CC BY
58
УДК 630.232:582.475.2(571.513) О.П. Ковылина, Н.В. Ковылин
ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕРЕВЬЕВ ЛИСТВЕННИЦЫ ПО ДИАМЕТРУ И ВЫСОТЕ В ЗАЩИТНЫХ НАСАЖДЕНИЯХ ХАКАСИИ
В статье изучены особенности распределения деревьев лиственницы сибирской по диаметру и высоте в защитных насаждениях Хакасии. Исследования показали, что у лиственницы наблюдается ассиметричное распределение численности деревьев, как по диаметру, так и по высоте. Особое значение оказывает расположение ряда в защитных насаждениях по отношению к преобладающим ветрам, а также наличие буферных рядов из лиственных пород или кустарников. Изменение распределений численности деревьев наглядно отражает информацию об изменениях по высоте и диаметру в насаждениях.
Введение. Лиственница сибирская (_апх sibirica Ldb.) является одной из наиболее распространенных древесных пород. Исследователи обращают внимание на то, что в зоне контакта ареалов с другими видами лиственница сибирская тяготеет к хорошо прогреваемым, дренированным местообитаниям на южных склонах и в долинах рек. По данным исследователей единичные деревья весьма крупных размеров (диаметром более 2 м) растут даже в северной лесостепи, и это дает основание утверждать, что лиственница была широко распространена по территории северной лесостепи. Резкое уменьшение площадей лиственничных лесов, ранее занимавших плодородные почвы, началось с конца прошлого столетия в связи с интенсивным заселением Сибири и расширением пахотных земель. Лиственница сибирская - дерево первой величины, достигающее в условиях экологического оптимума высоты 35-40 м. Оптимальным экотопом для нее служат пологие склоны и речные долины с хорошо дренированными, равномерно увлажненными, слабокислыми и нейтральными почвами. По данным Г.В. Крылова, в Хакасии, Алтайской и Кулундинской степях лиственница хорошо растет в лесостепной и степной зонах и является одной из перспективных пород в полезащитных лесных полосах на целинных землях Сибири и Казахстана [2].
При проектировании, создании и реконструкции лесных полос необходимы объективные данные по изменению основных таксационных показателей древостоев полезащитных полос. Это обусловливает необходимость изучения их строения по важнейшим таксационным признакам, в первую очередь таким, как диаметр и высота. Строение насаждений изучали многие исследователи. Ряды распределения деревьев по диаметру (ступеням или классам толщины) характеризуют процессы их роста, дифференциации и отпада [3].
Объекты и методика исследований. В основу работы положен экспериментальный материал пробных площадей, на которых проведен сплошной перечет деревьев. Лесные полосы были созданы 20 лет назад трехлетними сеянцами лиственницы сибирской на южном малогумусном суглинистом черноземе. Схема посадки 4x1,5 м [1]. Пробные площади заложены в защитных насаждениях, лесоводственно-таксационная характеристика которых приведена в таблице 1.
Таблица 1
Характеристика объектов исследования в возрасте 23 лет
Пробная площадь Площадь, га Схема посадки N шт/га-1 ^, м2 /га-1 Dср, см Нср, м V, м3/га-1
ПП1 0,1 4x1,5 90 1,25 11,8 7,3 5,73
ПП2 0,1 4x1,5 101 1,33 12,8 7,9 8,55
ПП3 0,1 4x5 29 0,62 16,3 7,7 3,81
Изучено строение по диаметру и высоте защитных насаждений с разным размещением посадочных мест (ПП1 - рядовое, ПП2 - групповое и ПП3 - шахматное), созданных в условиях сухой степи. Групповые посадки имеют треугольную или трапецевидную форму. Применялся метод исследования кривых распределения при постоянном числе классов, позволяющий оценивать их между собой независимо от положения рядов от начала координат [4].
Результаты исследований. Сохранность лесных полос учитывалась отдельно для каждого ряда, чтобы определить влияние различных факторов на сохранность лиственницы в зависимости от расположения в ряду (табл. 2). Сохранность деревьев определялась в % от числа посадочных мест. Для всех пробных площадей меньше всего сохранность деревьев составила в наветренном ряду (от 39,0 до 66,7%).
Таблица 2
Сохранность лиственницы сибирской в защитных насаждениях с разным размещением
деревьев в возрасте 23 лет
Пробная площадь Ряд Итого по полосе
1-й 2-й 3-й 4-й
ПП1 39,0 68,3 73,2 39,0 54,9
ПП2 66,7 90,3 87,1 72,7 78,9
ПП3 46,2 53,8 69,2 53,8 55,8
В полосе с рядовым размещением посадочных мест сохранность ниже, чем на других пробных площадях. Это можно объяснить не только влиянием ветрового режима, но и интенсивным ежегодным обгора-нием крайних рядов, что приводит к выпадению деревьев в этих рядах. Наилучшая сохранность наблюдается в полосе с групповым размещением деревьев (78,9%).
Распределение числа стволов (%) по классам диаметра для лиственницы сибирской в защитных насаждениях с рядовым и групповым размещением деревьев в возрасте 16 лет представлено в таблице 3.
Таблица 3
Распределение числа стволов (%) по классам диаметра для лиственницы сибирской с разным размещением деревьев в возрасте 16 лет
Пробная площадь Возраст, лет Класс диаметра
4 6 8 10 12 14
ПП1 16 2,5 13,3 45,8 35,8 2,5 -
ПП2 16 - 6,1 21,9 33,3 32,5 6,1
В рядовых посадках преобладают деревья 8 и 10 классов диаметра, в групповых 10 и 12 классов. Распределение числа стволов (%) по классам диаметра для лиственницы сибирской в защитных насаждениях с рядовым и шахматным размещением деревьев в возрасте 18 лет представлено в таблице 4.
Таблица 4
Распределение числа стволов (%) по классам диаметра для лиственницы сибирской с разным размещением деревьев в возрасте 18 лет
Пробная площадь Возраст, лет Класс диаметра
4 6 8 10 12 14 16 18
ПП1 18 2,5 5,0 30,0 46,2 13,8 2,5 - -
ПП3 18 - - 3,7 22,5 33,8 32,5 5,0 2,5
В рядовых посадках преобладают деревья 8 и 10 классов диаметра, в шахматных 12 и 14 классов. Распределение числа стволов (%) по классам диаметра для лиственницы сибирской в защитных насаждениях с рядовым, групповым и шахматным размещением деревьев в возрасте 23 лет представлено в таблице 5.
Таблица 5
Распределение числа стволов (%) по классам диаметра для лиственницы сибирской с разным размещением деревьев в возрасте 23 лет
Пробная площадь Возраст, лет Класс диаметра
6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
ПП1 23 - 2 26 52 17 3 - - - -
ПП2 23 1 3 10 36 35 12 3 - - -
ПП3 23 - 1 1 9 23 33 17 7 5 4
Анализ таблиц 3-5 показывает, что происходит изменение процентов распределения деревьев по классам диаметра. Число деревьев в полосах меньше среднего диаметра изменяется от 47 до 51%, больше среднего диаметра от 49 до 53%. Больший процент числа деревьев (53%) с диаметром больше среднего наблюдается в насаждении с групповым размещением деревьев, меньший с шахматным размещением. В полосах с групповым и шахматным размещением посадочных мест с возрастом растет размах распределения деревьев по классам диаметра.
Статистика рядов распределений в защитных насаждениях с разным размещением посадочных мест в возрасте 16 лет представлена в таблице 6.
Таблица 6
Статистика рядов распределений в защитных насаждениях с разным размещением
деревьев в возрасте 16 лет
Пробная площадь N шт. □1,3, см 5, см V, % А Е
мин. макс. сред.
ПП1 100 2,5 12,6 8,3 1,7 20,5 1,79 1,97
ПП2 100 5,5 14,5 10,4 2,0 19,1 1,23 -0,19
Статистика рядов распределений в защитных насаждениях с разным размещением посадочных мест в возрасте 18 лет представлена в таблице 7.
Таблица 7
Статистика рядов распределений в защитных насаждениях с разным размещением
деревьев в возрасте 18 лет
Пробная площадь N шт. □ 1,3, см 5, см V, % А Е
мин. макс. сред.
ПП1 80 4,5 14,2 9,6 1,8 18,7 1,93 3,03
ПП3 80 7,2 18,6 12,5 2,1 16,4 1,28 -0,15
Статистика рядов распределений в защитных насаждениях с разным размещением посадочных мест в возрасте 23 лет представлена в таблице 8.
Анализ рядов распределений лиственницы сибирской по диаметру за последние 20 лет показал, что прослеживаются общие закономерности изменения их с возрастом, которые определяются размещением деревьев в определенном ряду полосы, ориентацией полосы по отношению к преобладающим ветрам, наличием в полосе буферных рядов из древесных и кустарниковых видов.
При этом происходит равномерное увеличение диаметров к максимальным значениям ступеней толщины, особенно в полосе с шахматным размещением посадочных мест. Мера крутости и косости больше в полосе с групповым размещением посадочных мест.
Таблица 8
Статистика рядов распределений в защитных насаждениях с разным размещением
деревьев в возрасте 23 лет
Пробная площадь N шт. □1,3, см 5, см V, % А Е
мин. макс. сред.
ПП1 100 8,3 16,1 11,9 0,02 13,0 1,20 0,40
ПП2 100 5,3 17,4 12,8 0,02 16,5 1,57 1,10
ПП3 100 7,2 24,2 16,1 0,03 18,6 1,36 1,07
Распределение численности деревьев по классам диаметров в разных рядах для насаждений лиственницы сибирской в возрасте 23 лет с разным размещением посадочных мест представлено на рисунке 1.
70 и 60 -50 -40 -30 -20 -10 -0 —
- 1-й ряд
- 2-й ряд
3-й ряд
4-й ряд
10 12 14 16 18
Ступени толщины
Ступени толщины
а
- 1-й ряд
- 2-й ряд
3-й ряд
4-й ряд
Ступени толщины
6
8
б
в
Рис. 1. Распределение численности деревьев лиственницы сибирской по классам диаметров в разных рядах для насаждений с разным размещением посадочных мест: а - рядовые;
б - групповые; в - шахматные
В полосе с рядовым размещением посадочных мест кривая распределения имеет симметричную островершинную форму, с максимумом стволов в среднем классе. В полосе с групповым размещением деревьев кривая распределения во втором и четвертом ряду имеют островершинную форму, с максимальным количеством стволов в 12 и 14 ступенях толщины соответственно. В полосе с групповым размещением деревьев преобладают одновершинные кривые с горизонтальными касательными на обоих концах. В полосе с шахматным размещением деревьев в наветренном ряду происходит интенсивное конкурентное воздействие травянистой растительности, что способствует деформации рядов распределения, при которой кривая распределения характеризуется двухвершинностью, в четвертом заветренном ряду кривая распределения имеет туповершинную форму, спадающую к максимальным классам. Через двадцать лет происходит изменение численности деревьев по классам диаметров. Кривые могут быть как туповершинными или близкими к нормальным, так и островершинными, причем в последнем варианте они могут приобретать спадающую форму с максимумом стволов в среднем классе, т.е. описываться гиперболической функцией.
На рисунке 2 представлено распределение численности деревьев лиственницы сибирской по ступеням высоты и ступеням толщины для насаждений с разным размещением посадочных мест.
- рядовое
Ступени высоты
-рядовое
б
Рис. 2. Распределение численности деревьев лиственницы сибирской по ступеням высоты (а) и ступеням толщины (б) для насаждений с разным размещением посадочных мест
В рядовых посадках кривая распределения по ступеням высоты имеет туповершинную форму, в шахматных - близкую к туповершинной форме, а в групповых посадках - островершинную форму. Наибольшая высота в рядовых посадках наблюдается в первом и втором рядах, в групповых посадках - в четвертом ряду и в шахматных посадках - во втором и третьем рядах. В рядовых посадках наибольшая ступень толщины соответствует 16 см. В групповых посадках - 18, единично - 22 см и в посадках с шахматным размещением посадочных мест - 24 см. В настоящее время полоса с шахматным размещением деревьев имеет преобладание больших диаметров на 1-2 ступени толщины по сравнению с групповым размещением деревьев и на 2-3 ступени толщины по сравнению с рядовым размещением деревьев.
Ряды распределений численности деревьев лиственницы сибирской по высоте и диаметру являются ассиметричными. Анализ строения насаждений по диаметру характеризует как состояние насаждения в целом, так и распределение деревьев в разных рядах. По ступеням высоты кривая распределения имеет более острую форму в групповых посадках и более пологую в рядовых посадках, по ступеням толщины кривая распределения имеет более острую форму в рядовых посадках и более пологую в групповых и шахматных посадках. Особое значение оказывает расположение ряда в защитных насаждениях по отношению к преобладающим ветрам, а также наличие буферных рядов из лиственных пород или кустарников. Изменения распределений численности деревьев наглядно отражает информацию об изменениях по высоте и диаметру в насаждениях.
Литература
1. Выращивание лесных полос в степях Сибири / Е.Н. Савин [и др.]. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001. - 102 с.
2. Крылов, В.Г. Агролесомелиорация в Западной Сибири / В.Г. Крылов, Л.А. Ламин. - М.: Лесн. пром-сть, 1970. - 169 с.
3. Кузьмичев, В.Н. Закономерности роста древостоев / В.Н. Кузьмичев. - Новосибирск: Наука, 1977. - 157 с.
4. Макаренко, А.А. Строение древостоев / А.А. Макаренко. - Алма-Ата: Кайнар, 1982. - 68 с.
а
♦'
