Динамика роста деревьев в онтогенезе кедра сибирского на Кеть-Чулымском междуречье по лесотаксационным данным Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

УДК 57.017+630*561(571.16)

ДИНАМИКА РОСТА ДЕРЕВЬЕВ В ОНТОГЕНЕЗЕ КЕДРА СИБИРСКОГО НА КЕТЬ-ЧУЛЫМСКОМ МЕЖДУРЕЧЬЕ ПО ЛЕСОТАКСАЦИОННЫМ ДАННЫМ

Светлана Александровна Николаева

Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, 634055, Россия, г. Томск, пр. Академический, 10/3, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории динамики и устойчивости экосистем, тел. (3822)49-27-43, е-mail: sanikol [email protected]

Дмитрий Анатольевич Савчук

Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, 634055, Россия, г. Томск, пр. Академический, 10/3, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории динамики и устойчивости экосистем, тел. (3822)49-27-43, е-mail: [email protected]

Проведен анализ роста деревьев в онтогенезе кедра сибирского (Pinus sibirica Du Tour) из лесных сообществ восстановительно-возрастного ряда кедровников зеленомошных на Кеть-Чулымском междуречье (Западная Сибирь) по лесотаксационных данным.

Ключевые слова: рост дерева, таксационные данные, онтогенез, Кеть-Чулымское междуречье, Pinus sibirica.

SIBERIAN STONE PINE TREE GROWTH DYNAMICS IN ONTOGENY IN THE KET-CHULYM INTERFLUVE BY TAXATION DATA

Svetlana A. Nikolaeva

Institute of Monitoring of Climatic and Ecological Systems SB RAS, 634055, Russia, Tomsk, 10/3 Academichesky prospekt, Ph. D., senior research scientists of Laboratory of Dynamics and Stability of Ecosystems, tel. (3822)49-27-43, e-mail: [email protected]

Dmitry A. Savchuk

Institute of Monitoring of Climatic and Ecological Systems SB RAS, 634055, Russia, Tomsk, 10/3 Academichesky prospekt, Ph. D., senior research scientists of Laboratory of Dynamics and Stability of Ecosystems, tel. (3822)49-27-43, e-mail: [email protected]

Growth of Siberian stone pine (Pinus sibirica Du Tour) trees in their ontogeny was analyzed in forest communities of regeneration and age series of green mossy Siberian stone pine forests in the Ket-Chulym Interfluve (West Siberian Plain) by taxation data.

Key words: tree growth, taxation data, ontogeny, Ket-Chulym Interfluve, Pinus sibirica.

Онтогенез, или индивидуальное развитее, кедра сибирского (Pinus sibirica Du Tour) в таежной зоне Западно-Сибирской равнины, как правило, проходит в составе разных сообществ: его начальные этапы - на гарях и вырубках, затем под пологом лиственных пород. В дальнейшем он формирует кедровые или темнохвойно-кедровые леса. Отдельные этапы онтогенеза неугнетенных деревьев соответствуют определенным этапам восстановительно-возрастной динамики кедровых лесов [1-3]. Биологический возраст (онтогенетическое состояние) растений обычно оценивается по качественным признакам. Количест-

венные признаки, как правило, изменяются более плавно и в большей степени зависят от топологических и метеорологических условий [5]. Выделение и описание онтогенетических состояний деревьев кедра сибирского на юго-востоке ЗападноСибирской равнины проведено ранее [2-3 и др.]. Количественному аспекту уделено меньше внимания. В данном сообщении показаны онтогенетические особенности роста деревьев кедра сибирского по лесотаксационным данным.

Объекты исследования - деревья кедра сибирского разного абсолютного и биологического возраста, произрастающие в лесных сообществах восстановительно-возрастного ряда кедровников зеленомошных подзоны средней тайги (Кеть-Чулымском междуречье, юго-восток Западно-Сибирской равнины). На пробных площадях (ПП) спиливались модельные деревья, у которых измерялись высота и диаметр ствола, размеры кроны, приросты в высоту и по диаметру за 10 лет на высоте 1 м (у молодых- за 5 лет в основании ствола), подсчиты-валось количество шишек на дереве. У взрослых деревьев обследовано 10-40 модельных экземпляров на каждой ПП, у молодых (подрост) - 100 (ПП № 26). Всего обследовано около 500 модельных экземпляров с 18 ПП. Материал собран аспирантами под руководством к.с.-х.н. И.А. Беха (ПП № 26) и группой таксации под руководством к.с.-х.н. П.П. Квеглиса (остальные ПП). Изученные лесные сообщества были отнесены к определенному этапу (период, фаза) восстановительно-возрастного ряда развития кедровников [3-4 и др.], а деревья - к определенному этапу (онтогенетическое состояние) онтогенеза [2 и др.].

Начальные этапы развития кедр проходят в составе сообществ, соответствующих I периоду восстановительно-возрастной динамики кедровников, охватывающему время от первичного заселения гарей до начала разрушения лиственного древостоя. В первую фазу (I-1) - заселение вторично-свободных территорий лиственными и хвойными видами - кедр представлен семенами и особями предъювенильного, ювенильного, имматурного состояний. Во второй фазе (I-2) начинается формирование второго яруса из темнохвойных видов, поселившихся на гари одновременно с лиственными видами. У кедра - это деревья виргинильного (v) состояния. Основное количество подроста появляется в период естественного изреживания лиственного жердняка. Эти особи кедра имеет те же онтогенетические состояния, что и в предыдущей фазе. В третью фазу (I-3) с началом распада лиственного яруса хвойные виды образуют второй ярус древостоя. Первое поколение кедра представлено в основном деревьями v состояния, единичные деревья имеют молодое генеративное (gj) состояние.

Переход деревьев кедра в генеративный период происходит во II периоде развития кедровников. В первой фазе (II-1) окончательно разрушается лиственный полог, а кедр выходит в верхний ярус. Он представлен хорошо развитыми деревьями, имеющими gj состояние, частично зрелое генеративное (g2), а также деревьями разной степени угнетения, имеющими v состояние. Вторая фаза (II-2) характеризуется стабильностью ростовых и репродуктивных процессов. Преобладают деревья g2 состояния. Переход деревьев в старое генеративное (g3) состояние начинается распадом первого послепожарного поколения кедра, т.е. в III периоде развития кедровников.

Диаметр, см

Высота, м

м ы -ь- т аэ о о о о о

КЗ

0 0 □

о о го

К) ы

• я

о о

ы

-р. -8- го

1 1 со со 0] "О « £ Ш о

ь

+ о > 1

—1 ГО _ь

м го 01 -г» X о

1 к ♦ > 1 3 (Г

о о —»■ го тз

(л) (О аз аэ

□ X

ю о —1

О)

о

Семеношение, шиш./дер.

01 о

о о

01 о

ю го о ш о о

Ю

о о

^ * к 01

о

ГО

о о

ГО

о

о Н

ю 01 о

хх

, X X

+' Ч ,'

Чз

ЕН-

+

1 Ь^1

О О

ш 01 -о

о -о

-й-

-

о

о о о

Л

-

о о 1 о

I

■ ■

&

♦♦ О

X

й<Х*>>Г

■х: :хх , х хх

о о

V

О

а о

)

■ 1>

X Ш *

1 СЦ-^И-

О♦

X

х ИЛГл □ л

■

X *

■а

±1

IX

о о о о о

о <г>

<о

Сл>

о о

Рис. Показатели роста и плодоношения кедра разных возраста и онтогенетического состояния в лесных сообществах восстановительно-возрастного ряда кедровников зеленомошных в средней тайге (Кеть-Чулымское междуречье).

На графиках отсутствуют угнетенные деревья. Онтогенетическое состояние: im - имматурное, v - виргинильное, g1 - молодое генеративное, g2 - зрелое генеративное, g3 - старое генеративное. Номера сообществ даны по периодам (I- III) и фазам (1-3) развития кедровников.

В одном и том же лесном сообществе деревья кедра одного поколения и соответственно близкого абсолютного возраста имеют от 1 до 3 разных онтогенетических состояний [1]. Их количество у деревьев близкого возраста в пределах одного сообщества возрастает во II и уменьшается в I и III периодах развития сообществ. Деревья разных онтогенетических состояний имеют разные величины параметров роста и плодоношения. Эти различия между ними возрастают со снижением густоты и запаса древостоев, особенно по количеству шишек и приростам ствола (в высоту, по диаметру, площади сечения ствола).

В целом высота и диаметр хорошо развитых деревьев с увеличением абсолютного и биологического возраста постепенно увеличивается, достигая максимума по высоте в g2 состоянии (в возрасте 210-250 лет), по диаметру -в g3 состоянии (350 лет), сохраняясь на этом уровне на протяжении всего g3 состояния до 400-450 лет (рис.). Относительная высота деревьев достигает максимума в v состоянии (80-100 лет), в дальнейшем снижается. Плодоношение максимально в g2 состоянии (160-250 лет) и может сохраняться на этом уровне большую часть g3 состояния до 350-400 лет. Прирост ствола в высоту, по диаметру и площади кольца изменяется по одновершинной кривой. Максимум среднего текущего прироста в высоту наблюдается у деревьев v состояния (60-150 лет) и отчасти g1 состояния (60-150 лет), по диаметру - у деревьев v состояния (75-110 лет), g1 (60-180 лет) и отчасти g2 (150-170 лет) состояний, по площади кольца - g1 состояния (60-190 лет) и g2 состояния (150-275 лет).

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Николаева С.А. Онтогенетическая структура ценопопуляций кедра сибирского в сообществах восстановительно-возрастного ряда кедровников зеленомошных Кеть-Чулымского междуречья // Вест. Томск. гос. ун-та. Биология. - 2009. - № 1 (5). - С. 71-81.

2. Николаева С.А., Велисевич С.Н., Савчук Д.А. Онтогенез Pinus sibirica на юго-востоке Западно-Сибирской равнины // Журн. СФУ. Биология. - 2011. - № 4 (1). - С. 3-12.

3. Савчук Д., Николаева С. Рост и плодоношение кедра сибирского: Временная изменчивость и взаимосвязь. - Saarbrucken: Lambert Acad. Publ, 2011. - 226 c.

4. Смолоногов Е.П. Эколого-географическая дифференциация и динамика кедровых лесов Урала и Западно-Сибирской равнины (эколого-лесоводственные основы оптимизации хозяйства). - Свердловск: УрО АН СССР, 1990. - 286 с.

5. Уранов А.А. Возрастной спектр фитоценопопуляций как функция времени и энергетических волновых процессов // Биол. науки. - 1975. - № 2. - С. 7-34.

© С. А. Николаева, Д. А. Савчук, 2016