1. Анализ природных условий района расположения плантации

1. Анализ природных условий района расположения плантации

1. 1. Анализ важнейших метеорологических показателей

  Территория Нижегородской области в меридиональном направлении вытянута более чем на 400 км, достигая на севере 58о06′ с. ш., на юге 54о27′ с. ш.; протяженность с запада на восток достигает почти 300 км от 41о48′ в. д. до 47о46′. В классической работе В. В. Докучаева (1899) на территории Нижегородского Поволжья были выделены основные природные зоны. Здесь впервые в науке было сформулировано учение о природной зональности (Природа Горьковской обл., 1974). В результате на территории области были выделены зоны – юной тайги, смешанных и широколиственных лесов, лесостепи. Территория района исследований непосредственно связана с зонами смешанных и широколиственных лесов на контакте с лесосепью. По лесорастительному районированию она лежит в двух зонах: смешанных и лиственных лесов (северная подзона монодоминантных лесов). Зона смешанных лесов представлена двумя подзонами: северной - с преобладанием хвойных и южной - с одинаковым развитием хвойных и лиственных пород. Район исследования расположен в Евразийской области лесов умеренного пояса, в Скандинавско-Русской провинции. В пределах территории области выделено три округа: Русской равнины северной подзоны смешанных лесов, южной подзоны смешанных лесов средней части Русской равнины и Центральный округ зоны широколиственных лесов. Каждый из округов имеет широкий спектр типов леса с достаточным разнообразием древесных видов. В округе Русской равнины северной подзоны смешанных лесов сосна обыкновенная широко распространена на обедненных супесях, подстилаемых песками; на бедных песках представлены чистые сосняки бореального типа; на богатых супесях или песках встречаются неморальные сосняки с примесью липы и елово-сосновые леса бореального типа. В округе южной подзоны смешанных лесов средней части Русской равнины произрастают бореальные сосняки с елью на бедных супесях; чистые бореальные сосняки на бедных песках. В центральном округе зоны широколиственных лесов сосновые леса заходят по речным песчаным террасам: чистые сосняки – по бедным пескам или сосняки с липой; реже встречаются сосняки с елью.

Для районирования административной области целесообразно выделение и самой мелкой таксономической единицы – района, где ведущую роль играют почвенные условия (Куприянов и др., 1995). В соответствии с геоботаническим районированием В. В. Алехина (1935), вся территория области разделена на две зоны: лесную и степную. В пределах зон выделены подзоны, подзоны второго порядка, а в них районы и подрайоны.

Д. С. Аверкиев делит область на два крупных района: темно-хвойных лесов, занимающий часть области к северу от Волги и к западу от Оки, и лесостепной – остальной части территории, занятой дубравами и степными формациями. В районе темнохвойных лесов распространены еловые, елово-пихтовые леса и сосновые боры. Район разделен на 6 подрайонов: Ветлужско-Устанский, Керженецко-Люндовский, Уренско-Шахунский, Приветлужский елово-пихтовый Чкаловско-Семеновский и Балахнинско-Сейминский, в котором расположена Балахнинская низменность, где проводились исследования.

Скандинавско-Русская провинция, в которой располагается Нижегородская область, находится под преобладающим влиянием воздушных масс Атлантики, в то же время испытывает сильное влияние континентальных воздушных масс, поэтому отличается переходным типом климата от морского к континентальному. Климат области влажный с умеренно теплым и теплым летом, умеренно суровой и снежной зимой. Циклоническая деятельность преобладает в течение большей части года. Перемещение циклонов с запада на восток оказывает наибольшее влияние на погоду весны. Обмен воздушными массами между севером и югом обусловливает периоды наиболее интенсивного таяния снега и типичные для весны возвраты холодов. В мае – июле на территории области преобладают ветры северо-западного направления, в остальное время – южные и юго-западные. Повторяемость слабых ветров (0 – 5 м/сек) составляет 70 – 85%.

Переход среднесуточных температур через 00С в южных районах происходит в начале апреля, на остальной территории – в конце его первой декады. Вегетационный период начинается с середины апреля, со сдвигом в северных районах на 5-10 дней. Возвраты холодов часто возможны до второй-третьей декаде мая, иногда интенсивные (до 5 – 60С мороза, с выпадением снега) и продолжительные, в северных районах при пониженных формах рельефа в 25 % лет возможны заморозки в первой декаде июня, в то время когда среднесуточная температура держится на довольно высоком уровне (около 100С). Вышеизложенные факторы могут негативно сказаться на прохождении процессов микро - и макроспорогенеза сосны обыкновенной и, как следствие, на формировании семян. Средняя продолжительность лета - 125 – 130 дней, на юге - до 140, что вполне оптимально для вегетации сосны обыкновенной. Наиболее теплую часть этого сезона определяет период со среднесуточной температурой выше 150, в годы с холодным летом (вероятность 5%) он может сокращаться до 60 дней. Наиболее теплый месяц – июль со среднемесячными температурами воздуха от 170С до 190С. Летом преобладает ясная погода. При длительном сохранении антициклонального режима температура воздуха достигает 38 – 390С, и усиление ветров южных направлений может вызывать засуху. Данные особенности климата не являются лимитирующими факторами для роста и устойчивости сосны обыкновенной. Со среднесуточной температурой выше 200С в этом районе бывает 4 – 5 дней за месяц. В отдельные годы возможен устойчивый переход среднесуточных температур через 200С. Сумма положительных температур за летний период - до 2200 – 23000С. Распределение температуры почвы повторяет распределение температуры воздуха. Средняя температура верхнего слоя почвы бывает на 2 – 30 выше, наибольший прогрев верхнего слоя почвы, оголенного от растительного покрова, в солнечные дни возможен до 55 – 600С.

Осенью среднесуточные температуры воздуха переходят через 100С в первую (на севере) и во вторую декаду сентября, а через 15 – 20 дней наступает период с температурами ниже 50С. Первые заморозки в воздухе возможны в конце августа, наиболее часто они повторяются во второй и третьей декаде сентября. К этому моменту происходит одревеснение побегов сосны обыкновенной, и указанное погодное явление не может оказать отрицательного воздействия на годичные приросты. На поверхности почвы заморозки наступают на 10 – 12 дней раньше. В октябре начинается промерзание верхнего слоя почвы, на севере к концу месяца промерзает 10-12 сантиметровый слой. В отдельные аномально холодные годы, может промерзнуть слой почвы до 20 см. Окончанием осеннего периода условно можно считать переход среднесуточных температур к отрицательным, что, по среднемноголетним данным, происходит в последних числах октября. Переходу к зиме предшествует предзимье – период с частой сменой морозных дней оттепелями и неоднократным сходом снежного покрова. В это время усиливается циклоническая деятельность, дни с циклоническим полем составляют до 60% от общего числа дней зимнего сезона.

С переходом среднесуточных температур к -100С наступают типично зимние условия, охватывающие полностью декабрь, январь и февраль. Самый холодный период зимы январь – февраль. Среднемесячная температура января понижается сравнительно равномерно в направлении с юго-запада на северо-восток от -110С до -150С. Отмечаются продолжительные (4 – 5 дней) довольно частые оттепели, которые не приводят к выходу почек из состояния покоя и, следовательно, не представляют для вида опасности. Глубина промерзания почвы - 80 – 90 см, в исключительно холодные малоснежные зимы - до 2 м. Средняя температура пахотного слоя в лесу составляет от -2 до - 10С.

Климат Нижегородской области относится к зоне неустойчивого увлажнения, испарение нередко превышает количество выпадающих осадков. Сосна обыкновенная, являясь весьма засухоустойчивой породой, способна преодолевать засухи без вреда для жизнедеятельности. Годовое количество осадков - от 450 до 475 мм; за холодный период – 135 – 150 мм; минимум приходится на февраль и март. Изменчивость месячных сумм осадков из года в год довольно велика, особенно, в теплый период. В осенне-зимний период осадки бывают не только чаще, но и продолжительнее. Устойчивый снежный покров образуется в начале ноября, в отдельные годы в январе; высота увеличивается постепенно, достигая максимума в I–II декаде марта; с третьей декады начинает уменьшаться, освобождение наступает в основном к концу апреля.

Относительная влажность воздуха в годовом ходе: максимальные показатели в 13 часов дня имеет в декабре и январе (до 85%), менее 50% редко. В мае-июне наблюдается минимум показателя – 50 – 55%. Диапазон оценок влажности более значителен летом, чем зимой. Летом, в дневные часы, наибольшую повторяемость имеют значения от 30% до 50%. Высокая влажность воздуха летом (более 80%) бывает в 10 – 15 случаях из 100. Количество сухих дней (с относительной влажностью воздуха 30% и менее) может достигать 9 – 10 преимущественно в мае. Относительная влажность менее 20% составляет 1 – 3% от продолжительности периода. Вероятность недостатка насыщения воздуха водяным паром в зимой (декабрь – февраль) в соответствии с высокой относительной влажностью и низкой температурой является минимальной. Выше изложены общие черты климата Нижегородской области, однако в пределах округов имеются некоторые различия в значениях отдельных климатических факторов.

       В пределах определенного географического района со сложившимися климатическими условиями состав, рост и продуктивность фитоценозов определяется почвенными факторами: строением профиля, их гранулометрическим и минералогическим составом, физико-химическими свойствами, степенью увлажнения, гумусированностью и т. д., которые в совокупности формируют тип лесорастительных условий (Вайчис, 1973). Фотосинтез, минеральное питание и ростовая активность древесных растений в значительной мере зависят от физических свойств почвы, её гранулометрического состава, содержания гумуса и химических характеристик, что отражено в работах многих авторов (Зайцев, 1964; Долидзе, 2000).

Почвы Нижегородской области изучены и описаны детально и представлены тремя почвенными подзонами: дерново-подзолистые и подзолистые, серые лесные и черноземы. Все Левобережье и юго-западные районы занимают дерново-подзолистые и подзолистые почвы (5 млн. га). Они сформировались под хвойными лесами на моренных, флювиогляциальных и древнеаллювиальных породах с избыточным увлажнением. Их верхние горизонты вымыты и выщелочены. Дерново-подзолистые почвы от подзолистых отличаются более мощным гумусовым горизонтом А1. Для обоих подвидов характерен выраженный подзолистый горизонт А2 белесого цвета. Почвы кислые (рН верхних горизонтов до 3, 5), бесструктурные, бедные гумусом, содержание которого в верхнем горизонте может снижаться до 1%. Степень насыщенности основаниями от 40% до 70%, то есть невысокая, а в гумусовом горизонте может быть еще более низкой. Такие почвы малопригодны для роста многих растений.

Гранулометрический состав на половине площади, занимаемой подзолистыми почвами, соответствует средне- и легкосуглинистому, третья часть – супесчаному, остальные – песчаному. Лучшими считаются суглинистые почвы, худшими – песчаные. Кроме подзолистых почв в этой подзоне встречаются болотно-подзолистые, болотные и дерновые (включая дерново-карбонатные и дерново-глеевые). Последние распространены и в других почвенных подзонах области. Большую часть Правобережья занимают серые лесные почвы (1, 5 млн. га). Они формируются в районах с расчлененным рельефом и примерно одинаковым соотношением количества выпадающих осадков и испаряющейся влагой, в основном под лиственными лесами. По гранулометрическому составу это в основном суглинистые почвы. Содержание физической глины и илистых частиц в серых-лесных почвах обычно возрастает в нижних горизонтах. По содержанию гумуса в верхнем аккумулятивном горизонте они подразделяются на светло-серые (до 3% гумуса), серые (3 – 4, 5%) и темно-серые (4, 5 – 9%). Мощность горизонта А1 возрастает от 7 – 10 см у светло-серых до 25 – 30 см у темно-серых лесных почв. С глубиной количество гумуса резко сокращается, особенно в светло-серых почвах. У таких почв подзолистый горизонт слабо выражен, вместо него часто выделяется горизонт А2В, с хорошо выраженной ореховатой структурой. Распространенным является наличие кремнеземистой присыпки, которая считается морфологическим признаком их оподзоленности.

Светло-серые почвы приурочены к повышенным участкам и верхним частям склонов. В средней части склонов на ровных плато обычно встречаются серые лесные почвы, в пониженных местах – темно-серые лесные. В районах, примыкающих к Волге и Оке, где рельеф наиболее расчленен, преобладают светло-серые лесные почвы. Южнее, по линии Большое Мурашкино – Княгинино – Спасское, распространены серые лесные почвы. В районе Ардатов – Дивеево – Шатки – Большое Болдино преобладают темно-серые лесные почвы.

По естественному плодородию серые лесные почвы (особенно темно-серые) плодороднее подзолистых, менее кислые, содержат больше гумуса и лучше оструктурены. Их верхние горизонты бедны обменными основаниями. Гидрологическая кислотность горизонта А1 изменяется в широких пределах от 1, 9 до 9, 35 мг экв. на 100 г почвы. Содержание поглощенных оснований в перегнойном горизонте составляет 16, 4 – 52, 2 мг экв. на 100 г почвы. Насыщенность основаниями высокая (67 – 94 %) и возрастает от светло-серых к темно-серым, в пределах подтипа – по мере увеличения глинистой и илистой фракции почв. В верхних горизонтах серых лесных почв содержание фосфора низкое, в нижних его содержание, как правило, возрастает; большая варьированность наблюдается в обеспеченности этих почв калием.

Рельеф Нижегородской области также хорошо изучен, он описывается как равнинный, представляет собой чередование возвышенностей и понижений, отмечаются участки степей по долине реки Пьяны, расположенной на Приволжской возвышенности.

Река Волга делит территорию области на две части – низинное Левобережье (Заволжье) и возвышенное Правобережье, сильно различающиеся по природным условиям. Заволжье – часть Волжско-Окской низины - представляет собой равнину. Высота над уровнем моря пониженных заболоченных участков вдоль левого берега Волги и Ветлуги - 50 – 70 м. В этой части много песчаных дюн, грив, скоплений валунов, болот, торфяников и озер. К Заволжью близка по физико-географическим условиям Балахнинская низменность с абсолютными высотами 70 – 110 м, расположенная в междуречье Волги и Оки. Севернее, к водоразделу Ветлуги и Унжи, высота местности постепенно возрастает до 165 – 185 м, а рельеф становится более расчлененным. Правобережье Оки и Волги – волнистая равнина, образованная Алатырским валом, являющимся крайним северным выступом Приволжской возвышенности. Высота местности 180 – 250 м над уровнем моря. Возвышенность к Оке и Волге резко обрывается, образуя Стародубье, Перемиловские, Дятловы, Фаддеевы горы. Они изрезаны оврагами, оползнями. Алатырский вал расчленен понижениями долин рек Теши, Сережи, Пьяны, Алатыря. Река Пьяна, текущая сначала на запад, делает крутой поворот на восток и ограничивает возвышенный район – Межпьянье. Долины этих рек, а также Оки, Волги и Суры, ограничивающие Правобережье с запада, севера и востока, лежат в пределах 50 – 100 м над уровнем моря. На территории правобережья сильно развита овражно-балочная сеть в связи с преобладанием мягких осадочных пород. Во многих местах, где неглубоко встречаются отложения пермских глинистых известняков и гипсов, образуются карстовые формы рельефа (около 10 тыс. км2) в виде провалов, воронок, ям, пещер.