CC BY
29
УДК 630*187
В.С. Писаное, И.Н. Ульянов
Писанов Виктор Сергеевич родился в 1938 г., окончил в 1973 г. Московский лесотехнический институт, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Дарвинского государственного заповедника. Имеет 35 печатных работ в области лесоводства.
г 9**- и.
Ульянов Иван Николаевич родился в 1974 г., окончил в 1997 г. Московский государственный университет леса, аспирант кафедры лесоводства и подсочки леса МГУЛ. Имеет 2 печатные работы в области лесоводства.
ДИНАМИКА ЯГОДНИКОВО-ЗЕЛЕНОМОШНОГО СОСНЯКА В УСЛОВИЯХ ВЛИЯНИЯ ВОДОХРАНИЛИЩА
Показаны изменения за полувековой период разных компонентов типа леса сосняка ягодниково-зеленомошного. С позиций динамической типологии И.С. Мелехова данный тип леса следует рассматривать как этап относительно ускоренного формирования нового типа - сосняка-черничника зеленомошного с тенденцией смены сосны елью в новом поколении и развитием процесса заболачивания.
заболачивание, осадки, грунтовые воды, оглеение, подлесок, напочвенный покров.
Среди лесов изучаемого района (северо-западное побережье Рыбинского водохранилища) преобладают заболоченные сфагновые сосняки, зе-леномошные леса занимают менее 20 % покрытой лесом площади.
Зеленомошные сосняки растут по высоким берегам водохранилища и подпираемых им рек, возвышаясь на 2,0 ... 2,5 м над нормальным подпорным уровнем водохранилища, равным 102 м абс.
Со стороны водораздела к высоким береговым участкам подходят верховые сфагновые болота, которые заболачивают суходольные леса. Процесс заболачивания многовековой, однако после создания водохранилища, которое резко замедлило сток с болот, это явление ускорилось. Как показали наши исследования [9], заболачивание зеленомошных лесов происходит очень быстро, и за 10 ... 20 лет становятся очевидными изменения в напочвенном покрове, выражающиеся в вытеснении зеленых мхов сфагнами.
Зеленомошные леса растут и на «гривах» - нешироких вытянутых участках, возвышающихся над болотом на 0,5.. .1,0 м.
Исследования проводили на постоянной пробной площади 21 Дарвинского заповедника, заложенной и описанной в 1947 г. Участок площадью 0,5 га расположен на «гриве» среди заболоченных сфагновых сосняков и представляет собой сосняк ягодниковый зеленомошный, удаленный на 0,4 км от мелководного залива водохранилища.
Первопричиной изменений в прибрежных лесах является изменение гидрологического режима почв. Исследователи едины в том, что водохранилище вызвало подъем уровня грунтовых вод (УГВ), однако расходятся в оценке расстояния от берега, на которое распространяется это влияние [2-5, 10].
Нами этот вопрос изучен на примере сосняка ягодниково-зеленомошного. Проанализированы многолетние данные по гидрологическому колодцу, расположенному на пробной площади. Сравнивались данные трех лет: 1991 - наиболее влажный (за апрель - сентябрь выпало 450 мм осадков (Н), средний за вегетационный период уровень водохранилища (УВ) составил 101,1 м абс.); 1992 - очень сухой (Н = 211 мм, УВ = 100,4 м абс.); 1996 - год небывало низкого уровня водохранилища (Н = 400 мм, УВ = 99,5 м абс.). Последний год можно принять в качестве эталонного для сравнения, поскольку он имитирует условия до создания водохранилища.
На рис 1, а показана связь УГВ с УВ и осадками во влажный и эталонный годы. Видно наличие связи УГВ с осадками и ее отсутствие с колебаниями УВ. Хотя УВ в сравниваемые годы различались на 1,5 ... 2,5 м,
Рис. 1. Связь УГВ с уровнем водохранилища и осадками по месяцам и декадам: а - 1991 и 1996 гг.; б - 1992 и 1996 гг.; 1, 2 - осадки соответственно сравниваемого и эталонного года; 3, 4 - УВ; 5, 6 - УГВ
§
_______.__
„—X—*-*—* —х~х ГХ —X—.4,
т п. г1 г!П_ 1 п л!\ \лл\-1гъП_г1 г1г
I 2 3 Апрель
1 2 3 Май
I 2 3 12 3 июнь июль 6
12 3 12 3 Шуст Сен/пф
150 120 90Ш
6оМ
30§
о
грунтовые воды держались примерно на одинаковой глубине (1,0 ... 1,5 м от поверхности), и видимые колебания их уровня связаны лишь с осадками.
Рис. 1, б иллюстрирует связь УГВ с УВ и осадками для засушливого и эталонного года. В сухой год до середины вегетации УВ был на 1,0 ... 1,5 м выше, чем в 1996 г., однако УГВ в июне - июле был на 1,0 м ниже. Связи УГВ с УВ не наблюдается, а более глубокое залегание грунтовых вод в сухой год вызвано интенсивной транспирацией растений и испарением с поверхности почвы.
Итак, анализ изменения УГВ на участке, представляющем «гриву» среди болот и удаленном от водохранилища на 0,4 км, показывает наличие связи с осадками и отсутствие ее с УВ во все сравниваемые годы. Значит, для изучаемой территории подтверждается вывод А.М. Леонтьева [5] о том, что на участках, удаленных от водохранилища, УВ не влияет на динамику УГВ. Изменение глубины залегания грунтовых вод связано с осадками и испарением.
Как выяснилось, водохранилище не оказывает непосредственного влияния на УГВ в изучаемом типе леса, однако в «буферных» участках (граница суходола с болотом) при высоком УВ и обильных осадках наблюдается застаивание верховодки из-за подпора водохранилищем естественных водотоков. Этот фактор может оказывать опосредованное влияние на гидрологический режим почв суходолов.
Первое подробное описание почв на пробной площади было выполнено в 1959 г. А.А. Успенской [11]. Она выделила здесь две почвенные разности по выраженности процесса оглеения: среднеподзолистая слабо- и среднеоглеенная пылевато-песчаная. Динамику почв за 30-летний период (1947-1977 гг.) изучала Т.С. Манькова [6]. Почва была названа полугидро-морфной торфянисто-дерново-слабо-среднеподзолистой глееватой пылева-то-песчаной. Установлено, что за исследованный период морфологические признаки минеральных горизонтов не изменились, отмечено лишь увеличение мощности органогенного горизонта и нарастание лесной подстилки, что автор связывает с эпизодическим удлинением периода сезонного переувлажнения при замедлении оттока грунтовых вод вследствие подпора водотоков. Выявлено преобладание выноса железоорганических соединений над их поступлением в горизонт В1.
Динамику древостоя сосняка ягодниково-зеленомошного представим таксационными показателями, рассчитанными на начало и конец 50-летнего периода. В следующем ряду таксационные показатели записаны через дробь: в числителе - начало (1947 г.), в знаменателе - конец (1997 г.) исследованного периода. Динамика таксационных показателей древостоя: состав 10С, ед.Е/9С1Е, ед. Б, возраст (лет) 77/127, класс бонитета I,7/II,1; средний диаметр (D, см): сосны 24,5/34,0, ели 10,7/14,2; средняя высота (Я, м): сосны 22,8/27,0, ели 10,5/14,1; полнота 0,94/1,14; запас (М, м'та') 345/461; сумма площадей сечения (G, м2-га_1) 33/40; число стволов (N., шт.-га"1): сосны 678/374, ели 106/378; процент сухостоя 2,4/13,9; число
стволов отпада (/V, шт.-га"1): сосны 40/102, ели 0/20; средний прирост (С, м-га' -год"1) 4,5/3,6; текущий прирост (Т, м^га'-год1) в среднем за год 50-летнего периода 2,3.
Приведенные данные характеризуют фактическое изменение таксационных показателей древостоя пробной площади. Какова роль водохранилища в этих изменениях? Обозначим буквой П комплекс факторов, связанных с влиянием водохранилища, и рассчитаем его значение по формуле, приведенной в работе [9, с. 23]. Эта величина, выраженная в процентах, характеризует изменение таксационных показателей за 50 лет влияния водохранилища: Н = +36, В = +86, N = +78, О = +100, М = +29, Т = +17. Как видим, влияние комплекса факторов, связанных с водохранилищем, оказалось положительным, как и в лишайниковом сосняке, растущем на дюнном острове водохранилища [8].
Ранее отмечено, что на участке расположения пробной площади подтопление не проявляется. Здесь могут действовать иные факторы, например переувлажнение пограничных зон между суходолом и болотом при снеготаянии и обильных осадках при высоком УВ. Такие зоны расположены недалеко (примерно 50 м) от пробной площади. На участках, где проявляется влияние подтопления, фактор П характеризуется ухудшением всех таксационных показателей [9].
Интересные результаты получены при анализе графиков, характеризующих изменение среднего (С, м^га'-год1) и текущего (Т, м1-га' - год"') приростов древостоев пробной площади и эталонного из ТХР [10]. Как видно из рис. 2, средние приросты сравниваемых древостоев почти совпадают, что свидетельствует о примерном равенстве темпов ежегодного изменения запаса древостоя на протяжении его жизни. Текущий прирост характеризует изменение запаса в среднем за год в течение исследованных периодов. Этот показатель более чутко реагирует на климатические особенности периодов. Так, его резкие спады соответствуют периодам с очень засушливыми годами (1972 и 1992 гг.).
Рассмотрим изменения, происшедшие за полувековой период в нижних ярусах фитоценоза. Подрост, как и при первом описании, представлен елью. В древостой перешло около 300 елей, в подросте в настоящее время
Рис. 2. Изменение среднего (1, 3) и текущего (2, 4) прироста древостоев на пробной площади (1, 2) и эталон-
ного (3, 4)
насчитывается около 0,8 тыс. шт.-га"1 елей разной высоты (0,5 ... 5,0 м) удовлетворительного и хорошего состояния. Есть березы (ОДтыс. шт.-га"1) также разной высоты (0,5 ... 7,0 м) и удовлетворительного состояния.
Подлесок за полвека изменился существенно. Почти исчез бывший ранее обильным (более 5 тыс. шт.-га"1) ярус из можжевельника, остались лишь единичные кусты высотой до 1,0 удовлетворительного состояния.
В напочвенном покрове как индикаторе почвенно-гидрологических условий стали иными фоновые виды: доля брусники снизилась с 30 до 5 %, черники - не изменилась (40 %); появилось больше орляка (10 %), единично щитовник игольчатый и вейник лесной.
В динамике мохового покрова также наблюдалась смена фоновых видов. В 1947 г. фон образовывали мох Шребера (40 %), гилокомий (20 %), птилий почти исчез, разросся дикран волнистый (30 %). Еще через 10 лет в моховом покрове оказалось два содоминанта: мох Шребера (40 %) и гилокомий (40 %). В динамике сфагнума Гиргензона - основного заболачивателя зеленомошных лесов - изменения за полвека незначительные, доля его покрытия увеличилась от единичных участков до 5 %.
Итак, анализ изменений разных компонентов сосняка ягодниково-зеленомошного, растущего на «гриве» среди болот в зоне косвенного влияния водохранилища [3], свидетельствует о динамичности процессов как в почве и ее гидрологическом режиме, так и в фитоценозе. С позиций динамической типологии И.С. Мелехова [7], скорость и направление изменений за полувековой период позволяют рассматривать сосняк ягодниковый зеле-номошный как этап относительно ускоренного формирования нового типа -сосняка-черничника зеленомошного с тенденцией смены сосны елью в новом поколении и развитием, хотя и медленным, процесса заболачивания леса.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Анучин А.П. Лесная таксация. - М.: Лесн. пром-сть, 1982. - 552 с.
2. Бобровский Р.В. Изменение лесов Молого-Шекснинской низменности под влиянием первых лет воздействия Рыбинского водохранилища // Учен. зап. Во-логод. педагог. ин-та. - Вологда, 1952. - Т. 10. - С. 31-36.
3. Дьяконов К.Н. Влияние крупных равнинных водохранилищ на леса прибрежной зоны. - Л.: Гидрометиздат, 1975. - 126 с.
4. Кудинов К.А. Влияние Рыбинского водохранилища на уровень грунтовых вод // Тр. Дарвинского гос. заповедника. - Вологда: Кн. изд-во,1971. - Вып. 10. -С. 67-94.
5. ЛеонтьевА.М. Из материалов изучения режима почвенно-грунтовых вод в характерных типах леса // Тр. Дарвинского гос. заповедника. - Вологда: Кн. изд-во, 1968. - Вып. 9. - С. 5-42.
6. Манькова Т.С. Современные процессы в подзолистых почвах, находящихся под влиянием Рыбинского водохранилища: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. - М.: ТСХА, 1985. - 15 с.
7. Мелехов И.С. Лесоведение. - М.: Лесн. пром-сть,1980. - 406 с.
8. Писаное В.С. Четыре десятилетия в условиях влияния водохранилища: динамика лишайниковых сосняков // Динамическая типология леса. - М.: Агро-промиздат, 1989. - С. 192-197.
9. Писаное В.С. Динамика заболачивающихся сосняков в условиях подтопления Рыбинским водохранилищем // Лесоведение. - 1996. - № 4. - С. 20-28.
10. Успенская А.А. Влияние Рыбинского водохранилища на уровень поч-венно-грунтовых вод территории подтопления // Тр. Дарвинского гос. заповедника. - Вологда: Кн. изд-во, 1957. - Вып. 4. - С. 481-491.
11. Успенская А.А. Материалы к изучению почвенного покрова основных типов леса Дарвинского заповедника // Тр. Дарвинского заповедника. - Вологда: Кн. изд-во, 1968. - Вып. 9. - С. 123-181.
Дарвинский государственный заповедник Московский государственный университет леса
Поступила 03.04.2000 г.
V.S. Pisanov, I.N. Uljanov
Dynamics of Berry-shaped True Moss Pine Stands under Influence of Water Storage Basin
Changes of different components of the forest type of a berry-shaped true-moss pine stand over the half-century period are shown. Based on the dynamic typology of I.S. Melekhov the given type of forest should be viewed as a stage of relatively accelerated formation of a new type - a true moss bilberry pine stand with a tendency of pine succession by spruce in the new generation and swamping process development.
