CC BY
48
СТРУКТУРА И ДИНАМИКА ПОСЛЕВЕТРОВАЛЬНОГО ЕЛЬНИКА МЕЛКОТРАВНО-ЗЕЛЕНОМОШНОГО ТИПА В ВИСИМСКОМ ЗАПОВЕДНИКЕ
Ю. М. АЛЕСЕНКОВ, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Г. В. АНДРЕЕВ,
кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник С. В. ИВАНЧИКОВ, старший инженер, Ботанический сад Уральского отделения Российской академии наук
620134, Екатеринбург, ул. Билимбаевская, 32а
Ключевые слова: Висимский заповедник, послеветровальный ельник мелкотравно-зеленомошный.
см, что рекомендовано при исследовании разновозрастных древостоев [3,
9]. Подробно были выделены следующие категории состояния растущих деревьев: здоровые (без внешних признаков повреждения или ослабления),
Введение.
Наиболее детально оценить воздействие ветровала на основной компонент лесных экосистем - древостой позволяет использование многолетних наблюдений, проводимых на постоянных пробных площадях (ППП). Тем более что лесные экосистемы продолжают испытывать последствия воздействия ветровала, выражающиеся в усыхании сохранившихся после ветровала деревьев, в пополнении перечётной части древостоя адаптировавшимся подростом предварительной генерации и перехода тонкомерных деревьев в более крупные ступени толщины в результате усиления прироста.
Цель и методика исследований.
Целью исследования было изучение детальной структуры ельника мел-котравно-зеленомошного и его динамики после катастрофического ветровала.
Объект исследований относится к Уральской горной стране, Среднеуральской низкогорной провинции, южнотаёжному округу [4].
Пробная площадь заложена в низкогорном классе лесорастительных условий (200-500 м над у. м.) с преобладанием типично таёжной растительности во всех ярусах, что обусловлено температурной инверсией.
Основные виды живого напочвенного покрова [2]: Gymnocarpium
dryopteris (L.), (D. Linneana C.Chr.), Rubus humulifolius (C.A. Mey), Rubus arcticus (L.), Linnea borealis (L.), Oxalis acetosella (L.).
В типологическом отношении ППП близка к описанной ранее ельника хвощово-мелкотравного [1], но в отличие от неё характеризуется преобладанием кедра в составе древостоя.
Последний перечёт был сделан в 2005 г. С. В. Иванчиковым и Ю. Н. Ходыревой по ступеням толщины и категориям состояния. Минимальная пере-чётная ступень толщины составила 4
замеры высот на близкой по лесорастительным условиям ППП ельника хвощово-мелкотравного. Кривая высот характеризуется параболой второго порядка, проходящей через начало координат:
Таблица 1
Количественная характеристика древостоя
Состав По М %% Состав По N %% Порода А, Лет Н, М Д, см N, Экз. /га IG, м2/га р М, м3/га
Растущая часть древостоя
4 4 Берёза 17,1 20,1 37 1,18 0,05 8,5
26 72 Ель 175 (65-147) 9,9 12,5 637 7,77 0,32 59,1
66 6 Кедр 180 (134-241) 28,6 46,5 54 9,20 0,18 147,7
3 18 Пихта 113 7,8 9,1 160 1,04 0,05 7,2
Итого 888 19,19 0,60 222,6
Погибшая часть
78 91 Ель 16,1 21,5 203 7,36 0,22 68,5
20 4 Кедр 27,4 43,2 9 1,26 0,03 17,4
2 5 Пихта 11,0 14,1 11 0,18 0,01 1,3
Итого 223 8,80 0,26 87,2
Всего 1111 28,00 0,86 309,8
со сломанной вершинои, наклоненные. Усыхающие деревья подразделялись на сломанные усыхающие, наклоненные усыхающие, вываленные усыхающие, а также усыхающие без внешних признаков повреждения. Погибшие и стоящие на корню деревья были подразделены на буреломные и на сухостойные. Общее количество замеров диаметров у березы составило 13, у ели - 294, у кедра - 22, у пихты - 60. Наибольшее количество категорий состояния было выделено у ели.
Замеры высот были сделаны у ели и пихты. Зависимость высот от диаметров ели наиболее адекватно отображается уравнением параболы второго порядка [7]:
у = -0,0053х2 + 0,8643х - 0,0812, с коэффициентом детерминации R2 = 0,9873. Наилучшая аппроксимация высот в зависимости от диаметров пихты получена с использованием степенного уравнения: у = 1,3192х0 8002
с коэффициентом детерминации R2 = 0,998.
Для определения объемов кедра по ступеням толщины использовались
у = -0,0051 х2 + 0,7765х и коэффициентом детерминации R2 = 0,9832.
Относительная полнота определялась по местным таблицам сумм площадей сечений и запасов [5] по формуле: р = Ю^табл
Запасы стволовой древесины ели и пихты вычислялись по категориям состояния по местным объёмным таблицам с двумя входами [5]: по диаметру и высоте, полученной по уравнениям. Из-за отсутствия данных в справочнике [5] о запасах в 4 см, ступени толщины рассчитывались по всеобщим объёмным таблицам В.К. Захарова [6]. Объём стволовой древесины кедра вычислялся по [8].
Возраст деревьев определялся по кернам древесины, взятым на высоте 15-50 см от основания дерева, на границе корневых лап. При этом вводилась положительная поправка в опре-
Visim reserve, after windfall spruce small grass and green moss stand.
Таблица 2
Детальная структура ППП-48 по категориям состояния
Состав По М %% Состав По N %% Порода Категория состояния А, лет Н, М Д, см К Экз./га м2/га р М, м3/га
100 100 Берёза Здоровые 17,1 20,1 37 1,18 0,05 8,5
38 67 Ель Здоровые 175 9,5 12,0 565 6,38 0,26 48,7
6 3 Слом вершины (65-247) 15,4 20,5 26 0,85 0,03 7,0
1 1 Наклонённые 10,5 13,3 9 0,12 0,00 0,8
0 1 Сломанные усыхающие 3,3 4,0 6 0,01 0,00 0,0
1 1 Наклонённые уськающие 12,0 15,5 9 0,16 0,01 1,1
0 0 Вываленные усыхающие 6,5 8,0 3 0,01 0,00 0,1
1 2 Усыхающие 9,7 12,3 20 0,24 0,01 1,5
2 4 Итого уськающих 9,5 12,0 37 0,42 0,02 1,7
47 76 Итого растущих 9,9 12,5 637 7,77 0,32 59,1
31 9 Бурелом 19,1 26,6 74 4,12 0,11 39,3
23 15 Сухостой 13,7 17,9 129 3,24 0,11 29,2
53 24 Итого погибших 16,1 21,5 203 7,36 0,22 68,5
Всего ели 11,8 15,1 840 15,14 0,54 127,6
80 77 Кедр Здоровые 180 28,7 46,6 48 8,27 0,17 135,5
0 5 Слом вершины (134-241) 6,5 8,0 3 0,01 0,00 0,12
9 5 Наклонённые 33,5 64,0 3 0,92 0,02 15,1
89 87 Итого растущих 28,6 46,5 54 9,20 0,18 147,7
2 5 Бурелом 24,2 36,0 3 0,29 0,01 3,7
8 9 Сухостой 28,6 46,4 6 0,97 0,02 13,6
11 14 Итого погибших 27,4 43,2 9 1,26 0,03 17,4
Всего кедра 28,5 46,0 63 10,46 0,21 165,1
Продолжение таблицы 2
Состав По М %% Состав По N %% Порода Категория Состояния А, Лет Н, м Д, см N Экз./га 16, м2/га р М, м3/га
82 91 Пихта Здоровые 113 7,7 9,0 157 1,01 0,05 7,1
2 2 Сломанные 9,7 12,0 3 0,03 0,00 0,2
84 93 Итого растущих 7,8 9,1 160 1,04 0,05 7,2
16 7 Сухостой 11,0 14,1 11 0,18 0,01 1,3
Всего пихты 8,1 9,5 171 1,22 0,06 8,6
72 80 Итого растуии 888 19,20 0,60 222,6
28 20 Итого погибших 223 8,80 0,26 87,2
Всего на пробе 1111 28,00 0,86 309,8
делении возраста на высоту взятия кернов и непопадания в сердцевину ствола. Средний возраст ели составил 175 лет с амплитудой от 65 до 247, средний возраст кедра - 180 лет с амплитудой от 134 до 241, а пихты - 113 л ет.
Лесоводственно-таксационные характеристики ППП приведены в табл.
1, где А - средний возраст элемента древостоя и его амплитуда, Н - его средняя высота, Д - его средний диаметр, N - количество деревьев, IG -сумма площадей сечений или абсолютная полнота, р - относительная полнота, М - запас стволовой древесины.
По количеству растущих деревьев преобладает ель, на втором м ес те -пихта, а наименьшее количество деревьев характерно для берёзы. По запасу наблюдается иная картина - 2/3 приходится на кедр, ель составляет почти 1/4 часть, а пихта и берёза - менее 10 %. Разное соотношение по количеству деревьев и запасу обусловлено тем, что кедр представлен наиболее крупными экземплярами. Его средний диаметр в 3,7 раза, а средняя высота в 2,9 раза больше, чем у ели. Наименьшие размеры деревьев характерны для пихты. Наибольшая абсолютная полнота оказалась у кедра, а наименьшая - у пихты. Наибольшей относительной полнотой характеризуется ель, а наименьшей - берёза и пихта. При относительной полноте 0,6 древостой по существующим лесотаксационным нормативам относится к сред-неполнотным. Среди буреломных и сухостойных деревьев преобладает как по количеству деревьев (91 %), так и по запасу стволовой древесины (78 %) ель. Наименьшая доля погибших на корню деревьев характерна для кедра (4 %), а по запасу погибших - для пихты (2 %).
Результаты и их обсуждение.
Детальная структура данной пробной площади приведена в табл. 2. Наибольшую долю составляют здоровые (неповреждённые) экземпляры ели. Их участие оказалась 2/3 от общего количества деревьев, или 89 % растущих. Повреждённых со сломанной вершиной, но сохранивших жизнеспособность - 3 %, всего усыхающих экземпляров ели - 4 %, в том числе усыхающих без внешних признаков повреждения - 2 %, а повреждённых усыхающих - 2 % от общего количества деревьев. Каждая категория усыхающих деревьев представлена единичными экземплярами. Гораздо более представлены погибшие деревья, стоящие на корню. В том числе буреломные составляют 9 %, а сухостойные -15 % от общего количества деревьев ели. Распределение запаса стволовой древесины ели по категориям состояния деревьев показало следующее. Запас здоровых деревьев составляет 38 %, повреждённых со сломанными вершинами - 5 %, усыхающих - 2
%, буреломных - 31 %, а сухостойных
- 23 % от общего запаса ели.
Для кедра характерно наибольшее количество растущих деревьев, погибшие представлены единичными экземплярами. Это обусловлено его лучшей устойчивостью к ветровалу: более глубокой корневой системой, чем у ели и пихты. Более 3\4 деревьев кедра представлено здоровыми, по 5% - наклонёнными, сломанными и буреломными, 9 % - сухостойными экземплярами. 80 % запаса кедра составляют здоровые деревья, по 9 % - наклонные и сухостойные экземпляры, лишь 2 %
- буреломные, а менее 1 % - сломанные.
Пихта характеризуется преобладанием количества здоровых деревьев. Погибшие деревья представлены только сухостойными экземплярами и составляют менее 10 %. 83 % запаса приходится на здоровые деревья, 15 % - на сухостойные, лишь 2 % - на сломанные.
Динамика древостоя по этой пробной площади до ветровала и сразу после ветровала была опубликована ранее [2] и частично приведена в табл. 3.
В результате ветровала произошло изменение состава растущей части древостоя. Если до ветровала наибольшую долю по запасу стволовой древесины составляла ель (56 %), то после ветровала преобладание перешло к кедру, который по данным перечёта 2005 г. составлял 2/3 (67 %). Это обусловлено большей ветроустойчивостью кедра по сравнению с елью и пихтой. Участие берёзы и пихты в составе древостоя осталось незначительным, как и до ветровала.
Абсолютная полнота растущих и
стоящих погибших деревьев по перечёту 2005 г. оказалась меньшей, чем растущих деревьев до ветровала. То есть 8,40 м2/га составила абсолютная полнота ветровальных, а также выпавших буреломных и сухостойных деревьев. За период 1994-1995 гг. сумма площадей сечений растущих деревьев уменьшилась на 13,9 м2/га и составила 62 % от абсолютной полноты до ветровала. За последующее десятилетие она ещё уменьшилась - 3,3 м2, что составило 53 % суммы площадей сечений доветровального древостоя, или 85 % от перечёта 1995 г.
Запас стволовой древесины растущих и стоящих погибших деревьев в 2005 г. оказался меньшим, чем по перечёту до ветровала растущих деревьев. Разница в 46,3 м3 представляет запас ветровальных, а также выпавших буреломных и сухостойных деревьев. За 1994-1995 гг. запас растущих деревьев уменьшился на 131,7 м3, или на 37 % от запаса доветровального перечёта растущих деревьев. За 19952005 гг. уменьшение запаса произошло всего на 1,8 м3. Небольшое уменьшение запасов в 1995-2005 гг. по сравнению с уменьшением абсолютной полноты обусловлено, по-видимому, использованием разных объёмных таблиц при вычислении запасов древостоя. Выводы.
Приведена подробная структура древостоя по категориям состояния основных лесообразующих видов: ели, пихты и кедра.
У ели и пихты большая доля запаса стволовой древесины погибших экземпляров, чем количества деревьев, указывает на проходящий преимущественно верховой отпад. То есть бу
реломные и сухостойные деревья ели и пихты характеризуются более крупными размерами по сравнению с растущими.
У кедра близкая доля запаса стволовой древесины растущих экземпляров и количества деревьев указывает на пропорциональный отпад.
Наибольшие разрушения в древостое произошли непосредственно после ветровала. За более поздний период разрушения наблюдались в меньшей степени. Тем не менее, запас погибших деревьев пока не компенсировался увеличением приростов тонкомерной части древостоя.
В результате преимущественного отпада ели в результате ветровала произошла смена эдификатора - преобладание перешло от ели к кедру. Это обусловлено большей ветроустойчи-
Таблица 3
Изменение растущей части древостоя ППП за і994-2005 гг.
Г оды Количественные показатели
проведения перечёта Состав древостоя, %% по запасу IG, м2/га М, м3/га
До ветровала, 1994 ббЕ 2П ЗУК бБ Зб,40 356,1
После ветровала, 1997 45Е 1П 49КбБ 22,б0 224,4
Перечёт 2005, растущих 2бЕ ЗП 67К 4Б 19,20 222,б
Перечёт 2005, всего растущих+стоящих погибших 41 Е ЗП бЗК ЗБ 28,00 309,8
ной полноте показала, что отпад составил 15 %, следует отметить отсутствие в более ранней публикации [2] такого важного объективного показателя, как количество растущих деревьев до и после ветровала.
востью кедра, его более мощной корневой системой по сравнению с елью.
Из-за использования разных объёмных таблиц в запасе перечёта 1995 и 2005 гг. оказалась незначительная разница. Хотя разница в абсолют-
Литература
1. Алесенков Ю. М., Андреев Г. В., Поздеев Е. Г., Иванчиков С. В. Постветровальная структура тёмнохвойного древостоя Висимского заповедника // Лесная таксация и лесоустройство. 2008. №2(40). С. 43-48.
2. Алесенков Ю. М., Поздеев Е. Г., Шлыкова Н. А., Теринов Н. Н., Иванина Н. А. О последствиях ветровала 1995 г. в Висимском заповеднике // Леса Урала и хозяйство в них. Екатеринбург, 1998. Вып.20. С. 272-278.
3. Дыренков С. А. Структура и динамика таежных ельников. Л.: Наука, 1984. 172 с.
4. Колесников Б. П., Зубарева Р. С., Смолоногов Е. П. Лесорастительные условия и типы лесов Свердловской области // Практическое руководство. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1973. 176 с.
5. Лесотаксационный справочник для лесов Урала (нормативные материалы для Пермской, Челябинской, Свердловской и Курганской областей, Башкирской АССР). Под. ред. Верхунова П. М. М.: ЦБНТИлесхоз, 1991. Ч. I, II. 483 с.
6. Лимонов Е. И., Полянский Ю. Н., Сухих В. И., Чернышова Л. А. Полевой справочник лесоустроителя. Горький: Волго-
Вятское книжное изд-во, 1966. 172 с.
7. Свалов С. Н. Применение статистических методов в лесоводстве. // Итоги науки и техники / Лесоведение и лесоводство. М.: ВИНИТИ, 1985. Т.4. С. 1-164.
8. Смолоногов Е. П., Залесов С. В. Эколого-лесоводственные основы организации и ведения хозяйства в кедровых
лесах Урала и Западно-Сибирской равнины. Екатеринбург: Урал. Гос. лесотехн. ун-т, 2002. 186 с.
9. Фалалеев Э. Н. Пихтовые леса Сибири и их комплексное использование. М.: Лесн. Пром-сть, 1964. 160 с.
ВЛИЯНИЕ СХЕМ СМЕШЕНИЯ ДРЕВЕСНЫХ ПОРОД НА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ЛЕСНЫХ КУЛЬТУР ЛИСТВЕННИЦЫ СИБИРСКОЙ В КИРОВСКОЙ ОБЛАСТИ
А. А. ТЕТЕРИН, аспирант, Марийский ГТУ
424024. респ .Марий Эл. Йошкар-Ола. пл.Ленина. 3
Ключевые слова: лиственница, лесные культуры, производительность, схема смешения.
Одной из важнейших проблем современного лесного хозяйства является улучшение породного состава и повышение продуктивности лесных насаждений. Её решение во многом зависит от правильного выбора главных древесных пород, наилучшим образом отвечающих в определенных лесорастительных и экономических условиях хозяйственным и экологическим целям.
При искусственном лесовосстановлении в Кировской области в качестве главных древесных пород используются сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.) и ель финская (Рюеа х fennica (Redel) Кот). Однако известно
[1, 2], что лиственница в благоприятных условиях произрастания при соблюдении всего комплекса организационно-технических мероприятий по ее выращиванию и уходу обладает высокой энергией роста и устойчивостью к неблагоприятным факторам среды. Древесина ее отличается высокой прочностью, стойкостью против гниения [2, 3]. Хвоя лиственницы в 6 раз продуктивнее хвои ели и в полтора-два раза продуктивнее хвои сосны. При перегнивании она улучшает химические и физические свойства почвы [2].
Известно, что произраставшая раннее на территории Кировской об-
ласти лиственница сибирская (Larix sibirica Led.) естественного происхождения отличалась ценным генетическим фондом [2]. Поэтому, при условии оптимизации технологий создания лесных культур, данная порода, вероятно, может обеспечить увеличение продуктивности и улучшение качественного состава насаждений.
Цель, объекты и методика исследований.
На основании изложенного, целью наших исследований является изуче-
Larch, wood cultures, productivity, the mixture scheme.
