Анализ изменений размеров и структуры годичных колец у сосны обыкновенной

Анализ изменений размеров и структуры годичных колец у сосны обыкновенной

Введение

Многообразие факторов естественного изменения климата делает актуальным применение метода дендрохронологии при изучении динамики прироста деревьев по годичным кольцам. Деревья являются "летописцами природы" с обширной памятью. В динамике прироста древесины зафиксирована изменчивость, как влияния абиотических процессов, так и влияние биотических отношений.

Изучение динамики прироста деревьев по площади сечения ствола в различных экотопах имеет большое значение для выявления климатических трендов, влияния антропогенных факторов на развитие древесных насаждений, а так же для разработки мероприятий по охране и рациональному использованию лесных экосистем.

Резкие изменения климатических условий на территории Челябинской области делают актуальным использование методов дендрохронологии для прогнозирования примерных погодных условий по спилам сосны обыкновенной  (Pínus sylvéstris). Сосна является главным биоиндикатором окружающей среды в нашем регионе, каждое, даже не значительное изменение климатических условий или антропогенной нагрузки записываются на ее годичных кольцах.

В связи с этим  целью моей работы явилось  проведение сравнительного анализа динамики радиального прироста сосны обыкновенной на территории Еманжелинского и Кусинского районов с помощью дендрохронологического анализа спилов деревьев и прогнозирование погодных условий в будущем.

На основании поставленной цели нам предстояло решить следующие задачи:

Изучить физико-географическую характеристику Кусинского и Еманжелинского районов.

Изучить методики дендрохронологии.

Выявить влияние биотических, абиотических и антропогенных воздействий на рост деревьев в Кусинском и Еманжелинском районах.

Сравнить результаты исследований роста деревьев по их годичным кольцам в Кусинском и Еманжелинском районах.

1. Обзор литературы

.1 Экологическое состояние растительности Южного Урала

Растительность Челябинской области, согласно физико-географическому делению, можно разделить на три зоны:

Растительность горно-лесной зоны, включающую западные и северо-западные районы области, куда входят подзоны: а) смешанных хвойно-широколиственных лесов; б) светлохвойных и лиственничных лесов; в) темнохвойных елово-пихтовых лесов.

Растительность лесостепной зоны, включающие центральную и северо-восточную, восточные части области (от реки Уй на север), с преобладанием лесов из березы и осины; участков луговой степи и остепененных лугов, в настоящее время почти полностью распаханных и ленточных островных боров.

Растительность степной зоны (южнее реки Уй), включающую разнотравно-ковыльные, луговые степи, кустарниковую растительность по балкам и низинам; островные боры, каменные степи.

В Челябинской области можно встретить почти все виды растительности, распространенные в умеренной и арктической зонах России. Южный Урал является местом контраста трех ботанико-географических областей: Европейской, Сибирской и Туранской (среднеазиатской).[1].

Основные загрязнители атмосферы

Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями, однако последствия употребления огня, которым он пользовался весь этот период, были незначительны. Приходилось мириться с тем, что дым мешал дыханию и, что сажа ложилась черным покровом на потолке и стенах жилища. Значительное сосредоточение людей на сравнительно небольшой территории, как это было в классической древности, не сопровождалось еще серьезными последствиями.[7]

В настоящее время существует три основных вида загрязнителей атмосферы:

промышленность;

бытовые котельные;

транспорт.

Эти три основных источника загрязнения атмосферы каждый день выбрасывают в воздух тонны ненужных окружающей среде отходов, которые в ней не перерабатываются и не усваиваются организмами. Накопление многих из загрязнителей в организме растений, животных и человека ведут к летальным последствиям или мутациям.

К веществам, выбрасываем в окружающую среду,  относят:

. Пыль  представляет собой смесь различных по величине твердых частиц. При любом пылевом загрязнении пыль может быть природной или же из выбросов предприятий. В зависимости от компонентов пыль может быть свинцовой,  кремниевой и т.д.

Пыль может вызывать атрофические заболевания, заболевания легких -силикозы (вызываются пылью, содержащей двуокись кремния), гнойничковые заболевания кожи, заболевания глаз (конъюнктивиты и др.), снижение иммунитета и др.

. Сажа  содержит большое количество канцерогенных веществ. Исторически известна так называемая болезнь трубочистов - рак кожи. Это объяс­няется тем, что такой компонент сажи как 3,4-бензпирен является сильным канцерогеном.

.  Сернистый газ (диоксид серы, сернистый ангидрид) образуется при сгорании любого вида топлива. Особенно много сернистого газа образуется при сгорании каменного угля. Сернистый ангидрид токсичен. Во влажном воздухе сернистый ангидрид присоединяет воду с образованием сернистой кислоты. Из сернистой кислоты образуется серная кислота. Серная кислота воздействует на слизистые оболочки (дыхательной системы, ЖКТ), разрушает их, что способствует возникновению инфекционных заболеваний. Кроме того большое количество сернистого газа в воздухе может приводить к нарушению окислительно-восстановительных процессов, ферментативной активности, нарушению высшей нервной деятельности и др. Сернистый газ 1убительно действует на зеленые растения..

. Оксиды азота  всегда выделяются при сгорании топлива (особенно автомобильного) и получении азотистой кислоты Т.е. наибольшее количество оксидов азота в воздухе отмечается в районах химических комбинатов и автомагистралей.

Из оксидов азота может образовываться азотная кислота, которая неблагоприятно воздействуют на дыхательные пути, миокард. Изменения со стороны миокарда бывают значительно выражены даже при небольших концентрациях азотной кислоты и ее солей. Высокая концентрация оксидов азота в атмосфере часто бывает причиной кислотных дождей (с рН до 4 и ниже). Высокая кислотность дождей снижает урожайность. Выпадая у озер, кислотные дожди повышают кислотность озерной воды, вызывает уменьшение количества ценных сортов рыбы и др.

. Угарный газ (СО)  образуется при сгорании любого топлива, при работе автомобильных двигателей. Угарный газ может быть причиной острого отравления.

Попадая в кровь, угарный газ образует комплекс с гемоглобином -карбоксигемоглобин. Сродство СО к гемоглобину в сотни раз выше чем у ки­слорода. Из-за связывания гемоглобина угарным газом возникает гипоксия в связи с нарушением транспорта кислорода кровью. При связывании половины всего гемоглобина крови угарным газом (при 50 % карбоксигемоглобина от всего количества гемоглобина) происходит тяжелое отравление с возможным летальным исходом.

Существует возможность хронического отравления угарным газом, связанного с постоянным вдыханием его в повышенных концентрациях и постоянным присутствием в крови карбоксигемоглобина. При этом могут возникать астеновегетативный синдром, бессонница, головные боли, ухудшение памяти, снижение быстроты рефлекторных реакций и др.[7]

Дендроиндикация

Дендроиндикация (от греч. dendron - дерево и лат. indicatio - указатель) - использование древесных растений для оценки состояния и изменений окружающей среды под воздействием экологических факторов. Среди биоиндикационных методов исследования природных процессов и антропогенных воздействий дендроиндикации занимает особое место, т. к. позволяет решать многие разноплановые и междисциплинарные задачи: от оценки воздействия выбросов конкретного предприятия на ближайший лесной массив до влияния гелиофизических и астрофизических факторов на лесные экологические системы. К достоинствам дендроиндикации относятся возможность оперативного проведения исследований с минимальными затратами.[8]

Основные методы дендроиндикации: морфометрические - анализ изменения прироста побегов, радиального прироста ствола, площади и массы листьев (хвои), продолжительности жизни хвои на деревьях (сосна, ель) и др.; анатомо-цитологические - оценка изменений анатомического строения листьев (хвои); физиолого-биохимические - изменение физиологических и биохимических процессов (из-за сложности и трудоемкости эти методы пока не находят широкого применения на практике); фенологические - исследование закономерностей сезонного развития древесных растений (см. Фенология); дендрохронологические - методы датировки природных явлений и археологических остатков, основанные на анализе годичных колец древесины. Дендрохронология является специальным разделом дендроиндикации. [8]

Другое направление дендроиндикации - дендроклиматология. Предметом ее изучения является взаимосвязь между колебаниями климата и приростом древесных растений, их репродуктивной способностью и состоянием. В основе системы ее исследований лежат дендрохронологические методы. Дендроклиматические исследования позволяют выявить связи между колебаниями климата и изменчивостью радиального прироста (по диаметру) различных древесных пород-долгожителей (сосны, лиственницы, дуба и др.). В качестве индикаторов изменений природных условий используются около 20 видов хвойных и лиственных пород. Ряды дендроклиматических данных охватывают временные интервалы (500-1000 лет), превышающие продолжительность инструментальных наблюдений. По изменчивости прироста деревьев в разные годы, наблюдаемой как у живущих, так и давно отмерших, но сохранившихся в торфяных болотах и в вечной мерзлоте остатков стволов, можно получить представление об изменениях климата за последние 10-12 тыс. лет.

Это позволяет при соответствующей математической обработке многовековых рядов, характеризующих радиальный прирост и его связь с климатическими условиями, составлять дендрохронологические шкалы и прогнозировать возможные изменения климата в будущем. Дендроклиматология позволяет оценивать изменения продуктивности лесов, колебания урожайности древесных пород не только в связи с изменениями климата, но и с циклической активностью Солнца.

Согласно исследованиям, проведенным Н.В. Ловелиусом (1979), анализ прироста деревьев, произрастающих на границе ареала, не подтвердил определяющей роли экотопа в их реакции на региональные и глобальные изменения природных условий. Установлено сходство в изменении их роста на больших пространствах.

Выявлены ритмы внутривековых и вековых колебаний роста деревьев, обусловленные глобальными изменениями определяющих их факторов природной среды. На верхней границе леса в горных районах Евразии четко проявляются 12-24-летние ритмы. По материалам обобщенной серии годичных колец хвойных пород с северной границы леса (профиль: Кольский п-ов - Чукотский п-ов) установлена прямая связь роста деревьев с солнечной активностью, а на южном пределе распространения хвойных в Монголии - обратная зависимость. [4]

1.2 Дендрохронология

Дендрохронология  (от греч. dendron - дерево, chronos - время и logos - учение), научная дисциплина о методах датировки событий и природных явлений, основанная на анализе годичных колец древесины. Дендрохронология  возникла в конце XIX - начале XX вв. на стыке биологических, географических  и исторических наук. Значительный вклад в её становление внесли русские учёные - географ и ботаник А. Н. Бекетов (1868) и физик Ф. Н. Шведов (1892), которые соотнесли возраст и темп роста деревьев с климатическими  условиями прошлого.

Основной  принцип дендрохронологии - перекрёстная датировка - базируется на неповторимом во времени и более или менее одинаковом характере изменений размеров и структуры годичных колец у большинства деревьев, росших в сходных условиях (в одном регионе). Например, деревья, испытавшие на себе воздействие каких-либо факторов (чаще климатических), имеют одинаковый порядок чередования широких и узких годичных слоев. Узкие кольца указывают на годы засух и другие  ограничивающие рост факторы, широкие - на благоприятные условия роста. Для уверенной датировки не слишком давнего события или природного явления берут несколько деревьев различных пород и специальным  буром высверливают узкие столбики древесины от коры до центра ствола. На определённых участках образцов характер чередования годичных колец должен совпасть. Чтобы датировать более старую древесину, например, сухостойного дерева, сравнивают образцы древесины этого дерева и несколько деревьев из этого же района, продолжающих расти. Если сухостойное дерево ещё росло в тот момент, когда контрольные деревья были небольшими, то при совмещении образцов можно продлить шкалу в прошлое. Если совмещения колец не происходит, то ищут недостающий дендрологический  материал. Таким образом, можно продлить в прошлое хронологию годичных слоев и получить для определённого района непрерывную, так называемую стандартную, дендрохронологическую шкалу, с помощью которой можно устанавливать возраст любой деревянной постройки или дерева из этого района.

Особенно важным и полезным оказалось применение методов дендрохронологии  в археологии, этнографии, климатологии и лесоведении. С их помощью была проверена с точностью до одного года датировка многих  археологических  находок и архитектурных памятников Европы и Америки, в которых сохранилась древесина с различными годичными кольцами. Ныне в дендрохронологии используется не только ширина годичного кольца, но и другая содержащаяся в нём информация (химический  состав; размеры клеток и др.).

.3 Дендроклиматология

Дендроклиматология (от греч. dendron - дерево и климатология)- это раздел дендрохронологии, занимающийся изучением закономерностей сложения годичных слоев древесных пород для установления климата в прошлые геологические эпохи.

Первым, кто сумел по структуре годичных колец древесных растений охарактеризовать климатические изменения в прошлом, был русский физик, профессор Новороссийского университета в Одессе Федор Никифорович Шведов (1840-1905). Именно он стал основоположником дендроклиматологического метода.

Основная идея дендроклиматологического метода заключается в том, что ширина годичного кольца дерева показывает, какими были климатические условия в год образования этого кольца - благоприятными или неблагоприятными для роста растений. Если год был неблагоприятным, кольцо было узким, едва заметным. В благоприятных условиях формировалось широкое кольцо. Следовательно, каждое кольцо древесины служит критерием погодных условий того или иного года. Если по горизонтали откладывать последовательно годы, а по вертикали - ширину колец, то можно составить график, кривая которого покажет, как изменялись климатические условия в течение длительного промежутка времени.

Исследования в области дендроклиматологии позволяют не только изучить климат прошлого, но и прогнозировать его изменения в будущем. Они важны для лесоводов, географов, болотоведов и климатологов, т. к. позволяют оценивать смещения южных  и северных  границ лесов, судить об изменении поясной растительности горных районов, о времени лесных пожаров, а также об изменении теплового и водного балансов Земли. Колебания солнечной активности и их связь с амплитудой изменений биологической продуктивности позволяют вычислять продукционные возможности лесов в прошлом и будущем.

2. Собственные исследования

.1 Физико-географическая характеристика районов исследования

.1.1 Физико-географическая характеристика Кусинского района

Город расположен на реках Куса и Ай (приток Уфы), в 180 км от Челябинска. "Кусинское место" богато рудами, таежными лесами и водными ресурсами. Лесной фонд района - 104510 гектаров, сельхозугодья - 7098 гектаров. Климат Кусинского района характеризуется как самый прохладный и влажный из всех зон области.

Сам Кусинский район расположен на низкогорном рельефе Южного Урала. Вершины гор округлые, склоны крутые. Отдельные вершины скалистые, нередко с останцами.

Территория большей части лесистая. Кусинские леса в основном смешанного типа. Это береза, липа, осина, сосна, пихта. Площадь лесного фонда составляет 128253 га.

На территории Кусинского района расположены памятники природы: Максимилиановские и Ахматовские копи, утёс Аргуз на реке Ай, гора Карандаш, утёс Чёртов Посад. Также на территории района расположены государственные природные заповедники: Аршинский заказник и национальный парк «Таганай».

Климат в Кусинском районе резко-континентальный. Район является самым прохладным и влажным из всех климатических зон Челябинской области. Увлажнение избыточное. Годовое количество осадков 700-800 мм. Снежный покров устойчивый - держится 150-160 дней.

Среднемесячная температура воздуха в летние месяцы - июль +17гр. С, в зимние месяцы -16 гр. С. Преобладающий ветер западный и юго-западный, весной и летом северо-западный. Средняя скорость ветра 1,3-4,3 м/сек.[5]

2.1.2 Физико-географическая характеристика Еманжелинского района

Город Еманжелинск находится к югу от областного центра, вблизи автотрассы Челябинск-Магнитогорск и железной дороги на Троицк, недалеко от озера Б. Сарыкуль. В муниципальном подчинении города поселки Зауральский, Красногорский, Таянды, Ключи, Кленовка.

Рельеф Еманжелинского муниципального района не отличается большим разнообразием - равнинный, низменный, местность слабо наклонена к востоку. Через город проходит граница между Зауральской холмистой возвышенной равниной и Западно-Сибирской низменностью. Преобладают выщелоченные и оподзоленные черноземы. Город находится в лесостепной зоне, в окрестностях города чередуются между собой пашни, занятые с/х культурами, луговые и разнотравно-злаковые участки и березовые колки, на юго-западной окраине города в районе очистных сооружений в 60-х годах посажен сосновый бор. Речка Еманжелинка, впадает в Сарыкуль.

Климат континентальный. Зима холодная и продолжительная, лето относительно жаркое, с периодически повторяющимися засухами. Ср.темп. 9-16,7, средняя температура +18,7. Годовое количество осадков 389 мм.

.2 Материал и методика исследования

.2.1 Материал исследования

Исследования проводились в сентябре-октябре 2010 года. Материалом исследований послужили спилы сосны обыкновенной.

Сосна обыкновенная (Pinus silvestris L.) крупное дерево из семейства сосновых Pinaceae. Сосна - красивое стройное дерево с ровным стволом, красновато-бурой чешуйчатой корой, мутовчато расположенными ветвями. Высота до 30 м.[4]

Сосна имеет длинную сизовато-зеленую хвою, в каждом пучке по 2 хвоинки. Хвоя жесткая, до 40-70 мм длиною. Шишки сосны овально-конические, серые, матовые, чешуи с почти ромбическим щитком, 4-6-гранные. Пыльниковые шишки серо-желтые, после опыления они отмирают.[4]

Распространение. В Башкирии сосна образует большие массивы. В Башкирии сосновые леса занимают 623,6 тыс. га, или 12,5% лесопокрытой площади. Основные насаждения сосны расположены на Южном Урале (Тирлянский, Белорецкий, Авзянский, Бурзянский, Кананикольский, Зилаирский лесхозы).[4]

Небольшими массивами сосна встречается в Предуралье и Зауралье. Она растет на горах, но встречается и на ровных участках. Горные сосновые леса имеют водоохранное и почвозащитное значение. Лесхозы ежегодно высаживают большие площади молодняков этой ценной породы во всех районах Башкирии.

Химический состав. Почки сосны содержат эфирное масло, смолы, крахмал, дубильные вещества. В хвое много аскорбиновой кислоты, дубильных веществ, а также содержатся алкалоиды, эфирное масло, составными частями которого являются лимонен, d-пинен, борнеол, кадинен и др. В живице до 35% эфирного масла и смоляные кислоты.

Сосну широко применяется при биоиндикации окружающей среды. По состоянию хвои, побегов и древесины определяют загрязнения атмосферного воздуха, почвы и даже климатические условия прошлого, для прогнозирования его в будущем. [4]

.2.2 Методика исследования

Для проведения данных исследований  использовали методику изучения динамики роста дерева по годичным кольцам, разработанную А.С. Боголюбовым [4].

Подготовка спила

В лесу надо найти поваленное или стоящее сухое дерево, у которого можно определить год отмирания.

Если на дереве сохранилась хвоя, то оно погибло недавно и годом его гибели можно считать текущий год.

Если хвои нет, но сохранились самые мелкие веточки, то оно погибло в прошлом году.

Если мелких веточек и хвои нет, но кора хорошо сохранилась, то около 2 лет назад.

Более старые деревья лучше не использовать, так как точно определить год гибели дерева невозможно и все дальнейшие старания будут сведены на нет отсутствием "точки отсчета" хронологической шкалы.

Идеальным вариантом для приготовления спила можно считать свежеупавшие ветровальные деревья. Они погибают "не своей смертью", т.е. не от болезней и вредителей, а под влиянием внешних сил и анализ таких деревьев дает хорошие результаты по динамике роста деревьев в последние годы.

Спил ствола делают как можно ближе к основанию дерева, так как желательно как можно точнее знать год рождения дерева. Однако, в любом случае при последующем расчете года рождения дерева к возрасту ствола на уровне среза прибавляют несколько лет - пока дерево доросло до высоты спила. Расстояние в 0,5 м соответствует примерно 5-7 годам, около 1 м -10-12 лет. Спил делают ручной или механической пилой.

Подсчет ширины колец

Самая ответственная процедура при выполнении данного задания - подсчет ширины годичных колец.

Организуют измерения в следующем порядке.

Вначале тонким карандашом намечают линию, по которой будут проводиться измерения. Линия должна проходить точно от центра спила до его внешнего края (по радиусу). Для измерения следует, выбрать сектор ствола с наименьшим количеством аномалий - трещин, неконцентрических уплотнений, остатков сучков, старых затекших ран и т.п. Линия подсчетов должна проходить по максимально "среднему" сектору древесины.

Затем к внешнему краю последнего (наружного) кольца прикладывают линейку с хорошо различимыми миллиметровыми делениями (например, металлическую). Ноль линейки должен совпадать с внешним краем последнего кольца. Чтобы линейка случайно не сдвинулась в процессе работы лучше придавить ее чем-нибудь тяжелым или прикрепить ее по бокам к древесине кнопками (гвоздиками) в нескольких местах.

Для записи данных измерений заготавливают рабочую таблицу (пример):

Число ячеек таблицы, должно примерно соответствовать возрасту дерева.

В графе "год" заранее указывают все годы, начиная с года гибели дерева - «вглубь времени», вплоть до года рождения дерева, который точно устанавливают после окончания изменений.

В графу "метка" записывают данные о положении границы очередного годичного кольца на линейке (желательно в миллиметрах). Такой подсчет производят последовательно от самого последнего (внешнего), до самого первого кольца (в центре спила), постепенно двигаясь от края спила к центру и записывая каждое следующее измерение в соответствующую ячейку таблицы. Прибавив к первому году (в самом центре) лет 5-10 (в зависимости от высоты произведенного спила) получают год рождения дерева.

Однако данная величина принципиального значения не имеет, она может быть и неточной, ведь отсчет лет ведется в обратном порядке от последнего кольца, год образования которого точно известен.

После завершения расчета положения колец по линии радиуса (после заполнения графы "метка") приступают к расчету годичных приростов. Делают это с помощью калькулятора, вычитая из значения каждого более старого кольца значение расположения более молодого. Например, в случае, приведенном в таблице - вычитаем из значения 1997 года (4,1) значение 1998 года (2,2) и определяем величину прироста в 1998 году - 1,9 мм. Такой расчет проводят для всех лет жизни данного спила. Эти данные являются основой для построения графика динамики роста дерева по годам.

Анализируя полученный график, следует постараться отметить годы с минимальными и максимальными приростами, если возможно - выделить длительные периоды замедленного и ускоренного роста дерева. Следует попытаться связать эти спады и подъемы с какими-либо внешними факторами.

При анализе графика особое внимание следует уделить первым и последним годам жизни деревьев, так как при этом могут выявиться интересные подробности - в благоприятных ли условиях жило дерево первые годы и как долго болело перед гибе­лью (если погибло "своей смертью").

Результаты и анализ материалов исследования

Хвойные породы деревьев имеют 5 классов возраста, которые включают в себя 20 лет от жизни дерева. Для более точных показаний мы сделали деление класса возраста по десяти годам.

Анализ изменений размеров и структуры годичных колец у сосны обыкновенной на территории Кусинского и Еманжелинского районов за десятилетний период.

Рисунок 1

На данном графике показан прирост сосны-1 из Кусинского района за десятилетний период роста. По данным можно сказать, что наибольший прирост сосна-1 имела в период с 1940 по 1949 года и ее средний прирост составил 2,33, что говорит о благоприятных условиях в данный период времени. Наименьший прирост равный 1 мм,  сосна-1 имела в год вырубки 2010, что говорит о неблагоприятных условиях данного года. 

Рисунок 2

Из данного графика видно, что на протяжении 1950-1959 года сосна-2 имела наибольший прирост, который составил средний годовой прирост равный 2,5. На протяжении остальных десятилетий средний годовой прирост значительно не изменялся и колебался в пределах от 1,7 до 1,8 мм. Наименьший прирост сосна-2 имела в год смерти, который составил 1 мм.

Рисунок 3

Сосна-3 в период с 1940 по 1949 год имела наибольший прирост, который составил 3,8 мм за десятилетие. В следующие годы наблюдается уменьшение среднего годового прироста сосны-3 до 0,9 мм. Но начиная с 1990 года прирост сосны начал увеличиваться и на год смерти составил 1 мм.

Рисунок 4

На приведенном графике показан общий прирост сосны в Кусинском районе за 10 лет. Из него видно, что все деревья в одни и те же периоды времени имели разный прирост. Так, например, в период с 1940 по 1949 года сосна-3 имела наивысший средний прирост по сравнению с другими деревьями, но в то же время на протяжении остальных годов ее средний прирост был намного ниже остальных. В последний год жизни все деревья имели одинаковый прирост равный 1 мм.

Рисунок 5

На данном графике представлен прирост сосны-4 Еманжелинского района за десятилетний период. Из него видно, что наименьший прирост составил 0,8 в период с 1960 по 1969 года. Затем наблюдается резкий скачек среднего прироста да 2 мм в период с 1970 по 1979 года. Наибольший  прирост сосны-4 наблюдался в год смерти 2010 и составил 2,5 мм.

Рисунок 6

Приведенный график показывает, что наибольший прирост сосны-5 в Еманжелинском районе в период с 1970-1979 являлся наибольшим и был равен 2,1 мм. В период с 1980 по 2009 средний прирост деревьев изменялся не значительно и колебался в пределах от 1,5 до 1,9. В год смерти прирост сосна был равен 1,5 мм.

Рисунок 7

Данный график обобщает данные по сосне-4 и сосне-5 Еманжелинского района. Из него видно, что в разные годы деревья имели разный прирост. Так например в  период с 1980 по 1989 года средний прирост сосны-5 в 0,5 мм больше чем у сосны-4. Но в некоторые года средний десятилетний прирост у обоих деревьев был почти одинаковым и отличался не значительно, примерно на 0,1 мм. В последний год жизни сосны 4 и 5 имели прирост 2,5 и 1,5 мм соответственно.

Анализ изменений размеров и структуры годичных колец у сосны обыкновенной на территории Кусинского и Еманжелинского районов за двадцатилетний период.

Рисунок 8

Из данного графика видно, что средний прирост деревьев изменялся сильно и колебался в пределах от 1,2 до 1,8. Так к примеру разница прироста годичных колец  в один и тот же промежуток времени с 1941 по 1960  у сосны-3 составила 3,4 мм, а у сосны-2 всего 1,2 мм. Средний годовой прирост за двадцатилетний период у сосны-3 значительно изменялся, на первые двадцать лет жизни он составлял 3,4 мм, а в последние годы жизни всего 1,1 мм.  О сосне-2 так же можно сказать, что на всем промежутке времени прирост ее годичных колец колебался незначительно.

Рисунок 9

На данном графике приведены средние результаты измерений прироста сонны обыкновенной в Еманжелинском районе за 20 лет.  Из него видно, что средний прирост сосны в период с 1963 по 1982 год был одинаковым и составлял 1,8 мм у обоих деревьев. Но уже в период с 1983 по 2002 средний прирост изменился и составил у сосны-5  2 мм, а у сосны-4  1,8 мм. В последние годы жизни данные показатели так же были различны.

Сравнительный анализ изменений размеров и структуры

годичных колец у сосны обыкновенной на территории Кусинского и Еманжелинского районов за весь период исследований

По всем данным нами были сделаны общие таблицы и графики, на которых представлен прирост сосны обыкновенной в Кусинском и Еманжелинском районах за десяти- и двадцатилетний периоды.

Рисунок 10

На данном графике приведен сравнительный анализ спилов сосны за десятилетний период. Из данного графика видно, что в первые годы жизни прирост у сосны из Кусинского района был на 0,7 раз больше чем в Еманжелинском, но в период с 1970 по 1979 года прирост в Еманжелинском районе был значительно больше, чем в Кусинском. В период с 1980 по 1989 года прирост деревьев в обоих районах был одинаковым и составлял 1,3 мм. В последующие годы жизни средний годовой прирост во втором исследуемом районе больше чем в первом.

Рисунок 11

Данный график показывает прирост сосны за двадцатилетний период. Из него видно, что прирост в первые годы жизни у сосны из Кусинского района был значительно больше, чем прирост у сосны из Еманжелинского района.  В последующие годы тенденция изменилась. Наибольший прирост стала иметь сосна из Еманжелинского района который составил 2,9 мм.

Выводы и предложения

Изучив физико-географическую характеристику и сделав анализ результатов роста сосны обыкновенной, на территории Кусинского и Еманжелинского районов, нами были сделаны следующие выводы.  В последние годы жизни у сосны в данных районах наблюдался различный прирост. Это прежде всего связанно с различной антропогенной нагрузкой на данною территорию, если Кусинский район находится в горнозаводской зоне, то Еманжелинский в лесостепной. Распространение предприятий на территории горнозаводской зоны значительно больше, нежели в лесостепной. Большое количество предприятий ухудшает климатические условия данного района, что в полной мере отражается на приросте сосны. В Еманжелинском района на прирост сосны в основном оказывают влияние автомобильные и железные дороги, если судить о антропогенной нагрузке, они конечно оказываю влияние на климат, но не такой существенный как предприятия.

И так, для того чтобы улучшить экологическое состояние растительности исследуемых районов необходимо снизить уровень антропогенной нагрузки, что в свою очередь будет способствовать улучшению климатических условий в целом. Для снижения данной нагрузки необходимо перейти на экологически чистое топливо, уставить фильтры на предприятиях и заниматься переработкой вторсырья.

Список использованной литературы

1.     Левит А.И. Южный Урал: География, экология, природопользование/ А.И. Левит - Челябинск: Юж.-Урал. КН. Изд-во, 2005- 246 с.

2.       Ловелиус Н.В. Изменчивость прироста деревьев. Дендроиндикация природных процессов и антропогенных воздействий. - Л., 1979.

.        Шиятов С.Г. Дендрохронология верхней границы леса на Урале. - М., 1986; Ловелиус, Н.В. Дендроиндикация. - СПб., 2000.

.        Булыгин Н.Е., Дендрология/** Ярмишко, В. Т. - М., 2001.

.        Электронный ежемесячный журнал общественной организации Экология «мир без опасностей» Выпуск №1 январь 2001 года «Экологическая обстановка региона Урала».

.        www.academic.ru

7.       www.kusanet.ru <#"598624.files/image012.gif">

Рисунок 12 -Спилы сосны

Рисунок 13 - Районы исследования

Прирост сосны-1 Кусинский район

Прирост сосны-2 Кусинский район

Прирост сосны-3 Еманжелинского район

Прирост сосны-4 Еманжелинского район

Средний годовой прирост сосны в Кусинском районе за десятилетний период

Средний годовой прирост сосны в Кусинском районе за двадцатилетний период

Средний годовой прирост  сосны в Еманжелинском районе за десятилетний период

Средний годовой прирост  сосны в Еманжелинском районе за двадцатилетний период

сосна кольцо растительность дендроиндикация