Влияние колебаний уровня воды в озере Зюраткуль на рост прибрежных ельников Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

555^ у-Аграрный вестник Урала № 10 (89), 2011 г ^

Лесное хозяйство

УДК 630.11

ВЛИЯНИЕ КОЛЕБАНИЙ УРОВНЯ ВОДЫ В ОЗЕРЕ ЗЮРАТКУЛЬ НА РОСТ ПРИБРЕЖНЫХ ЕЛЬНИКОВ

А. С. ЧИНДЯЕВ, доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой лесных культур и мелиораций, П. И. НАЗМИЕВ,

аспирант, УГЛТУ 620100, г. Екатеринбург, Сибирский тракт, д. 37

Аннотация. Приводятся результаты исследования роста высокогорных ельников национального парка «Зю-раткуль» Челябинской области. Выявлена связь радиального прироста еловых древостоев и колебаний уровня воды в озере Зюраткуль.

Ключевые слова: национальный парк «Зюраткуль», ельники, подтопление, ель сибирская, ход роста.

Согласно лесорастительному районированию Челябинской области [1], территория национального парка «Зюраткуль» (далее НП «Зюраткуль») относится к Катавско-Златоустовскому округу Южно-Уральской провинции горно-таежных лесов Уральской горно-лесной лесорастительной области.

Территория района расположения объекта исследований находится в полосе западных хребтов Южного Урала. Основной чертой орографии, является вытянутость в северо-восточном направлении большей части хребтов, часто образующих параллельные между собой цепи. Рельеф отличается сложностью и наличием ряда горных хребтов (Нургуш, Зюраткуль, Уреньга, Москаль и др.).

Климат Зюраткульской котловины суровый. Зимний сезон начинается на 1-2 недели раньше и заканчивается на 1-2 недели позже, чем в лесостепной зоне Челябинской области. Летом и осенью часты туманы, дуют холодные ветры. Зюраткуль самое дождливое место на Южном Урале. Годовая сумма осадков достигает 760,2 мм, в том числе на вегетационный период приходится до 563,9 мм [2].

Озеро Зюраткуль расположено в горной котловине, окруженной хребтами Уреньга, Зюраткуль, Москаль, Нургуш и горой Лукаш (1013,6 м) на высоте 724 м н. у. м.

Особенностью объекта исследований является его расположение на береговой полосе озера Зюраткуль (рис. 1). Озеро зарегулировано плотиной, поэтому уровень воды в нем регулируется в связи с подачей воды из озера в г. Сатка. Первая плотина на озере была построена в 80-е годы прошлого века и реконструирована в 1923 г. В 1942 г. началось строительство Зюраткульской ГЭС. Новая плотина сооружалась в 300 м ниже первой. Она вступила в эксплуатацию в 1949 г. После ее строительства уровень воды в озере повысился на 3,3 м, а площадь озера увеличилась на 7,3 км2. Это привело к подтоплению больших площадей лесов, произрастающих в прибрежной полосе. С 1978 г. Зюраткульская ГЭС не функционирует [3].

Цель и методика исследований.

Как известно, строительство ГЭС и последующая эксплуатация гидрокомплексов оказывает негативное воздействие на природную среду. В результате заполнения водохранилища нарушается структура ландшафта с потерей пойменных и долинных местообитаний, формируется водоем со специфическим гидрологическим режимом. Это приводит к существенным изменениям абиотической среды. Несмотря на достаточно

Abstract. The results of the study high-growth spruce forest national park "Zyuratkul" Chelyabinsk region. The relationship between radial growth of spruce stands and the water level in the lake Zyuratkul.

Keywords: national park «Zyuratkul», spruce, flooding, Siberian spruce, the course of growth.

длительный период эксплуатации озера, до сих пор не проведены достаточно полные исследования по экоси-стемной оценке воздействия гидрокомплексов.

Нами изучены вопросы влияния колебаний уровня воды в озере на состояние лесов береговой полосы. Изучение этого вопроса выполнялось с использованием общепринятых в таксации и лесоводстве методик и положений [4]. На каждой пробной площади выполнялся перечет деревьев по 2 см ступеням толщины. Высота древостоя на пробных площадях определялась выборочно-ступенчатым способом. Радиальный прирост и возраст модельных деревьев определялись по спилам. Изучение лесовозобновительных процессов проводилось путем закладки лент шириной 1,0 м. На каждой полосе проводился сплошной перечет подроста с распределением его по высоте и состоянию (табл. 2).

Результаты исследований.

В ходе исследования заложено 8 пробных площадей в урочище «Долгий ельник» и взято для анализа хода роста 12 модельных деревьев. Характеристика древо-стоев на пробных площадях представлена в табл. 1.

Одним из объективных показателей функционирования биогеоценоза является, как известно, прирост деревьев по диаметру. Поэтому для оценки состояния дре-востоев нами выполнен анализ их хода роста. Такой прием анализа дает возможность выявить закономерности изменения радиального прироста в связи с колебаниями уровня воды в озере (рис. 2). Иначе говоря, мы сопоставили график хода роста древостоев с графиком колебаний уровня воды в озере. Анализ графического материала показал, что прослеживается определенная зависимость между ростом древостоев и колебаниями уровня воды в озере.

- Пробнные площади Рисунок 1

Схема расположения пробных площадей

www.m-avu. narod. ru

21

^^^Аграрный вестник Урала № 10 (89), 2011 г.^^Щ^

Лесное хозяйство *

Таблица 1

Таксационная характеристика древостоев на пробных площадях

№ ПП Квартал, выдел Площадь, га Тип леса Возраст, лет Состав Средние Класс бонитета Полнота Запас, м3/га

высота, м диаметр, см абсолютная, м2/га относительная

1 49/37 0,24 Ек 76 10Е 21,8 23,8 II 32,2 0,9 280

2 57/4 0,25 Ертр 170 10Е 16,8 22,0 V 24,6 0,8 146

3 57/12 0,22 Ертр 170 10Е 14,3 18,8 V 26,3 1,0 180

4 64/20 0,25 Елог 85 7Е3Б+Л 20,1 22,7 III 34,4 1,0 162

5 49/29 0,24 Ек 96 7Е3Б 22,5 21,5 III 39,8 1,2 221

6 64/14 0,26 Елог 117 7Е3Б+Л 20,2 18,9 IV 33,9 1,1 133

7 44/13 0,24 Ертр 127 6Е4Б 15,6 17,1 V 31,5 1,2 101

8 44/20 0,25 Ед 116 7Е3Б 24,0 28,3 III 49,7 1,4 478

0.63 Среднее 0.55 мм # \ /г ¡.0,59 0,59 Прирост 0.60 по радиусу 20,0

0,5! \ 50 \ 0,52 \

/ \ '2,0 V

Среднее ’ /б0 5,0

\ /

\ / Уровень

\ / воды

V 30,0

0,65

0,60

0,55

0,50

0,45

0,40

0,35

0,30

0,25

0,20

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Календарные годы

Рисунок 2

Динамика уровня воды в озере (среднее за вегетационный период) и радиального прироста прибрежных ельников НП

«Зюраткуль»

Таблица 2

Влияние уровня воды в озере Зюраткуль на прирост по радиусу прибрежных ельников

При статистической обработке нами использовались корреляционные методы анализа — коэффициент корреляции (г) для малой выборки [5, 6, 7] (табл. 2).

Считается, что при г < 0,3 корреляционная зависимость между признаками слабая, при г = 0,3 - 0,7 — ' средняя и при г > 0,7— сильная [5]. |

Выявлено снижение коэффициента корреляции в | зависимости от удаления пробной площади от уреза ,= воды. По мере удаления влияние колебаний уровня воды в озере на рост древостоев постепенно затухает (ПП-1, 5, 6, 8). Коэффициент корреляции на данных пробных площадях не превышает 0,32 , что является верхней границей слабого уровня связи.

Можно сделать вывод, что древостои (ПП-2, 3, 4, 7), непосредственно примыкающие (45-110 м) к береговой линии, подвержены воздействию подтопления, коэффициент корреляции варьируется от 0,29 до 0,72, что в полной мере соответствует среднему уровню связи между анализируемыми признаками.

Достоверность полученных данных оцениваем с помощью t — критерия достоверности Стьюдента, при 95 % доверительном уровне (5 % уровня значимости). Полученные в ходе исследований значение критерия достоверности меньше, чем табличное (^ 2 ^).

Коэффициент корреляции оказался недостоверным на данном уровне значимости, следовательно, говорить о надежности полученных выводов можно только с вероятностью правильности [7]:

— коэффициент достоверности £

1 1,65 2 2,58 3 3,29;

— вероятность правильности вывода:

0,68 0,90 0,95 0,99 0,997 0,999.

Выводы. Рекомендации.

Еловые древостои национального парка «Зюраткуль», находящиеся в непосредственной близости от береговой линии озера Зюраткуль подвержены влиянию подтопления, вызванного искусственным изменением уровня воды в озере.

Необходимы дальнейшие исследования влияния подтопления прибрежных древостоев, а это — уточнения оптимального уровня зеркала воды озера Зюраткуль для стабильного функционирования прибрежных биогеоценозов (улучшение качества воды) и бесперебойной подачи воды в г. Сатка.

Литература

1. Колесников Б. П. Естественно-историческое районирование лесов (на примере Урала) // Вопросы лесоведения и лесоводства : докл. на V Мировом лесн. конгр. М., 1960. 57 с.

2. Схема организации и развития национального парка «Зюраткуль» Челябинской области. Т. 2. Природная характеристика. М. : Российский государственный проектно-изыскательский институт «Росгипролес», 1997. 143 с.

3. Горное сердце края. Челябинск : Рифей, 1994. 199 с.

4. Анучин Н. П. Лесная таксация. Л. ; М., 1960. 530 с.

5. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований).

М. : Колос, 1973. 335 с.

6. Зайцев Г Н. Математическая статистика в экспериментальной ботанике. М. : Наука, 1984. 424 с.

7. Дворецкий М. Л. Практическое пособие по вариационной статистике. Йошкар-Ола : Изд-во Поволжского лесо-техн. ин-та, 1961. 100 с.

Расстояние от уреза воды, м Номер пробной площади Номер модельного дерева Коэффициент корреляции (г) Критерий достоверности фактический (Ф

45 ПП-3 М-3 0,55 1,48

55 ПП-7 М-9 0,72 2,22

М-10 0,51 1,38

М-11 0,42 1,10

Среднее 0,43 1,13

70 ПП-2 М-2 0,51 1,38

110 ПП-4 М-4 0,29 0,72

М-5 0,39 1,01

М-6 0,48 1,25

Среднее 0,50 1,35

153 ПП-1 М-1 0,32 0,79

179 ПП-5 М-7 0,29 0,73

195 ПП-6 М-8 0,18 0,45

210 ПП-8 М-12 0,04 0,10

22

www. m-avu. narod. т