IV Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ДРЕВОСТОЯ
Ташимова А.С.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Введение

Актуальность: Лес, который находится около лыжной базы, на первый взгляд кажется ослабленным. Особенно в летний период заметно этот древостой отличается от рядом растущих, у него редкая крона, мелкая листва, на стволах видны повреждения, множество сломанных веток и стволов. Так как это место всегда многолюдно, зимой много отдыхающих лыжников, летом грибники - любители не обходят этот лес, поэтому нам хочется видеть его здоровым и привлекательным. Поэтому возникают вопросы: «Почему этот древостой выглядит таким ослабленным?» и «Как мы можем помочь лесу?»

Целью данной работы является выявление оценки состояния древостоя, расположенного около лыжной базы.

Исходя из цели работы, были поставлены следующие задачи:

1.Заложить пробную площадку для определения состояния насаждения, определить породу, диаметр и категорию состояния исследуемых деревьев.

2.Выявить на стволах деревьев очаги поражения вредителями или болезнями.

3. Определить индекс жизненного состояния древостоя.

4. Запланировать мероприятия по восстановлению данного насаждения.

Гипотеза исследования: Предположим, что причиной ослабления и усыхания являются стволовые вредители.

Обзор литературы:

К группе стволовых вредителей относятся насекомые, обитающие на стволах, ветвях и корневых лапах деревьев, питающиеся тканями коры и древесины. Это представители отрядов Жёсткокрылые (короеды, усачи златки, долгоносикии др.), Перепончатокрылые (рогохвосты, ксифидрии) и Чешуекрылые (древоточцы, стеклянницы). Их личинки протачивают ходы различной конфигурации и глубины в коре, под корой и в древесине ослабленных, усыхающих и сухостойных деревьев, неокорённой древесины и свежих пней.

В устойчивых насаждениях стволовые насекомые выполняют полезную роль разрушителей и утилизаторов отпада. Они являются обязательным и важным компонентом лесных экосистем, так как участвуют, вместе с другими беспозвоночными животными, бактериями и грибами, в разрушении древесины усохших деревьев и валежа, пней и порубочных остатков, способствуя их полному разрушению и ускоряя круговорот веществ в лесных экосистемах.

Стволовых насекомых часто называют вторичными вредителями, т.к. они чаще всего нападают на деревья, уже ослабленные факторами неблагоприятного воздействия – болезнями и хвое-листогрызущими насекомыми, штормовым ветром, снежными лавинами, засухами, лесными пожарами, техногенным нарушением санитарных правил при рубках и т.д.[1]

Большой сосновый лубоед. Размер жука 3,5-5 мм. Молодые жуки выедают середину побегов, вызывая их опадение ("стрижка" крон, отсюда название - лесные садовники).Ходы большого соснового лубоеда: маточные - продольные, личиночные - длинные, извилистые.Ходы малого соснового лубоеда: маточные - поперечные, личиночные - короткие. (Рис. 1)

Рис. 1 - Сосновый лубоед. Ходы большого и малого соснового лубоеда

Березовый заболонник. Черный блестящий короед, длиной 4,5-6,5 мм. Это один из самых крупных представителей семейства короедов (Ipidae). Лоб самца покрыт длинными и густыми волосками и кроме короткого продольного киля над челюстями имеет округлое мелкое углубление между глазами. Лоб самки слабо-сводчатый, также с продольным килем над челюстями, но без волосков. Щит равномерно покрыт мелкими точками. Надкрылья плоские с бороздами грубой пунктировки, промежутки между бороздами покрыты мелкими точками. Задняя часть надкрыльев имеет гладкие края. Брюшные сегменты направлены косо вверх, третий брюшной сегмент самца посредине имеет довольно крупный бугорок в форме пуговицы, на четвертом сегменте имеет образование, возникшее в результате срастания двух рядом лежащих бугорков. Ноги и усики коричневые. Семичленный жгутик усиков несет трехчленную овальную плоскую булаву. Березовый заболонник повреждает, как правило, старые и ослабленные березы. Только при вспышке массового размножения заселяет и здоровые деревья. Признаком заселения берез заболонником является засыхание частей кроны и постепенная, продолжающаяся несколько лет, гибель деревьев. (Рис. 2)

Рис. 2- Березовый заболонник

Большой сосновый рогохвост. (Лат. Urocerus gigas) вид перепончатокрылых насекомых из семейства рогохвостов. Длина тела самок 15—40 мм, самцов — 12—30 мм. Голова чёрная с двумя жёлтыми пятнами за глазами. У самца рыжая перевязка на брюшке, у самки брюшко светло-жёлтое с чёрно-фиолетовой перевязкой и заметным яйцекладом.

Вид распространён всесветно. Обитает в лесах, предпочитая сосновые. Самка откладывает в древесину деревьев 400—500 яиц, предпочитая ель обыкновенную, реже сосну, лиственницу, ясень и тополь. Вместе с яйцами заносятся споры гриба Amylostereumchailletii, который разрушает окружающую яйцо древесину и подготавливает пищевую базу для личинки. Личинка проделывает ходы длиной до 40 см. Она не способна переваривать целлюлозу, вместо этого она поедает содержимое клеток и грибные гифы. Развитие личинки длится 2—3 года, иногда до 6 лет. Взрослая личинка окукливается под корой, откуда имаго прогрызает выход на поверхность. (Рис. 3) [7]

Рис. 3 - Большой сосновый рогохвост

Верблюдки - отряд насекомых с двумя семействами. В Северном полушарии распространено около 100 видов. Длина тела верблюдок составляет 15-20 мм, крылья прозрачные, в покое сложены кровлеобразно. Переднегрудь сильно вытянута и изогнута наподобие шеи верблюда (отсюда название). У самок длинный яйцеклад. Верблюдки - насекомые с полным превращением. Их лет начинается ранней весной, в Сибири - с начала июня до середины июля. Яйца верблюдки откладывают под кору деревьев или в поверхностный слой почвы, там же развиваются личинки и подвижные куколки. Взрослые верблюдки и личинки - хищники-полифаги, обитающие в лесах. Взрослые особи живут открыто на деревьях, поедая тлей, хвое - и листогрызущих насекомых. Личинки живут на поверхности коры, скрываясь в ее щелях и под чешуйками, питаясь главным образом яйцами и личинками короедов, усачей, долгоносиков, бабочек, пилильщиков.

В лесах Сибири полезны как энтомофаги обыкновенная, или тонкоусая, верблюдка, толстоусая верблюдка. (Рис.4)

Рис. 4 - Верблюдка

Болезни и стволовые вредители - одна из распространенных причин ослабления и усыхания леса. С ними связаны большие количественные и качественные потери древесины, преждевременное усыхание отдельных деревьев и целых участков леса. Образованию очагов вредителей и болезней предшествует снижение устойчивости насаждений, вызванное самыми разнообразными причинами, часто это хозяйственная деятельность человека. [1]

Методика исследования

Состояние насаждений на пробных площадях определяют путём перечёта деревьев по породам, ступеням толщины и категориям состояния с выделением экземпляров, поражённых болезнями, заселённых вредителями и с другими признаками повреждения. Перечёт ведут по диагонали или зигзагообразной линии в пределах всей площади, включая не менее 50 деревьев.

При перечёте выделяют 6 основных и 2 дополнительных категорий состояния деревьев.

Категория состояния дерева – это обобщённая оценка их состояния по комплексу визуальных признаков (наличию и доле усохших ветвей в кроне, состоянию коры) в баллах.

1 – без признаков ослабления – деревья с густой и зелёной кроной, с нормальным для данной породы, возраста и условий местопроизрастания приростом;

2 – ослабленные – деревья с хвоей и листвой светлее обычного, часто с изреженной или слабо ажурной кроной. Их прирост уменьшен не более чем наполовину по сравнению с нормальным. Доля усохших ветвей менее 25%; возможны признаки местного повреждения ствола, корневых лап и ветвей стволовыми вредителями;

3 – сильно ослабленные – деревья со светло-зелёной, слабо желтоватой или сероватой матовой хвоей и с листвой мельче или светлей обычного. Их кроны ажурны, прирост уменьшен более чем наполовину по сравнению с нормальным. Доля усохших ветвей от 25 до 50%; возможно появление признаков повреждения ствола, корневых лап, ветвей, кроны, попытки поселения или удавшееся поселение стволовых вредителей на стволе и ветвях;

4 – усыхающие – деревья со светло-зелёной, желтоватой, или сероватой матовой хвоей и с листвой мельче или светлей обычного. Крона изрежена, прирост уменьшен более чем наполовину по сравнению с нормальным. Доля усохших ветвей 50-75%; часто наблюдаются признаки повреждения ствола, корневых лап, ветвей, кроны, попытки поселения или удавшееся поселение стволовых вредителей на стволе и ветвях;

5 – сухостой текущего года – деревья, полностью утратившие жизненные функции и усохшие в текущем году; они имеют серую, жёлтую или бурую, иногда частично опавшую хвою и листву. Доля усохших ветвей в кроне от 75 до 100%, при этом мелкие сухие веточки обычно полностью сохраняются; кора на стволе сохраняется или осыпается лишь на части ствола. Почти всегда у дерева имеются признаки заселения стволовыми вредителями(смоляные воронки, насечки, входные отверстия, буровая мука или буровые опилки на стволе и под кроной, насекомые на коре, под корой и в древесине);

6 – сухостой прошлых лет – деревья, усохшие в прошлые годы, иногда простоявшие на корню много лет. Их крона обычно с частично или полностью опавшей хвоей или листвой, мелкие сухие веточки в кроне, как правило, опали. Большая часть коры опала или легко отслаивается и опадает при небольшом усилии со стороны человека. На стволе и ветвях имеются вылетные отверстия насекомых, под корой – обильная буровая мука или опилки. Часто здесь находится в виде плёнок, шнуров и ризоморф грибница дереворазрушающих грибов, на стволах и корневых лапах могут быть плодовые тела.

7 – ветровал – вывороченные с корнем деревья;

8 – бурелом – сломленные на разной высоте деревья.[1]

Ln=

100 n1 + 70 n2 + 40 n3 + 5 n4 + 0 n5

 
   
Расчет индексов жизненного состояния насаждений по числу деревьев производится по формуле:

где Ln „- относительное жизненное состояние древостоя, рассчитанное по числу деревьев; п1,-число здоровых деревьев, п2 - ослабленных, п3 - сильно ослабленных, п4 - отмирающих деревьев в т.ч. сухостой;

N- общее число деревьев. 100, 70, 40, и 5 – коэффициенты, выражающие жизненное состояние здоровых, поврежденных, сильно поврежденных и отмирающих деревьев, % [6]

Без признаков ослабления было учтено 10 деревьев, ослабленных – 20 деревьев, сильно ослабленных – 13 деревьев, усыхающих – 5 деревьев. Всего было исследовано 50 деревьев, и мы посчитали следующим образом:

Ln= 100*10 + 70*20 + 40*13 + 5*5 =58.9 %

50

В результате, провести анализ значений Ln индекса состояния, определённых на основе различных статистических весов. По значению отнести элементы леса и древостой в целом к определённой категории состояния по следующей градации:

Таблица 1 - Индекс жизненного состояния древостоя [3]

Значение индекса состояния

Категория состояния древостоя

10-15

здоровый древостой

15 - 25

ослабленный древостой

25 - 35

сильно ослабленный древостой

35- 45

отмирающий древостой

более 45

сухостой

Результаты исследования

На пробной площадке путём перечёта деревьев по зигзагообразной линии по всей площади насаждения было обследовано 50 деревьев. Нами было определено четыре породы деревьев: осина, берёза, яблоня, клён. Состав древостоя составил 34Б10О4Я+2К.

Пользуясь мерной вилкой, мы замерили диаметры стволов исследуемых деревьев. Диаметры стволов варьируют от 7 до 48 см.

На 13 деревьях были обнаружены следы березового заболонника. Повреждения на березах хорошо видны: на поверхности коры находятся многочисленные очень хорошо заметные вентиляционные отверстия диаметром около 2,5 мм. Под корой у двух деревьев обнаружили живых личинок. Вид стволового вредителя по личинке определить не удалось.

Рис. 5, 6 – Следы берёзового заболонника

У 14 берёз в комлевой части ствола наблюдались механические повреждения, это значит, что жители нашего села приходят в этот лес весной, когда у деревьев начинается сокодвижение, тем самым приносят вред данному древостою.

Рис. 7, 8 – Механические повреждения

Паразитический гриб - трутовик был обнаружен на шести деревьях, древесина деревьев от такого соседства быстро разрушается и становится трухлявой. А мы знаем, что чаще всего трутовики селятся на уже ослабленных и больных деревьях.

Рис. 9, 10 – Паразитические грибы-трутовики

На шести стволах деревьях были обнаружены округлые выросты, внешне похожи на бородавки, пользуясь источниками, мы пришли к выводу, что это капы. (Рис.5)

Кап — нарост на дереве с деформированными направлениями роста волокон древесины. Обычно встречается в виде округлого выроста на стволе или ветке, наполненного мелкими древесными узелками спящих почек. Капы растут за счёт камбия. Кап – достаточно редкое явление, найти в лесу хотя бы один экземпляр – большая удача. Наросты возникают на деревьях в результате какого-либо резкого изменения в развитии растения, которое может иметь естественную или антропогенную причину. [5]

Рис. 11, 12 - Капы на стволе берёзы

Категорию состояния деревьев по комплексу визуальных признаков (наличию и доле усохших ветвей в кроне) определяли с 1до 8 баллов, согласно методике оценки состояния насаждения. Один балл - без признаков ослабления - учтено 10 деревьев,2 балла - с признаками ослабления – 20 деревьев, 3 балла - сильно ослабленных – 13 деревьев, 4 балла - усохших – 5 деревьев, 5 и 7 баллов – сухостой текущего года и ветровал – 0 деревьев,6 баллов - сухостой прошлых лет – 1 дерево, , 8 баллов - бурелом – 1 дерево. При перечёте каждое дерево записывали в перечётную ведомость. (Приложение 1) Из пятидесяти обследованных деревьев в древостое - 40 % составляют деревья с признаками ослабления. (Диаграмма 1)

Диаграмма 1

По данным о перечёте деревьев на пробной площади (Приложение 1) провели расчёты индекса жизненного состояния (ИЖС) элементов леса и древостоя в целом, используя формулу:

Ln=

100 n1 + 70 n2 + 40 n3 + 5 n4 + 0 n5

 
   

Без признаков ослабления было учтено n1- 10 деревьев, ослабленных n2 – 20 деревьев, сильно ослабленных n3 – 13 деревьев, усыхающих n5 – 5 деревьев. Всего было исследовано 50 деревьев.

Ln= 100*10 + 70*20 + 40*13 + 5*5 =58.9 %

 

50

Индекс жизненного состояния элементов леса и древостоя в целом составил - 58.9 %, согласно методике В.А. Алексеева, данный древостой является сухостоем.

На шести стволах деревьях были обнаружены округлые выросты, внешне похожи на бородавки, пользуясь источниками, мы пришли к выводу, что это кап.

Кап — нарост на дереве с деформированными направлениями роста волокон древесины. Обычно встречается в виде округлого выроста на стволе или ветке, наполненного мелкими древесными узелками спящих почек. Капы растут за счёт камбия. Порок формы древесного ствола; вид порока называется нарост. Наросты возникают на деревьях в результате какого-либо резкого изменения в развитии растения, которое может иметь естественную или антропогенную причину. [5]

Рис. 1 Капы на стволе берёзы

Выводы:

  1. Состав древостоя составил 34Б 10О 4Я+2К, в котором на 40 % составляют деревья с признаками ослабления.

  2. На стволах деревьев обнаружили: вентиляционные отверстия березового заболонника, паразитический гриб- трутовик, стволовые капы, механические повреждения острыми предметами.

  3. Определив индекс жизненного состояния элементов леса и древостоя в целом, показал, исследуемый лес является - сухостоем.

  4. В летний период определить запас древесины в данном древостое, предложить выпилить все ослабленные деревья, очистить лес от валежника, дать лесу возобновиться. На школьном участке посеять семена берёзы для получения посадочного материала, который поможет быстрее восстановить лес.

Заключение

Работа посвящена определению состояния древостоя расположенного около лыжной базы. В процессе выполнения работы выявлено, что причиной ослабления насаждения являются стволовые вредители, а также механические повреждения, нанесенные человеком. Нами было исследовано 50 деревьев по зигзагообразной линии по всей площади древостоя.

На основе полученных данных он на 40 % состоит из деревьев с признаками ослабления. Определив индекс жизненного состояния (ИЖС) элементов леса и древостоя в целом, исследуемый лес является сухостоем.

Список литературы:

  1. Анисимова О.А., «Методы лесопатологического обследования очагов стволовых вредителей леса» [Текст]/О.А. Анисимова/с.1-3

  2. Мозолевская Е.Г., «Лесные насекомые» [Текст]/Е.Г. Мозолевская/М: Москва, 2014 - с.48-50, с.26-28

  3. Л. И. Романова, И.Н. Третьякова Сибирский государственный технологический университет, Институт леса РАН им. Сукачева

  4. Всероссийский научно-исследовательский институт лесоводства и механизации лесного хозяйства. «Методические рекомендации по надзору, учету и прогнозу массовых размножений стволовых вредителей и санитарного состояния лесов» [Текст]/с.3

  5. Капы на берёзе. [Электронный ресурс]. Режим доступа: –https://ru.Wikipedia.org/Дата обращения:12.04.2017.

  6. Санитарное состояние насаждений. [Электронный ресурс]. http://www.forest-culture.narod.ru/ Дата обращения:13.04.2017

  7. [Электронный ресурс]. Режим доступа: –http://insects.botgard.uran.ru/node/40 Дата обращения:13.04.2017

дерева

Порода

Д, см

Категория состояния

Со стволовыми вредителями

Примечания

Заселено%

Отработано

%

1

О

27

1

-

-

Ствол не повреждён

2

Б

48

1

-

-

Ствол не повреждён

3

Б

30

2

5

5

Единичные мелкие ходы стволовых вредителей

4

О

14

3

50

50

Повреждения ствола стволовыми вредителями

5

Я

10

2

-

20

Доля усыхания – 20 %

6

Б

44

1

-

-

Ствол не повреждён

7

О

28

2

-

-

Вдоль ствола наблюдалось сокотечение

8

О

16

1

-

-

Ствол не повреждён

9

Я

10

1

-

-

Ствол не повреждён

10

Б

40

2

10

10

Признаки повреждения болезнями

11

Б

8

1

-

-

Ствол не повреждён

12

К

12

2

-

-

Механические повреждения

13

Я

14

2

-

-

Механические повреждения

14

Б

26

2

-

-

Механические повреждения

15

О

22

3

30

30

Механические повреждения, доля усохших ветвей - 50%

16

О

20

3

20

10

Механические повреждения, доля усохших ветвей-50%

17

О

16

6

-

100

Вылетные отверстия, Дерево сломленное

18

О

24

3

50

50

Механические повреждения

19

О

16

4

60

60

Крона изрежена, доля усохших ветвей – 60%

20

Б

18

1

-

-

Механические повреждения

21

Б

16

1

-

-

Механические повреждения

22

Б

16

2

-

-

На стволе обнаружены капы

23

Б

12

2

-

-

На стволе обнаружены капы

24

Б

26

2

-

-

На стволе обнаружены капы

25

Б

22

3

20

20

Повреждения ствола, корневых лап, ветвей

26

Б

38

3

-

-

Повреждения ствола, сокотечение

27

Б

16

4

30

30

Крона изрежена, доля усыхания – 75%

28

Б

26

3

-

-

На стволе обнаружены капы, крона изрежена

29

Б

12

8

50

50

Бурелом

30

Б

32

4

30

20

Доля усыхания – 75%

31

Я

6

1

-

-

Ствол не повреждён

32

Б

16

2

20

10

Стволовые вредители (гусеница)

33

Б

18

4

30

20

Крона изрежена, доля усыхания – 70%

34

К

7

2

30

20

Доля усыхания – 25%, стволовые вредители

35

Б

14

2

20

20

Стволовые вредители (гусеница)

36

Б

38

2

-

-

На стволе обнаружены капы

37

О

8

1

-

-

Ствол не повреждён

38

Б

30

3

20

10

Стволовые вредители, мёртвые жуки

39

Б

32

4

20

20

Крона изрежена, доля усыхания – 55%

40

Б

12

2

10

10

На стволе обнаружены капы

41

Б

22

3

20

20

Механические повреждения, стволовые вредители

42

Б

16

3

30

20

Механические повреждения, мелкие ходы стволовых вредителей

43

Б

26

2

20

20

Механические повреждения, стволовые вредители

44

Б

20

2

-

-

Механические повреждения

45

Б

10

2

10

10

На стволе обнаружены капы

46

Б

32

3

40

40

В корневой лапе углубление, в которой обнаружены личинки стволового вредителя

47

Б

22

3

30

30

Механические повреждения

48

Б

26

3

30

30

Мелкие ходы стволовых вредителей

49

Б

16

2

20

10

Мелкие ходы стволовых вредителей

50

Б

20

2

10

10

Механические повреждения