных полос является робиния (75,8 % от общей стоимости), вяз (9,4 %) и ясень (8,6 %).

Литература

1. Белов, С. В. Лесоводство [Текст] / С. В. Белов: учеб. пособие. – М.: Лесная промышленность, 1983. – 352 с.

2. Гитарский, М. Л. Эмиссия и поглощение парниковых газов в лесах России в связи с выполнением обязательств по климатической конференции ООН [Текст] / М. Л. Гитарский, Д. Г. Замолодчиков, Г. Н. Коровин [и др.] // Лесоведение. – 2006. №6. – С. 34-44.

3. Замолодчиков, Д. Г. Углерод в лесном фонде и сельскохозяйственных угодьях России [Текст] / Д. Г. Замолодчиков, Г. Н. Коровин, А. И. Уткин [и др.]. – М.: КМК. 2005. – 212 с.

4. Ивонин, В. М. Лесомелиоративное районирование Ростовской области / (рекомендации лесоустроителю) / Разработал В. М. Ивонин, В. В. Танюкевич. – ФГОУ ВПО НГМА. – Новочеркасск. 2010. – 25 с.

5. Ивонин, В. М. Адаптивная лесомелиорация степных агроландшафтов: монография [Текст] / В. М. Ивонин, В. В. Танюкевич. – изд. 2, испр. и дополн. – М.: Вузовская книга, 2011. – 240 с.

6. Исаев, А.С. Оценка запасов и годичного депонирования углерода в фитомассе лесных экосистем России [Текст] / А. С. Исаев, Г. Н. Коровин, А. И. Уткин [и др.] // Лесоведение. – 1993. - № 5. – С. 3 – 10.

7. Танюкевич, В. В. Продуктивность и мелиоративная роль лесных полос степных агроландшафтов: монография / В. В. Танюкевич. – Новоч. госуд. мелиорат. акад. - Новочеркасск: Лик, 2012. – 175 с.

Код для цитирования: Скопировать