Главная      Учебники - Разные     Лекции (разные) - часть 20

 

Поиск            

 

«Защитные полосы как фактор повышения экологической безопасности и здоровья населения в аридных условиях равнинного Алтая»

 

             

«Защитные полосы как фактор повышения экологической безопасности и здоровья населения в аридных условиях равнинного Алтая»

Управление Алтайского края по образованию и делам молодежи

МУ «Управление образования Администрации города Бийска»

МОУ «Средняя общеобразовательная школа № 41» г. Бийск

в номинации: «Экология и здоровье»

Тема: «Защитные полосы как фактор повышения экологической безопасности и здоровья населения в аридных условиях равнинного Алтая»

Область знаний - лесное семеноводство, селекция, генетика древесных пород, лесная мелиорация, экология мест проживания и здоровья населения.

Составитель: Цыпкин Илья, учащийся 11 «А» класса,

МОУ «Средняя общеобразовательная школа №41»

Научный руководитель: Подгаецкий Сергей Евгеньевич,

кандидат сельско хозяйственных наук, учитель ОБЖ

МОУ «Средняя общеобразовательная школа № 41»

Бийск 2010 год

Содержание стр.

Введение 3

1. Концептуальные основы повышения долговечности и 4

экологической устойчивости защитных насаждений

засушливых степей

2. Защитные полосы, как средство повышения здоровья 11

населения засушливых зон Алтайского края

3. Список литературы 15

Введение

В данной работе, в обобщенном виде, представлена часть материалов многолетних исследований, выполненных Алтайскими учеными и исследователями: Косниковым Б. И., Косниковой Р. П., Сидоровой Н. С., Подгаецким М. Е., Подгаецким С. Е. в аридной зоне равнинного Алтая (Западно-сибирский филиал ВНИАЛМИ п. Кулунда)

Содержание работы отражает перспективные подходы к организации лесосеменных баз на селекционно-генетической основе для агролесомелиоративного производства. На наш взгляд, реализация основных положений, изложенных в работе, будет способствовать повышению долговечности защитных насаждений, их экологической и экономической продуктивности, а также существенно повысит экологическую безопасность территорий и здоровья населения в засушливых условиях Алтайского края.

Содержание работы может представлять практический и теоретический интерес работникам сельского, лесного хозяйств, ученым и аспирантам , занимающихся исследованиями в области лесной, аграрной селекции, генетики, биологии древесных пород и экологии; студентам лесных и агрономических специальностей, а также педагогам средних общеобразовательных школ при организации профильного и предпрофильного обучения учащихся, проведении элективных курсов по биологии и экологическим дисциплинам.

I. Концептуальные основы повышения долговечности и экологической устойчивости защитных насаждений засушливых степей.

За последние 20 лет наука и практика не уделяет должного внимания защитному разведению на Алтае. Перевод лесного и аграрного сектора на рыночную основу привели к тому, что защитные насаждения созданные в засушливых условиях юго-западной части равнинного Алтая несколько десятилетий назад стали устаревать и распадаться.

В связи с этим существенно снизилось их поле – почвозащитная, средообразующая и экологическая роль, стали разрушатся и деградировать почвы . Положение усугубляется и тем, что защитные насаждения создавались в пессимальных условиях среды, - условиях на грани существования растительных популяций. Выходом из сложившейся ситуации может служить возобновление работ по переводу лесомиоративного производства на селикционно-генетическую основу, а также использование существующих научных подходов, разработка новых по отбору плюсовых (лучших) деревьев, организации лесосеменных плантаций и баз для целей агролесомелиорации. Примером такого подхода могут служить научные разработки, выполненные Алтайскими учеными и исследователями [1,2,3,4,5] также положительные примеры передового производственного опыта по созданию защитных насаждений в Кулундинской степи .

Косниковым Б.И. (1991), впервые в Алтайском крае были разработаны концептуальные основы отбора плюсовых деревьев для агролесомелеоративного производства, а также предложен и способ отбора плюсовых деревьев [7]. Дальнейшие многолетние теоретические и практические разработки Б.И. Косникова, C.Е. Подгаецкого, М.Е. Подгаецкого позволили научно обосновать статус плюсового дерева, концепцию отбора плюсовых деревьев и создания лесосеменных плантации.

(ЛСП) для агролесомелеоративных целей [2,5]. Значительное влияние на рост, развитие, долговечность древесных и кустарниковых пород оказывают экологические факторы, которые действуют на растения не год и не два, а несколько лет и десятилетий. Экспедиционными обследованиями защитных насаждений с участием березы повислой, сосны обыкновенной, вяза обыкновенного, лиственницы сибирской в сухостепной Кулунде установлена долговечность этих пород, которая не превышает 20-25 лет [2], т.к. в насаждениях с участием облепихи крушиновой долговечность основной массы растений на каштановых почвах не превышает 16-17 лет, а высота – 2.0 метров. [3,4].Было выявлено, что под влиянием экологической обстановки происходила адаптация растений, в т.ч. и интродуцируемых в Кулундинскую степь. Эта же экологическая обстановка выявила наиболее устойчивые формы растений к конкретным условиям среды. Сущность отбора плюсовых деревьев и создание ЛСП основана прежде всего, на совершенствовании оценки признаков селекционного материала главных пород: березы повислой, вяза обыкновенного, лиственницы сибирской. Эта концепция, как показали исследования, вполне распространена и на такие кустарники, например, как облепиха крушиновая.[4,5]. Наблюдения, полученные и обработанные на ЭВМ материалы, позволили сформулировать следующие принципы отбора плюсовых деревьев для агролесомелеративных целей: использование искусственно созданных устойчивых экотипов хвойных и лиственных пород в аридных условиях, отбор в процессе адаптации природой и обладающие более высокой долговечностью и жизнестойкостью в сравнении с природными популяциями, увеличение продуктивности лесоаграрных ландшафтов. Эффективность отбора плюсовых деревьев на почвах с экологической и генетической уязвимостью можно проследить из следующих данных. Установлено, что степень генетической обусловленности признака по плодоношению у березы повислой H2 =46% (по методике В.Н. Роне) [6]. Итак, изменчивость и плодоношение семян березы в популяции на 54% обусловлена внешней средой и на 46% - наследственными различиями.( генетической изменчивостью) [4,5] , что подтверждает эффективность отбора по данному признаку. Важнейшим признаком для агролесомелиоративного производства в аридных условиях является долговечность и жизнестойкость. Исследованиями установлено, что фенотипическая изменчивость по долговечности и жизнестойкости колеблется в пределах 40-60% (H2 = 0,4-0,6),т.е. отбор по этим признакам можно признать эффективным [6,5].

Многолетние исследования, теоретические разработки [2,7] позволили научно обосновать их авторам принципы организации лесосеменных баз для агролесомелиративных целей.[5] . Это позволит получать посевной (сеянцы) и посадочный материал (саженцы, сеянцы, черенки), наиболее полно отвечающим биоэкологическим особенностям засушливых зон.

Концепция организации лесосеменных баз складывается из следующих этапов:

1. На первом этапе проводится изучение биолого-экологических свойств главных древесных пород в искусственных насаждениях (полезащитные полосы, зеленые кольца, лесные культуры и т.д. в наиболее тяжелых лесорастительных условиях); установление их разнообразия; отбор перпективных хозяйственных форм, закладка коллекционного участка, изучение и проверка (ранняя диогностика) в лабараторно-полевых условиях полезных фенотипических признаков, выбраковка отдельных кандидатов в плюсовые деревья, выращивание посадочного материала и создание плюсовых и семейственных плантаций. В дальнейшем из сортовых семян (вегетативного материала) устойчивых экотипов создаются насаждения, которые в среднем на 10-15 лет долговечнее существующих.[2,3]. Исследования строятся на долгосрочной основе и охватывает период 10-15 лет. На первом этапе ЛСП следует закладывать дифференцированно на бедных малогумусных почвах, с большой мазаичностью и солонцеватых компонентов, рекомендуется создавать ЛСП целевого назначения, высаживать экотипы устойчивые к засолению почвы. Экотипы, устойчивые к задернению почвы болезнями, засухо и морозоустойчивые, как правило, отпадают.

2. На почвах с содержанием гумуса свыше 3% в слое почвы 0-30см, однородных по своему генотипическому составу, наиболее перспективны плантации с широким набором хозяйственных признаков: солеустойчивостью, плодоношением, зимостойкостью и т.д.

3. ЛСП должны закладываться не в лучших условиях для данного района, области, региона, на почвах, очень близких по своим свойствам (физико-химическим, механическим и др.) участкам и плантациям будущих создаваемых защитных насаждений. Закаливание и направленное воспитание, начинается с семени, позволяет реализовать в полной мере все потенциальные возможности растений.

4. На втором этапе проводится изучение хозяйственно-полезных генетических признаков: наследственных свойств плюсовых деревьев, первого поколения ЛСП и защитных насаждений (культур), что позволяет выделить элитные деревья. Закладка плантаций второго поколения из лучших плюсовых и элитных деревьев, комбинаций клонов увеличивающий срок службы защитных насаждений на 20-25 лет.[2,5]

5. К концептуальным положениям следует отнести и некоторые главные признаки , по которым проводится отбор плюсовых деревьев. Для агролесомилерации в аридных условиях не обязательно, чтобы плюсовое дерево превосходило средние таксационные показатели насаждения. Но совершенно необходимо, чтобы оно превосходило окружающие по долговечности на 10-15 лет и, как минимум, на I балл по своему состоянию[5].

Данные первого этапа наблюдений (15 лет) и некоторые показатели второго этапа подтвердили, что предложенная концепция отбора плюсовых деревьев и закладка ЛСП перспективна .[2,5,7].

Она позволит коренным образом изменить подход к организации семеноводства для агролесомелиоративных целей не только аридной зоны равноного Алтая, но и в степной и сухостепной зонах России.

II . Защитные полосы, как средство повышения здоровья населения засушливых зон Алтайского края.

Знакомство с литературным материалом показало, что большинство исследований направлено на изучение причинно-следственных факторов, определяющих экологическую обстановку равнинного Алтая, таких как:

· ландшафтообразование;

· неблагоприятные факторы среды;

· водно-мелиоративное воздействие на почву;

· эколого-геохимические воздействия на почвы;

· антропогенные воздействия человека, его хозяйственной деятельности на природу и т.д.

Логические же следствия массированного воздействия экологической обстановки на здоровье населения засушливых зон Алтайского края носят, в лучшем случае, фрагментальный характер, а выводы – общий. До настоящего времени нет и четкой концепции повышения здоровья населения, проживающего в суровых экологических условиях засушливого юга Алтая.

Известно, что последствия массированного загрязнения воздуха из-за разрушения почв ветром проявляют себя в росте заболеваемости населения бронхиальными и легочными болезнями, а также понижением иммунитета вследствие выраженного дефицита в потребности населения витаминной продукции (плодов, ягод и т.д.).

В решении последней задачи (обеспечение потребности населения в витаминах), большое будущее принадлежит защитному лесоразведению, роль которого не сводится только как к средству преобразования аграрного ландшафта [3,4].

Не следует забывать и тот факт, что под пологом защитных полос, независимо от их функционального назначения, формируется особая микроклиматическая обстановка, отличная от открытых пространств. Благодаря чему создаются условия к появлению и развитию симбиозов растений и грибов. Поэтому неслучайно в засушливых зонах защитные полосы выступают порой как основной источник массовой заготовки не только ягод, плодов, но и грибов.

Среди плодово-ягодных кустарников особое место принадлежит облепихе крушиновой (Hippóphaë rhamnoídes L. ). Широкое внедрение этой культуры с учетом ее биологических особенностей позволило бы комплексному использованию защитных полос, получению значительных прибылей от реализации плодов, удовлетворению потребностей населения и медицинской промышленности в ценном лекарственном сырье [4].

Экспедиционными исследованиями лесных полос, произрастающих на различных почвах установлено, что экологические условия среды оказывают влияние не только на рост и развитие, но и на плодоношение облепихи (табл1).

Показатели роста, развития и плодоношения облепихи крушиновой в зависимости от почвенных условий (по данным Подгаецкого С.Е.)

Таблица 1

Вариант опыта (почвы)

Возраст, лет

Соотношение мужских и женских растений

Характеристика моделей

Биологический урожай

Количество плодоносящих кустов на 1 га, шт.

Н, м

Д, см

Ширина кустов, м

С 1 га, кг

С-Ю

В-З

Обыкновенные черноземы

24

52 —

48

2,3

10

2,0

1,5

1576

702

Южные черноземы

22

47 —

53

3,0

9,1

2,2

1,8

1735

780

Каштановые почвы

17

61 —

39

1,9

6,2

1,1

1,4

1036

580

Примечание. На пробных площадях, на указанных почвенных разностях более высокий возраст не обнаружен.

Из анализа данных таблицы 1 следует, что в условиях каштановых почв урожайность облепихи почти в 2 раза ниже, чем на обыкновенных и южных черноземах. В условиях каштановой зоны отмечалось некоторое увеличение мужских экземпляров в сравнении с женскими, которые, на взгляд исследователей, более устойчивые, чем женские [3,4].

По данным А. П. Шиманюка [8], облепиха крушиновая относится к светолюбивым растениям. Однако, вопреки мнению ряда исследователей , Подгаецким С.Е. были обнаружены случаи прекрасного ее роста, развития, плодоношения под пологом березы повислой в государственных лесных полосах в Алтайском крае [4]. Данное обстоятельство существенно расширяет мелиоративные возможности облепихи, мелиоративную привлекательность этого ценного кустарника. Важным обстоятельством низкой урожайности облепихи в защитных насаждениях является то, что при их создании использовался семенной материал (сеянцы). В силу того, что облепиха при размножении семенами не всегда сохраняет признаки отобранных при селекции форм, ради которых они отбирались, для садоводства ее размножают исключительно вегетативным путем [1].

Следует отметить, семенное размножение облепихи, в силу ее ярковыраженного полиморфизма, приводит к тому, что количество мужских неплодоносящих особей может достигать до 50% [1,3,4]. Это значительно снижает товарную продуктивность плодоношения облепихи. Данное обстоятельство не принималось во внимание практикой при создании защитных насаждений в крае.

Завершая раздел отметим, что селекционная работа по облепихе в Алтайском крае была начата в 1933 году М.А. Лисавенко, а затем продолжена Ж.И. Гатиным, Е.И. Пантелеевой и др. Но практически для агролесомелиоративных целей отбором, селекцией облепихи крушиновой никто серьезно не занимался [3,4]. Работы практиков имели чисто случайный характер. Знания экологических, биологических особенностей облепихи: двудомность, микотрофная природа питания, утрата ценных хозяйственных признаков при семенном размножении, элементарный селекционный отбор растении, как правило, во внимание не принимались.

По мнению Косникова Б.И., Подгаецкого С.Е., ошибки, допущенные практикой в работе с облепихой для целей агромелиорации, можно избежать, учитывая все биоэкологические особенности этой культуры. Это позволит дополнительно ежегодно получать засчет использования защитных насаждений не менее 4-6 тысяч тонн плодов облепихи при условии присутствия в составе защитных насаждений до 20-25% плодоносящих растений клоновых популяций селекционно-улучшенной и сортовой облепихи [3,4].

Литература:

1. Гатин Ж.И. Размножение отборных форм облепихи // Садоводство, - 1960.-№ 12.-с.29-31

2.Косников Б.И. Теоретические и практические основы организации сортового семеноводства и выращивание посадочного материала для агролесомелиоративного производства. //Алтайское книжное издательство. Барнаул. – 1990-208с

3. Косников Б.И., Подгаецкий С.Е.Облепиха крушиновая в лесозащитном разведении и способы ее размножения. //Бийск. – 1993.-86с.

4. Подгаецкий С.Е. Обоснование введения облепихи крушиновой в лесные полюсы Алтайского края и разработка способов ее ускоренного размножения. //Автореф. кандидатской дис. на соискании ученой степени кандидата с.-х. наук. Екатеринбург – 1992.- 23с.

5. Подгаецкий С.Е., Подгаецкий М.Е., Косников Б.И. Экологические условия и концепция отбора плюсовых деревьев и создание лесосеменных плантаций для защитного лесоразведения сухостепной зоны Западной Сибири /Сборник докладов секции «Лесное хозяйство и защитное лесоразведение» научной сессии РАСХН «Научное наследие В.В. Докучаева и современное земледелие» Каменная степь, ст. Таловая Воронежской области.- 1992.-е. 84-90

6. Роне В.Н. Генетический анализ лесных популяций Наука М.- 1980-160с

7.Способ отбора плюсовых деревьев. А.С.1521384 СССР. МКИ А01923/00// Косников Б.И., Косникова Р.П., Сидорова Н.С.- 4235215. Заявл. 13.02.1987. опбл. 15.11.1984 Бюл. №42