Бесплатно скачать, заказать диплом, курсовую, диссертацию Повышение Биорезистентности насаждений на основе механизмов экологического разнообразия

У нас уже 176407 рефератов, курсовых и дипломных работ

Сделать закладку на сайт

Заказать диплом, курсовую, диссертацию

Быстрый переход к готовым работам

Мнение посетителей:

Книга жалоб
и предложений

Название	Повышение Биорезистентности насаждений на основе механизмов экологического разнообразия

Количество страниц	60

ВУЗ	МГИУ

Год сдачи	2010

Бесплатно Скачать	24421.doc

Содержание	Содержание Нормативные ссылки... 4 Определения... 5 Обозначения и сокращения...7 Введение...8 Основная часть...12 1 Общая информация... 12 1.1 Выбор направления исследований...12 1.2 Характеристика района исследований...22 1.3 Объекты и методика исследований... 35 2 Характеристика жизнеспособности основных лесообразующих пород исследуемого региона...50 3 Зависимость биорезистентности насаждений от уровней экологического разнообразия...67 3.1 Структурное разнообразие...67 3.2 Композиционное разнообразие...79 4 Экологическое разнообразие как фактор, снижающий приспособляемость патогенных организмов...102 5 Роль селекции на биорезистентность в повышении разнообразия насаждений... 108 6 Мероприятия по повышению биорезистентности насаждений...117 Выводы... 119 Список использованных источников... 121 Приложения Приложение А Базовые данные исследования жизнеспособности насаждений... 141 Приложение Б Базовые данные исследования структурного разнообразия... 154 Нормативные ссылки В настоящей диссертации использованы ссылки на следующие стандарты: ГОСТ 2.105 - 95 Единая система конструкторской документации. Общие требования к текстовым докумнтам. ГОСТ 2.111 - 68 Единая система конструкторской документации. Нормоконтроль ГОСТ 6.38 - 90 Унифицированные системы документации. Система организационно-распорядительной документации. Требования к оформлению документов ГОСТ 7.1 - 2003 Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления ГОСТ 7.9 - 95 (ИСО 214 - 76) Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Реферат и аннотация. Общие требования ГОСТ 7.12-93 Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Библиографическая запись. Сокращение слов на русском языке. Общие требования и правила ГОСТ 7.32 - 01 Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Отчёт о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления ГОСТ 7.54-88 Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Представление численных данных о свойствах веществ и материалов в научно-технических документах. Общие требования ГОСТ 9327 - 60 Бумага и изделия из бумаги. Потребительские форматы Определения В настоящей диссертации применены следующие термины с соответствующими определениями: Автоматизм биологический — внутренняя способность клеток, органов, организмов, популяций и сообществ к ритмичному функционированию (относительно независимо от внешних стимулов). Аггрегация — скопление особей одной популяции в пределах биоценоза; может быть вызвано экологическими, биологическими или биоцено-тическими причинами. Процесс формирования мозаичности при становлении лесного фитоценоза. Биорезистентность - способность лесных древесных растений и насаждений противостоять активно или пассивно в большей или меньшей степени негативному эффекту жизнедеятельности их консументов -грибов, насекомых, вирусов, бактерий, млекопитающих и птиц. Биотип - элементарная внутрипопуляционная единица; группа особей с одинаковым (идентичным) генотипом, т.е. с одинаковым комплексом генов. Поскольку все наши древесные породы являются перекрёстноопыляющимися и состоят в основном из особей семенного происхождения, по существу гибридных (гетерозигот), то практически невозможно встретить два абсолютно идентичных по всем генам дерева. Вирулентность — способность паразитических организмов преодолевать защитные реакции хозяинного организма. Жизнеспособность {vitality - жизненность) - показатель состояния здоровья особей, популяции или сообщества (насаждения, лесной экосистемы); характеризуется качественными и количественными параметрами - особеностями габитуса, физиологических и биохимических показателей, интенсивностью размножения и выживания потомства, конкурентноспособностью, приспособленностью к условиям среды. Иммунитет — полная невосприимчивость (непоражаемость) организма к тому или иному (или нескольким) фактору поражения. Иммунитет абсолютен, является качественным признаком, в то время как биорези-стентность относительна, является количественным признаком и разделяется в зависимости от силы проявления на категории. Паразитизм — форма взаимоотношений между организмами разных видов, при которой один вид {паразит) использует другого (хозяина) в качестве среды обитания и источника пищи, возлагая при этом на него (частично или полностью) регуляцию своих отношений с внешней средой и извлекает при этом выгоду за счёт подавления партнёра. Патогенность - способность организма вызывать болезнетворный процесс в другом организме. Приспособленность — интегральный показатель, определяемый рядом свойств организма: жизнеспособностью, быстротой достижения репродуктивного возраста, продолжительностью репродуктивного периода, способностью к скрещиванию и плодовитостью. Приспособленность особи к условиям среды определяется её генотипом. Из нескольких сравниваемых групп приспособленность той, которая выше, принимается за 1, приспособленность других - за доли единицы. Раса - группа особей одного вида, отличающаяся генетически обусловленными жизненными ритмами (сроками цветения, спаривания, плодоношения и т.д.) и другими признаками; расы обычно формируются на основе генофонда популяций и субпопуляций. Эпифитотия — массовое развитие инфекционной болезни в течение ограниченного периода времени. Обозначения и сокращения A (abundance) - обилие видов растений, грибов, животных BD (biological diversity) - биологическое разнообразие V (vitality) - жизнеспособность (жизненность), степень здоровья деревьев и насаждений ГПЗК - государственные природные заказники ДП - дендрологические парки ЕА (ecological accordance) - экологическое соответствие ЛЗ - лесозащита ЛП - лесопатология МСОП - международный союз охраны природы и природных ресурсов НИИЛГиС - Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт лесной генетики и селекции" НИР - научно-исследовательская работа ООПТ - особо охраняемые природные территории ППП - постоянные пробные площади ПДК - предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ ПДН - предельно допустимые нагрузки РЛП - рекреационное лесопользование КПП - круговая пробная площадь ВГЛТА - Воронежская государственная лесотехническая академия Введение Введение Актуальность темы обусловлена тем, что в последние десятилетия в Краснодарском крае, как и во многих регионах мира, под влиянием техногенных, рекреационных и климатических факторов развивается процесс снижения биорезистентности насаждений, как естественных, так и созданных человеком. В результате этого леса, как доминирующая форма растительности, не могут в полной мере выполнять свойственные им экологические, экономические и социальные функции. Необходимы научно обоснованные и практически выполнимые меры по повышению биорезистентности насаждений. Решению данного вопроса на основе механизмов экологического разнообразия, биологического автоматизма посвящена тема данной диссертационной работы и в этом её актуальность. Тема соответствует международным соглашениям в области охраны окружающей среды, сохранения лесов, устойчивого развития лесного сектора (Хельсинки, 1991,1993; Конференция ООН по окружающей среде и развитию, 1991; Лесные принципы, 1993; Концепция устойчивого управления лесами РФ, 1996), а также соответствует российским решениям, направленным на создание условий для устойчивого развития, прежде всего "Основам политики РФ в области развития науки и технологий на период до 2010 года и дальнейшую перспективу", 2002. Работа выполнена в рамках госбюджетной темы кафедры экологии, защиты леса и лесного охотоведения Воронежской государственной лесотехнической академии "Реабилитация гоместаза лесных экосистем" (№ госрегистрации 01.200209835), федеральной целевой программы "Интеграция науки и высшего лесотехнического образования, инновационная деятельность на предприятиях лесного комплекса" (№ госрегистрации 01.2.00103888), а также в рамках темы по гранту Министерства образования РФ "Генетико-экологическое обоснование и разработка системы мер и 8 технологий по оздоровлению лесов" (ТОО-11.1-446). Цель исследований - повышение биорезистентности лесных насаждений на основе использования механизмов экологического разнообразия. В соответствии с целью диссертационной работы необходимо было решить следующие задачи: - определить уровень жизнеспособности основных лесообразую-щих пород исследуемого региона, оценить уровни соответствия насаждений условиям произрастания на основе лесопатологических и лесоводсть-венных критериев; - исследовать зависимость биорезистентности основных лесообра-зующих пород и насаждений от уровней их экологического разнообразия лесных экосистем; - оценить роль экологического разнообразия в снижении приспособляемости патогенных организмов; - разработать систему мер по повышению биорезистентности насаждений на основе механизмов экологического разнообразия и массового отбора на биорезистентность. Научная новизна исследований заключается в том, что впервые дано научное обоснование использования механизмов экологического разнообразия в целях повышения биорезистентности насаждений (1), исследована зависимость биорезистентности насаждений от уровней их экологического разнообразия (2), показана роль экологического разнообразия насаждений в снижении приспособляемости патогенных организмов (3). Практическая значимость результатов работы определена предложенной системой мер по повышению биорезистентности насаждений на основе механизмов экологического разнообразия и массового отбора на биорезистентность (1), полученными оценками жизнеспособности насаждений в зависимости от их структурного и композиционного разнообразия (2), отселектированными биотипами дуба черешчатого, резистентными к мучнистой росе. Обоснованность и достоверность результатов исследований и выводов обеспечены комплексным методическим подходом в достижении цели, постоянным контролем получаемых данных посредством критических статистик, систематически-случайным принципом выбора проб при проведении натурных обследований, широкой сетью долговременных опытных и опытно-производственных объектов. Положения, выносимые на защиту: - зависимость биорезистентности насаждений от уровней их экологического разнообразия, - роль экологического разнообразия насаждений в снижении приспособленности дендроконсументов, - обоснованность системы мер по повышению биорезистентности насаждений на основе механизмов экологического разнообразия. Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертации докладывались на Научно-практической конференции с международным участием "Интеграция науки и высшего лесотехнического образования, инновационная деятельность на предприятиях лесного комплекса" (Воронеж, 2002), на 7-й международной научно-практической конференции "Высокие технологии в экологии" (Воронеж, 2004), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием "Интеграция науки, образования и производства для развития лесного хозяйства и лесопромышленного комплекса" (Воронеж-Краснодар, 2004). Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 16 опубликованных работах. Объём выполненных работ. Проанализированы результаты лесо-патологической инвентаризации насаждений, проведенной на круговых учётных площадях в равнинных дубравах дуба черешчатого (25 проб), в 10 предгорье (36 проб), в нижнегорье (44 пробы), в предгорных дубравах дуба скального (25 проб), в нижнегорье (44 пробы), в предгорных дубравах дуба пушистого (25 проб), в нижнегорье (25 проб), в предгорных каштанниках (16 проб), в нижнегорных (36 проб), в среднегорных (36 проб), в прибрежных букняках (16 проб), в среднегорных (17 проб), в пихтарниках средне-горья (20 проб), в пихтарниках высокогорья (25 проб); в ельниках средне-горья (36 проб), высокогорья (38 проб), в сосняках среднегорья и высокогорья (51 проба): всего 515 учётных пробных площадей. Структурное разнообразие исследовалось на круговых пробных площадях: в свежих пихтарниках - 70 проб, во влажных пихтарниках - 36 проб, всего 106 проб. Композиционное разнообразие насаждений исследовалось на 128 пробах. Лично автором проведены исследования на 320 пунктах наблюдений и на 20 постоянных пробных площадях. В насаждениях отобраны 18 деревьев дуба черешчатого, плюсовых по устойчивости к мучнистой росе. На основе их потомств отобран биотип, проявляющий резистентность к мучнистой росе. Лично автором проведены 32 эксперимента по искусственному заражению деревьев патогенными организмами. Структура и объём диссертации. Диссертация соответствует Межгосударственному стандарту ГОСТ 7.32-2001; состоит из введения, основной части, включающей шесть разделов и 10 выводов по результатам исследований; приведен список использованных источников (165 источников); имеются 2 приложения; изложена на 155 страницах, включает 22 рисунков, 23 таблицы. 11 Основная часть 1 Общая информация Согласно межгосударственному стандарту ГОСТ 7.32-2001 в данном разделе приведено обоснование выбора направления исследований, дан краткий анализ природных условий региона исследований, изложены ключевые позиции методики НИР. При изложении данного и последующих разделов учтены также требования стандартов ГОСТ 1.5-93, ГОСТ 2.105-95, ГОСТ 2.111-68, ГОСТ 6.38-90, ГОСТ 7.1-2003, ГОСТ 8.417-81. 1.1 Выбор направления исследований Природная уникальность Краснодарского края, определяемая прежде всего разнообразием рельефа, почв, растительного и животного мира, близостью Черного и Азовского морей, мягким, частично субтропическим климатом, обусловливает специфику природопользования, ведения лесного хозяйства. В крае хорошо развито лесокультурное дело и в то же время здесь сохранилась ещё относительно ненарушенной структура и динамика процессов девственных лесов, их первобытный облик. Под влиянием антропогенных, техногенных, климатических факторов в последние десятилетия наметились тенденции снижения биорези-стентности основных лесообразующих пород, общего уровня уровня жизнеспособности насаждений, природного уровня биологического разнообразия леса. Эти явления негативно отражаются на выполнении лесонасаждениями экологических, экономических и социальных функций. Необходимы научно обоснованные и практически выполнимые меры по повышению устойчивости лесов как естественного происхождения, так и создан- 12 ных (создаваемых) искусственно. Проблема повышения устойчивости лесов актуальна во всём мире. В подходах к её решению есть как общие, так и специфические черты, немало дискуссионных вопросов. Среди последних - само понятие устойчивости биологических сообществ. Ю.М. Свирежев и Д.О. Логофет (1978) определяют, "... что сообщество устойчиво, если устойчиво некоторое нетривиальное положительное решение системы дифференциальных (разностных, дифференциально-разностных и т.д.) уравнений, являющейся моделью этого сообщества" (с. 14). Данное формализованное определение устойчивости является основанием для последующего вывода о том, что сохранение числа видов видов в сообществе не обязательно. Но в то же время справедливо и утверждение о том, что исключение одного или нескольких видов из сообщества можно интерпретировать как нарушение его устойчивости. Оставшиеся (возможно вместе с появившимися) виды со временем сформируют устойчивое сообщество, но это будет уже другое сообщество. В лесной экологии термин «устойчивость» чаще всего употребляется как синоним термина «стабильность», когда лесная экосистема закономерно развивается, успешно противостоя, благодаря своей внутренней организации, "возмущающим" (как правило, негативным) факторам внешней среды. В этом смысле термин устойчивости и употребляется нами в данной работе. Нами термин «устойчивость» употребляется в качестве синонима термина «биорезистентность», понимаемого как способность древесных растений и насаждений противостоять активно или пассивно, в большей или меньшей степени негативному эффекту жизнедеятельности их консу-ментов - грибов, насекомых и других организмов (Арефьевым, 1996). В этом определении термин «резистентность» не противопоставляется более 13 употребительному в русскоязычной литературе термину «устойчивость», но применяется в более узком смысле, как более конкретный, точный и соответствующий его значению в мировой литературе. Другая особенность употребления нами термина «устойчивость» в том, что ему придаётся фенотипический смысл. В большинстве же определений (Painter, 1951; Rohmeder, Schonbach, 1959; Beck, 1965; Robinson, 1969 и др.) подчёркивается необходимость именно генотипической интерпретации термина. Следует подчеркнуть, что обе интерпретации верны. Но фенотипическое определение более соответствует сфере деятельности лесоводов, которые работают преимущественно с популяциями древесных растений и которых интересует прежде всего сам факт проявления устойчивости, в то время как селекционеров интересует исключительно устойчивость с высоким уровнем генетической обусловленности. Термин «иммунитет», понимается нами как высшая форма проявления биорезистентности, характеризующая полную невосприимчивость (непоражаемость) хозяинного растения к тому или иному или нескольким факторам биологического поражения. Существенно, что иммунитет абсолютен, является качественным признаком, в то время как биорезистент-ность (R - resistance) относительна, является количественным признаком, разделяемым, в зависимости от силы проявления, на категории - высокую ( RR ), среднюю ( R ), низкую ( RS ). Диаметрально противоположный термин «восприимчивость» (S - susceptibiliti) характеризует степень восприимчивости к болезни и разделяется на категории - высокую ( SS ), среднюю ( S ), низкую ( SR). Также в данной работе употребляется термин «толерантность», понимаемый как способность древесного растения сохранять жизнеспособность при Поражении; толерантность обычно разделяется на высокую, среднюю и низкую. 14 Интегрированный подход к управлениею лесами, при котором достигается баланс различных функций леса и потребностей современного общества на территории крупных регионов в настоящее время неизбежно связано с вопросами повышения устойчивости как лесов естественного происхождения (если они остались), так и искусственно созданными. Интегрированное управление лесами ведёт к увеличению природных и рекреационных ценностей леса, способствует повышению устойчивости лесных экосистем, повышает запас леса на корню, стимулирует выборочные рубки. К примеру, для интегрированного управления лесами в Нидерландах характерно следующее (Вит, Рюйтер, 1997): лесные насаждения -смешанные (1) и состоят, главным образом, из местных пород (2); лесовозобновление осуществляют преимущественно под защитой полога существующих насаждений (3); сухостой - составная часть существующих лесных насаждений (4); лесохозяйственные мероприятия проводят постепенно, избегая резких изменений (5). При этом утверждается, что для повышения устойчивости лесов необходимо повышенное внимание к работникам леса (Lindgren, 1982). В проблема повышения устойчивости лесонасаждений очень многогранна, поскольку причины, снижающие их устойчивость и жизнеспособность различны. Выдающийся лесозащитник А.И. Воронцов (1987) писал о том, что всё чаще лесозащите приходится вмешиваться в жизнь создаваемых лесных культур и корректировать различные лесоводственные мероприятия, терпящие неудачу, поскольку произволдство чистых культур привело их к массовому повреждению насекомыми, гибными болезнями, копытными животными; большую тревогу вызывают замена сосны еловыми плантационными культурами, чрезмерное увлечение экзотами. Бурное развитие рекреации часто вносит необратимые изменения в лесные экосистемы, которые постепенно теряют свою биологическую устойчивость. Особенно опасны пестициды и промышленные выбросы. 15 В связи с возрастающим техногенным воздействием на биосферу увеличивается природоохранное значение лесов (Пастернак и др., 1987). Однако нормативы предельно допустимых концентраций (ПДК) обычно не приемлемы для экологического определения предельно допустимых нагрузок (ПДН) на древесную растительность, так как величина их в несколько раз выше, чем нормативы для растений. Поэтому нормирование выбросов, а такжеразработка ПДК и ПДН для растительности представляется исключительно важной задачей. Всё большее значение в современных лесных экосистемах приобретает биологическое загрязнение - привнесение в экосистемы и размножение чуждых им элементов (видов организмов). По мнению Е.Г. Мозо-левской (1996), одним из главных показателей ценности экосистем и нанесённого им ущерба может стать их биологическая продуктивность, как мера вклада экосистем в жизнеобеспечение территории региона. Эта точка зрения заслуживает внимания и развития. Большой вклад в развитие учения о биоразнообразия внёс О. П. Негробов. Его работы «Биоразнообразие как основа гомеостаза экосистем» (1995), «Стратегия изучения биоразнообразия Черноземья» (в соавторстве с С. О. Негробовым, 1998), «Проблемы региональной стратегии сохранения биоразнообразия» (2000), «Биоразнообразие: Чёрные страницы Красной Книги» (в соавторстве с К. В. Успенским, 2000) во многим определили направление и характер наших исследований. О.П. Негробов (1987) предложил использовать двукрылых насекомых для экологического мониторинга лесных экосистем на основе их численности, большому количеству видов, специализации питания личинок, стенобионтности отдельных групп. При этом автор считает, что биоиндикация должна быть построена как на многолетних наблюдениях, так и с учётом региональных особенностей, биологии, фенологии, трофических 16 связей. Могут быть использованы как имагинальная, так и лярвальная стадии. Практически удобна индикация отдельных стадий разрушения древесины с помощью личинок насекомых. Состояние лесной среды может определяться и на основе использования в качестве биоиндикаторов стволовых стволовых насекомых (Трофимов, 1987). Это обусловлено их обилием, видовым разнообразием, структурой образуемых сообществ и постоянного присутствия в лесу. На понижение устойчивости насаждений указывают следующие признаки: заселение насекомыми не свойственных им участков ствола, отклонение от прямолинейности маточных ходов у продольноходовых выидов короедов, отпечатывание на заболони ходов ксилофагов и др. Здоровым насаждениям присущи разреженные популяции стволовых насекомых с определёнными и стабильными характеристиками, оценками их варьирования и чстотными распределениями. Превышение этих характеристик свидетельствует о снижении устойчивости древостоя. По мнению автора, понижение устойчивости древостоя определяется по преобладанию какого-либо одного типа отмирания, по росту встречаемости, доминированию и численности насекомых, считающихся опасными стволовыми вредителями. Очевидно, что использование стволовых насекомых в качестве биоиндикаторов целесообразно в основном лишь в древостоях, предрасположенных к возникновению эпизодических и хронических очагов насеко-мых-ксилофагов вследствие воздействия таких патологических факторов, как пожары, дефолиация, ветровал, промышленные выбросы, заражённость инфекционными заболеваниями. Оригинальным представляется предложение использовать дерево-разрушающие грибы в качестве биоиндикаторов загрязнения лесных экосистем тяжёлыми металлами (Юпина, Калимуллина, 1987), СВ. Шевченко (1987) также считает возможным использовать фитопатогенные грибы в

Список литературы

Цена, в рублях: (при оплате в другой валюте, пересчет по курсу центрального банка на день оплаты)	1425

Скачать бесплатно	24421.doc

Найти готовую работу

ЗАКАЗАТЬ

Обратная связь:

Связаться

Вход для партнеров

Регистрация

Восстановить доступ

Материал для курсовых и дипломных работ

15.04.24 Задачи, условия и этапы организации экспериментальной работы

15.04.24 Критерии качества преподавания

15.04.24 Категория нормы в обучающей деятельности

Архив материала для курсовых и дипломных работ

Ссылки:

Счетчики:

© 2006-2022. Все права защищены.
Выполнение уникальных качественных работ - от эссе и реферата до диссертации. Заказ готовых, сдававшихся ранее работ.