CC BY
6
БИОЛОГИЯ И ЭКОЛОГИЯ, ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
УДК 630*231.41
Хвойные бореальной зоны. 2018. Т. XXXVI, № 6. С. 485-490
ХАРАКТЕРИСТИКА ПОСЛЕРУБОЧНЫХ ПИХТАЧЕЙ В УСЛОВИЯХ КАНСКОЙ ЛЕСОСТЕПИ
А. А. Вайс, В. А. Калачев, Е. С. Кербис
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Е-mail: vais6365@mail.ru
Целью исследования являлась оценка естественного возобновления пихты и хода ее роста в условиях Кан-ской лесостепи. В качестве исходных данных использовались материалы лесоустройства и подбирались участки после сплошной рубки. Территория расположена в юго-западной части Среднесибирского плоскогорья. Лесной покров длительное время подвергался интенсивному антропогенному воздействию, связанному с эксплуатацией лесных ресурсов. Статистический анализ естественного возобновления показал на однородность условий процесса восстановления на послерубочных вырубках. Состав указывал на доминирование пихтового элемента на всех участках (более 50 %). При этом у молодняков 2-го поколения и подроста преобладание пихты еще более выражено. Другие породы характеризовались стабильной представленностью (кедр, ель, берёза, осина). На вырубках Таёжного участкового лесничества формируются пихтачи разнотравных групп типов леса (осочково-разнотравные, вейниковые, разнотравно-брусничные). Средняя площадь вырубок 22,1 га. В Северном участковом лесничестве с более влажными почвенными условиями преобладают пихтачи крупно-травно-папоротникового и разнотравного типов леса. Средняя площадь вырубок 29,6 га. В результате проведенных исследований были получены следующие выводы. В условиях формирования «открытого» пространства высота молодняка в значительной и высокой степени зависит от возраста. В случае большой полноты и густоты это может оказывать значительное влияние на диаметр и высоту пихты. Средняя густота молодняка и подроста является достаточной для восстановления вырубок пихтой (N = 4,5 и 7,3 шт -га-). Таксационные показатели послерубочных пихтачей уступают по продуктивности естественным насаждениям других районов. Помимо этого в последние годы снижается устойчивость пихтовых насаждений под влиянием комплекса факторов: изменения климата, патогенного воздействия и инвазии уссурийского полиграфа.
Ключевые слова: пихта сибирская; сплошная рубка; подрост; молодняк; естественное возобновление; вырубка; уравнение.
Conifers of the boreal area. 2018, Vol. XXXVI, No. 6, P. 485-490 FEATURE POSLEDOVICH OF FIR IT IN TERMS OF THE KANSK FOREST-STEPPE
A. A. Vais, V. A. Kalachev, E. S. Kerbis
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: vais6365@mail.ru
The aim of the study was to assess the natural renewal of fir and its growth in the Kansk forest-steppe. As initial data materials of forest management were used. Selected areas of post-harvest. The study area is located in the Southwestern part of the Central Siberian plateau. The forest cover has long been subject to intense anthropogenic impacts associated with the exploitation of forest resources. Statistical analysis of natural regeneration showed the uniformity of the conditions of the process of recovery posledovich clearings. The composition indicated the dominance of fir on all sites (more than 50 %). While the young 2nd generation of undergrowth and staddle offir is even more pronounced. Other breeds were characterized by stable representation (cedar, spruce, birch, aspen). Clearings in the Taiga district forest fir it formed the motley groups offorest types (Ososkova grassland, vantovye, herb-cowberry). The average area of 22.1 ha. Of deforestation In the Northern precinct forest with wetter soil conditions fir it is dominated by tall grassfern and herb forest types. The average area of 29.6 hectares of deforestation as a result of conducted research the following conclusions. In the conditions offormation of "open " space the height of young growth largely and highly depends on age. In the case of high fullness and density, this can have a significant impact on the diameter and height of the fir. The average density of the young growth and undergrowth is sufficient to restore the felling of silver fir
(N = 4,5 and 7,3 PCs-ha-1). Inventory indices posledovich of fir it is inferior in the productivity of natural stands in other areas. In addition, in recent years, the stability of fir plantations under the influence of a set of factors: climate change, pathogenic effects and invasion of Ussuri polygraph.
Keywords: Abies sibirica L.; clear-cutting; undergrowth; coppice; natural regeneration; felling; planting; equation.
ВВЕДЕНИЕ
В «Правилах лесовосстановления» [1] основным мероприятием содействия естественного возобновления является сохранение под пологом лесных насаждений жизнеспособного подроста. В связи с этим, большое внимание уделяется вопросам обеспеченности подростом предварительной генерации спелых и перестойных насаждений [2]. А. С. Оплетеев, А. И. Чермных, А. Р. Киршбаум [2] считают, что обеспеченность подростом предварительной генерации следует учитывать при планировании способов лесовосстановления и выборе вида выборочных рубок спелых и перестойных насаждений. В. С. Паневин, Н. М. Дебков [3] указывают на важность проведения научных исследований в насаждениях, сформировавшихся из сохраненного подроста на вырубках.
Важное значение имеет качество подроста с точки зрения оценки его жизнеспособности. А. А. Калачёв, Т. А. Архангельская [4] установили, что наибольшее воздействие на качественные и количественные показатели молодого поколения оказывает световая обстановка в насаждении. В другой статье А. А. Калачёв, С. В. Залесов [5] определили, что полнота и состав древостоя в значительной степени влияют на качественные показатели подроста пихты сибирской. В низкополнотных древостоях жизнеспособность подроста пихты зависит от развития травостоя.
Сравнение структуры послерубочного подроста с таксационными показателями таблиц хода роста нормальных насаждений показала на их существенные различия [6].
Известный исследователь пихты сибирской Э. Н. Фалалеев [7] отмечал, что количество подроста помимо типа леса зависит от степени сомкнутости материнского полога. Ученый указывал, что при небольшой сомкнутости насаждения (до 0,5) хорошо выражен травяной покров. Покров пихты здесь встречается на пнях, валежнике, около корневых лап деревьев. Успешность возобновительного процесса пихты под пологом насаждений зависит от ряда факторов: наличия и источников семян, состава и степени сомкнутости древостоя, характера живого напочвенного покрова и разновидности почвенно-грунтовых условий для произрастания пихты.
А. Н. Давыдычев, А. Ю. Кулагин, Ю. П. Горичев [8] установили, что пихта, несмотря на низкое качество семян, успешно возобновляется в условиях Южного Урала. Авторы объясняют такую закономерность способностью поселяться на широком спектре субстратов и медленном росте и развитии в первые годы жизни. При этом эдификатерная роль пихты в насаждениях сохраняется или быстро восстанавливается в производных лесах.
Применительно к территории Томской области Е. Н. Пац, Н. А. Чернова [9] определили, что нарушенные пихтовые леса при отсутствии антропоген-
ных воздействий и затухании очага размножения насекомых-вредителей в дальнейшем восстановятся пихтой. При этом наблюдалась тенденция к ухудшению состояния хвойного подроста по мере повышения уровня влагообеспеченности местообитаний. При этом Н. М. Дебков [10] отмечал, что никакой связи численности подроста со степенью нарушенности сообществ, под воздействием уссурийского полиграфа, не выявлено.
В ходе исследований, проведенные тем же автором в темнохвойных насаждениях было отмечено формирование, как правило, пихтового подроста с примесью ели и кедра; редко с примесью лиственных - берёзы и осины [11].
В результате можно констатировать, что в условиях таёжной зоны Сибири пихтовая формация сохранит свои позиции, а состояние будущих насаждений во многом зависит от структуры и состояния подроста.
ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ
Целью исследования являлась оценка естественного возобновления пихты и хода его роста в условиях Канской лесостепи. Для реализации данной цели были решены следующие задачи: установлена характеристика подроста и молодняка на вырубках, определены корреляционные связи морфолого-таксацион-ных показателей возобновления, получены регрессионные уравнения для прогнозирования хода роста послерубочных насаждений.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
В качестве исходных данных использовались материалы лесоустройства. Подбирались участки после-рубочные. На каждом из них была проведена сплошная рубка в разные периоды времени (Таёжное участковое лесничество 1977-1978 гг. и Северное участковое лесничество 1987-1988 гг. Канского лесничества). На вырубках произрастал подрост предшествующей генерации и молодняк второго поколения. На старых вырубках (Северное участковое лесничество) сформировались взрослые пихтовые древостои с подростом последующей генерации.
Территория исследования расположена в юго-западной части Среднесибирского плоскогорья. Лесной покров длительное время подвергается интенсивному антропогенному воздействию, связанному с эксплуатацией лесных ресурсов. Интересные последствия активного освоения природных ресурсов нашли своё отражение в низкой лесистости региона, неравномерном размещении лесов, широкой смене хвойных на мелколиственные породы [12]. Лесистость территории Канского лесничества составляет 45,2 %.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЯ
Характеристика подроста по материалам лесоустройства представлена в табл. 1.
Статистический анализ показал однородность условий процесса восстановления на послерубочных вырубках. Состав указывал на доминирование пихтового элемента на всех участках (более 50 %). При этом у молодняков 2-го поколения и подроста преобладание пихты еще более выражено. Другие породы характеризовались стабильной представленностью (кедр, ель, берёза, осина).
На вырубках Таёжного участкового лесничества формируются пихтачи разнотравных групп типов леса (осочково-разнотравные, вейниковые, разнотравно-брусничные). Средняя площадь вырубок 22,1 га. В Северном участковом лесничестве с более влажными почвенными условиями преобладают пихтачи крупнотравно-папоротникового и разнотравного типов леса. Средняя площадь вырубок 29,6 га.
Для прогнозирования процесса роста молодняка и подроста на вырубках важно установить наличие морфологических связей у пихты (табл. 2).
Уровень связей на вырубках Северного участкового лесничества оказался выше, чем на послерубочных участках Таёжного участкового лесничества. Однако следует отметить, что высока вероятность, что на вырубках второго района показатели устанавливались искусственно по наличию соответствующих переходных таблиц. Основные характеристики парных связей были следующие. В значительной и высокой степени высота молодняка зависит от его возраста. При этом в условиях «открытости» вырубок полнота в слабой и значительной степени влияет на высоту и диаметр молодняка.
У второго поколения молодняка на вырубках Таёжного участкового лесничества наблюдалась обратная, умеренная связь высоты с густотой. В районе Северного участкового лесничества корреляции между этими показателями оказались слабыми. Густота молодняка и подроста в обоих районах была достаточной для естественного восстановления (4,5 и 7,3 т. шт • га1).
Таблица 1
Статистические показатели подроста пихты на вырубках в условиях Канского лесничества
Статистики Состав Диаметр, см Высота, м Возраст, лет Полнота Запас, 3* -1 м *га
Таёжное участковое лесничество молодняк 1-го поколения
Среднее 5П1Е1К3Б 5,0 5 22 0,5 28
V, % - 27,6 33,7 18,0 19,8 44,7
P, % - 8,0 9,7 5,2 5,7 2,9
Молодняк 2-го поколения
Среднее 7П1Е1К1Б - 0,7 5 - -
V, % - - 38,7 0,0 - -
P, % - - 15,9 0,0 - -
Северное участковое лесничество (молодняк)
Среднее 6П1К3Б+0с, Е 7,1 4,3 24 0,6 28
V, % - 55,2 84,6 61,5 16,0 87,9
P, % - 13,8 17,3 12,6 3,3 17,9
Подрост
Среднее 8П1Е1Б+К, Ос - 1,1 19 - -
V, % - - 18,8 19,8 - -
P, % - - 7,7 8,0 - -
Примечание: V - коэффициент варьирования, %; P - точность опыта, %.
Таблица 2
Коэффициенты корреляции значимых связей основных морфолого-таксационных признаков пихтового возобновления
Район
Значимые связи Таёжное участковое лесничество Северное участковое лесничество
коэффициент оценка коэффициент оценка
корреляции связи корреляции связи
Н-А 0,51 значительная 0,98 очень тесная
Д-Р 0,61 значительная 0,46 умеренная
Д-А 0,00 слабая 0,98 очень тесная
Н-Р -0,29 слабая 0,47 умеренная
М-А 0,25 слабая 0,97 очень тесная
М-Н 0,78 тесная 0,94 очень тесная
М-Р 0,22 слабая 0,69 значительная
М-Д 0,17 слабая 0,94 очень тесная
Примечание: Н - высота; А - возраст; Д - диаметр; Р - полнота; М - запас. Все коэффициенты корреляции значимы при уровне доверительной вероятности р = 0,954.
Оценка хода роста послерубочного восстановления позволила сравнить его с древостоями, сформировавшимися под влиянием естественных процессов (прохождение полного жизненного цикла, патогенное воздействие, инвазии насекомых и т. д.). С этой целью материалы двух районов были объединены и изучены три основные взаимосвязи: Н = f (А), D1,3 = f (А) и M = Д(А). Аппроксимация связей производилась с помощью уравнения Гомпертца (используется для оценки роста организмов со слабо выраженным начальным ростом) [13]: у = a ■ е-еЬ-сх. В результате были получены следующие модели:
Н = 20,444 ■ е-61-292-0 037 ■ А, R = 0,93, S = 1,2 м, (1) = 23,828 ■ е-е0,031 ■ А, R = 0,91, S = 1,5 см, (2)
М = 94,488 ■ е-6-1-670-0-066 ■ А, я = 0,92; 8 = 9 м3. (3)
Ход роста послерубочных пихтовых древостоев представлен в табл. 3.
Сравнение хода роста пихтовых древостоев производилось с данными хода роста пихты Сибири [14] (табл. 4).
Информация табл. 3, 4 позволяет констатировать факт того, что послерубочные пихтачи Канского лесничества уступают по параметрам роста насаждениям других районов. Уменьшение продуктивности после-рубочных насаждений указывает на негативный тренд замедления роста пихтовых древостоев, что наряду со снижением их устойчивости может привести к потере пихтой доминирующей позиции в данном районе Средней Сибири.
Таблица 3
Ход роста послерубочных пихтачей в условиях Канского лесничества
Возраст, лет Основные таксационные показатели древостоя
Высота, м Диаметр, см Запас, м^га-1
5 1,0 1,7 -
10 1,6 2,5 -
20 3,5 4,6 23
30 6,1 7,2 45
40 8,8 9,9 64
50 11,4 12,5 77
60 13,6 14,9 85
70 15,4 16,9 90
Таблица 4
Ход роста пихтовых древостоев Сибири по основным таксационным показателям
Таксационные показа- Возраст, лет
тели 5 10 20 30 40 50 60 70
Модальные пихтачи Ангарского района (Э. Н. Фалалеев, В. С. Поляков)
Высота, м - - - 8,0 10,8 13,5 15,8 17,8
Диаметр, см - - - 8,0 11,1 13,8 16,4 18,5
Запас, м3 ■ га-1 - - - 75 105 130 150 169
Модальные пихтачи Енисейского кряжа (Э. Н. Фалалеев, В. С. Поляков)
Высота, м - - - 8,3 10,8 13,0 14,8 16,2
Диаметр, см - - - 9,2 13,3 13,2 15,2 16,9
Запас, м3 ■ га-1 - - - 73 108 139 164 185
Модальные пихтачи Красноярско-Ачинско-Канского района
Высота, м - - - - - 15,9 17,7 19,2
Диаметр, см - - - - - 17,4 19,3 21,0
Запас, м3 ■ га-1 - - - - - 160 187 207
Модальные пихтачи Восточного Саяна (Э. Н. Фалалеев, В. С. Поляков)
Высота, м - - - - 12,0 15,5 17,9 19,5
Диаметр, см - - - - 12,0 16,0 18,4 20,8
Запас, м3 ■ га-1 - - - - 100 149 185 215
Модальные пихтачи Западного Саяна разнотравного типа леса (Э. Н. Фалалеев, В. С. Поляков)
Высота, м - - - 7,3 11,0 14,3 16,0 17,3
Диаметр, см - - - 7,4 13,1 16,6 19,0 20,5
Запас, м3 ■ га-1 - - - 52 88 122 140 155
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате проведенных исследований были получены следующие выводы.
На вырубках Канской лесостепи наблюдалось преобладание пихтового элемента в послерубочных дре-востоях.
В условиях формирования «открытого» пространства высота молодняка в значительной и высокой степени зависит от возраста. В случае высокой полноты и густоты это может оказывать значительное влияние на диаметр и высоту пихты.
Средняя густота молодняка и подроста является достаточной для восстановления вырубок пихтой (N = 4,5 и 7,3 шт • га-1).
Таксационные показатели послерубочных пихтачей уступают по продуктивности естественным насаждениям других районов. Помимо этого в последние годы снижается устойчивость пихтовых насаждений под влиянием комплекса факторов: изменения климата, патогенного воздействия и инвазии уссурийского полиграфа.
Последние 60 лет таежные леса подвергаются интенсивному антропогенному воздействию в виде сплошных рубок, что привело к формированию значительных площадей естественных послерубочных пихтовых насаждений, которые в настоящее время по своему развитию приближаются к возрасту спелости. Всё это требует проведения специальных научных исследований для изучения состава, структуры и хода роста этих лесов.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ССЫЛКИ
1. Правила лесовосстановления. Утв. Приказом Минприроды России от 29 июня 2016 года № 375. 146 с. Доступ из справ.-правовой системы «Консультант-Плюс».
2. Оплетаев А. С., Чермных А. И., Киршбаум А. Р. Обеспеченность подростом предварительной генерации перестойных насаждений Челябинской области // Успехи современного естествознания. 2017. № 7. С. 42-46.
3. Паневин В. С., Дебков Н. М. Необходимость научных исследований в насаждениях, сформировавшихся из сохраненного подроста // Вестник Томск. гос. ун-та. Биология. 2010. № 1 (9). С. 93-98.
4. Калачёв А. А., Архангельская Т. А. Качественное состояние пихтового подроста под пологом пихтовых древостоев в Рудном Алтае // Вестник Алтай. гос. аграр. ун-та. 2012. № 8 (94). С. 66-70.
5. Калачёв А. А., Залесов С. В. Качество подроста пихты сибирской под пологом пихтовых и берёзовых насаждений Рудного Алтая // Аграрный вестник Урала. 2014. № 4 (122). С. 64-67.
6. Дебков Н. М. Особенности таксационной структуры древостоев, сформировавшихся из сохраненного подроста // Актуальные проблемы лесного комплекса. 2012. № 33. С. 28-31.
7. Фалалеев Э. Н. Пихтовые леса Сибири и их комплексное использование. М. : Лесн. пром-ть, 1964. 165 с.
8. Давыдычев А. Н., Кулагин А. Ю., Горичев Ю. П. Естественное подпологовое возобновление и эколо-
гическая видоспецифичность пихты сибирской (Abies sibiriae L.) в подросте широколиственно-темно-хвойных лесах Южного Урала // Вестник Удмуртск. ун-та. Сер. Биология. Науки о Земле. 2016. Т. 26. № 3. С. 46-57.
9. Пац Е. Н., Чернова Н.А. Изменение жизненности подроста в ходе инвазии уссурийского полиграфа в пихтовых лесах Томской области // Интерэкспо ГеоСибирь. 2013. Т. 3, № 4. С. 55-59.
10. Дебков Н. М. Особенности возобновительных процессов пихтовых лесов в связи с трансформацией их микромозаичной организации под воздействием уссурийского полиграфа // Вестник Поволжс. гос. технологич. ун-та. Сер. Лес. Биология. Природопользование. 2017. № 1 (33). С. 5-16.
11. Дебков Н. М. Природный потенциал возобновления в пихтовых лесах, поврежденных в ходе инвазии уссурийского полиграфа // Лесотехнический журнал. 2017. Т. 7, № 1 (25). С. 58-68.
12. Спицына Н. Т. Природные и экологические условия Канской лесостепи // Вестник КрасГАУ. 2014. № 2. С. 109-112.
13. Шмидт В. М. Математические методы в ботанике : учеб. пособие. Л. : ЛГУ, 1984. 288 с.
14. Ход роста основных лесообразующих пород Сибири : учеб. пособие. Ч. 2 / отв. ред. Э. Н. Фаламе-ев. Красноярск : СибТИ, 1975. 196 с.
REFERENCES
1. Pravila lesovosstanovleniya. Utv. Prikazom Minprirody Rossii ot 29 iyunya 2016 goda № 375. 146 s. Dostup iz sprav.-pravovoy sistemy "Konsul'tantPlyus".
2. Opletayev A. S., Chermnykh A. I., Kirshbaum A. R. Obespechennost' podrostom predvaritel'noy generatsii perestoynykh nasazhdeniy CHelyabinskoy oblasti // Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya. 2017, №. 7, S. 42-46.
3. Panevin V. S., Debkov N. M. Neobkhodimost' nauchnykh issledovaniy v nasazhdeniyakh, sformirovav-shikhsya iz sokhranennogo podrosta // Vestnik Tomsk. gos. un-ta. Biologiya. 2010, №. 1 (9), S. 93-98.
4. Kalachev A. A., Arkhangel'skaya T. A. Kachest-vennoye sostoyaniye pikhtovogo podrosta pod pologom pikhtovykh drevostoyev v Rudnom Altaye // Vestnik Altay. gos. agrar. un-ta. 2012, №. 8 (94), S. 66-70.
5. Kalachev A. A., Zalesov S. V. Kachestvo podrosta pikhty sibirskoy pod pologom pikhtovykh i berezovykh nasazhdeniy Rudnogo Altaya // Agrarnyy vestnik Urala. 2014, № 4 (122), S. 64-67.
6. Debkov N. M. Osobennosti taksatsionnoy struktury drevostoyev, sformirovavshikhsya iz sokhranennogo podrosta // Aktual'nyye problemy lesnogo kompleksa. 2012, № 33, S. 28-31.
7. Falaleyev E. N. Pikhtovyye lesa Sibiri i ikh kompleksnoye ispol'zovaniye. M. : Lesn. prom-t', 1964, 165 s.
8. Davydychev A. N., Kulagin A. Yu., Gorichev Yu. P. Estestvennoye podpologovoye vozobnovleniye i ekolo-gicheskaya vidospetsifichnost' pikhty sibirskoy (Abies sibiriae L.) v podroste shirokolistvenno-temnokhvoynykh lesakh Yuzhnogo Urala // Vestnik Udmurtsk. un-ta. Ser. Biologiya. Nauki o Zemle. 2016, T. 26, №. 3, S. 46-57.
9. Pats E. N., Chernova N.A. Izmeneniye zhiznennosti podrosta v khode invazii ussuriyskogo poligrafa v pikhtovykh lesakh Tomskoy oblasti // Inter-ekspo Geo-Sibir'. 2013, T. 3, №. 4, S. 55-59.
10. Debkov N. M. Osobennosti vozobnovitel'nykh protsessov pikhtovykh lesov v svyazi s transformatsiyey ikh mikromozaichnoy organizatsii pod vozdeystviyem ussuriyskogo poligrafa // Vestnik Povolzhs. gos. tekhnologich. un-ta. Ser. Les. Biologiya. Prirodopol'zo-vaniye. 2017, №. 1 (33), S. 5-16.
11. Debkov N. M. Prirodnyy potentsial vozobnov-leniya v pikhtovykh lesakh, povrezhdennykh v khode
invazii ussuriyskogo poligrafa // Lesotekhnicheskiy zhurnal. 2017, T. 7, №. 1 (25), S. 58-68.
12. Spitsyna N. T. Prirodnyye i ekologicheskiye usloviya Kanskoy lesostepi // Vestnik KrasGAU. 2014, №. 2, S. 109-112.
13. Shmidt V. M. Matematicheskiye metody v botanike : ucheb. posobiye. Lеningrad, LGU, 1984, 288 s.
14. Khod rosta osnovnykh lesoobrazuyushchikh porod Sibiri : ucheb. posobiye. Ch. 2 / otv. red. E. N. Falame-yev. Krasnoyarsk, SibTI, 1975, 196 s.
© Вайс А. А., Калачев В. А., Кербис Е. С., 2018
Поступила в редакцию 12.11.2018 Принята к печати 10.12.2018
