CC BY
29
ОСОБЕННОСТИ ВОЗОБНОВЛЕНИЯ НА РАЗЛИЧНЫХ СТАДИЯХ ЛЕСООБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА В КЕДРОВНИКАХ ЮЖНОЙ ЧАСТИ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ
Елена Николаевна Пац
Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, 634055 г. Томск, пр. Академический, 10/3, кандидат биологических наук, научный сотрудник, тел. (3822) 49-19-78, email: patz_imces@mail.ru
В статье рассмотрены особенности формирования и жизненное состояние подроста на различных стадиях лесообразовательного процесса в кедровниках южной части Томской области. Исследованы южно-таежные припоселковые кедровники и кедровое урочище Базой на границе с лесостепью. Показано специфика сукцессий под пологом материнского древостоя, на вырубках и в культурах.
Ключевые слова: подрост хвойных пород, стадия лесообразовательного процесса, виталитетный спектр.
PECULIARITIES OF REGENERETION ON DIFFERENT STAGES OF FOREST-FORMING PROCESS IN THE SIBERIAN STONE PINE FORESTS OF SONTHERN PART OF TOMSK OBLAST
Elena N. Patz
Institute of Monitoring of Climatic and Ecological Systems SB RAS, 10/3 Akademichesky prospekt, Tomsk, 634055, research scientist, PhD (candidate of biological science), laboratory of monitoring of forest ecosystems, tel. (3822) 49-19-78, e-mail: patz_imces@ mail.ru
Peculiarities of forming and vitality of undergrowth on different stages of the forest-forming process in the Siberian stone pine forests in the southern part of Tomsk oblast are considered. Forests of southern taiga and at forest-steppe boundary are investigated. Specificity of successions under forest canopy, on cleared space and in forest cultures are presented.
Key words: coniferous undergrowth, stage of forest-forming process, vitality state distribution.
Долгосрочное прогнозирование динамики породно-возрастной структуры лесов является необходимым условием для предсказания будущих состояний лесных экосистем, основанного на закономерностях роста и развития древостоев, процессов их гибели и естественной регенерации, а также реакций насаждений на возмущающие (естественные) нарушения.
Устойчивость и перспективы насаждений зависит от своевременного и эффективного восстановления сообществ. В связи с этим изучение состава, численности и жизненного состояния подроста в разных условиях и на разных стадиях лесообразовательного процесса представляет собой необходимый этап для понимания динамических процессов в лесных экосистемах.
Наши исследования проведены в 2010-2011 гг. в припоселковых кедровотемнохвойных древостоях южной тайги на Обь-Томском и Томь-Яйском
междуречьях и в Базойском припоселковом кедровнике на границе с лесостепью.
Известно, что для припоселковых кедровников Томской области характерны выраженные в той или иной степени признаки ослабления и деградации, связанные, прежде всего, с нерегулируемой деятельностью человека (многолетним стихийным орехопромыслом, выпасом скота, локальными лесными пожарами, повышенной рекреационной нагрузкой). В ослабленных насаждениях широкое распространение получили очаги вредных насекомых и гнилевых болезней, что сопровождается увеличением площадей санитарных рубок [1]. К распаду древостоев приводят участившиеся в последнее время ураганы. Из-за низкого потенциала возобновления кедра, когда общее количество его подроста обычно не превышает 1-2 тыс. шт./га, естественное восстановление исходных кедровых насаждений затруднено [1].
В настоящее время на нарушенных участках припоселковых кедровников лесовосстановление осуществляется как в результате естественных процессов под материнским пологом, зарастания свободных площадей на вырубках, так и созданием лесных культур. Детали этих процессов для припоселковых кедровников не изучены.
Оценку характеристик древесного подроста в исследованных насаждения проводили на постоянных (ППП) и временных (ВПП) пробных площадях. Определение жизненного состояния (виталитета) проводилось при сплошном его перечете на трансектах путем глазомерной оценки каждого экземпляра с использованием шкалы категорий жизненного состояния взрослых деревьев по характеристикам кроны, предложенной В.А. Алексеевым [2], с последующими дополнениями для кедра [3]. В наших исследованиях учитывалось также поражение подроста сибирским кедровым хермесом, наличие перевершиниваний, заболевания хвои и стволика. Подрост распределялся по 6 категориям состояния: I - здоровый подрост; II - ослабленные молодые особи подроста; III - сильно ослабленные особи; IV - отмирающий подрост; V -свежий сухостой; VI - старый сухостой.
В работе проанализированы данные 25 пробных площадей размером 0,5 -1 га, которые были заложены в разнотравных кедровниках 130-160-летнего возраста, составляющих большую часть выделов припоселковых урочищ на серых и темно-серых лесных почвах. Древостой на пробных площадях одновозрастный и представлен кедром сибирским (10К), классы бонитета - II-III, полнота насаждений - от 0,4 до 1. Часть пробных площадей была заложена на вырубках и в культурах кедра.
Исследованные сообщества были объединены по этапам лесообразовательного процесса в три группы: 1 - восстановление под пологом материнского древостоя; 2 - начало демутационной сукцессии на вырубках; 3 -лесокультурный этап.
Для оценки особенностей развития лесообразовательного процесса мы использовали некоторые из предложенных В.Н. Седых [4] признаков сукцессий: прогрессивность и регрессивность, активность, продолжительность, дифференцированность, агрессивность, сукцессионная сложность.
В наших исследованиях на разных этапах лесообразовательного процесса были выявлены различные признаки сукцессий. Так, под пологом древостоя в изученных припоселковых кедровниках южной тайги прогрессивные черты развития сукцессий проявились в формировании разнопородного подроста из пяти лесных пород (кедр, пихта, ель, береза и сосна), более устойчивого к различным лимитирующим факторам среды. Количественные показатели подроста колеблются от 2,75 и до 10,17 тыс. шт./га. У кедрового подроста под пологом материнского древостоя в виталитетном спектре присутствуют все жизненные состояния (рис.1, 1), от здорового до сухостоя, что, по-видимому, можно трактовать как регрессивную форму развития сукцессии, поскольку молодые особи, имеющие признаки ослабления и много повреждений, в дальнейшем погибнут, что приведет к упрощению фитоценоза.
Южная тайга
Южная граница ареала кедра
40 -20 -0
I II III IV V
Категории состояния Условные обозначения: ^ КеДР § Пихта ШЕчь Ш Сосна
I Береза
I Осина
Рис. 1. Виталитетные спектры подроста в кедрово-темнохвойных древостоях южной тайги (1, 2, 3) и на границе с лесостепью (4, 5, 6) на различных этапах лесообразовательного процесса: 1, 4 - под пологом материнского древостоя; 2, 5 - лесокультурный этап; 3, 6 - начало демутационной сукцессии на вырубках
В Базойском кедровнике в изученных сообществах под пологом материнского древостоя отмечено преобладание левостороннего виталитетного спектра естественного возобновления (рис. 1,4). При воздействии энтомологического фактора (очаг сибирского шелкопряда в 2009 году) сформировался правосторонний виталитетный спектр, где доля фаутных экземпляров составила от 33 до 61% от всего количества подроста. Следует отметить положительную реакцию естественного возобновления -восстановление ассимиляционного аппарата (живая хвоя 2011 г.) на дальнейшее отсутствие энтомологического воздействия. По сравнению с другими припоселковыми кедровниками подрост Базойского кедровника отличается невысокой (2 лесообразующие породы) сукцессионной сложностью.
Лишь в небольшой части изученных фитоценозов (вырубка, кедровник хвощовый и кедровник разнотравный) количество подроста соответствует уровню, необходимому для восстановления материнского древостоя (4 тыс. шт./га, 8,16 тыс. шт./га и 3,4 тыс. шт./га, соответственно), но поскольку доминирующий кедровый подрост относится в основном к ювенильной стадии онтогенеза, то в дальнейшем он, скорее всего, выпадет из состава подроста.
Изучение возобновления под пологом материнского древостоя на южной границе распространения кедра выявило упрощение его сукцессионной сложности при доминировании ели и кедра (рис. 1, 4). В 20-30-летних культурах с обильным самосевом сосны и ели кедр в настоящее время составляет лишь третью часть возобновления. Наличие в виталитетном спектре подроста всех категорий жизненного состояния при умеренно-активном прохождении возрастных этапов определяет регрессивную форму сукцессий с дальнейшей элиминацией ослабленных особей.
Для лесокультурного этапа (рис. 1, 2 и 1, 5), напротив, в южной тайге (рис. 1, 2) отмечено преобладание левостороннего виталитетного спектра
возобновления, что дает нам возможность отнести исследованные фитоценозы к прогрессивной форме развития в отличие от южной границы (рис. 1, 5), где, как и в других припоселковых кедровниках в чистых и смешанных культурах преобладает здоровый подрост, но его количество недостаточно для восстановления насаждения.
Для начала демутационных сукцессий на вырубках, как в южной тайге (рис. 1, 3), так и на границе с лесостепью (рис. 1, 6), характерен левосторонний виталитетный спектр подроста. Следует отметить более высокую сукцессионную сложность естественного возобновления в южной тайге.
В целом, анализируя виталитетные спектры подроста, отметим, что восстановление припоселковых кедровников проходит лучше в южной тайге, тогда как на южной границе ареала требуется проведение специальных лесохозяйственных мероприятий, содействующих лесовозобновлению.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Бех, И.А. Кедр - жемчужина Сибири. [Текст] /И.А. Бех, С.А. Кривец, Э.М. Бисирова. - Томск: Изд-во «Печатная мануфактура», 2009. - 50 с.
2. Aлексеев, ВА Определение жизненного состояния древостоев /ВА. Aлексеев [Текст] // Труды Санкт-Петербургского научно-исследовательского института лесного хозяйства. - СПб., 2004. Вып. 2 (12). - С. 24-33.
3. Кривец, СА. Виталитетная структура древостоев кедра сибирского Pinus sibirica Du Tour на юго-востоке Западной Сибири [Текст] / СА. Кривец, Э.М. Бисирова, ДА. Демидко // Вестник Томского государственного университета. 2008. № 113. - С. 225-231.
4. Седых, В.Н. Лесообразовательный процесс [Текст] / В.Н. Седых. - Новосибирск: Наука, 2009. - 164 с.
© Е.Н. Пац, 2012
