CC BY
13
УДК 630
ОЦЕНКА ПОТЕРЬ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ДРЕВОСТОЯ ПРИ ВЕТРОВАЛЕ ЕЛЬНИКА ЮЖНОЙ ТАЙГИ РЕСПУБЛИКИ КОМИ
А.Ф. Осипов, А.В. Манов
Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, E-mail: [email protected]
Изучена роль ветровалов в Летском участковом лесничестве Прилузского района Республики Коми. Запасы органического вещества в древесном ярусе являются наиболее значимым ресурсом лесных сообществ. Потеря органического вещества в результате ветровала для древесного яруса ельника зеленомошного составила 75 т/га. Улучшение условий освещенности после ветровала привело к смене исходного типа насаждений.
Ключевые слова: Республика Коми, южная тайга, ельник зеленомошный, ветровал, лесные ресурсы, запасы органического вещества, оценка потерь.
Для таежной зоны ветровалы являются естественным фактором, вызывающим катастрофические, но обратимые сукцессии лесов [2]. Недостаток сведений об их влиянии на лесные экосистемы может негативно сказаться на понимании механизмов формирования насаждений и воспроизводства лесных растительных ресурсов [2]. Влияние ветровалов на структуру, строение и прирост древостоев таежной зоны показано в работах В.Г. Суховольского с со-авт. [3], Ю.М. Алесенкова с соавт. [4], Г.В. Андреева с соавт. [5] и др. Однако работы, посвященные характеристике потерь органического вещества древостоем, отсутствуют. Понимание роли ветровалов в продуктивности лесных насаждений, показывающей функционирование лесной экосистемы, необходимо для эффективного использования ресурсов древостоев [6].
Цель данной работы - оценка потерь органического вещества древесным ярусом южнотаежного ельника, подвергшегося ветровалу в 2009 г. Исследования проведены в Летском участковом лесничестве Прилузского района Республики Коми (59°31'45.9" с.ш., 49°21'19.8" в.д.). Исходное насаждение
представлено ельником зеленомошным. В 2009 г. произошел ветровал. Летом 2014 г. нами была заложена пробная площадь, на которой был проведен сплошной перечет деревьев, подроста и валежа. Учитывали диаметр, высоту и состояние, а для валежа дополнительно - стадию гниения. Определение запасов древесины было выполнено согласно таблицам [7]. Стадию гниения валежа определяли по В.Г. Стороженко [8]. Запасы органического вещества в древостое определяли по уравнениям зависимости отдельных фракций фитомассы от диаметра дерева [9].
Улучшение условий освещенности в результате ветровала привело к смене исходного типа с ельника зеленомошно-го на смешанное лиственно-хвойное насаждение. В подлеске отмечены светолюбивые виды - волчье лыко, шиповник, смородина, жимолость Палласа и черемуха. Появление гниющей органики вызвало развитие малины. Живой напочвенный покров представлен папоротником, хвощом лесным, кислицей и костяникой. Древесный ярус сложный по составу, имеет густоту 600 экз./га и сформирован березой, елью и пихтой (табл. 1).
Таблица 1
Таксационная характеристика древостоя 4Б3Е3Пх при ветровале
Порода Возраст, лет Количество деревьев, экз./га Запас древесины, м3/га Площадь сечений деревьев, м2/га Полнота Средний диаметр, см Средняя высота, м
живых сухих живых сухих
Ель 75-87 75 100 26,6 80,7 2,5 0,08 17,1 12,6
Пихта 47-101 475 25 23,9 0,2 4,3 0,21 10,0 7,5
Береза 126 50 - 39,5 - 3,6 0,11 30,4 23,2
Итого - 600 125 90,0 80,9 10,35 0,40 - -
Примечание: «—» - не выявлено.
Таблица 2
Количество деревьев и запасов древесины в валеже после ветровала
Порода Количество деревьев, экз./га Запас древесины, м3/га
2* 3* 4* итого 2* 3* 4* итого
Ель 225 - 75 300 100,6 - 45,9 146,5
Пихта 25 25 - 50 13,8 0,9 - 14,7
Береза 25 - 25 50 13,4 - 15,1 28,5
Итого 275 25 100 400 127,8 0,9 61,0 189,6
Примечание: * - стадия гниения; «-» - не выявлено.
Запас древесины - 90 м3/га, полнота
- 0,4. Много сухостойных деревьев с запасом 81 м3/га, что составляет 90 % от общего объема. Полученные данные свидетельствуют об усыхании древостоя.
В таблице 2 приведены результаты, характеризующие количество деревьев и запасы древесины в валеже разных стадий разложения. Показано, что количество упавших деревьев составляет 400 экз. га-1 и запасом древесины в них
- 190 м3/га. Валеж главным образом представлен деревьями ели разных стадий гниения (75 %), в которых сконцентрировано 146,5 м3/га. Береза и пихта по количеству формируют валеж в равных долях, однако их вклад в общие запасы различный и составляет 15 и 8 %, соответственно. В распределении валежа по классам деструкции отмечено значительное участие деревьев на второй стадии гниения, которые обеспечивает 6769 % от общего запаса и количества деревьев. Существенна доля участия четвертой стадии гниения (25 % - по числу деревьев и 32 % - по запасу).
Согласно В.Г. Стороженко [8], ко второй стадии относится валеж, у которого форма ствола не изменилась, кора опала частично или полностью, сохранились ветви 1-2 порядков. Эти признаки свидетельствуют о недавнем выпадении деревьев. Следовательно, деревьями, подвергшимися ветровалу на участке исследования, считали валеж второй стадии гниения. Используя данные перечета, мы провели реконструкцию исходной густоты древостоя и запасов древесины. Исходный древостой густотой 875 экз./га имел объем древесины в 218 м3/га, состав древостоя до ветровала - 6Е2Б2Пх.
Запасы органического вещества в древесном ярусе являются наиболее значимым ресурсом лесных сообществ. Анализ обобщающей сводки данных [10] показал, что в ельниках зависимости от типа леса в древесине ствола концентрируется около 60-70 % от массы органического вещества, сконцентрированного в древостое. К.С. Бобковой и Н.В. Лихановой [11] отмечено, что при сплошнолесосечной рубке выносится 40-44 % органического вещества, все остальное остается на лесосеке.
Рис. Запасы органического вещества в древесных растениях ельника зеленомошного до и после ветровала: 1 - древесина ствола; 2 - кора; 3 - ветви; 4 - листья (хвоя); 5 - корни
Следовательно, выявление максимально возможных ресурсов леса актуально для развития современного лесопромышленного комплекса. При реализации задачи по инвентаризации лесных ресурсов необходима полная оценка органического вещества, сосредоточенного в лесных насаждениях
Особое место занимает влияние катастрофических нарушений на динамику запасов фитомассы. Выявлено, что в древесном ярусе насаждения, подвергшегося ветровалу, сосредоточено 52 т/га органического вещества, большая часть которого сосредоточена в древесине ствола (рис.). Участие ветвей составляет 10 %, корней - 14, коры и листьев - по 7,5 %. Небольшие запасы органического вещества древесного яруса обусловлены тем, что его формируют главным образом тонкомерные деревья пихты. Масса растущих органов древесных растений исходного ельника зеленомошного составляла 127 т/га. Наибольший вклад в формирование органического вещества
вносили стволовая древесина и корни (60 и 18 %, соответственно). Участие коры, ветвей и ассимилирующих органов составляло 6-8 %.
Таким образом, потеря органического вещества древесным ярусом ельника зеленомошного составила 75 т/га, большая часть которого (60 %) приходится на древесину ствола. В настоящее время использование этой древесины нецелесообразно. Нашими исследованиями [12] показано, что базисная плотность (т.е. содержание абсолютно сухого вещества в единице объема) здоровой древесины ели составляет 0,42 г/см3, а древесины ели на второй стадии разложения - 0,33 г/см3. На второй стадии гниения древесины отмечены активные процессы деструкции: зарастание стволов мхами, наличие на них плодовых тел древоразрушающих грибов. Следовательно, вывоз погибших стволов деревьев, подвергшихся ветровалам насаждений, необходимо проводить сразу после ветровала.
Исследование выполнено при финансовой поддержке проекта Русского географического общества «Оценка эффективности лесовозобновления и динамики органического вещества на ветровалах таежной зоны в Республике Коми».
Список литературы
1. Алесенков Ю.М., Андреев Г.В., Иванчиков С.В. Строение по запасу послеветро-вального ельника хвощово-мелкотравного // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2013. - № 1 (99). - С. 60-64.
2. Sebkova B., Samonil P., Valtera M., Adam D., Janik D. Interaction between tree species populations and windthrow dynamics in natural beech-dominated forest, Czech Republic // Forest Ecology and Management. - 2012. - Vol. 280. - Р. 9-19.
3. Суховольский В.Г., Овчинникова Т.М., Сотниченко Д.Л., Мочалов С.А. Сукцессии в лесных ценозах: модели конкуренции за ресурс после ветровала // Хвойные боре-альной зоны. - 2011. - № 3-4. - С. 280-287.
4. Алесенков Ю.М., Андреев Г.В., Иванчиков С.В. Строение по диаметру ельника мелкотравно-зеленомошного Висимского заповедника после ветровала // Лесная таксация и лесоустройство. - 2012. - № 2 (48). - С. 16-20.
5. Андреев Г.В., Алесенков Ю.М., Иванчиков С.В. Рост по диаметру берёзы, ели и сосны и приросты повреждённой и неповреждённой ели в длительно-производном тра-вяно-зеленомошном березняке // Лесная таксация и лесоустройство. - 2013. - № 2 (50). - С. 18-23.
6. Waldron K., Ruel J.-C., Gauthier S. Forest structural attributes after windthrow and consequences of salvage logging // Forest Ecology and Management. - 2013. - Vol. 289.
7. Лесотаксационный справочник для северо-востока европейской части СССР. -Архангельск, 1986. - 358 с.
8. Стороженко В.Г. Устойчивые лесные сообщества. - Тула, 2007. - 192 с.
9. Бобкова К.С. Еловые леса // Биопродукционный процесс в лесных экосистемах Севера. - СПб, 2001. - С. 52-67.
10.Усольцев В.А. Фитомасса и первичная продукция лесов Евразии. - Екатеринбург: УрО РАН. - 574 с.
11. Бобкова К.С., Лиханова Н.В. Вынос углерода и элементов минерального питания при сплошнолесосечных рубках ельников средней тайги // Лесоведение. - 2012. -№ 6. - С. 44-54.
12.Бобкова К.С., Кузнецов М.А., Осипов А.Ф. Запасы крупных древесных остатков в ельниках средней тайги европейского Северо-Востока // ИВУЗ Лесной журнал (в печати).
ESTIMATION OF ORGANIC MATTER LOSS IN A STAND OF SPRUCE TREES INDUCED BY WINDFALLS IN THE SOUTHERN TAIGA
OF THE KOMI REPUBLIC
A.F. Osipov, A.V. Manov
Institute of Biology, the Komi RC at UB RAS, E-mail: [email protected]
The role of windfalls in the Letka forestry of the Priluzhsk region of the Komi Republic was studied. The stock of organic matter in a tree layer is the primary resource for forest communities. Windfall-induced loss of organic matter for the spruce tree layer made up 75 t/ha. Windfalls increased the daylight intensity that resulted in the change of original vegetation.
Keywords: Komi Republic, southern taiga, spruce forest, windfall, forest resources, organic matter stock, estimation of loss.
