CC BY
72
г
НАДЗЕМНАЯ ФИТОМАССА СОСНОВЫХ НАСАЖДЕНИИ В РАЗЛИЧНЫХ ТИПАХ ЛЕСА В УСЛОВИЯХ СРЕДНЕГО УРАЛА
И. Л. ТРОФИМОВА, аспирант,
У. П. КОЩЕЕВА, аспирант,
З. Я. НАГИМОВ,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор, 620100, г. Екатеринбург> ул. ^^рслий^ті»*^
Уральский государственный лесотехнический университет е-таїї: іс^8б@там.ги
Положительная рецензия представлена А. П. Кожевниковым, доктором сельскохозяйственных наук, профессором, ведущим научным сотрудником лаборатории экологии древесных растений Ботанического сада Уральского отделения Российской академии наук.
Ключевые слова: сосновые насаждения, тип леса, фитомасса, нижние ярусы растительности, живой напочвенный покров, подрост, подлесок.
Keywords: pine plantings, type of wood, phytoweight, bottom a vegetation circle, phytoweights live underground cover, renewal of wood and an underbrush.
Цель и методика исследований.
В последние годы, согласно решениям Киотского протокола, многие страны, в том числе и Россия, приступили к реализации программ по связыванию и консервации углерода в его глобальном круговороте. Признается важность региональных оценок запасов углерода с использованием экспериментальных данных по фитомассе насаждений [1]. При исследованиях фитомассы насаждений более или менее разносторонне охвачен древостой. Нижние ярусы растительности изучены крайне слабо. Между тем продукционная деятельность насаждения в полном объеме может быть определена при исследовании всех его компонентов. Данные по общей фитомассе насаждений имеют важное значение при решении проблем, определенных международной конвенцией по биологическому разнообразию. В сосняках Среднего Урала подобные исследования проводились в недостаточном объеме.
Наша работа выполнялась на территории Уральского учебно-опытного лесхоза. Он, согласно лесорастительному районированию Б. П. Колесникова, расположен в Зауральской холмисто-предгорной провинции в пределах южной подзоны лесной ландшафтно-географической зоны [2]. Настоящие
исследования являются составной частью комплексных работ по изучению роста и продуктивности сосняков Среднего Урала. Оценка фитомассы проводилась на 16 постоянных пробных площадях (1111), которые расположены вдоль длинных склонов. Склоны начинаются от резко очерченных вершин с обнажениями горных пород и заканчиваются котловинными понижениями с торфянистыми почвами.
Пробными площадями охвачены сосновые насаждения четырех типов леса: брусничниковый (Сбр), ягодниковый (Сяг), разнотравный (Сртр), осоковосфагновый (Сос-сф). Возраст древостоев колеблется от 70 до 116 лет, доля участия сосны в их составе 55-100 %, относительная полнота от 0,95 до 1,39 (табл. 1).
На данных ПП нами изучалась фитомасса нижних ярусов растительности: подроста, подлеска и живого напочвенного покрова (ЖНП). Оценочные работы проводились в середине июля, в период максимального развития фитомассы растительности и стабилизации ее влажности. Учет фитомассы всходов, самосева, подроста высотой до 1,5 м, а также ЖНП осуществлялся на учетных площадках (УП), заложенных в количестве не менее 20 штук на параллельных продольным границам ПП визирах. Размер УП
Таблица 1
Таксационная характеристика насаждений ПП
№ ПП Тип леса Возраст, лет Состав Полнота Запас, м3 Бонитет Средние
относительная абсолютная Н, м D, см
1 Сбр 98 94С6Б ед. Л 1,08 42,5 415 3 21,5 24,2
2 Сяг 98 100С ед. Б 1,00 41,3 417 2 23,1 29,2
3 Сяг 106 92С7Б ед. Л 1,02 43,9 469 2 24,3 26,7
4 Сртр 112 55С31Л14Б 0,99 43,6 583 1 30,4 40,6
5 Сртр 116 76С18Л6Б 0,95 42,5 522 2 28,7 37,1
6 Сос-сф 111 88С12Б 1,00 31,4 216 5 15,5 20,1
7 Сбр 70 87С13Б 1,02 31,9 329 3 16,3 16,5
8 Сбр 93 95С4Б1Л 0,92 34,6 353 3 20,7 21,1
9 Сяг 98 92С8Л1Б 1,38 58,0 623 2 24,6 31,6
10 Сртр 110 71С23Л6Б 1,05 44,5 570 1 30,3 35,5
11 Сбр 102 93С4Л3Б 1,21 46,5 459 3 20,5 21,9
12 Сяг 106 97С2Л1Б 1,30 51,1 505 3 21,4 21,9
13 Сбр 89 78С21Б1Л 1,16 45,7 421 3 18,4 24,6
14 Сртр 98 86С9Б3Е1Ос ед. Л 1,39 49,9 481 2 22,5 20,9
15 Сос-сф 95 100С 1,04 28,2 167 5а 9,3 14,8
16 Сос-сф 108 100С 0,94 32,2 206 5а 12,1 19,9
Таблица 2
Фитомасса сосновых древостоев
№ ПП Фитомасса, т/га
стволов крон общая
Всего В том числе Всего В том числе хвои
древесины коры
1 175,3 162,3 12,9 27,0 5,1 202,2
2 175,0 162,3 12,7 29,4 5,9 204,4
3 197,1 182,9 14,1 27,7 4,8 224,7
4 244,4 227,3 17,1 36,1 7,1 280,5
5 219,8 204,2 15,6 34,7 6,3 254,5
6 97,2 8 8 8,5 26,7 4,6 123,9
7 137,4 127,0 10,4 22,1 5,6 159,5
8 149,2 138,0 11,3 25,9 5,2 175,2
9 259,3 241,3 18,0 28,1 4,8 287,4
10 237,6 221,1 16,5 29,1 5,0 266,7
11 200,3 184,6 15,6 23,4 6,3 223,7
12 219,6 202,7 16,9 21,9 4,6 241,5
13 173,2 160,4 12,8 26,1 5,5 199,3
14 202,4 187,8 14,6 22,3 4,3 224,7
15 72,2 65,9 6,2 22,6 4,0 94,7
16 88,3 81,2 7,1 23,6 4,1 111,9
Таблица 3
Фитомасса нижних ярусов растительности
№ ПП Тип леса Фитомасса нижних ярусов растительности, т/га Общая, кг/га
подроста подлеска ЖНП
кг/га % кг/га % кг/га %
1 Сбр 385 37,0 37 3,5 620 59,5 1041
2 Сяг 301 34,1 208 23,5 373 42,3 882
3 Сяг 864 59,4 103 7,1 488 33,6 1455
4 Сртр 405 27,1 377 25,2 712 47,7 1494
5 Сртр 928 48,0 123 6,4 882 45,6 1934
6 Сос-сф 365 22,6 0 - 1250 77,4 1615
7 Сбр 133 65,1 28 13,5 44 21,4 204
8 Сбр 93 38,2 118 48,6 32 13,2 242
9 Сяг 179 11,5 155 10,0 1218 78,5 1552
10 Сртр 53 4,3 509 41,2 673 54,5 1235
11 Сбр 100 43,7 12 5,1 117 51,2 228
12 Сяг 115 32,9 27 7,6 207 59,4 348
13 Сбр 327 48,5 80 11,9 266 39,5 674
14 Сртр 162 29,7 67 12,3 316 58,0 545
15 Сос-сф 274 24,3 0 - 856 75,7 1131
16 Сос-сф 461 26,8 0 - 1261 73,2 1722
для учета подроста принимался равным 1 м2, а для учета ЖНП — 0,25 м2. Для определения абсолютно сухой фитомассы отбирались навески, которые высушивались до постоянного веса в термостатах при температуре 105°С.
Приступая к анализу полученных результатов, следует отметить, что древостои на ПП характеризуются близкими значениями возраста и относительной полноты, что позволяет достаточно объективно оценить типологические закономерности накопления фитомассы в исследуемых насаждениях.
Результаты исследований.
Надземная фитомасса сосновых древостоев определялась на основе их таксационных показателей (возраста, высоты в возрасте 100 лет и густоты) по специальным уравнениям, разработанным для сосняков данного региона З. Я. Нагимовым [3]. Полученные результаты приведены в табл. 2, они свидетельствуют о значительных различиях фитомассы древостоев по типам леса.
Основная доля в фитомассе древостоев приходится на массу стволов. Поэтому большей фитомассой
древостоев характеризуются сосняки, имеющие более высокие значения запасов.
Масса 1 м3 стволовой древесины в коре в абсолютно сухом состоянии имеет минимальное значение (411 кг) в Сбр, а максимальное (450 кг) — в Сос-сф. Данный факт объясняется возрастной и экологической изменчивостью плотности древесины. Доля абсолютно сухой коры колеблется от 6,9 до 8,7 %. Она увеличивается с ухудшением лесорастительных условий. Данное положение объясняется тем, что в лучших условиях местопроизрастания деревья, слагающие древостой, характеризуются большими объемами. Уменьшение доли коры с увеличением объема (диаметра) деревьев в специальной литературе является известным фактом [4].
Более высокие значения фитомассы крон имеют сосняки разнотравные и ягодниковые, характеризующиеся I и II классами бонитета. Доля хвои в фитомассе крон по 1111 колеблется от 17,1 до 27,0 %. Она имеет тенденцию к увеличению с ухудшением лесорастительных условий.
В табл. 3 приведены результаты исследований фитомассы нижних ярусов растительности.
56
№№№. т-Э¥и. пэгос!. ги
г
Таблица 4
Надземная фитомасса сосновых насаждений
№ ПП Высота над уровнем моря, м Нижние яруса растительности Древостой Общая фитомасса, т/га
т/га % т/га %
1 333 1,04 0,51 202,22 99,49 203,26
2 326 0,88 0,43 204,41 99,57 205,29
3 331 1,45 0,64 224,71 99,36 226,16
4 302 1,49 0,53 280,49 99,47 281,98
5 300 1,93 0,75 254,49 99,25 256,42
6 293 1,62 1,29 123,87 98,71 125,49
7 348 0,20 0,13 159,53 99,87 159,74
8 335 0,24 0,14 175,16 99,86 175,40
9 328 1,55 0,54 287,41 99,46 288,96
10 315 1,23 0,46 266,73 99,54 267,96
11 347 0,23 0,10 223,71 99,90 223,94
12 347 0,35 0,14 241,54 99,86 241,89
13 349 0,67 0,34 199,29 99,66 199,97
14 336 0,54 0,24 224,71 99,76 225,25
15 335 1,13 1,18 94,73 98,82 95,86
16 332 1,72 1,52 111,90 98,48 113,62
т/га
2,00
1,75
1,50
1,25
1,00
0,75
0,50
0,25
0,00
4 ♦ ♦
♦
♦
♦ Ч
♦ ^ ♦
♦ ♦♦
290
300
310
320
330
340
м 350
Зависимость фитомассы
Анализируя полученные данные, следует отметить, что в исследуемых насаждениях фитомасса нижних ярусов растительности характеризуется достаточно низкими показателями. Наибольший вклад в ее формирование вносят ЖНП и подрост (51,4100,0 %). Заметное участие подлеска в этом процессе (от 23,5 до 48,6 %) наблюдается лишь на четырех 1111 (2, 4, 8, 10).
Наблюдается тенденция увеличения фитомассы ЖНП при продвижении вниз по склону. Наибольших значений она достигает в Сос-сф. Четких типологических закономерностей в формировании фитомассы нижних ярусов растительности на нашем достаточно ограниченном экспериментальном материале не обнаруживается. В исследуемых сосняках наибольший вклад в формирование общей фитомассы насаждений вносит древостой (табл. 4). Участие в этом процессе нижних ярусов растительности крайне незначительно (0,10-1,52 %). В первую очередь это объясняется высокой полнотой исследуемых насаждений.
На рис. 1 показана фитомасса нижних ярусов растительности в зависимости от высоты над уровнем моря.
Графические данные свидетельствуют, что фитомасса нижних ярусов растительности находится в об-
шшш.т-ауи. пагоб. ги
Рисунок 1
нижних ярусов растительности от высоты над уровнем моря ратной зависимости от высоты над уровнем моря. Наиболее корректно эту зависимость описывает по-линоминальное уравнение:
у = 0,0005х2 + 0,3047х - 43,641 К2 = 0,6362 (1). На рис. 2 представлена зависимость доли фитомассы нижних ярусов растительности от высоты над уровнем моря.
Анализируя полученные данные, можно отметить, что в осоково-сфагновом типе леса доля фитомассы нижних ярусов растительности достигает максимальных значений и в фитомассе насаждения колеблется от 1,13 до 1,72 %.
Влияние высоты над уровнем моря на долю фитомассы нижних ярусов растительности обнаруживается только в разрезе типов леса (рис. 2). В свежих типах с продвижением вниз по склону (с уменьшение высоты над уровнем моря) процентное содержание фитомассы подроста, подлеска и ЖНП в общей надземной фитомассе насаждения закономерно увеличивается. Зависимость доли фитомассы нижних ярусов растительности от высоты над уровнем моря описывается уравнением прямой:
у = 0,01х + 3,6908 я2 = 0,5846 (2).
57
%
і ,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0
• Сос-сф
• Сос-сф і Сос-( сф
•
Сртр ■
Сяг ▲
Срт р ■ Сяг ^ т Сбр
Сртр ■ Сяг А
Сбр*
Сртр"
• Сбр Сяг С
Сбр
эр
м
290
300
310
320
330
340
350
Рисунок 2
Зависимость доли фитомассы нижних ярусов растительности от высоты над уровнем моря
сновых насаждениях продуктивность нижних ярусов растительности характеризуется низкими показателями и при близких значениях возраста и относительной полноты главным образом определяется условиями произрастания древостоев.
Выводы.
В целом в результате проведенных исследований впервые на Урале получены эмпирические данные о фитомассе нижних ярусов растительности в различных типах леса. Они свидетельствуют, что в со-
Литература
1. Вараксин Г. С., Поляков В. И., Люминарская М. А. Биологическая продуктивность сосны обыкновенной в Средней Сибири // Лесоведение. 2008. № 3. С. 14-19.
2. Колесников Б. П. Леса Свердловской области // Леса СССР. М., 1969. Т. 4. С. 64-124.
3. Нагимов З. Я. Закономерности роста и формирования надземной фитомассы сосновых древостоев : дис. ... докт. сельхоз. наук. Екатеринбург, 2000. 409 с.
4. Третьяков Н. В., Горский П. В., Самойлович Г. Г. Справочник таксатора. М. ; Л. : Гослесбумиздат, 1952. 854 с.
5. Усольцев В.А. Фитомасса лесов Северной Евразии: нормативы и элемент географии // Екатеринбург : УрОРАН, 2002. 762 с.
ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАВНОМЕРНО-ПОСТЕПЕННЫХ РУБОК СПЕЛЫХ И ПЕРЕСТОЙНЫХ ЛЕСОНАСАЖДЕНИЙ
B. А. АЗАРЕНОК,
кандидат технических наук, профессор,
Ю. Н. БЕЗГИНА,
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент,
C. В. ЗАЛЕСОВ,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор,
Уральский государственный лесотехнический университет
620100, г. Екатеринбург, Сибирский тракт, д. 37
Положительная рецензия представлена В. А. Усольцевым, доктором сельскохозяйственных наук, профессором, главным научным сотрудником Ботанического сада Уральского отделения Российской академии наук.
Ключевые слова: технологический процесс лесосечных работ, лесоводственно-экологические и экономические показатели.
Keywords: technological process of logging operations, silvicultural, ecological, and economic indicators.
Равномерно-постепенные рубки в лесах Урала в большинстве случаев позволяют обеспечить формирование высокопродуктивных хвойных насаждений без проведения мер искусственного лесовосстановления. Эффективность этих рубок по сохранению лесорастительной среды зависит от состава лесонасаждений, количества подроста предварительной
генерации, применяемой технологии лесосечных работ и своевременности очередных приемов рубки. Применение экологизированных технологий лесосечных работ позволяет обеспечить сохранение лесорастительной среды, в том числе хвойного подроста, в количестве, соответствующем современным лесоводственным требованиям.
