CC BY
31
О РАЗНОВОЗРАСТНОЙ И ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СТРУКТУРЕ И СТРОЕНИИ ДРЕВОСТОЕВ АРЧИ ТЯНЬ-ШАНЯ
К.Д. МУХАМЕДШИН, проф., зам. директора по науке компании «Экопродукт», д-р с.-х. наук, Б.Н. ШАМШИЕВ, зав. лаб. «Проблемы гор» ИКИПР (Кыргызстан), канд. с.-х. наук
Характерная особенность лесообразующих видов можжевельников - медленный рост и долголетие, что выделяет их из числа всех древесных пород в Тянь-Шанской горной системе. Наиболее долголетние деревья арчи встречаются в условиях высокогорий, в жестких, но не предельно жестких климатических и почвенно-грунтовых условиях. При этом экологический оптимум для роста и развития древесной и кустарниковой растительности не совпадает с оптимальными условиями для их долголетия. Из всех исследованных видов можжевельников наиболее долголетним является туркестанский (до 3000 лет и более), затем полушаровидный (до 1500 лет) и зеравшанский (до 1000 лет).
В связи с долголетием лесообразую-щих видов можжевельников основные массивы арчовников представлены сильно разновозрастными древостоями. По амплитуде колебания возраста деревьев, составляющих древостой, характеру распределения их no группам и коэффициенту изменчивости данного признака в арчовниках выделено пять типов возрастной структуры насаждений: относительно одновозрастные, относительно разновозрастные, циклично-разновозрастные, ступенчато-разновозрастные и абсолютно разновозрастные.
Относительно одновозрастные древо-стои характеризуются колебанием возрастов деревьев в насаждении в пределах 20-40 лет, одновершинной кривой их распределения и коэффициентом вариации до 8-10 %. Относительно разновозрастные древостои отличаются одновершинной кривой распределения деревьев в насаждении, амплитудой колебания возрастов более 40 лет и коэффициентом изменчивости до 36 %.
Циклично-разновозрастные древостои характеризуются многовершинной кривой распределения деревьев по возрастным группам, колебаниям возрастов в пределах от 200 до 420 лет и коэффициентом изменчивости от 34 до 38 %. Они представлены несколькими 20-50-летними возрастными поколениями, включающими 10-25 % деревьев насаждения, коэффициент изменчивости возраста в которых составляет 10-18%.
Абсолютно разновозрастные древо-стои характеризуются сильной растянутостью возрастных рядов (до 300-700 лет и более) и наличием коротких, 5-11-летних, циклов. Ряды распределения деревьев имеют вид плавной, сильно асимметричной кривой. Ясно выраженных границ между возрастными поколениями не наблюдается. Коэффициент изменчивости взрослых деревьев достигает 69 %.
Ступенчато-разновозрастные древо-стои представлены двумя обособленными, ясно выраженными относительно одновоз-растными или относительно разновозрастными поколениями, образующими самостоятельные ярусы, средний возраст которых продолжается до 240 лет. Коэффициент изменчивости возраста деревьев всего древостоя достигает 53 %, а отдельных поколений - 9-30 %.
В формациях можжевельников полушаровидного, зеравшанского, туркестанского, высокого и красного на пологих и нижних частях покатых северных склонов, поймах рек, денудационных террасах с влажными богатыми почвами формируются менее долголетние относительно одновозрастные, относительно разновозрастные и ступенча-
то-разновозрастные двухъярусные наиболее продуктивные древостои. Между ними имеется генетическая связь. Вследствие влияния всего природно-климатического комплекса со временем один тип возрастной структуры древостоя может переходить в другой.
В средних и верхних частях покатых склонов со среднебогатыми свежими почвами формируются, как правило, относительно разновозрастные древостои, а на гребнях и крутых склонах с бедными сухими маломощными каменистыми почвами - циклично-разновозрастные. В нижнегорном и сред-негорном подпоясах Тянь-Шаня и Памира абсолютно разновозрастные древостои не встречаются. В подпоясе арчи туркестанской с более прохладным и влажным климатом, чем в нижнегорном и среднегорном подпоя-сах, на пологих и нижних частях покатых склонов с мощными богатыми почвами формируются относительно разновозрастные древостои. Крайне холодные и влажные лесорастительные условия северных склонов высокогорного подпояса и все субальпийские арчовники представлены абсолютно разновозрастными насаждениями. Гребни, южные, восточные и западные склоны заняты, как правило, циклично разновозрастными древостоями. Этот тип возрастной структуры характерен для зарослей арчи сибирской и казацкой. Ступенчато-разновозрастные насаждения в высокогорном подпоясе формируются лишь под воздействием выборочных рубок.
В можжевеловых лесах наиболее распространенными являются относительно разновозрастные, циклично-разновозрастные и абсолютно разновозрастные насаждения. Относительно одновозрастные и ступенчато-разновозрастные древостои, рассматриваемые нами как стадии возрастных смен ар-човников нижне- или среднегорных прирусловых террас, пологих и нижних частей покатых склонов, встречаются значительно реже.
Строение насаждений лесообразую-щих видов арчи существенно не зависит от возрастной структуры и яруса древостоев. Различия в рядах распределения по типам
возрастной структуры не выходят за пределы значительного варьирования числа деревьев по относительным ступеням одного типа возрастной структуры.
По строению древостоев арча туркестанская существенно отличается от полушаровидной и зеравшанской, показатели которых близки. Наименьшей естественной ступенью для насаждений арчи полушаровидной и зеравшанской является ступень 0,3, наибольшей - 2,9; для древостоев арчи туркестанской наименьшая ступень 0,2, наибольшая - 2,6.
Среднее дерево насаждений арчи полушаровидной и зеравшанской находится на 59,3 % от самого тонкого и на 40,7 % от самого толстого дерева, а арчи туркестанской - на 62,7 % от самого тонкого и на 37,3 % от самого толстого ствола.
Насаждениям всех типов возрастной структуры присуща единая закономерность: с увеличением среднего диаметра древостоя укорачиваются естественные ряды, однако в основных ступенях толщины существенной разницы в распределении деревьев не наблюдается. Максимальное количество деревьев в насаждениях всех видов арчи приходится на ступень 0,7. Основное количество их (90-91 %) сконцентрировано в естественных ступенях 11,4-1,7.
Изменчивость диаметра, высоты и возраста деревьев в арчовых насаждениях зависит от возрастной структуры и типов леса. Средний коэффициент вариации по диаметру находится в пределах от 33,4 до 68,0 %, по высоте от 20,8 до 36,0 %, по диаметру кроны от 37,3 до 44,6 %, по возрасту от 9 до 54 %. Средний коэффициент изменчивости по видовому числу составляет 1,8 %.
Насаждения лесообразующих видов можжевельников не являются механическим смешением деревьев различных параметров и возрастов, а представляют определенное единство растений, развивающихся во взаимодействии между собой и окружающей средой. Строение их подчиняется вполне определенным, характерным для лесных биогеоценозов закономерностям, выражает-
ся числовыми величинами и изменяется во времени.
Арчовникам свойственны все признаки леса, в том числе и по строению древо-стоев, что подтверждает правомерность выделения их на Тянь-Шане и Памире.
Закономерности строения арчовых лесов по объемообразующим элементам стволов позволяют распространить теорию среднего дерева на каждый ярус ступенчато-разновозрастных насаждений и древостоев. В насаждениях арчи во всех типах возрастной структуры древостоев между высотой, диаметром и возрастом существует корреляционная связь от значительной до очень высокой. При этом более высокая корреляция наблюдается в относительно одновозраст-ных и относительно разновозрастных насаждениях 1-Ш бонитетов. Установленная закономерность является предпосылкой для суждения о возрасте деревьев по диаметру на высоте груди и по высоте.
Закономерности строения можжевеловых лесов Тянь-Шаня по толщине позволяют произвести расчет величины пробных площадей по количеству деревьев, исходя из необходимой точности исследований (табл. 1).
Для практических целей достаточно определить средний диаметр с точностью ± 3 %. Из этого положения и необходимо ис-
ходить при лесоустройстве арчовых лесов. В связи с вертикальной сомкнутостью крон разделение циклично-разновозрастных и абсолютно разновозрастных древостоев на два-три поколения носит до некоторой степени искусственный характер При этом коэффициент изменчивости диаметров в каждом из них составляет в среднем 35-40 %. В случае необходимости аналитической таксации этих древостоев размер пробных площадей следует рассчитывать, исходя из указанных значений коэффициента вариации диаметров и количества поколений.
Однако более целесообразна синтетическая таксация циклично- и абсолютно разновозрастных древостоев с последующим камеральным разделением их в случае необходимости на любые возрастные категории, при этом используются выявленные нами закономерности. Исходя из коэффициента вариации, для определения средней высоты арчовых древостоев с точностью ± 0,3-0,5 м (3-5 %) по способу случайной выборки необходимо измерить высоту 30-50 деревьев.
По среднему коэффициенту изменчивости произведем расчет необходимого числа измерений для определения среднего возраста древостоев арчи различной возрастной структуры с заданной точностью в 5 % (табл. 2).
Таблица 1
Древостой Средний возраст, лет Необходимое число измерений при точности, %
2 3 4 10
Относительно одновозрастной 36,5 333 148 53 13
Относительно разновозрастной 53,1 705 313 113 28
Циклично-разновозрастной 58,0 841 374 134 34
Абсолютно разновозрастной 68,0 1156 513 185 46
Ступенчато -разно -возрастные ярусы: 1-го 2-го 33,4 48,0 279 576 124 256 45 92 11 28
Необходимое число измерений для определения с заданной точностью среднего
диаметра древостоев арчи
Таблица 2
Необходимое число измерений для определения с заданной точностью среднего
возраста древостоя арчи
Средний Необходимое число измерений
Древостой возраст, при точности, %
лет 2 3 4 10
Относительно одновозрастной 9 20 9 3 2
Относительно разновозрастной 28 196 87 31 8
Циклично -разновозрастной 36 324 144 52 13
Абсолютно разновозрастной 54 729 324 116 29
Ступенчато-
разновозрастные ярусы:
1-го 11 30 13 5 2
2-го 24 144 64 23 6
Необходимая точность в практических целях достигается в зависимости от возрастной структуры древостоя при обмере 4-116 деревьев. При камеральном разделении циклично-разновозрастных и абсолютно разновозрастных древостоев на 2-3 поколения коэффициент вариации в каждом из них составляет 18-30 %.
Следовательно, для достижения точности в 5 % в каждом поколении необходимо определить возраст 13-36 деревьев.
Библиографический список
1. Мухамедшин К.Д., Кожухов В.П. Статистическая характеристика и корреляционные связи таксационных показателей арчовников Копетда-га // Географические аспекты горного лесоводства и лесоведения. - Чита, 1972. - Вып. 3. -С. 57-59.
2. Мухамедшин К.Д., Шамшиев Б.Н. Основы ведения лесного хозяйства в арчовых лесах Тянь-Шаня // Вестник МГУЛ - Лесной вестник. - 2003. - № 3. - С. 94-101.
