CC BY
36
ПРОДУКЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС И СТРУКТУРА ДЕРЕВЬЕВ, ДРЕВЕСИН И ДРЕВОСТОЕВ
ИЗМЕНЧИВОСТЬ ТРЕНДОВ ЛИНЕЙНОГО ПРИРОСТА У ЕСТЕСТВЕННОГО ВОЗОБНОВЛЕНИЯ СОСНЫ
в условиях тверской области
Ю.Г ЗАХАРОВ, асп. ВНИИЛМ
Исследование процессов роста древесных растений представляет фундаментальный интерес с точки зрения лесоведения и лесоводства. Целью настоящей работы было исследование закономерностей изменчивости долговременных тенденций (трендов) линейного прироста у естественного возобновления сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в условиях Торопецкого лесничества, расположенного на западе Тверской области. Долговременные тенденции отражают эффекты конкурентных взаимодействий, почвенного плодородия, лесохозяйственной деятельности и иных экологических факторов с медленно меняющейся дозой, так же как и эффекты генотипической природы [1].
Территория лесничества относится к северной части подзоны смешанных лесов зоны хвойно-широколиственных лесов [2]. Согласно региональному районированию, разработанному в 1959 г. для Тверской (бывшей Калининской) области, с учетом особенностей геоморфологии, почв, состава, производительности лесов и климата, территория лесничества отнесена к юго-западному району хвойных лесов, для которого характерно преобладание хвойных пород. Сосновые насаждения наиболее распространены в юго-восточной части
baton09@pochta.ru
района и занимают 23 % лесопокрытой площади. Сосновые типы леса занимают немного меньшую площадь - 22,5 %. Наиболее распространенными из них являются сфагновый (36 %) и брусничный (34 %). Затем идет черничный (13 %), долгомошный (11 %), кисличный (4 %) и лишайниковый (2 %). В еловых типах леса сосновые насаждения встречаются редко (<1 %). Наиболее распространенными почвами на территории района являются дерново-подзолистые суглинистые (45 %) и дерново-подзолистые супесчаные (27 %) со средней и сильной степенью оподзоливания. Значительное распространение имеют торфяно-болотные (около 19 %). Сосновые леса в основном произрастают на дерново-слабоподзолистых супесчаных и песчаных почвах, а также на торфяно-глеевых и торфянистых. На многих участках лесных земель наблюдается успешное естественное возобновление сосны.
Изучение структуры и естественного возобновления популяций древесных растений осуществлялось по общепринятым методикам с учетом типологии леса [3, 4]. В период с октября по ноябрь 2008 г. нами были заложены пробные площади в разных типологических условиях, анализ проведен на 6 из них.
Таблица
Характеристики пробных площадей, заложенных для учета закономерностей роста естественного возобновления сосны в условиях различных групп типов леса
Тип условий местопроизрастания /группа типов леса Характеристика пробной площади Число пробных площадок Число учетных деревьев Средний возраст учетных деревьев
В2 / брусничный открытое место(вырубка) 1 49 5
А2 / вересковый открытое место (вырубка) 3 35 8
В2-В3 / брусничный -черничный открытое место (вырубка) 4 30 4
А4-А5 / долгомошный-сфагновый под пологом усохшего древостоя 5 18 4
А2 - В2/ брусничный под пологом соснового древостоя 4 104 5
А2 / вересковый под пологом соснового древостоя 2 100 4
94
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2010
продукционный процесс и структура деревьев, древесин и древостоев
— Логарифмический (А2 на вырубке)
--- Логарифмический (В2-В3 на вырубке)
— Логарифмический (В2 на вырубке)
— Логарифмический (А4-А5 на открытых местах и с незначительным затенением) Логарифмический (А2 под пологом)
— Логарифмический (А2-В2 под пологом)
Рисунок. Кривые изменчивости прироста в высоту естественного возобновления сосны в разных экологических условиях
Комплекс работ на пробных площадях включал измерения линейного прироста сосны в высоту по мутовкам с точностью до 1 см с помощью линейки, измерения диаметра ствола у шейки корня (или на высоте груди) в различных условиях местопроизрастания (открытые и участки под пологом леса). Характеристики пробных площадей приведены в таблице. В пределах пробной площади закладывалось от 1 до 10 круговых учетных площадок площадью 10м2, каждая из которых включала от 1 до 60 учетных деревьев.
Для каждой пробной площади была рассчитана средняя (по всем учетным деревьям) кривая линейного прироста в высоту. Прирост в пределах этой кривой колеблется от года к году в связи с изменениями экологических факторов [5]. Для того чтобы перейти к закономерностям роста, обусловленным экологическими особенностями пробной площади (тип условий произрастания, уровень освещенности), нами рассчитывались тренды (линии усредненных значений) линейного прироста. В качестве аппроксимирующей функции была выбрана логарифмическая, наиболее точно описывающая динамику прироста. Ниже приводятся уравнения, отражающие тенденции роста естественного возобновления сосны в высоту на разных пробных
площадях и точность аппроксимации ими исходных кривых Пп 1:
Y = 15,265Ln(x) + 2,7288 R2 = 0,93 Пп 2:
Y = 14,537Ln(x) + 2,053 R2 = 0,77 Пп 3:
Y = 8,7397Ln(x) + 4,8218 R2 = 0,88 Пп 4:
Y = 5,3671Ln(x) + 1,4192 R2 = 0,90 Пп 5
Y = 2,1793Ln(x) + 1,9637 R2 = 0,92 Пп 6
Y = 1,8854Ln(x) + 2,4421 R2 = 0,66 Таким образом, во всех случаях нам
удалось описать изменчивость линейного прироста с достаточно высоким уровнем точности (до 93 % изменчивости) с помощью логарифмических моделей в возрастном промежутке от 1 до 15 лет в зависимости от различных экологических факторов.
На основании данных, отраженных на рисунке, можно сделать ряд заключений.
Наибольшим приростом в высоту характеризуются деревья сосны, произрастающие на вырубках в условиях B2/Сосняк брусничный (пп1) при оптимальной освещенности. Близки к ним по величине прироста деревья, произрастающие на вырубках
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2010
95
продукционный процесс и структура деревьев, древесин и древостоев
с условиями А2/Сосняк вересковый (пп2), но все же тип B2, как более плодородный, обеспечивает лучшие условия для формирования высокого линейного прироста у естественного возобновления сосны на вырубке.
с возрастанием уровня увлажнения почвы от свежих к сырым условия для роста сосны в высоту ухудшаются; так в типе B2-B3/Сосняк черничный (пп3) линейный прирост по своим абсолютным значениям значительно ниже, чем на вырубках в типе A2 и B2. Еще ниже прирост на пробной площади 4 с высоким уровнем увлажнения и небольшой затененностью (А4-А5/Сосняк долгомошный сфагновый, уровень освещения несколько ниже за счет того, что возобновление находится под пологом сухостойных деревьев).
Наиболее низкий линейный прирост характерен для пробных площадей, заложенных под пологом древостоя сосны, при этом не наблюдается сколько-нибудь заметной разницы между приростом в разных типах условий местопроизрастания (B2 и А2).
В итоге можно сделать вывод, что для роста естественного возобновления сосны в высоту условия освещенности более значимы, чем другие экологические факторы. Полученные нами уравнения динамики линейного прироста могут использоваться в дальнейшем при построении экологических моделей развития фитоценозов. Сопоставление подобного рода кривых для разных географических районов может быть использовано для лесорастительного районирования, которое согласно статье 15 действующего ЛК РФ должно осуществляться в соответствии с научно обоснованной методологией [6].
в целом полученные результаты хорошо объяснимы. Минеральное питание имеет большое значение для дерева, поскольку для его нормального роста и развития необходимо достаточное снабжение элементами питания. Потребление биогенных элементов у сосны на открытых участках резко возрастает после 15 лет, достигая максимума в 45-летнем возрасте - в период максимального прироста биомассы [7].
Большое влияние на поглощение элементов питания из почвы оказывает освещенность, которая резко меняется под пологом древостоя. Отмечено, что снижение освещенности от 70 до 0,5 % от полной уже в первые сутки приводит к 5-6 кратному сокращению поглощения фосфора корнями сосны [7].
Экологическое значение воды обусловлено ее физиологической ролью и определяет в конечном итоге интенсивность других физиолого-биохимических процессов, связанных с ростом. Благодаря целому ряду морфологических и функциональных особенностей, например высокой ксеромор-фности листового аппарата, пластичности корневой системы, сосна обыкновенная способна произрастать как в условиях заболачивания, так и засухи. в этом плане она по ряду показателей превосходит остальные хвойные породы [7].
Знание закономерностей роста естественного возобновления сосны обыкновенной на вырубках и под пологом леса имеет большое значение для лесоведения и лесоводства. Эффективное управление процессами восстановления лесов возможно лишь на основе изучения их особенностей в различных природных регионах и типах.
Библиографический список
1. Дендрохронологическая информация в лесоводс-твенных исследованиях / Под ред. В.А. Липаткина и Д.Е. Румянцева. - М.: МГУЛ, 2007 - 137 с.
2. Курнаев, С.Ф. Лесорастительное районирование СССР / С.Ф. Курнаев. - Л.: Наука, 1973 - 204 с.
3. Сукачев, В.Н. Дендрология с основами геоботаники / В.Н. Сукачев. - Л.: Гослестехиздат, 1934 -614 с.
4. Санников, С.Н. Экология и география естественного возобновления сосны обыкновенной / С.Н. Санников. - М.: Наука, 1992 - 264 с.
5. Крамер, П. Физиология древесных растений / П. Крамер, Т. Козловский. - М.: Гослесбумиздат, 1963 - 627 с.
6. Лесной кодекс Российской Федерации. Комментарии. - М.: ВНИИЛМ, 2007 - 856 с.
7. Судачкова, Н.Е. Физиология сосны обыкновенной / Н.Е. Судачкова, Г.И. Гирс, С.Г. Прокушкин и др.. - М.: Наука, 1990 - 248 с.
96
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2010
