CC BY
12
УДК 630*231.41
Хвойные бореальной зоны. 2018. Т. XXXVI, № 5. С. 402-406
ФОРМИРОВАНИЕ ПИХТОВЫХ НАСАЖДЕНИЙ НА ВЫРУБКАХ ПОСЛЕ СПЛОШНОЙ РУБКИ В УСЛОВИЯХ СРЕДНЕЙ СИБИРИ
А. А. Вайс, В. А. Калачев
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: vais6365@mail.ru
В настоящее время уделяется большое внимание процессам естественного возобновления. Всё больше площадей подвергается рубкам, и вопросы восстановления таких участков требуют научного обоснования. Целью исследования является изучение особенностей формирования пихтачей на вырубках различных сроков давности. Объектом исследований являлись вырубки пихтовых насаждений, произрастающих на границе ареала таёжных пихтачей с переходом в лесостепную зону на территории Канского лесничества. На основе данных случайного отбора были подобраны вырубки различного срока давности. Можно с определенной степенью вероятности утверждать, что на свежих вырубках (до 10 лет) преобладает подрост предшествующей генерации (возраст 21-22 года). На старых вырубках (старше 10 лет) сформировался молодняк последующей генерации (возраст 11-28 лет). В составе подроста и молодняка сохраняется преобладание пихтового элемента (40 %) в сравнении с материнским древостоем (70-100 %). Таксационно-морфологические связи на уровне Древостой-Подрост характеризовались в основном умеренной теснотой, указывая на зависимость подроста от условий местопроизрастания материнского древостоя. Высота подроста и молодняка пихты в значительной степени зависит от его возраста. По мере увеличения возраста молодого поколения увеличивается густота возобновления и восстанавливается типологическая структура (переход от сухих к влажным условиям произрастания). Давность рубки оказывает влияние на представленность пихты в составе (чем старше вырубка, тем больше пихты) и на качество условий местопроизрастания. Получен ряд регрессионных уравнений, позволяющих определить высоту подроста-молодняка, состав подроста-молодняка и спрогнозировать качество условий местопроизрастания пихтового молодого поколения.
Ключевые слова: пихта сибирская, сплошная рубка, подрост, молодняк, естественное возобновление, вырубка, насаждение, корреляция.
Conifers of the boreal area. 2018, Vol. XXXVI, No. 5, P. 402-406
THE FORMATION OF THE FIR PLANTATIONS ON CLEARINGS AFTER CLEAR CUTTING IN THE CONDITIONS OF MIDDLE SIBERIA
A. A. Vais, V. A. Kalachev
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: vais6365@mail.ru
Currently, much attention is paid to the processes of natural renewal. All areas subjected to fell and recovery issues such sites require scientific justification. The aim of the study is to study the characteristics of the formation of firs on the cuttings of different periods of limitation. The object of the research was cutting down offir plantations growing on the border of the taiga fir range with the transition to the forest-steppe zone in the Kansk forestry. On the basis of data of random selection cuttings of various period of limitation were selected. It is possible to claim with a certain degree of probability that on fresh cuttings down (till 10 years) the undergrowth of the previous generation (age 21-22 years) prevails. On old clearcuts (over 10 years) formed the young of the next generation (ages 11 -28 years). The predominance of fir element (40 %) in comparison with the parent stand (70-100 %) remains in the structure of undergrowth and young growth. Taxation-morphological relations at the level of Forest stand-Staddle were characterized mainly by moderate crowding, pointing to the dependence of the undergrowth on the conditions of growth of the parent stand. The height of the undergrowth and young fir largely depends on its age. As the age of the younger generation increases, the density of the renewal increases and the typological structure is restored (the transition from dry to wet growing conditions). The age of cutting affects the representation offir in the composition (the older the cutting, the more fir) and the quality of growth conditions. We received a number of regression equations, allowing to determine the height of the undergrowth of young growth, the undergrowth is young and predict the quality of the vegetation conditions, the fir of the younger generation.
Keywords: Abies sibirica L., clear-cutting, undergrowth, coppice, natural regeneration, felling, planting, correlation.
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время уделяется большое внимание процессам лесовозобновления. Всё больше площадей подвергается рубкам и вопросы восстановления таких участков требуют научного обоснования.
Естественное возобновление светлохвойных и темнохвойных насаждений происходит по-разному в зависимости от совокупности различных факторов. С. К. Фарбер, К. С. Коневина [1] считают, что сохранение подроста предшествующей генерации для условий Приангарья не требуется, «поскольку только на основе последующего возобновления сосны и лиственницы формируется древостой, по таксационным показателям не уступающий дорубочному». Е. М. Ру-нова, А. А. Соловьева [2] частично подтвердили выводы, сделанными исследователями применительно к условиям Среднего Приангарья, но только для бруснично-зеленомошных и лишайниковых сосняков. На вырубках разнотравного типа леса наблюдается снижение численности подроста, из-за отсутствия всходов и процессов возобновления.
М. Е. Коновалова [3] выполнила анализ восстановительной динамики кедровых насаждений в горных условиях Южной Сибири, и, определила, что направленность и скорость этих процессов зависит как от лесорастительных условий, так и от технологических особенностей рубок.
Восстановление послерубочных пихтовых насаждений также имеет свои особенности [4-7]. Н. М. Деб-ков, С. В. Залесов [4] выявили, что на прирост по высоте подроста отрицательно влияет давность рубки и высота материнского полога. При оценке встречаемости подроста необходимо учитывать период времени от рубки, условия местопроизрастания и технологию лесосечных работ. А. А. Калачёв, Т. А. Архангельская, С. В. Залесов [5] после анализа сплошнолесо-сечных рубок в пихтачах Рудного Алтая установили, что ширина лесосеки и качество проведения рубок играют основную роль в формировании пихтовых древостоев. В. В. Иванов [6] указывал, что в условиях Приенисейской Сибири разреживание материнского полога приводит к снижению качества и состояния подроста пихты.
А. А. Вайс изучал структуру подроста, и процесс восстановления вырубок после сплошной рубки в условиях южной части Средней Сибири [7]. Установлено, что после рубки пихтовых древостоев формируется пихтовый подрост с примесью ели и кедра,
редко встречаются береза и осина. Условия восстановления зеленомошных и разнотравных групп типов вырубок в значительной степени отличаются друг от друга. Зеленомошная группа соответствует естественному восстановлению темнохвойных пород (пихта, ель, кедр). Разнотравная группа вырубок в большей степени близка к условиям произрастания смешанных древостоев с преобладанием лиственных пород (осина, берёза).
В результате можно констатировать, что естественное восстановление вырубок после сплошной рубки зависит от целого комплекса факторов, включая породный состав вырубаемых насаждений, технологию лесосечных работ и время прошедшее от рубки.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
Объектом исследований являлись вырубки пихтовых насаждений, произрастающих на границе ареала таёжных пихтачей с переходом в лесостепную зону на территории Канского лесничества. Подбор участков для анализа производился по материалам лесоустройства Таёжного участкового лесничества с учётом давности рубки. При этом старые вырубки (более 10 лет) были представлены молодняками преимущественно осочково и осочково-разнотравного типа леса, а также небольшого числа участков черничкового и разно-травно-зеленомошного типа леса. На свежих лесосеках (менее 10 лет) преобладал подрост предшествующей генерации, вырубленные материнские древостои представлены были разнообразной типологической структурой (пихтачи зеленомошные, крупнотравные, разнотравные, приручейные, крупнотравно-папорот-никовые, осочковые и черничковые). При этом рост насаждений соответствовал преимущественно IV классу бонитета, единично III и V классу. Старые вырубки характеризовались условиями произрастания III класса бонитета.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
На основе данных случайного отбора были подобраны вырубки различного срока давности. Естественное лесовосстановление участков описывалось набором таксационных показателей (высота, возраст, густота и площадь вырубки). Статистический анализ позволил получить средние параметры возобновления в зависимости от срока давности рубки (табл. 1).
Таблица 1
Статистический анализ естественного возобновления Таёжного участкового лесничества
Срок давности рубки,лет Средняя высота, м Возраст, лет Густота, т.шт./га Площадь вырубки, га
1 1,6±0,31 22±3 6,38±1,263 38±11
5-10 1,4±0,23 21±3 3,95±0,497 23±8
10-15 1,0±0,22 11±3 1,96±0,390 23±7
15-20 2,2±0,29 23±3 2,79±0,680 27±9
20 и более 1,8±0,75 28±8 3,25±0,250 16±2
Примечание. Статистические оценки получены на уровне
Можно с определенной степенью вероятности утверждать, что на свежих вырубках (до 10 лет) преобладает подрост предшествующей генерации (возраст 21-22 года). На старых вырубках (старше 10 лет) сформировался молодняк последующей генерации (возраст 11-28 лет), который по мере увеличения давности рубки накапливался на вырубках (2,0 т.шт/га -3,2 т.шт/га).
Важное значение для лесовосстановления имеет состав лесовозобновления. В составе подроста и молодняка сохраняется преобладание пихтового элемента (40 %) в сравнении с материнским древостоем (70100 %). При этом наблюдается незначительное накапливание ели до 30 % и появление берёзового элемента (10-40 %). Состав молодняка также характеризуется появлением берёзового элемента (10-50 %) и на отдельных участках соснового элемента (10-20 %).
На следующем этапе работ были проанализированы корреляционные связи вырубаемых древостоев и подроста, а также формирующегося молодняка. Коэффициенты корреляции приведены в табл. 2.
Таксационно-морфологические связи на уровне Древостой-Подрост характеризовались в основном умеренной теснотой, указывая на зависимость подроста от условий местопроизрастания материнского древостоя. При этом в значительной степени возобновление подроста определяется полнотой древостоя. На уровне подроста корреляционные связи более высокие в сравнении с молодняком, что объясняется формированием определённой среды для успешного возобновления и развития подроста. Исключение составляет тесная связь высоты и возраста молодняка, поскольку нет дополнительно влияющих факторов.
доверительной вероятности р = 0,954.
С увеличением площади вырубок густота молодняка растёт, что косвенно указывает на успешность лесовосстановления на них вне зависимости от её площади.
Полученные результаты указывают на различие естественного возобновления предшествующей и последующей генерации. Однако, деление на эти категории в естественных условиях роста бессмысленно, поскольку на вырубках могут встречаться любые генерации. В связи с этим, исходные данные были объединены. В качестве исходных факторов использовались: давность рубки, класс бонитета, тип леса (учитывалась степень влажности типа леса), высота подроста-молодняка, возраст подроста-молодняка, густота возобновления и площадь вырубки.
Компонентный анализ (программа «ЗШ^арЫсБ») позволил определить долю влияния значимых признаков на исходный показатель (табл. 3).
Краткий анализ показывает (табл. 3), что высота возобновления практически на 90 % зависит от его возраста и на 10 % от давности проведения сплошной рубки. С повышением возраста, количество растений возрастает и на более чем 50 % определяет возраст возобновления, на 20 % от давности рубки и на 10 % от площади вырубки. Доля пихты в составе возобновления зависит в основном от площади вырубки (87,8 %) и давности рубки (12,2 %). Качество условий местопроизрастания определяется давностью рубки (48,8 %), возрастом подроста (28,8 %) и площадью вырубки (22,6 %). Влияние возраста можно объяснить постепенным восстановлением комфортной среды обитания пихты, и при этом возраст возобновления определяет на 100 % тип леса.
Таблица 2
Коэффициенты корреляции таксационно-морфологических показателей древостой-подрост, подрост, молодняк
Корреляционная связь Коэффициент корреляции Характеристика связи Уровень значимости связи
Древостой-подрост
Высота подроста -Диаметр древостоя 0,39 Прямая, умеренная Достоверен
Высота древостоя -Высота подроста 0,42 Прямая, умеренная Достоверен
Возраст древостоя -Высота подроста 0,46 Прямая, умеренная Достоверен
Полнота древостоя -Высота подроста -0,43 Обратная, умеренная Достоверен
Возраст древостоя -Возраст подроста 0,41 Прямая, умеренная Достоверен
Полнота древостоя -Возраст подроста -0,58 Обратная, значительная Достоверен
Высота древостоя -Густота подроста 0,42 Прямая, умеренная Достоверен
Полнота древостоя -Густота подроста -0,39 Обратная умеренная Достоверен
Подрост
Высота подроста -Возраст подроста 0,45 Прямая, умеренная Достоверен
Возраст подроста -Густота подроста 0,37 Прямая, умеренная Достоверен
Высота подроста - 0,86 Прямая, тесная Достоверен
Густота подроста Окончание таблицы 2
Корреляционная связь Коэффициент корреляции Характеристика связи Уровень значимости связи
Молодняк
Высота молодняка -Возраст молодняка 0,72 Прямая, тесная Достоверен
Возраст молодняка -Густота молодняка 0,24 Прямая, слабая Не достоверен
Высота молодняка -Густота молодняка 0,03 Прямая, слабая Не достоверен
Площадь вырубки -Густота молодняка 0,51 Прямая, значительная Достоверен
Таблица 3
Оценка доли влияния значимых признаков
Показатель DR Б ть с Нр Ар N SV
Доля влияния %
Высота подроста-молодняка 10,7 0 0 0 0 89,3 0 0
Возраст подроста-молодняка 20,1 0 0 0 0 0 54,8 11,1
Густота подроста-молодняка 0 0 0 0 0 100 0 0
Доля пихты в составе 12,2 0 0 0 0 0 0 87,8
Бонитет 48,6 0 0 0 0 28,8 0 26,6
Тип леса 0 0 0 0 0 100 0 0
Примечание. DR - давность рубки; Б - класс бонитета; ТЬ - тип леса; С - доля участия пихты в составе; Нр - высота; Ар - возраст; N - густота; SV - площадь вырубки.
С помощью регрессионного анализа был получен ряд парных и множественных уравнений.
LgHp = -0,465 + 0,038 • Ap, (1)
Все коэффициенты значимы (р < 0,05).
Коэффициент корреляции - 0,67. Доля влияния возраста на высоту 44,7 %. Уравнение надёжно, поскольку F = 26,7. Диапазон действия А = 3-35 лет.
C = 9,303 - 0,132 • DR, (2)
Все коэффициенты значимы (р < 0,05). Коэффициент корреляции - 0,42. Доля влияния давности рубки на представленность пихты в составе 17,8 %. Уравнение надёжно, поскольку F = 7,2. Диапазон действия DR = 1-25 лет.
Б = 3,770 - 0,056 • DR + 0,00646 • SV, (3)
Все коэффициенты значимы (р < 0,05). Коэффициент детерминации - 60,0 %. Стандартная ошибка 0,2. Уравнение надежно, поскольку F = 24. Диапазон действия DR = 1-25 лет, 8У = 2-76 га.
ВЫВОДЫ
В результате проведённого анализа материалов можно констатировать:
Необходимость сохранения подроста пихты во время рубки должно определяться конкретными условиями местопроизрастания.
Следует отметить, что интенсивность роста молодняка пихты на старых вырубках соответствовала III классу бонитета, а пихтовые насаждения с подростом характеризовались IV классом бонитета.
На свежих вырубках (до 10 лет) преимущественно встречается подрост предшествующей генерации (2122 года), а на старых вырубках молодняк возраста (11-28 лет).
В составе подроста и молодняка сохраняется преобладание пихтового элемента с примесью елового, берёзового, кедрового и соснового элементов.
В целом корреляционные связи между морфологическими признаками на уровне подроста выше, чем у молодняков.
Изучать рост и развитие пихты необходимо с разделением на дорубочный подрост и послерубочный молодняк.
Высота подроста и молодняка пихты в значительной степени зависит от его возраста. По мере увеличения возраста молодого поколения увеличивается густота возобновления и восстанавливается типологическая структура (переход от сухих к влажным условиям произрастания). Давность рубки оказывает влияние на представленность пихты в составе (чем старше вырубка, тем больше пихты) и на качество условий местопроизрастания.
Получен ряд регрессионных уравнений, позволяющих определить высоту подроста-молодняка, состав
подроста-молодняка и спрогнозировать качество условий местопроизрастания пихтового молодого поколения.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Фарбер С. К., Коневина К. С. Оценка участия подроста в послерубочном восстановлении светло-хвойных южно-таёжных насаждений Приангарья // Лесная таксация и лесоустройств : межд. науч. -практ. журн. 2009. № 1 (41). С. 47-55.
2. Рунова Е. М., Соловьёва А. А. Естественное возобновление на вырубках сосняков в районе Среднего Приангарья // Успехи современного естествознания. 2017. № 6. С. 67-71.
3. Коновалова М. Е. Восстановительная динамика леса на сплошных вырубках горных кедровников Южной Сибири // Лесоведение. 2015. № 4. С. 267274.
4. Дебков Н. Н., Залесов С. В. Возобновительные процессы под пологом насаждений, сформировавшихся из сохранённого подроста предварительной генерации // Аграрный вестник Урала. 2012. № 9 (101 ). С. 39-41.
5. Калачёв А. А., Архангельская Т. А., Залесов С. В. Лесоводственная эффективность сплошнолесосечных рубок в пихтовых лесах Рудного Алтая // Аграрный вестник Урала. 2014. № 4 (122). С. 60-63.
6. Иванов В. В. Естественное возобновление на вырубках темнохвойных лесов подзоны южной тайги Приенисейской Сибири // Хвойные бореальной зоны. 2008. Т. XXV, № 3-4. С. 256-260.
7. Вайс А. А. Формирование темнохвойных древо-стоев на вырубках // Научно-технический и социальный проект лесопромышленного комплекса Восточно-Сибирского региона : сб. науч.-техн. конф. / СТИ. Красноярск, 1990. Т. 1. С. 160-163.
REFERENCES
1. Farber S. K., Konevina K. S. Otsenka uchastiya podrosta v poslerubochnom vosstanovlenii svetlokhvoy-nykh yuzhno-tayëzhnykh nasazhdeniy Priangar'ya // Lesnaya taksatsiya i lesoustroystv : mezhd. nauch.-prakt. zhurn. 2009, No. 1 (41), S. 47-55.
2. Runova E. M., Solov'yëva A. A. Estestvennoye vozobnovleniye na vyrubkakh sosnyakov v rayone Srednego Priangar'ya // Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya. 2017, No. 6, S. 67-71.
3. Konovalova M. E. Vosstanovitel'naya dinamika lesa na sploshnykh vyrubkakh gornykh kedrovnikov Yuzhnoy Sibiri // Lesovedeniye. 2015, No. 4, S. 267-274.
4. Debkov N. N., Zalesov S. V. Vozobnovitel'nyye protsessy pod pologom nasazhdeniy, sformirovavshikhsya iz sokhrarannogo podrosta predvaritel'noy generatsii // Agrarnyy vestnik Urala. 2012, No. 9 (101), S. 39-41.
5. Kala^v A. A., Arkhangel'skaya T. A., Zalesov S. V. Lesovodstvennaya effektivnost' sploshnolesosechnykh rubok v pikhtovykh lesakh Rudnogo Altaya // Agrarnyy vestnik Urala. 2014, No. 4 (122), S. 60-63.
6. Ivanov V. V. Estestvennoye vozobnovleniye na vyrubkakh temnokhvoynykh lesov podzony yuzhnoy taygi Priyeniseyskoy Sibiri // Khvoynyye boreal'noy zony. 2008, T. XXV, № 3-4, S. 256-260.
7. Vays A. A. Formirovaniye temnokhvoynykh drevostoyev na vyrubkakh // Nauchno-tekhnicheskiy i sotsial'nyy proyekt lesopromyshlennogo kompleksa Vostochno-Sibirskogo regiona : sb. nauch.-tekhn. konf. / STI. Krasnoyarsk, 1990, T. 1, S. 160-163.
© Вайс А. А., Калачев В. А., 2018
Поступила в редакцию 09.04.2018 Принята к печати 31.10.2018
