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; info@forestinstitute.ge **Батумский ботанический сад Махинджаури, 6015, Грузия; zurab58@yahoo.com 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