CC BY
14УДК 630*231:582.475.4
ЕСТЕСТВЕННОЕ ВОЗОБНОВЛЕНИЕ СОСНЫ КРЫМСКОЙ НА ГОРЕЛЬНИКАХ ЯГЛПЗ: ОЦЕНКА И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
Салтыков А. Н., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент; Разумный В. В., старший преподаватель; Гнедов А. С., старший преподаватель; Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского»
Проблема сохранения биологического разнообразия стоит тем острее, чем большую антропогенную нагрузку испытывают лесные экосистемы. Горные леса Крыма не составляют исключения. Как следствие, процесс сокращения некогда девственных коренных лесов Южного берега Крыма продолжается до настоящего времени. Наиболее ярким примером являются последствия лесного пожара в 2007 г. В горных условиях создание лесных культур на горель-никах после сплошной рубки не всегда дает положительный результат. Кроме того, в горной местности ситуация усугубляется активным развитием эрозионных процессов. В итоге процесс ле-совосстановления проходит медленно и связан со значительными затратами на выполнение лесокультурных работ. Использование процессов естественного возобновления при облесении горельника позволит не только сформировать насаждение, по своему составу близкое к коренному, и заметно сократить сроки восстановления лесного покрова, но и
NATURAL RESUMPTION OF THE CRIMEAN PINE ON THE BURNERS OF THE YMFNR: ESTIMATION AND PROSPECTS OF USE
Saltykov A. N., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor; Razumnyj V. V., Senior Lecturer; Gnedov A. S., Senior Lecturer; Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University»
The problem of conservation of biological diversity is the more acute, the greater the anthropogenic load experienced by forest ecosystems. Mountain forests of Crimea are no exception. As a consequence, the process of reducing the once virgin native forests of the southern coast of Crimea continues to the present time. The most striking example is the consequences of a forest fire in 2007. In mountainous conditions, the creation of forest crops on burners after clear cutting does not always give a positive result. In addition, in the mountainous terrain the situation is aggravated by the active development of erosion processes. As a result, the process of reforestation is slow and is associated with significant costs for performing silvicultural work. Using the processes of natural renewal in the afforestation of the burner will allow not only to form a plantation in its composition close to the indigenous one and significantly shorten the time for the restoration of the forest cover, but also to preserve the biological diversity of the
65
сохранить биологическое разнообразие сосняков Ялтинского горно-лесного природного заповедника.
Ключевые слова: естественное возобновление, самосев, подрост, сосна крымская, горельник, биогруппа, ценопопуляция, субценопопуляция, ле-совостановление.
pine forests of the Yalta mountains forest natural reserve.
Key words: natural renewal, self-seeding, undergrowth, Crimean pine, burner, biogroup, cenopopulation, sub-cenopopulation, forest restoration.
Введение. Естественное возобновление сосняков в условиях пирогенно-го ряда является классическим примером процесса восстановления коренных древостоев сосны [10]. По мнению исследователей, всплеск возобновления и появление щетки самосева сосны прогнозируемы после прохождения низового пожара, в результате которого устраняется негативное влияние лесной подстилки и конкуренция растений напочвенного покрова. Поскольку сосна является ярко выраженным пирофитным видом, после низового пожара сохраняется большая часть материнского древостоя, и эта же его часть остается источником семян. В результате за годом обильного плодоношения в границах пирогенного ряда следует известный в лесоводстве и экологии популяционный взрыв, или всплеск возобновления [9, 10]. С течением времени подрост сосны осваивает все потенциально возможные для реализации процесса экологические ниши. Вместе с тем успешное возобновление далеко не всегда является закономерным следствием лесного пожара [1, 9, 10]. Причиной отсутствия или же затухания всплеска возобновления может быть незначительный урожай семян сосны, отсутствие на момент всплеска серии «возобновительных» осадков или же массовый отпад всходов и самосева сосны и др. [10]. Замещение самосева и подроста сосны в пределах пирогенного ряда растениями - экологическими аналогами, и прежде всего - злаковым и злаково-степным разнотравьем, связано с тем, что после пожара высвободившаяся экологическая ниша активно осваивается растениями напочвенного покрова, характерными для данных эдафических условий. В результате не остается места для реализации репродуктивного потенциала сосняков в категорию самосева и подроста, происходит замена сосны на второстепенные, сопутствующие лесообразую-щие породы, формируются производные насаждения.
В отличие от низовых, верховые пожары приводят к катастрофическим и необратимым для лесных насаждений последствиям. Во время прохождения таких пожаров, прежде всего, обгорают и повреждаются кроны деревьев, со временем лесное насаждение гибнет, за исключением незначительной части отдельно стоящих деревьев. Как правило, единично и случайно размещенных в пространстве семенников недостаточно для облесения значительных по площади горельников. Самосев и подрост в этом случае может появиться лишь по периферии уцелев-
66
ших от пожара насаждений. На большей части таких горельников происходит замена сосны на сопутствующие, второстепенные породы, состав вновь формируемых насаждений не соответствует структуре коренного древостоя. Производные древостои, появившиеся на месте горельников, уступают по устойчивости, биологическому разнообразию и продуктивности коренным.
В то же время сохранение биологического разнообразия, устойчивости лесных экосистем, а следовательно, их продуктивности - одна из главных задач современного лесного хозяйства. Проблема сохранения биологического разнообразия стоит тем острее, чем большую антропогенную нагрузку испытывают лесные экосистемы. Горные леса Крыма не составляют исключения. В настоящее время плотность проживающего населения в Крыму составляет 73 чел./км2 без учета отдыхающих и туристов в летний период [5]. Лесистость Крыма насчитывает всего лишь 10,7 %, сосновыми лесам занято около 45 тыс. га [5, 7]. В большинстве своем сосняки приурочены к южным макросклонам Крымских гор, примыкающим к побережью Черного моря. Вследствие этого выраженная сезонная антропогенная нагрузка на лесные массивы, находящиеся в шаговой доступности зон отдыха, может быть достаточно высокой. Как следствие, процесс сокращения некогда девственных коренных лесов Южного берега Крыма продолжается до настоящего времени. Наиболее ярким примером являются последствия лесного пожара в 2007 г. на территории Ялтинского горно-лесного природного заповедника (ЯГЛПЗ), в результате которого пострадала значительная часть его территории.
Учитывая тот факт, что стрессовая нагрузка на леса с каждым годом неуклонно нарастает, целесообразно восстановление и создание лесов по своей структуре близких коренным, в связи с чем изучение особенностей естественного возобновления сосны крымской в границах пирогенного ряда и оценка успешности облесения горельников представляются актуальным и востребованным направлением исследований. Кроме того, актуальность исследований определяется тем, что основой современного устойчивого лесного хозяйства и лесоуправления в целом, а также объективной предпосылкой перехода к «зеленой» экономике региона является поддержание структуры и функционирования лесных экосистем в пространстве и времени и, прежде всего, их способности к естественному возобновлению [6].
Материал и методы исследований. Исследования естественного возобновления сосны крымской выполнены нами в течение весенне-летнего периода 2018 г. на территории горельника ЯГЛПЗ. Пожар, в результате которого было уничтожено около 1000 га коренных древостоев, произошел во второй половине августа 2007 г. Большая площадь сосновых лесов была охвачена низовым пожаром, верховым пожаром пройдено немногим более 270 га. Наличие самосева и подроста сосны крымской на территории горельника впервые было установлено сотрудниками заповедника в 2009 г. Наши исследования выпол-
67
нены через 10 лет после пожара. Целью исследований является оценка жизненного состояния ценопопуляций подроста сосны крымской и перспектив его использования в процессе восстановления коренных древостоев.
На первом этапе исследования выполнен ретроспективный анализ, который позволил выявить причины и масштабы произошедшего лесного пожара, после чего весной 2018 г. проведены рекогносцировочные исследования, которые позволили установить особенности процесса, а также подобрать наиболее типичные объекты и наметить места расположения пробных площадей. Объекты исследования приурочены к центральной части горельника и расположены в кв. 10, выд. 6 и в кв. 18, выд. 10 Алупкинского научно-исследовательского природоохранного отделения ЯГЛПЗ. При выполнении наблюдений большое внимание было уделено системе расположения пробных площадей по территории горельника. В частности, пробные площади расположены непосредственно под пологом материнского насаждения, по внешней кромке сохранившихся лесных насаждений, на 50-ти метровом удалении от стены материнского насаждения и за пределами 100 метровой зоны от стен леса. Такое расположение системы опытных объектов позволило в дальнейшем сделать выводы о влиянии стен материнского насаждения на процессы формирования ценопопуляции подроста сосны крымской и особенности роста и развития растений в границах ценопопуляции и субценопопуляционных фрагментов. Пространственные особенности размещения сети опытных объектов были приняты в качестве варианта опыта, в пределах которых предусматривалась четырех- и восьмикратная его повторность [2]. Всего за время выполнения исследований было заложено 60 пробных площадей. На всех пробных площадях выполнен перечет подроста с учетом диаметра растений на высоте груди (см) и высоты растений (см). Для тридцати случайно отобранных растений предусмотрены замеры растений по следующим показателям: диаметр растений на уровне шейки корня и на высоте груди (см), общая высота растения (см), верхушечный прирост растений за последний год (см), возраст (лет), размер кроны в двух взаимно противоположных направлениях (см), оценка жизненного состояния подроста. При закладке пробных площадей использованы типовые методики Ю. А. Злобина [3, 4], С. Н. Санникова [10], С. С. Пятницкого [8], о которых мы неоднократно упоминали в предыдущих работах [9]. Постоянство в применении указанных методик позволяет выполнить сравнительный анализ полученных результатов с учетом ранее полученных данных по естественному возобновлению сосны крымской на землях, вышедших из-под сельскохозяйственного пользования. На основании полученных данных и сравнительного анализа нами приведена краткая характеристика процесса естественного возобновления сосны крымской в условиях пирогенной сукцессии на примере горельника в ЯГЛПЗ.
Результаты и обсуждение. В результате крупного лесного пожара, произошедшего на территории Ялтинского горно-лесного природного заповедника 24-28 августа 2007 г., общая площадь пострадавших насаждений составила
68
973 га, из которых 274,1 га пройдено верховым пожаром. В соответствии с требованиями санитарных правил, а также с целью предотвращения развития и распространения стволовых вредителей и создания условий для проведения лесовосстановительных работ на площади, пройденной пожаром, признано необходимым проведение сплошной санитарной рубки. Исключения составили насаждения, недоступные для разработки, по причине значительных круто-склонов. По данным материалов отвода лесосечного фонда, который был произведен сразу же после обследования горельника, объем заготовленной древесины составлял 64,5 тыс. м3, в том числе 43,8 тыс. м3 ликвидной древесины.
Масштабный опыт мелиорации Крыма второй половины прошлого столетия показал, что традиционный подход создания лесных культур оправдан для равнинной местности. В горных условиях создание лесных культур на горельни-ках после сплошной рубки не всегда дает положительный результат. Кроме того, в горной местности ситуация усугубляется активным развитием эрозионных процессов. В итоге процесс лесовосстановления проходит медленно и связан со значительными затратами на выполнение лесокультурных работ. Детальное обследование насаждений заповедника, пройденных пожаром, которое было организовано в августе 2008 г., позволило установить необходимость дополнительного проведения сплошной санитарной рубки на площади около 80 га. В период с 2009 по 2012 г. также был предусмотрен дополнительный объем выборочных санитарных рубок на площади 410 га. Таким образом, практически вся площадь горельника за незначительным исключением, обусловленным особенностями выполнения рубок в горных условиях, была отведена под санитарные рубки. По причине усыхания насаждений, поврежденных пожаром, преобладали сплошные рубки. При выполнении мониторинга горельника было установлено присутствие самосева и подроста сосны крымской. Щетка самосева была зафиксирована и по внешней границе уцелевших от лесного пожара насаждений.
Выполненные нами наблюдения по истечении десятилетнего периода со времени прохождения лесного пожара позволили установить, что на территории существующего горельника сформировались жизнеспособные ценопопу-ляции подроста сосны крымской. Подростом сосны крымской на объекте исследования занято до 70-75 % территории горельника. Необлесенной остается лишь часть горельника с выходами скальных пород и сетью существующих технологических дорог и прогалин, сформировавшихся на месте погрузочных площадок. Краткие сведения о состоянии подроста по результатам выполненных исследований приведены в таблице 1. Отличительной чертой объекта исследования является варьирование плотности ценопопуляции. Так, например, густота растений на пробных площадях колеблется от 6,1 до 37,8 тыс. шт./га. Этот же показатель оказывает значительное влияние на состояние подроста и комплекс биометрических характеристик подроста сосны крымской. Так, например, средняя высота подроста находится в пределах полутора метров, в то же время нами зафиксированы ее изменения от 121 до 175 см (табл. 1.).
69
Таблица 1. Фрагмент оценочной характеристики подроста на объекте исследования
Объект исследования № пробной площади Среднее значение Тип ценопо-пуляции Количество растений, тыс. шт./га.
Возраст, лет Высота, см Прирост, см
1 201а 10,6±0,21 140,8±2,05 20,4±1,04 процветающий 37,8
2 205а 9,9±0,20 174,9±3,19 23,1±0,69 процветающий 17,1
3 209а 9,7±0,17 158,1±6,27 27,7±1,31 процветающий 6,1
4 212а 9,2±0,19 141,2±6,60 23,2±1,23 процветающий 8,5
5 220а 9,4±0,18 120,9±3,72 18,0±0,91 процветающий 13,1
6 229а 9,4±0,15 134,1±3,29 16,1±0,74 процветающий 12,9
На всех опытных объектах установлено заметное превышение текущего верхушечного прироста по сравнению со средним по высоте растения. Вместе с тем средние значения верхушечных приростов за 2018 г. подвержены значительному колебанию. В частности, разница в приростах верхушечной оси растений колеблется от 16,1 до 27,7 см. Видимой причиной заметного варьирования средних показателей высоты и прироста растений в границах естественно сформировавшихся биогрупп является плотность, или густота, растений в границах растительной группировки.
Результаты рекогносцировочного обследования и последующей биометрической оценки подроста и молодняков сосны (табл. 1.) позволяют утверждать, что на территории существующего горельника всплеск возобновления пришелся на 2008-2009 гг. Подтверждением сказанному является процентное распределение растений в границах возрастных спектров ценопопуляций, установленное на соотношении особей разного возраста. На исследуемых объектах доминируют, как правило, 10-ти летние (III 1-209а) или 11-ти летние особи (ПП-201а, 205а), появившиеся в 2008 и 2009 гг. (рис. 1.).
ПП-201а ПП-205а ПП-209а
Рисунок 1. Возрастные спектры подроста на пробных площадях: 201а, 205а, 209а
Количество растений возрастом 10-ти и 11-ти лет в границах существующих ценопопуляций достигает 63,8-69,4 %. Очевидно, что данная категория растений является основой сформировавшихся ценопопуляций, в то время как семи- и девятилетние особи осваивают свободные места в границах уже сло-
70
жившихся экологических ниш. Жизненное состояние растений, образующих биогруппы и слагающих ценопопуляцию, в большинстве своем благонадежное, тип ценопопуляции процветающий. В настоящее время, учитывая средний возраст ценопопуляции, это сомкнувшиеся молодняки сосны крымской. Создание лесных культур ввиду естественного облесения горельника нецелесообразно. Использование процессов естественного возобновления при облесении горельника позволит не только сформировать насаждение, по своему составу близкое к коренному, и заметно сократить сроки восстановления лесного покрова, но и сохранить биологическое разнообразие сосняков Ялтинского горно-лесного природного заповедника.
Выводы. Подростом сосны крымской на территории горельника Ялтинского горно-лесного природного заповедника занято до 70 % его площади. Не облесенной до настоящего времени остается лишь часть горельника с выходами скальных пород и сетью существующих технологических дорог, полян и прогалин, которые использовались при выполнении санитарных рубок в качестве погрузочных площадок и других технологически необходимых объектов. Отличительная черта объекта исследования - это варьирование плотности размещения растений в границах биогрупп, слагающих ценопопуля-цию. Исследованиями установлено, что густота растений колеблется от 6,1 до 37,8 тыс. шт./га. Этот же показатель оказывает значительное влияние на состояние и комплекс биометрических характеристик подроста сосны крымской.
Всплеск возобновления пришелся на 2008-2009 гг. В границах существующих ценопопуляций долевое участие растений возрастом 10-ти и 11-ти лет достигает 69 %. Жизненное состояние растений, образующих биогруппы и слагающих ценопопуляцию, в большинстве своем благонадежное, тип ценопо-пуляции процветающий. В связи с этим, использование процессов естественного возобновления при облесении горельника позволит не только сформировать насаждение, по своему составу близкое к коренному, и заметно сократить сроки восстановления лесного покрова, но и сохранить биологическое разнообразие сосняков Ялтинского горно-лесного природного заповедника.
Список использованных источников:
1. Гонгальский К. Б. Лесные пожары и почвенная фауна / К. Б. Гон-гальский. - М.: Товарищество научных изданий КМК, 2014. - 169 с.
2. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта - М.: Колос, 1965. - 423 с.
3. Злобин Ю. А. Оценка качества ценопопуляций подроста древесных пород / Ю. А. Злобин // Лесоведение. -1976. - № 6. - С. 72-79.
References:
1. Gongalsky K. B. Forest fires and soil fauna / K. B. Gongalsky. - Moscow: The Partnership of Scientific Publications KMK, 2014. - 169 p.
2. Dospehov B. A. Methodology of field experience. - M.: Kolos, 1965. - 423 p.
3. Zlobin Yu. A. Assessment of the quality of cenopopulations of young growth of tree species / Yu. A. Zlobin // Forest Science. - 1976. - №. 6. - P. 72-79.
71
4. Злобин Ю. А. Популяционная экология растений: современное состояние, точки роста / Ю. А. Злобин - Сумы: Университетская книга, 2009. - 263 с.
5. Лесной план Республики Крым [Электронный ресурс] : проект. Книга 1. - Режим доступа: http://meco.rk.gov. ru/file/1(1425).pdf. (дата обращения: 13.09.2018).
6. Основы устойчивого лесоу-правления [Текст] : учеб. пособие для вузов / М. Л. Корпачевский, В. К. Тепляков, Т. О. Яницкая, А. Ю. Ярошен-ко; Всемирный фонд дикой природы (WWF). - М., 2009. - 143 с.
7. Плугатар Ю. В. 1з люв Криму : монографiя / Ю. В. Плугатар. - Хар-юв: Нове слово, 2008. - 462 с.
8. Пятницкий С. С. Методика исследований естественного семенного возобновления в лесах левобережной Лесостепи Украины / С. С. Пятницкий. - Харьков, 1959. - С. 18-26.
9. Салтыков А. Н. Структурно-функциональные особенности естественного возобновления придонец-ких боров: моногр. / А. Н. Салтыков // ХНАУ. - Харьков., 2014. - 361 с.
10. Санников С. Н. Экология естественного возобновления сосны под пологом леса / С. Н. Санников, Н. С. Сан-никова. - М.: Наука, 1985. - 152 с.
Сведения об авторах:
Салтыков Андрей Николаевич -кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры лесного дела и садово-паркового строительства факультета агрономии, садово-паркового и лесного хозяйства Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», e-mail:
4. Zlobin Yu. A. Population ecology of plants: current state, growth points / Yu. A. Zlobin - Sumy: University Book, 2009. - 263 p.
5. Forest Plan of the Republic of Crimea [Electronic resource]: project. Book 1. - Access mode: http://meco. rk.gov.ru/file/1(1425).pdf. (date of circulation: 13.09.2018).
6. Fundamentals of sustainable forest management [Text]: Textbook. manual for universities / M. L. Korpachev-sky, V. K. Teplyakov, T. O. Yanitskaya, A. Yu. Yaroshenko; World Wildlife Fund (WWF). - M., 2009. - 143 p.
7. Plugatar Yu. V. From the Crimean forests: monography / Yu. V. Plugatar. -Kharkiv: Nove slovo, 2008. - 462 c.
8. Pyatnitsky S. S. Methods of research of natural seed renewal in forests of the left-bank forest-steppe of Ukraine / S. S. Pyatnitsky. - Kharkov, 1959. - P. 18-26.
9. Saltykov A. N. Structural and functional features of the natural renewal of the Pridonetsk borons: monogr. / A. N. Saltykov // Khnau. - X., 2014. - 361 p.
10. Sannikov S. N. Ecology of Natural Renewal of Pine under the Forest Canopy / S.N. Sannikov, N.S. Sannikova. -Moscow: Nauka, 1985. - 152 p.
Information about authors:
Saltykov Andrey Nikolaevich -Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor of the Department of Forestry and Landscape Engineering, Faculty of Agronomy, Landscape and Forestry, Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE V. I. Ver-nadsky Crimean Federal University»,
72
saltykov.andrey.1959@mail.ru, 295492, Республика Крым, г. Симферополь, п. Аграрное, ул. Спортивная, 5, ком. 40 б.
Разумный Владимир Викторович -старший преподаватель кафедры лесного дела и садово-паркового строительства факультета агрономии, садово-паркового и лесного хозяйства Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», e-mail: Vladimir. razumnyj@mail.ru, 298470, Республика Крым, Бахчисарайский район, пгт Куйбышево, ул. Лесная, 37 а.
Гнедов Алексей Степанович - старший преподаватель кафедры лесного дела и садово-паркового строительства факультета агрономии, садово-паркового и лесного хозяйства Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», e-mail: shevlan@yandex.ua, 295007, Республика Крым, Симферопольский район, с. Лозовое, ул. Лесхозная, 7, кв. 5.
e-mail: saltykov.andrey.1959@mail.ru, 295492, Republic of Crimea, Simferopol, Agrarnoe, Sportivnaya st., 5 room 40b.
Razumnyj Vladimir Viktorovich -Senior Lecturer, Chair of Forestry and Landscape Engineering, Faculty of Agronomy, Landscape and Forestry, Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE V. I. Vernadsky Crimean Federal University», e-mail: vladimir. razumnyj@mail.ru, 298470, Republic of Crimea, Bakhchsarai district, Kuyby-shevo settlement, Liesnaya Str., 37a.
Gnedov Aleksey Stepanovich -Senior Lecturer, Chair of Forestry and Landscape Engineering, Faculty of Agronomy, Landscape and Forestry, Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE V. I. Vernadsky Crimean Federal University», e-mail: shevlan@ yandex.ua, 295007, Republic of Crimea, Simferopol district, Lozovoye, Forestry Str 7, app. 5.
73
