Тема № 1 «Оценка влияния лесохозяйственных мероприятий на цикл углерода в управляемых лесах лесостепного района и района степей Европейской части Российской Федерации»

 

 

Структура насаждений по преобладающим породам и запасам углерода

 

 Цель работы - оценка влияния лесохозяйственных мероприятий на цикл углерода в управляемых лесах лесостепного районаи района степей Европейской части Российской Федерации в связи с ожидаемыми изменениями климата. В соответствии с поставленными задачами в 2017 году: - проанализировано и оценено современное состояние проблемы применения систем лесохозяйственных мероприятий при управлении углеродным циклом в связи с климатическими изменениями в лесных экосистемах лесостепного района и района степей Европейской части Российской Федерации;

 

- выявлены и описаны основные типы лесных экосистем в управляемых лесах 11 субъектов, полностью входящих в состав лесостепного района и района степей Европейской части Российской Федерации;

 

- на примере объектов территориального полигона выявлены основные типы лесохозяйственных мероприятий в управляемых лесах лесостепного района и района степей Европейской части РФ и описана их «нормальная практика»;

 

- изучены эффекты в углеродном цикле от проведения лесохозяйственных мероприятий в разных типах лесных экосистем в управляемых лесах изучаемого полигона лесостепного района и района степей Европейской части Российской Федерации (основные потоки и баланс углерода);

 

- проанализировано и оценено влияние основных типов лесохозяйственных мероприятий на цикл углерода управляемых лесов территориального полигона лесостепного района и района степей Европейской части РФ.

 

Методы исследований: теоритический анализ отечественных и зарубежных литературных источников; сравнительно-сопоставительный анализ ведущих понятий и видов работ; эмпирический, структурный и системный анализ.

 

Научная новизна исследований состоит в полученных результатах оценки влияния основных типов лесохозяйственных мероприятий на цикл углерода в управляемых лесах лесостепного района и района степей Европейской части Российской Федерации.

Значимость работы заключается в конкретизации теоретических представления об основных потоках и балансе углерода в лесных экосистемах управляемых лесов лесостепного района и района степей Европейской части Российской Федерации, которые послужат теоретическим фундаментом разработки стратегии адаптации лесного хозяйства России к ожидаемым климатическим изменениям.

 Тема № 2 «Разработка сценариев адаптации системы ведения лесного хозяйства в управляемых лесах лесостепного района и района степей Европейской части Российской Федерации в связи с ожидаемыми изменениями климата»

 

 

Динамика лесных пожаром по областям  за период с 2000 по 2016 год

Цель работы: оценить состояние проблемы и наиболее вероятные изменения в лесном покрове лесостепного и степного районов Европейской части Российской Федерации.

Приведены климатические особенности региона и состояние лесных экосистем в связи с потеплением климата, наиболее вероятные риски возникновения лесных пожаров, распространения вредителей и болезней, изменения экономических и социальных факторов ведения лесного хозяйства, дана комплексная оценка наиболее вероятных изменений в лесном покрове, требующих применения адаптивных мер разной степени заблаговременности.

В процессе проработки темы проанализированы имеющиеся отечественные  и зарубежные сведения по трансформации климата и наиболее вероятным изменениям в лесном покрове. Требуется применение адаптационных мер.

В связи с наиболее вероятными изменениями в лесном покрове лесостепной и степной зон Европейской части России важнейшими адаптационными мероприятиями являются:

- усиление противопожарных мер защиты насаждений;

- лесовосстановление на площадях, утраченных в результате лесных пожаров, сплошных санитарных рубок и деятельности;

- создание защитных насаждений различного целевого назначения;

- восстановление ранее созданных лесных полос и ирригационных сооружений в засушливых районах;

- разработка и внедрение превентивных мер защиты создаваемых хвойных насаждений, повышающих их биологическую устойчивость к корневым гнилям.

 

Тема № 3 «Разработка эколого-генетических  критериев для оценки состояния, устойчивости и эффективности объектов лесного семеноводства основных лесообразователей Европейской части России»

 

 Сорт-популяция сосна Острогожская (а – расположение, б – общий вид насаждения)

 

 

Амплитуда изменения признака: содержание влаги в хвое сосны обыкновенной. Ряд 1- контрольные образцы в нативном состоянии, Ряд 2 – сильный гидротермический стресс, Ряд 3- умеренный стресс. I, II, III, IV – образцы 2013, 2014, 2015, 2017 гг.

Цель работы – оценка селекционного эффекта разных типов ЛСП (ЛСП 1-го порядка, ЛСП повышенной генетической ценности, ЛСП 2-го порядка) по признакам вегетативной и семенной продуктивности, генетического разнообразия и экологического потенциала основных лесообразователей Европейской части России.

В процессе работы проведены: анализ состояния генофонда  лесообразователей Среднерусской лесостепи, комплексные генетико-селекционные исследования по засухоустойчивости сосны, биотестирование контрольных и опытных объектов, ценных генотипов с применением молекулярно-генетического, цитогенетического, физиолого-биохимического, эмбриологического, морфометрического и генетико-статистического анализа; в условиях ex situ, при моделировании стрессовой ситуации в лабораторных условиях ex vivo и с использованием биотест систем сосны и ели (in vitro + in vivo). Начаты работы по изучению состояния лесных полос с преобладанием дуба черешчатого на контрастном экологическом фоне в Каменной Степи. Разработана оптимизированная процедура статистического анализа испытательных культур, обеспечивающая корректные оценки селекционных эффектов и параметров, определяющих эффект ЛСП 1-го порядка, повышенной генетической ценности, 2-го порядка для проведения метаанализа на объектах лесного семеноводства Европейской части России. Получены биометрические характеристики 1752 рамет 115 клонов плюсовых деревьев сосны обыкновенной (Ульяновская обл.). Определены интегральные оценки генетико-экологических параметров для серии испытательных культур ели (277 семей полусибсов, 11 популяций, Кировская обл., Удмурдская респ.).

 

Тема № 4 «Формирование генофонда  быстрорастущих древесных пород и закладка генетической коллекции ex situ перспективных гибридов и сортов»

 

Укоренительное отделение тополей

 

Коллекционно-маточная плантация сортовых тополей

Цель работы заключается в изучении, отборе лучших генотипов, оценке их репродуктивной способности и создании коллекции генофонда ex situ из отобранных форм, клонов и сортов тополей отечественной и зарубежной селекции.

В процессе работы в Воронежской и Волгоградской областях проводились экспериментальные полевые и лабораторные исследования отдельных форм, клонов, сортов и гибридов тополей.

В результате проработки темы были проведены комплексные исследования тополей на популяционном, организменном и молекулярном уровнях. Изучены рост, сохранность, фотосинтез, аллельный полиморфизм и физические свойства древесины у ряда особей тополя. Предпринято  создание коллекционно-маточной плантации тополей in vivo для выращивания генетически ценного посадочного материала для производственных целей и размножение трудно черенкующихся форм тополей in vitro.

 

Тема № 5 «Разработка биотехнологических параметров создания и долгосрочного хранения in vitro коллекции ценного генофонда лесных древесных растений для его устойчивого и целевого воспроизводства»

 

 

1 - карельская береза Ia (26 лет хранения); 2 – тополь белый триплоидный Е (23 года хранения); 3 – карельская береза Ап (19 лет хранения); 4 – береза далекарлийская с рассеченными листьями (16 лет хранения); 5 – тополь сереющий сорт «Приярский» (9 лет хранения); 6 – тополь сереющий сорт «Хоперский 1» (9 лет хранения); 7 – береза повислая д.1 (3 года хранения); 8 – береза пушистая 2пш (2 года хранения); 9 – ива болотная (9 лет хранения); 10 – сомаклональный вариант карельской березы Л (19 лет хранения); 11 – гибрид тополя сорт «Ведуга» (3 года хранения)

Общий вид отдельных клонов микрорастений из коллекции длительного хранения in vitro. Октябрь, 2017 г.

Цель работы: разработка биотехнологических параметров длительного хранения in vitro коллекции в условиях нормального и замедленного роста, ее комплексная оценка и воспроизводство ценных генотипов лиственных древесных растений на основе клонального микроразмножения (береза, тополь, осина, ива, дуб).

Представлены аналитические материалы тестирования (биотехнологический, хромосомный и микросателлитный анализ) длительно хранящейся (от года до 26 лет) in vitro коллекции ценных генотипов лиственных древесных растений. Предложены биотехнологические параметры долгосрочного хранения коллекции в условиях нормального и замедленного (при низкой положительной температуре) роста. Составлены паспорта клонов (включающие информацию об их таксономическом статусе, молекулярно-генетических и морфобиологических особенностях, плоидности; длительности и условиях хранения; результатах полевых испытаний; рекомендации по применению), сформирован реестр коллекции ценных генотипов in vitro. Коллекция представляет интерес для массового тиражирования и сохранения ex situ представителей ценного генофонда, уникальна по своему составу (включает 51 клон лиственных древесных, 15 видов, 3 рода, 2 семейства) и длительности (свыше 26 лет) хранения. Начаты поисковые исследования по клональному микроразмножению дуба черешчатого с использованием ювенильного и взрослого (80-100 лет) материала. Разработана методика получения стерильных культур, получены жизнеспособные морфогенные культуры от взрослых деревьев и ювенильного материала. Начаты новые исследования по апробации различных способов тканевой и клеточной селекции березы и тополя для их генетического улучшения и получения новых ценных форм. Подано 2 заявки на изобретение, на одну из них получено положительное решение.

 

 Тема № 6 «Научно-методическое обоснование применения биотехнологий (культуры in vitro)  и технико-экономические рекомендации  выращивания клонов быстрорастущих пород тополей   для целей  лесоразведения»

 

Опытная партии микрорастений клонов тополя сереющего in vitro (длительность культивирования – 1,5 месяца)

   

Общий вид микрорастений клонов тополя сереющего in vitro (питательная среда – ½ WPM, длительность культивирования – 1 месяц)

Цель работы - научно-методическое обоснование применения биотехнологий (культуры in vitro) и технико-экономические рекомендации выращивания клонов быстрорастущих пород тополей для целей лесоразведения.

Задачи исследований 2017 г: изучить лесоводственно-биологические особенности быстрорастущих пород размножаемых с применением культуры in vitrо; подготовить проект методических рекомендаций по технологии выращивания микроклонов;  дать экономически обоснованные предложения по перспективному (меристемному) размножению посадочного материала быстрорастущих пород; исследовать результаты плантационного лесоразведения на землях лесного фонда селекционным семенным и посадочным материалом целевых пород.

Проведен анализ и обобщение материалов литературных источников и экспериментальных исследований и составлен аналитический обзор о видовом и внутривидовом разнообразия и лесоводственно-биологических особенностях рода Populus,  включая оценку роста, продуктивности и способности к вегетативному размножению сортов тополей различных морфолого-систематических групп. Отобраны для размножения с применением культуры in vitrо 7 сортов высокой хозяйственной ценности, плохо размножаемых черенками в зрелом возрасте.

Рассмотрен отечественный и зарубежный опыт использования методов биотехнологии для получения посадочного материала лесных древесных растений. Уточнены культуральные регламенты, обеспечивающие получение качественного посадочного материала, получена опытная партия микрорастений двух сортов тополя сереющего (Хопёрский-1 и Приярский, автор А.И.Сиволапов). Показана высокая сохранность их «нормального» морфотипа, активный рост и формирование из микрочеренков при спонтанном укоренении до 98% и сохранности культур обоих клонов in vitro (до 96%). 

С использованием уточненных регламентов получения клонов тополя сереющего in vitro, сохраняющих однородность, обладающих высоким потенциалом регенерации и адаптации, подготовлен проект Методических рекомендаций по технологии выращивания микроклонов  тополя.

Проведены расчеты производственной себестоимости выращивания клонов быстрорастущих пород тополя с использованием технологии микроклонального размножения и составлены нормативно-технологические карты. Даны экономически обоснованные предложения по меристемному размножению посадочного материала для перевода его в почвенную фазу.

Проведён анализ состояния плантационного лесоразведения бысторастущих пород в России и в мире, включая опыт использования в качестве посадочного материала микроклонально размноженных растений. Изучен рост и общая продуктивность быстрорастущих сортов и клонов тополя на сортоиспытательных участках в условиях лесостепи из разных местопроизрастаний (типичный чернозём и речная пойма).

На основе анализа 25-30-летних испытаний отобраны сорта тополя обладающие наибольшей продуктивностью в условиях ЦЧР: Брабантика, Вернирубенс, Воронежский гигант, Гельрика, Мариландика-239 и  Регенерата.

 

Тема № 7 «Технико-экономическое обоснование и ассортимент древесных пород для целей создания защитных лесных полос в лесостепной и степной зонах ЦЧР в условиях климатических изменений и возрастания антропогенной нагрузки»

 

Сосновая полезащитная лесная полоса (кукуруза) в Белгородской области. 2017

 

Дубовая полезащитная полоса в Курской области

Цель работы заключается в проведении аналитического обзора о состоянии и количестве защитных лесных полос в лесостепной и степной зонах ЦЧР, анализ испытаний ассортимента древесных пород и разработка проекта рекомендаций по породному составу для целей защитного лесоразведения в ЦЧР.

Для достижения поставленной цели на 2017 год согласно техническому заданию предусматривалось выполнение следующих задач:

- Провести анализ состояния и количества существующих защитных лесных полос в лесостепной и степной зонах ЦЧР;

- Провести анализ ассортимента древесных пород для создания защитных лесных полос с учетом климатических изменений и возрастания антропогенной нагрузки в ЦЧР;

- Разработать рекомендации по породному составу деревьев для целей защитного лесоразведения на землях лесного фонда ЦЧР (проект).

В результате проработки данного этапа проанализированы материалы лесоустройства по Воронежской области, обобщены данные по  передаче земель с защитными насаждениями из сельхозпользования в лесной фонд по Воронежской области и Курской области, проанализированы данные по количеству защитных насаждений по Воронежской, Белгородской, Тамбовской, Липецкой и Курской областям. Определены основные источники негативного антропогенного воздействия на окружающую среду и изменение климата. Проведен анализ более чем 100-летнего опыта защитного лесоразведения в ЦЧР (Каменная Степь), изучен ассортимент выращиваемых лесных пород и их конкурентная способность при выращивании в смешанных насаждениях. Подготовлен проект рекомендаций по породному составу для целей защитного лесоразведения в регионе, приведены краткие описания рекомендованных пород.

 

Тема № 8 «Научно – методическое обоснование и разработка технологий и рекомендаций по повышению продуктивности ценных древесных пород (дуба черешчатого и сосны кедровой сибирской)»

 

Общий вид географических культур дуба черешчатого в Курском заповеднике, экотип Курский из Курского и Обоянского лесхозов.  Урочище «Дедов веселый»

 

Генотипы-клоны кедра сибирского 37 лет с высокой  (слева) и средней (справа) пыльцевой продуктивностью (♂ - мужской ярус)

Главной целью НИР является разработка технологий и рекомендаций по повышению продуктивности ценных древесных пород (дуба черешчатого и сосны кедровой сибирской).

В задачу исследований 2017 года входило:

- изучение внутривидового разнообразия дуба черешчатого и состояние его научно-производственных объектов

- составление рекомендаций по отбору высокоурожайных генотипов-клонов и клонов опылителей сосны кедровой сибирской.

Результаты исследований:

- подготовлен аналитический доклад о результатах исследований внутривидового разнообразия дуба черешчатого и состояния его научно-производственных объектов;

- проведены материалы по нучно-обоснованному соотношения применения технологий искусственного и естественного лесовосстановления;

- сформирован реестр объектов сохранения внутривидового разнообразия дуба черешчатого с указанем географических координат;

- выполнен сбор образцов дуба черешчатого и келра сибирского для ДНК исследований и переданы в филиал ФБУ «Рослесозащита» - «ЦЗЛ по Воронежской области»;

- разработаны методы и критерии оценки семенной продуктивности клонов кедра сибирского, определялись хозяйственно возможные сборы семян кедра сибирского;

- предложены методы и критерии оценки пыльцевой продуктивности клонов кедра вибирского;

- составлены рекомендации по отбору высокоурожайных генотипов-клонов и конов опылителей сосны кедровой сибирской (проект).

- составлен отчет.

Область применения результатов – леса, земли лесного фонда, подлежащие лесовосстановлению, органы исполнительной власти субъектов РФ, лесничества, лесопарки и участковые лесничества, расположенные на территории Центральной лесостепи Европейской части РФ, лесоустроительные предприятия и организации, средние специальные и высшие учебные заведения лесного профиля и их филиалы, научно-исследовательские институты и проектно-изыскательские организации по лесному хозяйству.

Полученные результаты могут быть использованы при управлении лесами на федеральном, региональном и муниципальном уровнях, при разработке Лесохозяйственных регламентов лесничеств и Лесных планов субъектов, расположенных в центральной лесостепи Европейской  части РФ, при организации устойчивого воспроизводства и многоцелевого использования защитных лесов, а также в учебном процессе вузов и колледжей лесного профиля при подготовке молодых специалистов и бакалавров по направлению «Лесное дело».

Дальнейшее развитие научных исследований необходимо осуществлять по научно – методическому обоснованию и разработки рекомендаций по сохранению генофонда дубовых лесов, а также  разработка технологий размещения, смешения  и выращивания отселектированных клонов сосны кедровой сибирской для создания орехопродуктивных плантаций.

Яндекс.Метрика