CC BY
9
УДК 630*56:630*18
Хвойные бореальной зоны. 2022. Т. XL, № 4. С. 269-275
ОСОБЕННОСТИ РОСТА ЛИПЫ АМУРСКОЙ В КЕДРОВЫХ ЛЕСАХ ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА
Н. В. Выводцев1' 2, Н. В. Бессонова1, Е. В. Сомов1
Тихоокеанский государственный университет Российская Федерация, 680035, г. Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 136 Дальневосточный НИИ лесного хозяйства Российская Федерация, 680020, г. Хабаровск, ул. Волочаевская, 71 E-mail: [email protected]
Кедрово-широколиственныне леса на Дальнем Востоке занимают площадь чуть более 3 млн га. Липа амурская (Phellodendron amurense) - постоянный участник лесообразовательного процесса в кедрово-широколиственных лесах. В прошлом столетии для этой породы были разработаны объемные, сортиментные и товарные таблицы. Таблиц хода роста по этой породе нет. В настоящей статье по материалам государственной инвентаризации лесов были построены таблицы хода роста для липы амурской. Экспериментальным материалом послужили 254 модельных деревьев липы амурской с постоянных пробных площадей, заложенных в насаждениях разных типов леса и классов бонитета. При изучении закономерностей роста липы амурской использовали два подхода. В первом случае при выравнивании таксационных показателей в качестве независимой переменной принят диаметр деревьев, во втором - их возраст. По конструкции первый вариант таблицы хода роста соответствует разрядной шкале объемов, во втором случае - общепринятой форме. В обоих вариантах рассчитана общая древесная продуктивность, а также объем коры. Число стволов рассчитано через постоянную изреживания. В насаждениях липа амурская встречается как одиночными экземплярами, так и группами от 10 до 30 деревьев. В анализируемой выборке максимальный возраст деревьев липы 190 лет, высота 30 м, диаметр 100 и более см. Разработанные таблицы хода роста отражают закономерности роста липы амурской, произрастающей в Приамурско-Приморском хвойно-широколиственном районе. Составленные таблицы продуктивности можно использовать для расчета запасов древесины, медопродуктивности, объемов коры, размера ущерба при повреждении насаждений пожарами, других целей. Высокий темп роста деревьев липы амурской в молодом возрасте указывает на перспективность этой породы при лесоразведении.
Ключевые слова: липа амурская, изреживание, продуктивность, таблица хода роста, разрядная шкала, объем ствола.
Conifers of the boreal area. 2022, Vol. XL, No. 4, P. 269-275
FEATURES OF THE GROWTH OF AMUR LINDEN IN THE CEDAR FORESTS
OF THE FAR EAST
N. V. Vyvodtsev1, 2, N. V. Bessonova1, E. V. Somov1
1Pacific State University 136, Pacific Str., Khabarovsk, 680035, Russian Federation 2Far Eastern Research Institute of Forestry 71, Volochaevskaya str., Khabarovsk, 680020, Russian Federation E-mail: [email protected]
Cedar-broadleaved forests in the Far East occupy an area of just over 3 million hectares. The Amur linden (Phellodendron amurense) is a permanent participant of the forest formation process in cedar-broadleaved forests. Volumetric, assortment and commodity tables were developed for this species in the last century. There are no growth progress tables for this species. In the present article, the growth rate tables for Amur linden were constructed based on the materials of the state forest inventory. Experimental material was 254 model trees of Amur linden from permanent plots laid in plantations of different forest types and bonitet classes. Two approaches were used to study the growth patterns of Amur linden. In the first case, tree diameter was taken as an independent variable in the alignment of taxation indices, while in the second case, tree age was taken as an independent variable. By design, the first variant of the growth rate table corresponds to a discharge scale of volumes, in the second case, to the generally accepted form. In both variants, the total tree productivity as well as bark volume were calculated. The number of trunks was calculated through the thinning constant. In plantations, Amur linden occurs both as single specimens and in groups of 10 to 30 trees. In the analyzed sample, the maximum age of linden trees is 190 years, height 30 m, diameter 100 cm or more. The developed tables of the course of growth reflect the growth patterns of the Amur linden growing in the Amur-Priamorsky coniferous-broadleaf region. The compiled productivity tables can be used to calculate timber reserves,
honey production, bark volumes, the amount of damage when plantations are damaged by fires, and for other purposes. The high growth rate of Amur linden trees at a young age indicates that this species is promising for afforestation.
Keywords: Amur linden, thinning, productivity, growth rate table, trunk volume discharge scale.
ВВЕДЕНИЕ
Семейство липовые (Tiliaceae Juss), род Липа (Tilia L) - это крупные листопадные деревья высотой до 30 м, диаметром до 1 м и более. На Дальнем Востоке распространены липа Максимовича, маньчжурская, Таке, амурская [10]. Из четырех названных видов наиболее представлена в регионе липа амурская (рис. 1).
Ареал липы амурской (Tilia amurense) достаточно ограниченный (Приморский и Хабаровский края, Амурская область) [10]. Встречается как отдельными экземплярами, так и небольшими группами. Чистых насаждений не образует. Предпочитает расти на свежих, богатых гумусом почвах. Корневая система мощная, на юге ареала на богатых, хорошо дренированных наносных почвах достигает 25 м по высоте и 100 см по диаметру. Растут липы до 210 лет. Крона шаровидная, компактная, густо облиственная [10]. Цветки обоеполые, желтоватые, душистые, в щитковидных соцветиях. Плод - орешек [10]. Возобновляются семенами, порослью и отводками. Древесина безъядерная, лёгкая, мягкая, легко обрабатывается. Древесину применяют для производства фанеры, кухонного инвентаря, карандашей, музыкальных инструментов и прочее. Кора гладкая, темно-серая, на старых стволах трещиноватая. Из коры молодых деревьев изготовляют лыко; луб липы - сырьё для производства бумаги и грубых тканей (рогожи). В стволах старых деревьев на зимовку ложатся медведи, поселяются дикие пчёлы. Максимальный средний прирост древесины в чистых липовых насаждений наблюдается в 35-45 лет [7]. Липы - ценные медоносы летнего периода [8]. Использование лесов должно базироваться на определенной теории, знании закономерностей роста, оценке продукционных возможностей древесных пород [13]. Цель настоящей работы - изучить региональные закономерности роста липы амурской и разработать таблицу хода роста.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
ИССЛЕДОВАНИЯ
Предмет исследования - региональные закономерности роста липы амурской, произрастающей в При-амурско-Приморском хвойно-широколиственном районе [4]. Объект исследования - отдельные деревья липы амурской, растущие в разных стратах хвойно-широколиственных лесов. Экспериментальный материал - постоянные пробные площади, заложенные при проведении государственной инвентаризации лесов в Приамурско-Приморском хвойно-широко-лиственном районе. Всего с постоянных пробных площадей (75 шт), на которых проведены инструментальные измерения количественных и качественных параметров древостоев, было отобрано 254 дерева липы амурской (табл. 1).
Возрастной интервал выборки - 20-170 лет. Деревья липы амурской на площадках ГИЛ присутствовали в разном количестве - от 1 до 10 деревьев. Варьирование возраста в пределах одной ступени толщины достигает 70 лет. Выборка деревьев подчеркивает, что липа амурская - типичный представитель смешанных лесов, постоянно адаптирующийся к меняющимся условиям произрастания за счет выборочных рубок.
Для расчета объемов стволов липы амурской в коре и без коры использовали уравнения регрессии, помещенные в справочнике для таксации лесов Дальнего Востока [6]:
V к = 12,8х10-5dh + 353*10d2h,
(1)
Уб. к = 6,3х10-5й% + 316Х10-7й? \ (2)
где Кв. к - объем ствола липы амурской в коре м3; Кб. к - объем ствола липы амурской без коры м3; d -диаметр дерева, см; h - высота ступени, м.
Рис. 1. Ареал основных видов липы
Таблица 1
Распределение деревьев липы амурской по возрасту и ступеням толщины
Сту- Возраст, лет
толщины 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 Итого
10 4 2 1 2 1 10
12 4 2 3 9
16 2 5 1 1 6 2 17
20 6 5 8 7 4 2 1 33
24 6 11 10 16 2 3 48
28 1 1 3 8 8 7 1 1 30
32 1 5 9 10 4 2 1 32
36 1 10 14 1 1 27
40 1 1 2 4 3 2 1 14
44 1 2 7 3 3 1 17
48 1 1 1 1 4
52 1 2 2 2 2 9
56 1 1 1 1 4
Итого 4 8 6 12 14 31 28 34 24 29 32 14 9 5 3 1 254
Внутриценотические взаимоотношения древесных пород в насаждениях определяются количеством стволов: в чистых насаждениях - деревьями одной породы, в смешанных - несколькими. Средний диаметр главной породы, как и сопутствующих пород тоже, формируется под влиянием многих факторов, но определяющим является густота стояния деревьев. Чаще всего количество стволов рассчитывают по известной в таксации формуле [1]:
®
где N - число стволов в насаждении, шт.; О - сумма площадей поперечных сечений, м2; ё - средний диаметр насаждения, см.
В формуле (3) количество стволов на определенной площади связано только со средним диаметром насаждения.
Известно, что в насаждении первоначальное количество стволов с возрастом убывает. Это естественное убывание (изреживание) описывается следующим уравнением параболы:
С = N (ё)х, (4)
где С - постоянная изреживания, (см)х.
По таблицам хода роста в формуле (4) была определена степень х. Она оказалась равной 3/2 [5; 11]. В этом случае выражение (ё)х можно представить в виде формулы
(ё)х = (ё)3/2 = ёл/ё .
В таком случае формулу (4) можно представить в двух видах:
С = Му[ё , (5)
или
N =
С
(6)
В нормальных насаждениях хвойных и лиственных пород постоянная изреживания обусловлена числом стволов лесообразующей породы и средним диаметром насаждения, и варьирует, в зависимости от древесной породы, в пределах 60 до 110 тыс. [2; 5; 9]. Эти цифры говорят о том, что на 1 дерево, в зависимости от древесной породы, образующей насаждение, приходится от 6 до 11 м2.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Равенство левой и правой части уравнения (5) достигается за счет изреживания стволов (естественная реакция насаждения) и увеличения прироста по диаметру на оставшихся деревьях. В этой связи через постоянную изреживания (С) передается следующая закономерность: площадь поперечных сечений отпавших деревьев в насаждениях компенсируется приростом по диаметру на оставшихся, удерживая темп прироста не позволяя изменить размер площади, приходящейся на 1 дерево и, как следствие, статус насаждения. Процесс отпада дискретный и обусловлен природно-климатическими условиями. Размерные характеристики постоянной изреживания обусловлены биологическими особенностями породы и мало зависят от возраста и условий местопроизрастания [5; 9].
Формула (4) и ее модификации (формулы (5) и (6)) положены в основу таблиц хода роста липы амурской. Учитывая, что липа амурская является представителем кедрово-широколиственных лесов, постоянная (С) рассчитана по данным таблиц хода роста С.Н. Моисеенко [3; 12], решая уравнение (5) относительно точек кривой только стволов сосны корейской. Среднее значение С в интервале 110-320 лет оказалось равным 61 тыс. [2]. Липа амурская в составе кед-рово-широколиственных насаждений встречается до 20 % по объему, поэтому в формулу (6) ввели попра-
вочный коэффициент 0,2. В этом случае количество деревьев липы амурской в насаждении в ступени 12 см, рассчитанное по формуле (6), следующее:
ЛГ 0.2С 6100 „„„ N =—= =-= 294 шт/га.
41,57
Объемы стволов в коре и без коры рассчитывались по уравнениям регрессии (1) и (2). Средняя высота в ступенях толщины определена аналитическим способом, анализируя выборку деревьев липы амурской по высоте и диаметру.
Регрессионная связь возраста и диаметра на высоте 1,3 м, показана на рис. 2. До 100 лет варьирование диаметров в пределах класса возраста незначительное, что указывает на относительную однородность полога средневозрастных и приспевающих насаждений. После 100 лет диапазон варьирования диаметров резко увеличился. Это связано в первую очередь с проведением выборочных рубок в древостоях с участием липы амурской.
Регрессионная связь диаметра на высоте 1,3 м и возраста передается параболой второго порядка:
у = 0,013х2 + 0,995х + 85,6, (7)
где у - диаметр дерева на высоте 1,3 м, мм; х - возраст дерева, лет.
Коэффициент детерминации (Я2 = 0,75) показывает, что рост дерева по диаметру на 75 % обусловлен возрастом дерева. Незначительный диапазон варьирования высот в границах классов возраста до 140 лет указывает на относительную однородность возрастной структуры смешанных древостоев с участием липы амурской. Как правило, это кедрово-широко-лиственные насаждения.
Изучена связь возраста и высоты деревьев липы амурской (рис. 3). Она передается параболой второго порядка:
у = -0,0004х2 + 0,159х + 6,8, (8)
где у - высота модельных деревьев, м; х - возраст, лет.
Коэффициент детерминации анализируемой связи не высокий (Д? = 0,43). Высота деревьев липы амурской на 43 % обусловлена возрастом. Остальные 57 % объясняются условиями произрастания, участием в составе верхнего полога, видовой принадлежности главной породы, выборочными рубками, проведенными ранее.
Рис. 2. Регрессионная связь диаметров на высоте 1,3 м с возрастом модельных деревьев липы амурской
Рис. 3. Регрессионная связь высот с возрастом модельных деревьев липы амурской
Характер связи возраста и высоты основания живой кроны модельных деревьев липы амурской представлен на рис. 4. Четкой связи между этими показателями нет. Высота основания живой кроны деревьев липы амурской в 11 % случаев обусловлена возрастом. Остальные 89 % объясняются другими факторами: расстоянием между соседними деревьями, их видовой принадлежностью, плотностью стояния деревьев, особенностями смешения древесных пород в древостое, интенсивностью выборочных рубок, повреждением энто и фито вредителями, возрастной изменчивостью липы.
Аналогичный характер связи и у протяженности кроны с возрастом (рис. 5). Связь характеризуется также низким коэффициентом детерминации Я = 0,14).
В данном случае можно говорить лишь о тенденции в изменении анализируемого признака от возраста. Большой разброс зависимой переменной можно объяснить теми же причинами, что и высоту основания кроны, что привело к значительному варьированию этого показателя.
Рис. 4. Связь возраста с высотой основания живой кроны липы амурской
Рис. 5. Связь возраста и протяженности кроны модельных деревьев липы амурской
Таблица 2
Продуктивность липы амурской, растущей в смешанных широколиственно-кедровых насаждениях как сопутствующая порода (до 20 %)
Показа- Ступени толщины
тели 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48
41,6 64,0 89,4 117,6 148,2 181,0 216,0 253,0 291,8 332,5
А 72 77 83 90 98 107 115 123 132 143
Н 7,0 12,5 15,2 17,5 18,2 18,8 19,4 20,0 20,4 20,6
Ув. к 0,05 0,14 0,25 0,41 0,57 0,76 0,98 1,23 1,51 1,80
N 294 191 136 104 82 67 56 48 42 37
Окончание таблицы 2
Показа- Ступени толщины
тели 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48
^отп 103 55 32 22 15 11 7 6 5
W >у отп 14,4 13,8 13,1 12,5 11,4 10,7 8,6 9,1 9,0
W 13,6 24,5 34,5 42,6 46,7 50,7 54,7 59,1 63,4 66,7
Аор 1,13 1,65 1,72 1,77 1,67 1,58 1,52 1,48 1,44 1,39
Аор. 0,19 0,32 0,42 0,47 0,47 0,47 0,47 0,48 0,48 0,47
Примечания: А - возраст ступени толщины, лет; Н - высота, м; Ув к - объем одного ствола в коре, м3; N - количество стволов, шт; - количество отпавших стволов, шт.; Ш - запас липы амурской, м3; Шотп - запас отпада, м3; Дср. - среднее изменение запаса в ступени толщины, м3; Дср. - среднее изменение запаса, установленное через возраст определенной сту-
3
пени, м .
Характер регрессионной связи диаметров на высоте 1,3 м и высот липы амурской можно передать параболой второго порядка (Я2 = 0,43):
у = 0,690х2 - 4,11х + 150, (9)
где у - диаметр на высоте 1,3 м, мм; х - высота, м.
Подобранные уравнения регрессии (7)-(9) позволили рассчитать таблицу изменений таксационных показателей липы амурской в зависимости от ступеней толщины (табл. 2).
Липа амурская - ценная лесообразующая порода кедрово-широколиственных лесов Дальнего Востока, постоянный спутник сосны корейской. Чистые липняки естественным путем не образует в отличии от своего аналога, растущего в европейской части страны [7]. Хотя искусственным путем эта задача вполне разрешима. В составе смешанного насаждения может продуцировать до 70 м3/га. За 143 года в категорию отпад перешли 256 деревьев липы амурской, или 103 м3. В год элиминация составляла 0,7 м3/га. С учетом отпада общая продуктивность липы амурской составила 170 м3/га. Выполненные расчеты позволяют сделать определенные выводы. Рост липы амурской обусловлен изменениями в составе основного лесообра-зователя и подчиняется общим закономерностям, присущим росту смешанных насаждений с участием лиственных пород. Выборка модельных деревьев по высоте соответствует 3 разряду высот. Объемы стволов, рассчитанные по уравнению (1) и объемы из справочника таксатора различаются в пределах 7-29 %. Примечательно следующее - разрядная шкала по липе амурской, состоящая из пяти разрядов, на новом экспериментальном материале практически совпала с третьим разрядом высот. Максимальные отклонения наблюдаются в ступени 12 см. Это указывает на то, что разрядную шкалу объемов по липе можно не корректировать.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. На примере липы амурской апробирован новый методический подход при изучении роста насаждений и построении таблиц хода роста для древесных пород, растущих в смешанных насаждениях в ограниченном количестве.
2. Метод базируется на общей закономерности, присущей росту нормальных, одновозрастных насаждений - произведение числа стволов и среднего диаметра - величина постоянная, обусловленная биологическими свойствами древесной породы и условиями произрастания.
3. Построенная таблица хода роста позволяет проводить расчет продуктивности древесной породы по принципу разрядной шкалы.
4. Максимальный средний прирост (количественная спелость) липы амурской по наблюдается в ступени 24 см.
5. Разработанные таблица позволят повысить точность таксации с участием липы амурской, произрастающей в хвойно-широколиственных лесах
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ССЫЛКИ
1. Анучин Н.П. Лесная таксация. М.: Лесн. пром-сть, 1982. 552 с.
2. Выводцев, Н.В. Общие закономерности роста насаждений сосны корейской // Лесохозяйственная информация. 2020. № 3. С. 81-88. URL: http://lhi. vniilm.ru/.
3. Моисеенко С. Н. Таблицы хода роста кедрово-широколиственных лесов Дальнего Востока. Хабаровск : ДальНИИЛХ, 1966. 91 с.
4. Приказ Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации от 18 авг. 2014 г. № 367 «Об утверждении Перечня лесорастительных зон Российской Федерации и Перечня лесных районов Российской Федерации» (с изменениями на 21 марта 2016 г.): зарегистрировано в Мин-ве юстиции РФ 29 сент. 2014 г., № 34186.
5. Савинов Е. П. К вопросу о густоте леса // Лесное хозяйство. 1978. № 5. С. 35-37.
6. Справочник для таксации лесов Дальнего Востока. Хабаровск. ДальНИИЛХ. 1990. 526 с.
7. Таблицы и модели хода роста и продуктивности насаждений основных лесообразующих пород северной Евразии (нормативно-справочные материалы). М., 2008. 886 с.
8. Тагильцев Ю. Г., Выводцев Н. В. Колесникова Р. Д. Недревесные лесные ресурсы: пищевые, лекарственные плодово-ягодные, технические / Хабаровск : ТОГУ, 2014. 127 с.
9. Удод В. Е. Определение оптимальной интенсивности рубок ухода в дубовых насаждениях // Лесн. хоз-во. 1972. № 7. С. 15-17.
10. Усенко Н. В. Деревья, кустарники и лианы Дальнего Востока : справочная книга / Авт. вступ. ст. С. Д. Шлотгауэр. 3-е изд., перераб. и доп. Хабаровск : Изд-во «Приамурские ведомости», 2009. 272 с.
11. Richards F. A flexible growth function for empirical use / J. Emp. Bot. 1959. Vol. 10. № 29. P. 290300.
12. Vyvodthsev N. V. Forest Resource Potential of Cedar in the Far Fast. IOP Conferensce Series : Earth and Environmtntal Science. Vol. 670, Issue 1. 2021.
13. Vyvodtsev N. Analysis of basis forest management in Russia // International Conference 15-20 August, Khabarovsk, 1999. P. 22-23.
REFERENCES
1. Anuchin N. P. Forest Inventory. Moscow, Lesnaya promyshlennost' Publ., 1982. 552 p.
2. Vyvodtsev N. V. General patterns of growth of Korean pine plantations // Forestry information : 2020. No. 3. pp. 81-88. http://lhi.vniilm.ru/.
3. Moiseenko S. N. Tables of the course of growth of cedar-deciduous forests of the Far East. Khabarovsk : DNIILH Publ., 1966. 91 p.
4. Order of the Ministry of Natural Resources and Ecology of the Russian Federation on August 18, 2014, No. 367 "On Approval of the List of Forest Plant Zones of the Russian Federation and the List of Forest Regions of the Russian Federation" (as Amended on March 21, 2016): Registered in the Ministry of Justice of the Russian Federation on September 29, 2014, No. 34186.
5. Savinov E. P. On the question of forest density // Forestry. 1978. No. 5. pp. 35-37.
6. Handbook for forest taxation of the Far East. Khabarovsk. DNIILH. 1990. 526 p.
7. Tables and models of growth and productivity of plantations of the main forest-forming species of Northern Eurasia (normative and reference materials) Moscow: 2008. 886 p.
8. Tagiltsev Yu. G. Vyvodtsev N. V. Kolesnikova R. D. Non-wood forest resources: food, medicinal fruit and berry, technical. Khabarovsk: TOGU, 2014. 127 p.
9. Udod V. E. Determination of the optimal intensity of felling care in oak plantations // Forestry. 1972. No. 7. P. 15-17.
10. Usenko N. V. Trees, shrubs and lianas of the Far East : a reference book / Author. introduction by S. D. Schlotgauer. 3rd ed., reprint. and additional -Khabarovsk : Publishing house "Amur Vedomosti", 2009. 272 p.
11. Richards F. A flexible growth function for empirical use / J. Emp. Bot. 1959. Vol. 10. № 29. P. 290300.
12. Vyvodthsev N V. Forest Resource Potential of Cedar in the Far Fast To cite this article: 2021 IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 670 012015.
13. Vyvodtsev N. Analysis of basis forest management in Russia // International Conference 15-20 August, Khabarovsk, 1999. P. 22-23.
© Выводцев Н. В., Бессонова Н. В., Сомов Е. В., 2022
Поступила в редакцию 03.03.2022 Принята к печати 01.08.2022
