Первичная продукция лиственницы сибирской на экотоне лес-тундра Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

ПЕРВИЧНАЯ ПРОДУКЦИЯ ЛИСТВЕННИЦЫ СИБИРСКОЙ НА ЭКОТОНЕ ЛЕС-ТУНДРА

Усольцев В. А., Крапивина О.А., Залесов С.В.

(УГЛТУ, Екатеринбург, РФ)

For the first time the primary production of Larix sibirica stands of the forest-tundra ecoton on the Pur river basin is investigated. Some special features of their structure are discussed.

Исследования выполнены на крайнем севере Западной Сибири в подзоне лесотундры на широте Полярного круга (670 с.ш. и 780 в.д.), на надпойменных террасах и плакорах бассейна р. Нгарки-Хадытояхи - правого притока Пура в его низовьях. Район исследований расположен к северу от Тарко-Салинского лесхоза Ямало-Ненецкого округа, на землях госземзапаса, ранее не пройденных лесоустройством. В 1956 г. была проведена лишь аэротаксация лесных площадей вдоль Пура и его притоков.

Экологически специфичный полярный пояс на северном пределе ареала лиственницы представляет особый интерес при исследовании ее биологической продуктивности. Леса и редколесья мерзлотной зоны отличаются от таежных лесов низкой продуктивностью древостоев, низкими запасами древесины и разреженным древесным пологом [1]. В мозаичном комплексе лесотундры лиственница тяготеет к рекам, ее ареал видоизменяется, переходит от сплошного к ленточному, и лиственничники по поймам и надпойменным террасам представляют собой экстразональные сообщества. В нижнем течении р. Пур, где выполнялось наше исследование, небольшие сомкнутые лиственничные массивы довольно высокой производительности продвигаются по пойме почти до ее устья и встречаются вплоть до Самбурга, достигая северной границы лесотундры. Здесь лиственница составляет 33 % площади лесов.

При этом обращает на себя внимание резкое различие морфоструктуры древостоев на экотоне лес-тундра при переходе от пойменных лиственничников у уреза воды к плакорным на многолетней мерзлоте. Если первые вследствие дренажа и теплового и твердого речного стока практически не отличаются от аналогичных древостоев таежной зоны, то вторые представлены исключительно низкобонитетными разреженными сообществами на мерзлотных грунтах с маломощным почвенным горизонтом.

Наши исследования выполнены на 3 пробных площадях в пойме (зелено-мошно-ягодниковый тип леса) и 3 - на плакорах (лишайниковый тип леса) в возрасте лиственничников от 45 до 100-350 лет (табл.).

Модельные деревья взяты в начале августа после полного формирования хвои в количестве 8-10 штук на каждой пробе, в пределах варьирования их диаметров. Стволы расчленяли на 10 отрезков по относительным высотам, с торцов которых выпиливали диски для определения доли коры и абсолютно сухого вещества в древесине и коре, и затем рассчитана сухая масса последних для всего ствола. Крону взвешивали с точностью 50 г на весах грузоподъемно-

стью 10-20 кг, обрезали секатором охвоенные побеги и оставшуюся часть вновь взвешивали. Из массы перемешанных побегов отбирали навеску (до 1 кг), и после ощипывания хвои устанавливали их долю в общей массе навески, значение которой экстраполировали на всю крону. По образцам хвои и ветвей термовесовым методом определена их масса в абсолютно сухом состоянии для всего дерева.

Прирост древесины ствола определен путем "расчехления" ствола и определения объемного прироста, среднего за последние 5 лет, с последующим пересчетом на абсолютно сухое состояние по базисной плотности, определенной по навескам. Прирост коры рассчитан по приросту древесины и соотношению массы древесины и коры ствола. Прирост ветвей определен упрощенным методом [7] путем деления их удвоенной массы на возраст кроны, измеренный по годичным кольцам у ее основания. Этот метод по точности не уступает более трудоемкому методу с определением массы ветвей по 1 -метровым секциям кроны и делением каждой на средний возраст секции [8]. Расчет фитомассы и ее годичного прироста на единице площади (табл.) выполнен регрессионным методом.

Установлено, что в возрасте 45 лет при близких густотах (1300-1700 деревьев/га) общая фитомасса и масса хвои лиственничников в пойме соответственно в 7 и 2,4 раза выше, чем на плакорах. По общей надземной первичной продукции соответствующее различие почти 5-кратное. Это обусловлено более выраженной степенью дренированности поймы в сравнении с плакорами, а также тепловым и твердым речным стоком [3]. Внутрипочвенный надмерзлот-ный сток на плакорах обычно незначителен [5].

Однако по показателю относительной доли первичной продукции надземной фитомассы в общей пойменные и плакорные лиственничники близки: в первом случае доли стволов, хвои и ветвей составили 38, 40 и 22 %, а во втором - соответственно 30, 40 и 30 % (табл.).

Если же сопоставить средние показатели фитомассы пойменных лиственничников в бассейне р. Пур с аналогичными показателями лиственницы Ь. ^теПпи в Восточной Сибири на тех же широтах [4,6], то превышение первых над вторыми оказывается по надземной фитомассе почти трехкратное, и по массе хвои - двукратное. Это может быть обусловлено более высокой конти-нентальностью климата Восточной Сибири по сравнению с Западной Сибирью.

Средние показатели фитомассы лиственничников плакорных местообитаний в низовьях р. Пур превышают таковые самого северного массива Ь. £:те1ти в урочище «Ары-Мас» на Таймыре (720 30' с.ш.) [2] как по общей надземной, так и по массе хвои, почти вчетверо, что может быть обусловлено различиями по зональному градиенту. Но эти же показатели составляют соответственно 55 и 80% от аналогичных значений приполярных лиственничников Восточной Сибири [4,6].

Литература

1.Абаимов А.П. Леса мерзлотной зоны Сибири: региональные особенности, природная и антропогенная динамика // Структурно-функциональная

организация и динамика лесов (Материалы Всероссийской конференции). Красноярск: ИЛ СО РАН, 2004. С. 244-246.

2.Кнорре А.В. Надземная фитомасса лиственничников в основных сообществах лесного массива «Ары-Мас» // Тр. гос. заповедника «Столбы». Вып. 11. Красноярск, 1977. С. 91-100.

3.Миронов Б.А., Агафонов Л.И. Лесная растительность поймы нижней Оби // Природа поймы нижней Оби. Наземные экосистемы. Екатеринбург: УрО РАН, 1992. С. 92-116.

4.Митрофанов Д.П. Оценка продуктивности северо-таежных лесов Сибири // Продуктивность лесных фитоценозов. Красноярск: ИЛиД СО АН СССР, 1984. С. 95-102.

5.Поздняков Л.К. Гидроклиматический режим лиственничных лесов Центральной Якутии. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 146 с.

6.Поздняков Л.К. Даурская лиственница. М.: Наука, 1975. 312 с.

7.Русаленко А.И., Петров Е.Г. Определение прироста фи-томассы в сосновых насаждениях // Текущий прирост древостоев (материалы научной конференции). Минск: Изд-во "Ураджай", 1975. С. 139-140.

8.Усольцев В.А., Филиппов А.В., Ненашев Н.С. и др. Оценка некоторых методов определения первичной продукции ветвей деревьев // Актуальные проблемы лесного комплекса. Вып. 8. Брянск: БГИТА, 2004. С. 65-67.

Таблица 1 - Характеристика пробных площадей

Таксационные показатели Абсолютно сухая фитомасса, т/га Первичная продукция, т/га/год

Возраст, лет Класс бонитета Диаметр, см Высота, м Площадь сечений, м2/га Густота, экз /га Запас, м3/га

ствола в т.ч. коры ветвей хвои Всего ствола в т.ч. коры ветвей хвои Всего

Плакоры

45 1У-У 6,6 7,6 5,96 1740 24,2 9,57 1,93 2,56 0,74 12,8 7 0,68 0,15 0,19 0,74 1,61

100 Уа 11,9 9,5 7,57 677 38,0 11,76 4,84 2,82 1,06 15,6 4 0,11 0,04 0,23 1,06 1,40

102 Уа 10,9 9,3 5,16 550 25,2 8,02 3,08 1,33 0,33 9,68 0,22 0,09 0,39 0,33 0,94

Пойма

45 II 15,0 15,2 23,6 1329 200 84,9 12,40 9,09 1,79 >5,78 4,01 0,49 1,85 1,79 7,65

260 III 31,3 23,7 40,8 944 446 168,1 39,80 14,10 2,82 85,02 1,13 0,26 0,54 2,82 4,49

350 II 24,0 31,5 21,7 484 218 90,70 15,50 9,55 1,29 01,54 1,33 0,27 0,97 1,29 3,59

Работа поддержана РФФИ, грант № 04-05-96083.