CC BY
14
УДК 630*11+ 630*17:582.475.4+556.56
ОПЫТ ПОСТРОЕНИЯ БОНИТИРОВОЧНОЙ ШКАЛЫ МЕСТООБИТАНИЙ БОЛОТНЫХ СОСНЯКОВ ЮЖНОТАЁЖНОЙ ПОДЗОНЫ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
Т.Т. Ефремова, А.Ф. Аврова, С.П. Ефремов
Институт леса им. В.Н.Сукачева СО РАН 660036 Красноярск, Академгородок, 50; е-mail: [email protected]
В качестве критерия лесорастительных возможностей лесных болот использовали комплекс достоверных показателей, выявленных в процессе типизации болотных сосняко в различных местообитаний. Это - химические свойства торфяных почв, таксационные показатели древостоев, данные хвое -листового анализа и характеристика побегов, которые обобщают два важнейших критерия плодородия - количество питательных веществ в почве и урожайность (продуктивность) насаждений. За эталон бонитировочного стандарта принят евтрофный умеренно осушенный тип местообитания - 100 баллов. Олиготрофные местообитания, оценённые 10 баллами, осушать н е-целесообразно из-за низкого экономического эффекта. О лиго-мезотрофные, мезотрофные и мезо-евтрофные местообитания (18-21 балл), помимо гидротехнической мелиорации, нуждаются, как правило, в применении удо б-рений. Лесомелиорацию евтрофных болот (65 баллов) можно ограничить регулированием только водного реж и-ма.
Статистически обоснованы различия морфометрических показателей хвои болотных сосняков неосушенных местообитаний: олиготрофные - длина хвои 33±0,4 мм, масса хвои 1,9±0,03 г; евтрофные - 60±0,6 мм и 3,60±0,2 г; олиго-мезотрофные, мезотрофные и мезо-евтрофные местообитания - 40±0,5 мм и 2,4±0,06 г.
Методом парного регрессионного анализа установлена положительная линейная связь прироста древес ины с длиной хвои.
у = -1,62 + 0,076x; R2 = 0,96, р = 0,000,
где у - среднегодовой прирост древесины, м3/га; x - длина однолетней хвои, мм; R2 - индекс детерминации; р - уровень значимости.
Полученные результаты по морфометрии хвои Pinus sylvestris L. рекомендуют работникам лесного хозяйства простые и доступные критерии оценки лесопригодности болот, а представл енная линейная функция позволяет прогнозировать лесохозяйственную эффекти вность осушения болотных сосняков.
Ключевые слова: болотные сосняки, бонитировка типов местообитаний, морфометрия хвои
Assessing the capacity of bog sites to support forest growth w as based on confident indicators, such as peat soil chemical properties, forest inventory data, foliage analysis results, and shoot parameters, determined when identifying Scots pine bog site types. These characteristics describe two major site fertility c riteria: nutrient content of soil and forest stand productivity. Moderately drained eutrophic bog site co nditions were taken as a standard (100 points). Reclamation of oligotrophic bog sites estimated at up to 10 points appeared to be economically ineffect ive, whereas fertilizer application, apart from land improvement by h ydraulic engineering methods, was found to be needed in case of oligomesotropic, mesotrophic, and mesoeutrophic bog sites (18-21 points). Moisture regime regulation was determined to be a sufficient land improvement measure for 65-point Scots pine eutrophic bog sites.
Needle morphometric parameters of Scots pine stands growing on undrained bog sites exhibited significant variabi li-ty among bog types: needle length was 33±0.4 mm and weighte d 1.9±0.03 g for oligotrophic sites, with the similar characteristics being 60±0.6 mm and 3.60±0.2 g for eutrophic bogs and 40±0.5 mm and 2.4±0.06 g for oligomesotrophic, mesotrophic, and mesoeutrophic sites.
A paired regression analysis revealed a positiv e linear relationship of wood biomass i ncrement and needle length:
у = -1,62 + 0,076x; R2 = 0,96, p = 0,000,
where у is stand life-span annual wood biomass increment, cubic m/ha; x is one-year-old needle length, mm; R2 is determination index; and p is significance level.
The study results obtained on morphometric characteristics of Scots pine needles provide foresters with simple and user-friendly criteria for estimating suitability of bog sites for forest growth and the above linear function allows to predict effectiveness of Scots pine bog site reclamation r egarding post-treatment forest productivity.
Key words: Scots pine stands growing on bog, bog site types, needle morphometric parameters
ВВЕДЕНИЕ
Необходимость углубления знаний почве нно-экологических особенностей гидроморфных ко м-плексов как научной основы устойчивого природ о-пользования по-прежнему сохраняет свою актуаль
*Работа поддержана РФФИ (гранты № 08-04-92501 НЦНИЛ_а и № 09-04-00234)
ность. Осушение болот - единственный путь формирования высокопродуктивных насаждений. Г идрол е-сомелиорация, практически прекратившаяся в усл о-виях современной России, безусловно, будет возо б-новлена по мере улучшения экономической ситу а-ции в стране (Константинов и др., 1999).
Правильный выбор исходных объектов осушения очень важен, так как определяет экономич ескую и природоохранную целесообразность гидротехн и-
ческой мелиорации. Известно, что эффект осушения даже близких в лесотипологическом отношении объектов определяется различиями в свойствах то р-фяных почв, то есть уровнем их плодородия. Между тем, вооруженность специалистов лесной отрасли действенными и оперативными методами индикации болотных местообитаний остается по -прежнему недостаточной.
Цель нашей работы: а) выполнить бонитировку условий произрастания б олотных сосняков, то есть дать им количественную оценку относительно м е-стообитаний с максимальным лесоводственным э ф-фектом, б) обосновать возможность использов ания в практике гидролесомелиорации морфометрических параметров хвои как наиболее доступных и резул ь-тативных показателей для типизации и оценки э ф-фективности осушения болотных с осняков.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Объектами исследования послужили сосновые древостои (Ртт куЬезМз Ь.) на болотах естественного ряда развития и их осушенные 30-35 лет назад участки в Тимирязевском лесхозе Томской области. Изучались девственные леса, не пройденные рубк а-ми. Валовые запасы биогенных элементов и ф изико-химические показатели торфяных почв, а так же таксационные показатели древостоев определены о б-щепринятыми в почвоведении и лесоведении методами однократно. Исследования морфометрических и химических показателей хвои, выполненные в т е-чение 3-4 лет, характеризуют её пространственновременную изменчивость. Объем выборки варьирует в пределах 300-4810 наблюдений по длине хвои и от 30 до 210 пакетов по 100 пар для массы в зависим ости от количества пробных площадей в конкретном типе местообитания. Отбор хвои в полевых условиях выполнен по известной методике Верманна. Сопряженно в сезонной динамике изучались влажность торфяных почв и уровень стояния почвенногрунтовых вод. К оценке гидрологических условий привлекались и ранее опубликованные по этому в опросу материалы (Ефремов, 1972; Ефремова, 1986; Мелентьева, 1980).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В условиях южнотаёжной подзоны Западной Сибири методами многомерной статистики дост о-верно выделено 9 формализованных типов условий произрастания болотных сосняков, включая осуше н-ные в разной степени варианты (Ефремова и др., 2002). В естественном ряду развития эк олого-ценотические типы сгруппировались в следующие кластеры - олиготрофный (индекс 0-0), олиго-мезотрофный+мезотрофный (0М-0+М-0), мезо-евтрофный (МЕ-0) и евтрофный (Е-0). Результатом формализованного разбиения осушенных местообитаний стали такие группы: слабо осушенные мез о-трофные+мезо-евтрофные (М-1+МЕ-1), слабо осушенные евтрофные (Е-1), умеренно осушенные ме-зо-евтрофные (МЕ-2), умеренно осушенные евтроф-ные (Е-2), а также переосушенные+интенсивно ос у-
шенные мезотрофные (М-3+М-4).
Общепризнано, что исходным условием эффе к-тивности гидролесомелиорации является производ и-тельная способность местообитаний, то есть ур овень плодородия почв. Трудности эффективной оценки лесных торфяных почв заключаются в выборе кр и-териев продуктивности, поскольку до сих пор нет единого мнения относительно принципов и методов их бонитировки. Мы использовали комплекс дост о-верных в кластерном и дискриминантном анализе признаков, выявленных в процессе группировки т и-пов местообитания болотных сосняков (Ефремова и др., 2002). Они касаются химических свойств торф я-ных почв, таксационных п оказателей древостоев, данных хвое-листового анализа и характеристики побегов (всего 24 показателя). Почвенные включают: степень насыщенности основаниями и запасы в слое торфа 0-20 см - зольных веществ, К, Р205, СаО, М§0. Показатели хвое-листового анализа следующие: длина однолетней хвои и текущего года заложения, масса хвои указанных возрастов, содержание в хвое
- зольных веществ, К, М§. Далее - длина наиболее развитого побега 3-ей верхушечной мутовки, число пар хвои на побеге. Таксационные показатели -средняя высота деревьев, средний диаметр дерев ьев, запасы древесины, среднегодовой прирост древес и-ны. Для сопоставимости данных, имеющих разные единицы измерения, все анализируемые переменные были стандартизованы. Средняя из стандартизова н-ных показателей евтрофного умеренно осушенного типа была принята за эталон бонитировочного ста н-дарта, относительно которого рассчитаны баллы (%) всех других местообитаний болотных сосняков южнотаёжной подзоны Западной Сибири. Евтрофный умеренно осушенный тип характеризуется наиболее высокой продуктивностью насаждений, трофностью почв выше пороговых показателей и благоприятным гидрологическим режимом (Ефремова и др., 1993).
Оценочные баллы, характеризующие мелиор а-тивную значимость объектов, обобщают два ва ж-нейших критерия плодородия - количество питательных веществ в почве и урожайность биома ссы (производительность древостоев и состояние фот о-синтезирующего аппарата - хвои). Как следует из рисунка 1, мелиоративная ценность лесных неос у-шенных болот резко возрастает от олиготрофн ого типа - 10 баллов к евтрофному - 65. Мезотрофные и мезо-евтрофные местообитания практически ра вны по лесорастительным свойствам (18-21 балл) и примыкают ближе к олиготрофному типу по уровню плодородия.
Лесоводственная продуктивность осушенных болот значительно более высокая по сравн ению с исходными типами. Она тесно связана как с уро в-нем плодородия исходных типов, так и с интенси в-ностью мелиорации. Так, евтроф ные, мезотрофные и мезо-евтрофные местообитания, которые в естественном состоянии оцениваются 65 и 18 -21 баллами, в случае сходного режима осушения также зн а-чительно различаются по уровню плодородия. В частности, при слабом дренировании их лесопр и-годность составляет соответственно 84 и 43 балла. В то же время, интенсивное и умеренное осушение
удобрения, так как недостаток азота в торфяных почвах верхового и переходного типов отн осится к числу основных факторов, лимитирующих производительность болотных сосняков (Ефремова и др., 1995).
Вместе с тем, реальное использование бонит и-ровочной шкалы в практике лесоосушения, безу словно, затруднено из-за сложности получения разнообразного первичного материала. Поэтому, о б-ратились к косвенным показателям, в частности, биометрическим параметрам хвои. Ранее показано, что методы растительной диагностики по сравн е-нию с почвенными и таксационными являются более тонкими индикаторами неосушенных м е-стообитаний (Ефремова и др., 2002).
Удачный опыт использования длины и массы хвои для оценки минерального питания хвойных пород, лесорастительных свойств почв и проду к-тивности насаждений имеется в различных реги о-нах России, а также дальнего и ближнего заруб е-жья (Вайчис, Руткаускас, 1973; Корчагина, 1986; Орлов, Кошельков, 1971; Поргасаар, 1977; Про-кушкин, 1982; Amponsach and other, 2005; Ohlson, 1995; Wheeier and other, 1992; Yang, 1998; Youngblood, Ferguson, 2003 и др.).
Результаты статистической обработки морф о-метрических показателей однолетней хвои за 3-4летний период изучения приведены в та блице 1. По сравнению с хвоей текущего года однолетняя дает более точную оценку болотным типам мест о-обитаний (Ефремова и др., 1996). Согласно коэффициенту вариации < 33 %, изучаемая совокупность является более или менее однородной, а средние по длине и массе хвои - типичными величинами соответствующих местообитаний (оценка по: Чекотовский, 2002). Коэффициенты выравне н-ности материала (Доспехов, 1973) составляет по длине хвои 78-89 %, по массе - 71-86 %. Таким образом, изменчивость показателей по длине и массе хвои достаточно близкая и характеризуется средним варьированием.
Существенность разности средних показателей морфометрии хвои различных условий
Таблица 1 - Морфометрические показатели хвои сосны обыкновенной в болотных типах условий произрастания
Статистические показатели Индексы типов местообитаний1)
неосушенные местообитания осушенные в разной степени
0-0 0М-0+ М-0 МЕ-0 Е-0 М-1 + МЕ-1 Е-1 МЕ-2 Е-2 М-3+ М-4
Среднее2) Длина однолетней хвои, мм
33 41 40 60 56 64 74 72 71
Ошибка среднего ±0,4 ±0,4 ±0,5 ±0,6 ±0,5 ±0,5 ±0,6 ±0,5 ±0,5
Минимум 12 15 19 34 34 42 44 46 48
Максимум 67 70 73 83 77 88 97 92 91
а3) 7,4 8,5 8,6 9,2 8,6 9,7 10,2 8,1 9,1
V4),% 22 21 21 15 15 15 14 11 13
Масса 100 пар хвои, , г
Среднее2) 1,88 2,41 2,43 3,60 3,70 4,84 5,25 5,51 4,97
Ошибка среднего ±0,03 ±0,05 ±0,06 ±0,2 ±0,08 ±0,09 ±0,22 ±0,17 ±0,09
Минимум 1,22 1,78 1,74 1,90 1,72 3,56 2,37 3,85 3,38
Максимум 2,75 4,16 3,25 5,63 5,20 6,30 7,08 6,93 6,93
а3) 0,36 0,51 0,49 1,04 0,60 0,69 1,22 0,93 0,69
V4),% 19 21 20 29 16 14 23 17 14
Примечание: ^ индексы типов местообитания см. в тексте, 2) усредненные данные за 1994-1997 годы; 3) стандартное отклонение, 4) коэффициент вариации.
мезотрофных и мезо-евтрофных местообитаний повышает их лесоводственную эффективность до уровня 70-77 баллов, то есть приближает к богатым условиям евтрофного типа.
О О о о
шш5б щэшшш
S + 5 + 5
с? + <?
Индексы местообитаний
Рисунок 1 - Бонитировочная шкала типов
местообитаний болотных сосняков. Неосушенные типы местообитания: Е-0 - евтрофный, МЕ-0 - мезо-евтрофный, ОМ-0+М-0 - олиго-
мезотрофный+мезотрофный, 0-0 - олиготрофный. Осушенные типы местообитания: М-1+МЕ-1 -
мезотрофный+мезо-евтрофный слабо осушенный, М-3+М-4 - мезотрофный интенсивно осушенный, МЕ-2 -мезо-евтрофный умеренно осушенный, Е -1 -
евтрофный слабо осушенный, Е -2 - евтрофный умеренно осушенный
Количественная оценка лесопригодн ости болотных местообитаний обеспечивает возможность научно-обоснованного выбора объектов мелиорации в свете требований рационального природ о-пользования. Как показывает опыт гидролесом е-лиорации, олиготрофные местообитания осушать нецелесообразно из-за низкого экономического эффекта. Лесомелиорацию евтрофных болот можно ограничить регулированием водного режима. Оли-го-мезотрофные+мезотрофные и мезо -евтрофные местообитания, помимо гидротехнической мели о-рации, нуждаются, как правило, в применении удобрений. В условиях южной тайги Западной С и-бири можно, прежде всего, рекомендовать азотные
Таблица 2 - Уровни значимости различий (р-критерий) типов местообитаний болотных сосняк ов по длине и массе 100 пар однолетней хвои________________________________________________________________________________
Индексы типов местообитания
Индексы место- неосушенные местообитания осушенные в разной степени
обитаний 0-0 0М-0+ М-0 МЕ-0 Е-0 М-1 + МЕ-1 Е-1 МЕ-2 Е-2
М-0+0М-0 0,000 Длина хвои
МЕ-0 0,000 0,057* -
Е-0 0,000 0,000 0,000 -
М-1+МЕ-1 0,000 0,000 0,000 0,000 -
Е-1 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 -
МЕ-2 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 -
Е-2 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,001 -
М-3+М-4 0,000 0,000 0,000 Масса 100 ] 0,000 пар хвои 0,000 0,000 0,000 0,039
М-0+0М-0 0,000 -
МЕ-0 0,000 0,378 -
Е-0 0,000 0,000 0,000 -
М-1+МЕ-1 0,000 0,000 0,000 0,279 -
Е-1 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 -
МЕ-2 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,024 -
Е-2 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,107 -
М-3+М-4 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,147 0,089 0,001
Примечание: *) выделены не значимые с доверительным уровнем вероятности 95%. произрастания оценивалась по £■ критерию Стьюдента.
произрастания оценивалась по 1-критерию Стью-дента. Согласно таблице 2, разность по дли -не хвои существенна на очень высоком уровне зн а-чимости как для естественных местооби -таний, так и осушенных (р-критерий - вероятность, соответствующая критерию Стьюдента). Нулевая г и-потеза остается в силе только при с равнении двух неосушенных типов, характе-ризующих переходные стадии развития болот (олиго-мезотрофных+мезотрофных) и мезо -евтрофных. Они объективно не различаются между собой и по массе хвои. Достоверность различий осушенных в разной степени местообитаний по массе хвои сохраняется в основном с вероятностью 85 -90%. Исходя из принятого в биологии уровня значимости 5%, нулевая ги-потеза остается в силе.
Итак, статистически обоснованы существу ю-щие различия неосушенных местообитаний б о-лотных сосняков по длине и массе хвои. Полученные результаты рекомендуют работникам лесного хозяйства простые и доступные критерии оценки лесопригодности болот, подлежащих гидромели о-рации. По длине и массе хвои четко идентифиц и-руются болотные сосняки олиготрофн ого типа (33 мм и 1,9 г), евтрофного (60 мм и 3,60 г), а также различные варианты переходных стадий эндоге н-ного развития болот (40 мм и 2,4 г).
Для получения первичной информации, к а-сающейся биометрии хвои болотных сосняков, рекомендуем следующую методику отбора обра з-цов. Осенью (сентябрь-октябрь) с 10 случайных деревьев 30-40-летнего возраста отсекается наиболее развитый побег 4-й верхушечной мутовки. Так как мы оперируем средними показателями за 3 -4 года наблюдений, необходимо оборвать хвою как минимум трех лет развития: пр одолжительность жизни хвои сосны на верховых болотах Западной Сибири составляет 5-6 лет, на низинных - 3 (реже
4) года (Згуровская, 1965). В результате однократный отбор многолетней хвои позволяет учесть особенности ее формирования в различные годы заложения. Молодую хвою текущего года исключаем. По сравнению с хвоей прошлых лет её длина меньше на 10-20 %, масса на - 20-50 %, то есть в год заложения растущая хвоя ещё не сформиров а-на окончательно.
Отобранная с 10 деревьев хвоя, исключая молодую, смешивается и формируется средний обр а-зец. Из него случайным образом берется определенное количество свежей хвои для замера длины. Для получения результата с доверительным уро в-нем вероятности 95% достаточно измерить 36-77 пар хвоинок в естественных местообитаниях, в условиях осушения - 19-36 пар. Для учета массы хвои необходимо составить пакеты по 100 пар хвоинок, взвесить их в воздушно -сухом состоянии и пересчитать на навеску, высушенную при 105 0С. Число пакетов в зависимости от степени варьир о-вания признака равняется 58-134 шт. в неосушен-ных местообитаниях и 31-85 на мелиорируемых участках. Формирование такого количества пакетов потребует, исходя из степени охвоенности п о-бега, обработки не менее 40 ^20 деревьев. Таким образом, более простым и надежным способом идентификации объектов по биометрическим показателям следует признать длину хвои.
Морфометрические показатели хвои сосны обыкновенной, помимо идентификации неос у-шенных местообитаний, могут использоваться в практике гидромелиорации для прогноза эффе к-тивности лесоосушения. Методом парного регрессионного анализа установлена положительная л и-нейная связь (К2 =0,96^0,94) длины и массы хвои с таксационными показателями древостоев, в час т-ности, со среднегодовым приростом древесины, который нивелирует в определенной мере влияние
возраста насаждений (рис. 2).
Однако оценка параметров связи прироста древесины и массы хвои выявила статистическую недостоверность свободного члена уравнения ре г-рессии. Поэтому, несмотря на высокие значения индекса детерминации, влияние массы хвои на производительность болотных сосняков не обсу ж-дается. Связь прироста древесины с длиной хвои аппроксимируется уравнением следующего в ида:
у = - 1,62 + 0,076 х; Я2 = 0,96, Р = 0,000 (1)
где у - среднегодовой прирост древесины, м3/га; х - длина однолетней хвои, мм; Я2 - индекс детерминации; Р - уровень значимости.
0 1_
<и
1
ч:
<и
О
Длина хвои, м м
4.5
4 -
3.5 -3 -
2.5 -2 -
1.5 -1 -
0,5 -0 -
1
♦
0-0
5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6
Масса 100 пар хвои, г
Рисунок 2 - Регрессионная связь среднегодового прироста древесины с длиной (А) и массой (Б) однолетней хвои в болотных сосняках различных местообитаний. Условные обозначения т ипов местообитаний см. рис. 1
Коэффициенты данного уравнения регрессии достоверны: параметр факторного пр изнака х имеет Р-значение 3,74Е-06, свободный член - 0,002. Согласно линейной функции, ув еличение длины хвои на 1 мм вызывает возрастание среднегодово го прироста древесины на 0,076 м3/га. Представленное уравнение регрессии правомо чно для болотных сосняков южной тайги Западной Сибири в пределах
среднегодового прироста древесины 0,7-3,9 м /га и длины хвои 33-74 мм.
В заключение приводим краткую эколого -ценотическую характеристику местообитаний б о-лотных сосняков (табл. 3, 4).
Местообитания болотных сосняков естес т-венного развития. Данные типы местообитаний заняты сосновыми насаждениями чистыми по с о-ставу и разновозрастными по структуре. Для них характерно переувлажнение почвенной среды пра к-тически в течение всего периода вегетации.
Олиготрофный тип (индекс 0-0). Бонитиро-вочный балл равняется 10. Длина хвои 33±0,4 мм, масса 100 пар хвои 1,9±0,03 г. Почвы обеднены элементами минерального питания. По сравнению с оптимальными запасами (зола 30 т/га, азот - 4,9, фосфор - 1,4, калий - 26, кальций - 6,8 т/га) содержание перечисленных элементов в торфяных по ч-вах олиготрофных местообитаний ниже в 5 -23 раза (Ефремова и др., 1993). Концентрация в хвое сосны фосфора (0,1%) и азота (около 1%) указывает на острый дефицит этих элементов. Лесохозяйстве н-ные мероприятия должны быть связаны в основном с природоохранной деятельностью.
Олиго-мезотрофный+мезотрофный тип (ОМ-0+М-0). Бонитировочный балл - 18. Длина хвои -41±0,4 мм, масса - 2,4±0,05 г. Запасы элементов минерального питания в почве по сравнению с ол и-готрофным местообитанием повышаются в 1,4 -2 раза, однако, не являются достаточными для у спешного произрастания сосновых насаждений. Р е-комендуется умеренное осушение и внесе ние удобрений.
Мезо-евтрофный тип (МЕ-0). Бонитировочный балл - 21. Длина хвои - 40±0,5 мм, масса - 2,4±0,06 г. Запасы элементов минерального питания в почве не достигают уровня достаточной обесп еченности, но выше, чем в олиготрофном в 2,2 -6,7 раза. Лесохозяйственные мероприятия могут включать ум е-ренное осушение с внесением удо брений.
Евтрофный тип местообитания (Е-0). Бони-тировочный балл - 65. Длина хвои - 60±0,6 мм, масса - 3,6±0,16 г. Запасы в почве золы и кальция пр и-ближаются к пороговому уровню обеспеч енности сосновых древостоев, азота и фосфора находя тся выше пороговых показателей. Рекомендуется ум е-ренная гидромелиорация.
Осушенные местообитания болотных сосняков.
Слабо осушенный мезотрофный+мезо-евтрофный тип (М-1+МЕ-1). Бонитировочный балл - 56. Длина хвои - 56±0,5 мм, масса - 3,7±0,08 г. Благоприятный режим влажности в течение всего теплого периода устанавливается в слое торфяника 0-10 см. Ресурсы элементов минерального п итания в почве по сравнению с исходными местообитаниями п о-вышаются, однако, не достигают пороговых уровней лесопригодности. Рекомендуется дополнител ь-ное регулирование водного режима и применение удобрений.
Слабо осушенный евтрофный тип (Е-1). Бонитировочный балл - 84. Длина хвои - 64±0,5 мм, масса - 4,8±0,09 г. Избыточная влажность корненасыщенного слоя почвы (>81,5 %) отмечается в
б
Таблица 3 - Эколого-ценотическая характеристика местообитаний болотных сосняков южной тайги З ападной Сибири и оценка их лесопригодности__________________________________________________________________________
Индексы Эдафические условия У2), м3/га Класс
местообита- Трофотоп Гидротоп1) Доминирующий тип возрас-
ний Категория ■№,% леса та
1 2 3 4 5 6 7
0-0 0лиготрофный Неосушенный УГВ = 18 см 50,4- 95,0 Кустарничково- сфагновый 0,7 III
0М-0+М-0 0лиго-мезотроф-ный + мезотроф-ный Неосушенный УГВ = 14 см 62,2- 93,2 0соково-сфагново- кустарничковый 1,2 III
МЕ-0 Мезо-евтрофный Неосушенный УГВ = 9 см 74,0- 98,2 0соково-кустарнич- ково-гипновый 1,8 II
Е-0 Евтрофный Неосушенный УГВ = 6 см 85,6- 90,9 0соково-гипновый 2,6 II
М-1+МЕ-1 Мезотрофный + мезо-евтрофный Слабо осушенный УГВ = 18-25 см 47,5- 91,5 Зеленомошно- осоковый 2,8 II
Е-1 Евтрофный Слабо осушенный УГВ = 18 см 55,3- 91,2 0соково-вейни- ково-гипновый 3,5 II
МЕ-2 Мезо-евтрофный Умеренно осушенный УГВ = 35 см 34,8- 93,8 Вейниково- зеленомошный 3,7 II
Е-2 Евтрофный Умеренно осушенный УГВ = 40 см 28,5- 81,8 Крапивный 3,9 II
М-3+М-4 Мезотрофный Интенсивно осушенный УГВ = 60-90 см 6,7-68,2 Мятликово- крапивный 3,8 II
Окончание таблицы 3
Индексы местообита- ний Трофотоп Биометрия хвои3) Длина, Масса4), г мм 0цено- чный балл Класс Лесохозяйственные бони- мероприятия тета
8 9 10 11 12 13 14
0-0 0лиготрофный 33±0,4 1,9±0,03 10 У-Уб Условно лесопригоден, требу-
ется коренная мелиорация
0М-0+М-0 0лиго-мезотроф- 41±0,4 2,4±0,05 18 У-Уа Умеренное осушение с приме-
ный+мезотрофный нением удобрений
МЕ-0 Мезо-евтрофный 40±0,5 2,4±0,06 21 У-Уа Умеренное осушение с применением удобрений
Е-0 Евтрофный 60±0,6 3,6±0,16 65 III Умеренная гидротехническая
мелиорация
М-1+МЕ-1 Мезотрофный + 56±0,5 3,7±0,08 43 III Дополнительное регулирование
мезо-евтрофный водного режима+удобрение
Е-1 Евтрофный 64±0,5 4,8±0,09 84 Ш-И Дополнительное регулиров ание
водного режима
МЕ-2 Мезо-евтрофный 74±0,6 5,2±0,22 77 II Надзор за состоянием осуш и-
тельной сети
Е-2 Евтрофный 72±0,5 5,5±0,17 100 п-г Надзор за состоянием осуши-
тельной сети
М-3+М-4 Мезотрофный 71±0,5 5,0±0,09 70 п-т Двустороннее регулирование
водного режима
Примечание: 1)среднемноголетние пределы колебаний уровня почвенно -грунтовых вод и объемной влажности торфа в корнеобитаемом слое (0-30 см) за вегетационный период, 2) среднегодовой прирост древесины при полноте 0,7, 3) средние показатели за 3-4 года наблюдений,4) абсолютно сухая.
Таблица 4 - Агрохимические показатели торфяных почв различных типов местообитания болотных сосн яков
„ _ ,, Запасы в слое 0-20 см, кг/га
Типы местообитания Индексы а ,% —-----------гг------г-тг-----гг-гг---, , _
________________________________________________________________________Зола_______N Р2О5 СаО МяО
Неосушенные типы местообитаний
0лиготрофный 0-0 9,1 3995 823 37 270 97
0лиго-мезотрофный + мезотрофный 0М-0+М-0 17,1 8596 1796 136 560 198
Мезо-евтрофный МЕ-0 23,1 12209 3706 406 850 281
Евтрофный Е-0 60,1 22737 5091 2372 4757 706
Слабо осушенные типы местообитаний
Мезотрофный + мезо-евтрофный М-1+МЕ-1 18,5 11674 3581 374 874 259
Евтрофный Е-1 79,2 30525 5960 3235 7960 410
Умеренно осушенные типы местообитаний
Мезо-евтрофный МЕ-2 20,5 12096 4032 403 826 346
Евтрофный Е-2 78,4 44998 10060 5680 10370 1770
Интенсивно осушенные типы местообитаний
Мезотрофный М-3+М-4 21,0 22768 6990 1317 1719 490
Примечание: *) степень насыщенности основаниями.
первой половине лета. Запасы элементов минерального питания в торфе соответствуют порог о-вому уровню обеспеченности сосновых насажд е-ний. Рекомендуется дополнительное регулиров а-ние водного режима.
Мезо-евтрофный умеренно осушенный тип местообитания (МЕ-2). Бонитировочный балл -77. Длина хвои - 74±0,6 мм, масса - 5,2±0,22 г. Благоприятная влажность в корнеобита емом слое (0-20 см) устанавливается к августу. Торфяные почвы характеризуются относительно высокими запасами биогенных элементов, которые прибл и-жаются к пороговому уровню. Требуется надзор за состоянием осушительной сети.
Мезотрофный интенсивно осушенный тип местообитания (М-3+М-4). Бонитировочный балл
- 70. Длина хвои - 71±0,5 мм, масса - 5,0±0,09 г. Влажность почвы в течение вегетации находится преимущественно ниже интервала оптимал ьной (38-75 %), опускаясь в отдельные периоды за пр е-делы доступной влаги (<16,5 %). Запасы биоге н-ных элементов в почве соответствуют порогу обеспеченности. Нуждается в двойном регулир о-вании водного режима.
Евтрофный умеренно осушенный тип (Е -2). Принят за эталон бонитировочного стандарта местообитаний болотных сосняков южной тайги Западной Сибири. Бонитировочный балл - 100. Длина хвои - 72±0,5 мм, масса - 5,5±0,17 г. Влажность корненасыщенного слоя находится в пределах о п-тимальной (28-82 %). Запасы в торфе элементов минерального питания соответствуют пороговому уровню обеспеченности болотных сосняков. Тр е-буется надзор за состоянием осуш ительной сети.
ВЫВОДЫ
1. Впервые в условиях южнотаёжной подзоны Западной Сибири создана бонитировочная шкала местообитаний болотных сосняков, количественно характеризующая их гидролесомелиоративную значимость в свете задач устойчивого природ о-пользования.
2. Обоснована возможность использования длины хвои для идентификации местообитаний болотных сосняков при решении вопроса о целесообразности их осушения. Для получения резул ь-тата с уровнем вероятности > 95 % целесообразно в осенний период измерить длину не менее 100 пар случайных хвоинок в среднем образце, с оставленном из многолетней хвои побегов 3 -ей верхушечной мутовки 10-ти деревьев в возрасте 30-40 лет.
3. Предложена линейная функция связи среднегодового прироста древесины и длины хвои, которая может применяться для оценки эффекти в-ности осушения болотных сосняков с лесохозя й-ственных позиций.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Вайчис, М. Шкала оценки плодородия лесных почв и
производительности насаждений / М. Вайчис, А.
Руткаускас. - Каунас: ЛитНИИЛХ, 1973. - 8 с.
Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследов а-ния) / Б.А. Доспехов. - М.: Колос, 1973. - 336 с.
Ефремов, С.П. Естественное залесение осушенных болот лесной зоны Западной Сибири / С.П. Ефремов. -М.: Наука, 1972.- 155 с.
Ефремова, Т.Т. Гумусное состояние почв болотных сосняков Западной Сибири / Т.Т. Ефремова // Почвы сосновых лесов Сибири. - Красноярск, 1986. -С.33-46.
Ефремова, Т.Т. Связь производительности болотных сосняков Западной Сибири с почвенными услови ями / Т.Т. Ефремова, С.П. Ефремов, В.П. Черкашин // Лесоведение. - 1995. - № 2. - С. 50-59.
Ефремова, Т.Т. Трофическая оценка лесоводственной продуктивности торфяных почв Западной Сибири / Т.Т. Ефремова, С.П. Ефремов, В.П. Черкашин // С и-бирский биологический журнал. - 1993. - № 6. - С. 41-48.
Ефремова, Т.Т., Оценка плодородия лесных торфяных почв Западной Сибири методами растительной диагностики / Т.Т. Ефремова [и др.] // Почвоведение. - 1996. - № 7. - С. 879-887.
Ефремова, Т.Т. Опыт применения методов многомерного статистического анализа для группировки типов условий произрастания болотных сосняков Западной Сибири / Т.Т. Ефремова [и др.] // Лесоведение. -2002. -№2. - С. 53-62.
Згуровская, Л.Н. Исследование хвои сосны и кедра на болотах разных типов / Л.Н. Згуровская // Ботанич е-ский журнал. - 1965. - Том 50. - № 2. - С. 234-237.
Константинов В.К. Современное состояние гидролесомелиорации: актуальные практические и научные задачи / В.К. Константинов, Н.А. Красильников, С.В. Хитрин // Болота и заболоченные леса в свете задач устойчивого природопользования. - М.: Геос, 1999. - С. 261-264.
Корчагина, М.П. Морфометрическая характеристика хвои сосны обыкновенной на осушенных торфяных почвах / М.П. Корчагина // Изменение лесоболотных биогеоценозов под влиянием осушения. - Петрозаводск, 1986. - С. 62-82.
Мелентьева, Н.В. Почвы осушенных лесных болот / Н.В. Мелентьева. - Новосибирск: Наука, 1980. - 128 с.
Орлов, А.Я. Почвенная экология сосны / А.Я. Орлов, С.П. Кошельков. - М.: Наука, 1971. -324 с.
Поргасаар, В.И. Диагностика минерального питания сосны обыкновенной / В.И. Поргасаар // Агрохимия. - 1977. - № 5. - С. 120-127.
Прокушкин, С.Г. Минеральное питание сосны / С.Г. Прокушкин. - Новосибирск: Наука, 1982. - 190 с.
Чекотовский, Э.В. Графический анализ статистических данных в Microsoft Excel 2000 / Э.В. Чекотовский. -М.: Издательский дом «Вильямс», 2002. - 464 с.
Amponsach, I.G. Effects of repeated fertilization on needle longevity, foliar nutrition, effective leaf area index, and growth characteristics of lodgepole pine in interior British Columbia, Canada / I.G. Amponsach, P.G. Comeau, R.P. Brockley, V.J. Lieffers // Can. J. For. Res. - 2005. - V. 35. - № 2. - P. 440-451.
Ohlson, M. Growth and nutrient characteristics in bog and fen populations of Scots pine (Pinus sylvestris) / М. Ohlson // Plant and Soil. - 1995. - V. 172. - № 2. - P. 235-245.
Wheeler, B.D. Phytometric assessment of the fertility of underained rich-fen soils / B.D. Wheeler, S.C. Shaw, R.E.D. Cook // J. Appl. Ecol. - 1992. - № 2. - P. 466-475.
Yang, R.C. Foliage and shard growth responses of semima-ture lodgepole pine to thinning and fertilization / R.C.
Yang // Can. J. For. Res. - 1998. - V. 28. - № 12. - P. rant seedlings after partial overstory canopy removal /
1794-1804. A. Youngblood, D.E. Ferguson // Can. J. For. Res. -
Youngblood, A. Changes needle morphology of shade tole- 2003. -V. 33. -№ 7. - P. 1315-1322.
Поступила в редакцию 22 февраля 2008 г. Принята к печати 27 августа 2008 г.
