Оценка биоресурсного потенциала насаждений Tilia cordata геопарка Торатау Республики Башкортостан с использованием цифровых технологий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оценка биоресурсного потенциала насаждений Tilia cordata геопарка Торатау Республики Башкортостан с использованием цифровых технологий

Ирина Дмитриевна Самсонова, Миляуша Рафаэловна Нуркаева, Венер Нуруллович Саттаров, Раиль Рауфович Хисамов

Аннотация

Насаждения Tilia cordata являются самой продуктивной кормовой базой пчеловодства на территории Башкортостана (нектароносных насаждений - около 33 %), что составляет почти 80 % от общих медоносных ресурсов. Объект исследования геопарка «Торатау», входящий в Глобальную сеть геопарков ЮНЕСКО, обладает невероятным биологическим разнообразием и служит для сохранения естественной флоры и поддержания генетической чистоты популяции аборигенной бурзянской бортевой пчелы. Целью научной работы явилось совершенствование оценки биоресурсного потенциала медоносных угодий липняков с использованием цифровых технологий. Для уточнения площадей липняков были обработаны данные таксационных описаний по возрасту, полноте, бонитету и типам леса с применением табличного редактора Ехсеї и разработанного алгоритма действий. Результаты вычислений показали, что наибольшие площади составляют липняки перестойные в возрасте 50-90 лет (2403,04 га), с полнотой 0,7 (1210,42 га - 47,7 %), III класса бонитета, (1948,49 га - 76,8 %), тип леса снытьево-кустарничковый липняк (2035,11 га - 80,2 %). Биоре- сурсный потенциал угодий с преобладанием перестойных древостоев липы (2403,04 га) по классам возраста составляет 1250339 кг. Предложенная методика позволяет автоматизировать решение задач, которые возникают в процессе выполнения камеральных работ по оценке медоносных ресурсов на больших площадях и протяженной территории.

Ключевые слова: насаждения Tilia cordata, биоресурсный потенциал, таксационные показатели, Excel

Abstract

Assessment of bioresource potential of Tilia cordata plantations in Geopark Toratau (Republic of Bashkortostan) using digital technologies

Irina D. Samsonova13, Milyusha R. Nurkaeva2, Vener N. Sattarov2,

Rail R. Hisamov3

Plantations of Tilia cordata are the most productive forage base for beekeeping in the territory of Bashkortostan (nectar-bearing plantations is about 33%). It amounts to almost 80% of the total honey resources. The research object of the Toratau Geopark which is part of the UNESCO Global Geoparks Network has an incredible biological diversity and serves to preserve the natural flora and maintain the genetic purity of the native Burzyan bee population. The purpose of the scientific work was to improve the assessment of the bioresource potential of the honey-bearing lands of lime forests using digital technologies. To clarify the areas of lime-tree forests, the data of taxation descriptions by age, completeness, site class and forest types were processed using the Excel spreadsheet editor and the developed algorithm of actions. The results of the calculations showed that the largest areas are overmature lime forests at the age of 5090 years (2403.04 ha), with a density of 0.7 (1210.42 ha - 47.7 %), site class III, (1948.49 ha - 76.8 %), with the type of linden-shrub forest (20 35.11 ha - 80.2 %). The bioresource potential of lands with a predominance of overmature linden stands (2403.04 ha) by age class is 1250339 kg. The proposed technique makes it possible to automate the solution of problems that arise in the process of performing office work on the assessment of melliferous resources over large areas and an extended territory.

Keywords: Tilia cordata stands, bioresource potential, taxation indicators, Excel

Введение

Территория России располагает огромными медоносными ресурсами. Разные категории площадей лесного фонда могут играть первостепенную роль в решении очень важной задачи, направленной на резкое увеличение производства продуктов пчеловодства. В связи с этим наибольшего внимания заслуживает рациональное использование липняков и других насаждений с участием липы для создания кормовой базы пчеловодства.

Республика Башкортостан - единственное место в России, где богатые медоносные угодья способствуют сохранению в чистоте среднерусской лесной пчелы в бортевых деревьях [1]. Зональногеографическое положение республики, обширность территории, наличие Уральских гор и равнинных пространств обуславливают большое разнообразие лесорастительных условий. Липняки занимают третье место среди лиственных лесов. Защитные липовые насаждения площадью 243,5 тыс. га, выполняя экологическую и социальную функции, составляют 21,9 % всех липняков республики. Липовые древостои отличаются значительным участием в фонде лесных земель в качестве угодий для пчеловодства (около 33% нектароносных площадей) и получения товарной древесины (около 67%) [2-4].

А.М. Ишемгулов, выполняя оценку медоносных ресурсов в лесах Башкортостана, отметил увеличение площадей и участие липы в составе древостоя в более старших группах возраста, что безусловно отразится на медоносной ценности этих угодий. Многолетние наблюдения ученых показали, что с приспевающих и спелых древостоев липы можно получить до 350 тыс. т меда. Существующие площади липняков на территории республики позволят содержать не менее 1 млн. пчелиных семей [5].

Липовые насаждения Южного Урала отличаются географическими особенностями эколого-биологических признаков, которые, несомненно, требуют внимания в научных исследованиях с целью дальнейшего многостороннего практического использования.

Территория геопарка «Торатау» входит в Глобальную сеть геопарков ЮНЕСКО (Global Geopark Network GGN) и обладает невероятным биологическим разнообразием [6]. Природные объекты, являющиеся основой геопарка, подлежат строгой охране и режиму использования в рамках федерального, регионального и местного законодательства и являются научной ценностью. Также объект исследования служит оптимизацией численности, расширения ареала и поддержания генетической чистоты популяции аборигенной бурзянской бортевой пчелы (Apis mellifera L.), обитающей в естественных и искусственных дуплах, сохранения традиционного народного промысла - бортничества. Несмотря на множество исследований по оценке биоресурного потенциала медоносных угодий, информация по оценке медоносных ресурсов на территории геопарка Торатау в научно-монографических источниках отсутствует.

Целью научной работы явилось совершенствование оценки биоресурсного потенциала медоносных угодий липняков с использованием цифровых технологий.

Методика исследований

Для проведения исследований на территории Гафурийского, Макаровского и Стерлитамакского лесничеств подобраны лесные участки, используя лесохозяйственные регламенты, учитывая доступность лесных участков и их ценность для пчеловодства. На заложенных пробных площадях выполняли учет медоносных растений по типам леса. Возраст древостоя уточняли по таксационным описаниям. Участие медоноса в насаждении определяли по формуле состава древостоя [7]. С использованием цифровых технологий были обработаны данные таксационных описаний для уточнения площадей липняков по возрасту, полноте, бонитету и типам леса. Выделы подбирались только по преобладающей породе липы в составе древостоя с возрастом не менее 20 лет. Биоресурсный потенциал (Б^) угодий для медосбора определяли с учетом распределения площади липняков и сахаропродуктивности растения для условий РБ [8, 9].

Результаты исследований

Из данных лесохозяйственных регламентов Макаровского и Гуфу- рийского лесничеств (2018 г) в липовых насаждениях выделяют нектарную и товарную хозяйственные секции. К липнякам эксплуатационным (189957 га) отнесены древостои, которые в настоящее время еще не используются в качестве кормовых угодий для пчеловодства. Таких липняков на территории геопарка насчитывается 69,959 тыс. га, или 32,8 % от всей площади липняков. кормовой пчеловодство популяция пчела

Площади липовых насаждений на территории геопарка, расположенные в Макаровском лесничестве, составляют 23,3 % лесопокрытой площади и в Гуфурийском - 21,1 %. Таким образом, лесничества на территории геопарка, за исключением липовых насаждений Стерлитамакского лесничества, относятся к третьей группе липовых лесов, которые подвергаются антропогенному воздействию. При этом распределение липняков по группам возраста в лесничестве крайне неравномерное. На территории геопарка значительные площади занимают спелые и перестойные липы (77,4 %), приспевающие 24388 га (11,4 %) (рис. 1).

Рис. 1. Площади лесных земель с преобладанием липы по группам возраста в геопарке Торатау, га. Fig. 1. Linden forest area by groups Geopark of Toratau, ha.

Преобладание спелых и перестойных древостоев Tilia cordata характеризует изучаемые угодья как ценные для отрасли пчеловодства. Поэтому выделение липняков по группам возраста имеет важное практическое значение для эффективного использования ресурсов и получения продуктивных медосборов. Необходимо отметить, что отсутствие достаточных площадей младших групп возраста отрицательно скажется на медовую продуктивность изучаемых лесных участков в будущем. Для получения устойчивых медосборов следует формировать разновозрастные древостои и ступенчатость полога с тем, чтобы обеспечивалась достаточная освещенность возможно большей части крон.

Для определения точности полученных результатов по биоресурсному потенциалу медоносных угодий в липовом древостое нами проведены расчеты этого показателя с учетом лесоводственно- таксационных признаков на примере Шихановского участкового лесничества Макаровского лесничества.

Шихановское участковое лесничество имеет общую площадь 12339 га. В лесах лесопарковой зоны (1478 га) запрещено ведение сельского хозяйства, в том числе и расположение пасек. Особо охраняемой природной территорией в 52 квартале лесничества является Пещера Зигановка. Знание площадей и биоресурсного потенциала дикорастущих растений важно для сохранения естественной флоры и поддержания генетической чистоты популяции аборигенной бурзянской бортевой пчелы.

Многолетними исследованиями установлено, липа начинает цвести в 13-15 лет, выделять нектар в 20-25 лет. Степень цветения липы в насаждениях динамичный показатель. Увеличение интенсивности цветения наблюдается с изменением возраста и среднего диаметра древостоев.

Удобной универсальной вычислительной средой для решения задач обработки экспериментальных данных является табличный процессор MS Excel. Нами предложена сортировка и фильтрация таксационных данных по цвету, что значительно упрощает анализ показателей, оперативно систематизируя и определяя необходимые сведения, а также помогает визуально проследить за динамикой их изменений. Для упрощения расчетов биоресурсного потенциала угодий липняков нами предложен алгоритм расчетов. Методика вычислений заключается в присвоении цвета ячейки в табличном процессоре каждому из лесоводственно-таксационных характеристик, необходимых для уточнения. В редакторе Visual Basic используется новый кодированный модуль через меню Insert - Module. Для создания формулы ячейки необходимо использовать следующую цепочку действий:

во вкладке Формулы в панели инструментов входим во Вставка функций;

выбираем категорию Определенные пользователи;

в категории выбираем функцию SumCellByColor;

вводим аргументы функции: в RData все ячейки определяемого показателя, в CellRefColor ячейку с цветом для расчета.

В результате получаем оперативное решение поставленных задач для определения площадей по всем необходимым лесоводственно-таксационным признакам (рис. 2).

Рис. 2. Результаты вычисления площадей с использованием разработчика и нового модуля в редакторе Visual Basic.

Fig. 2. Results of area calculation using developer and new module in Visual Basic Источник: составлено авторами по результатам собственных исследований.

Source: compiled by the authors based on the results of their own studies.

Результаты вычислений показали, что смешанные древостой с преобладающим участием липы в составе древостоя составляют 2536,42 га.

Наибольшие площади составляют липняки приспевающих и спелых групп возраста в возрасте 50-90 лет (2403,04 га), с полнотой 0,7 (1210,42 га - 47,7 %), III класса бонитета, (1948,49 га - 76,8 %), тип леса снытьево-кустарничковый липняк (2035,11 га - 80,2 %) (табл. 1).

Таблица 1. Площади липняков по таксационным характеристикам Table 1. Lipstick area by taxation indices

По результатам расчетов биоресурсного потенциала по классам возраста получили, что площади липняков с преобладанием приспевающих и спелых древостоев (2403,04 га) составляют 1250339 кг (табл. 2).

Таблица 2. Биоресурсный потенциал липняков в Шихановском участковом лесничестве, кг Table 2. Biological Resource Potential of Lime-tree forest in Shikhanov forest management, kg

Источник: составлено авторами по результатам собственных исследований. Source: compiled by the authors based on the results of their own research.

Поскольку ресурсы медосбора зависят не только от состава насаждений (доля участия медоноса), но и от его сахаропродуктивности, может быть введен, в частности, для липы, показатель оптимальной медовой продуктивности. Для липы этот оптимум расположен, согласно данным Е.С. Му- рахтанова, в интервале возраста V-XI классов [10] и средней полноты липовых древостоев на территории геопарка 0,6 - 470 кг/га.

Заключение

Предложенная методика определения биоресурсного потенциала медоносных угодий с применением цифровых технологий позволяет автоматизировать решение практически всех задач, которые возникают в процессе выполнения камеральных работ по оценке медоносных ресурсов на больших площадях и протяженной территории. Многоцелевое использование липняков на территории Республики Башкортостан остается одним из важных направлений в научных исследованиях и ведении хозяйства в лесах. Для рационального использования медоносных ресурсов на землях лесного фонда необходимо увеличить численность пасек и целесообразно организовывать работы в медос- борном сезоне, учитывая лесоводственные особенности липовых насаждений в регионе.

Список источников

1. Ресурсы медоносных растений заповедной горно-лесной зоны Республики Башкортостан / РГ. Фархутдинов [и др.]. // Аграрная Россия. 2013. .№10. С. 30-33.

2. Формирование кадастра медоносных ресурсов Караидельского района темнохвойно-липовых лесов Уфимского плато / А.Г. Маннапов [и др.]. // Естественные и технические науки. 2021. № 7 (158). С. 88-93.

3. Кадастровая оценка медоносных ресурсов горно-лесной зоны Республики Башкортостан / Р.Р. Хисамов [и др.]. // Вестник Удмуртского университета. Серия Биология. Науки о Земле. 2014. № 2. С. 41-49.

4. Хисамов РР, Фархутдинов РГ., Хасанов Ф.Р Мониторинг естественных медоносных ресурсов Бугульминско-Белебеевской возвышенности в пределах Республики Башкортостан // Фундаментальные исследования. 2014. № 5-1. С. 84-88.

5. Ишемгулов А.М., Бурмистров А.Н. Медоносные ресурсы Башкортостана. - Уфа: Информрек- лама, 2008. 260 с.

6. Гареев Э.З. Геологические памятники природы Республики Башкортостан. Уфа: Тау, 2004. 296 с.

7. Самсонова И. Д. Медопродуктивность растительных формаций на землях лесного фонда степного Придонья // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2017. № 4 (358). С. 69-83. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2017.4.69.

8. Самсонова И. Д., Саттаров В.Н. Ресурсный потенциал угодий для медосбора степного Придонья. Воронеж: АртПринт, 2021. 210 с.

9. Кучеров Е.В., Сираева С.М. Медоносные растения Башкирии. М.: Наука, 1980. 128 с.

10. Мурахтанов Е.С. Основы организации комплексного хозяйства в липняках Средней Волги. Л.: Изд-во ЛГУ, 1972. 302 с.

References

1. Farkhutdinov RG, Khisamov RR, Kulagin AA, Yumaguzhin FG, Tashbulatov RK., Hasanov FR. Resources of honey plants on protected mountain forest zone in the Republic of Bashkortostan. Agrarian Russia. 2013;(10): 30-33. (In Russ.).

2. Mannapov AG, Talypov MA, Khisamov RR, Farkhutdinov RG, Mustafin RF, Dikhin DR, et al. Formation of the inventory of honey-bearing resources of the Karaidelsky district of the dark coniferous-lime forests of the Ufa plateau. Natural and technical sciences. 2021;7(158): 88-93. (In Russ.).

3. Khisamov RR, Farkhutdinov RG, Tashbulatov RK, Kulagin AA. Cadastral evaluation of melliferous resources of the mountain and forest zone of the Republic of Bashkortostan. Bulletin of Udmurt University. 2014;(2): 41-49.

4. Khisamov RR, Farkhutdinov RG, Khasanov FR. Monitoring of natural melliferous resources of Bugulma-Belebey upland within Bashkortostan Republic. Fundamental research. 2014;5(1): 84-88. (In Russ.).

5. Ischemgulov AM, Burmistrov AN. Honey resources of Bashkortostan: reference book Ufa: Informreklama; 2008. (In Russ.).

6. Gareev E Z. Geological natural monuments of the Republic of Bashkortostan. Ufa: Tau; 2004. (In Russ.).

7. Samsonova ID. Melliferous capacity of plant formations in forest area lands of the steppe Don region. Russian Forestry Journal. 2017;4(358): 69-83. (In Russ.). Available from: DOI: 10.17238/issn0536- 1036.2017.4.69.

8. Samsonova ID, Sattarov VN. Resource potential of land for the me-additional collection of the steppe Pridonya. Voronezh: ArtPrint; 2021. (In Russ.).

9. Kucherov EV, Siraeva SM. Honey plants of Bashkiria. Moscow: Science; 1980. (In Russ.).

10. Murakhtanov ES. The foundations of the organization of an integrated economy in the lipnyaks of the Middle Volga. Leningrad: Publishing House of Leningrad State University; 1972. (In Russ.).

Размещено на Allbest.ru