CC BY
22
УДК 582.475:630*228.82+(235.222)
СТРУКТУРА ЛИСТВЕННИЧНЫХ ДРЕВОСТОЕВ НА ГРАНИЦЕ ЛЕСА В ВЕРХОВЬЯХ Р. АККОЛ (ЮЖНО-ЧУЙСКИЙ ХРЕБЕТ, ЮГО-ВОСТОЧНЫЙ АЛТАЙ)
Анатолий Юрьевич Бочаров
Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, 634055, Россия, г. Томск, пр. Академический, 10/3, кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории динамики и устойчивости экосистем, тел. (3822)49-27-43, e-mail: [email protected]
Дмитрий Анатольевич Савчук
Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, 634055, Россия, г. Томск, пр. Академический, 10/3, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории динамики и устойчивости экосистем, тел. (3822)49-27-43, e-mail: [email protected]
Марина Николаевна Диркс
Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, 634055, Россия, г. Томск, пр. Академический, 10/3, кандидат биологических наук, младший научный сотрудник лаборатории динамики и устойчивости экосистем, тел. (3822)49-27-43, e-mail: [email protected]
Изучена возрастная и таксационная структура лиственничных древостоев, проведена экологическая оценка их местообитаний в верховьях р. Аккол (северный макросклон Южно-Чуйского хребта, Юго-Восточный Алтай). Выявлено, что таксационная структура участков разреженных древостоев вдоль р. Аккол сходна. Выделены три возрастных поколения. Более оптимальны экологические условия на освободившихся от ледника территориях, на которых поселяются деревья.
Ключевые слова: возрастная структура, таксационная структура, экологические шкалы, лиственница сибирская, Южно-Чуйский хребет, Юго-Восточный Алтай.
STRUCTURE OF SIBERIAN LARCH STANDS ON FOREST LINE IN THE AKKOL HEADWATER (SOUTH-CHUISKY RANGE, SOUTHEASTERN ALTAI MOUNTAINS)
Anatoly Yu. Bocharov
Institute of Monitoring of Climatic and Ecological Systems SB RAS, 634055, Russia, Tomsk, 10/3 Academichesky prospekt, Ph. D., research scientists, laboratory of ecosystems dynamics and sustainability, tel. (3822)49-27-43, e-mail: [email protected]
Dmitry A. Savchuk
Institute of Monitoring of Climatic and Ecological Systems SB RAS, 634055, Russia, Tomsk, 10/3 Academichesky prospekt, Ph. D., senior research scientists, laboratory of ecosystems dynamics and sustainability, tel. (3822)49-27-43, e-mail: [email protected]
Marina N. Dirks
Institute of Monitoring of Climatic and Ecological Systems SB RAS, 634055, Russia, Tomsk, 10/3 Academichesky prospekt, Ph. D., junior research scientists, laboratory of ecosystems dynamics and sustainability, tel. (3822)49-27-43, e-mail: [email protected]
The age and taxation structure of Siberian larch stands was described and ecological assessment of their sites was estimated in the Akkol headwater (the northern macroslope of the South-Chuisky Range, the southeastern Altai Mountains). The taxation structure of portion of the open larch stands is similar along the Akkol river. Three age generation were determined. Deglaciated areas since XIX with more optimal ecological conditions are recolonized by the larch trees.
Key words: age structure, taxation structure, ecological scales, Siberian larch, South-Chuisky Range, southeastern Altai Mountains.
Изучение возрастной и таксационной структуры древостоев позволяет охарактеризовать особенности пространственно-временных закономерностей развития лесов, судить об изменениях климатического режима и лесорастительных условий, оценить состояние древостоев в настоящем и прогнозировать их развитие в будущем.
Основная задача исследований заключалась в определении возрастной и таксационной структуры лиственничных древостоев в верховьях р. Аккол (Южно-Чуйский хребет, Юго-Восточный Алтай).
Южно-Чуйский хребет расположен в непосредственной близости от засушливых полупустынь Монголии, что сказывается на характере растительности этого района. Вследствие гораздо меньшего количества осадков на его склонах, чем на Северо-Чуйском или Катунском хребтах [Русанов, 1961], характерной особенностью Южно-Чуйского хребта в целом и верховьев р. Аккол в частности, является почти полное отсутствие лесов. Небольшие участки леса расположены здесь в основном в горно-ледниковых бассейнах.
Основная лесообразующая порода в верховьях р. Аккол - лиственница сибирская, единично присутствует ель. Лиственничные леса представлены редколесьями - участками леса, разделенными выходами скальными пород, осыпями. Древостои в основном расположены на склонах северо-западной и юго-восточной экспозиций. Прочая древесная растительность представлена зарослями березы круглолистной по сухим понижениям на склонах и зарослями ив (ива ложнопятитычинковая и др.) у подножия склонов и вдоль стекающих по склонам ручьев. На каменистых склонах и скальных выходах бортов долины реки произрастают разнообразные петрофитные степные сообщества. Пологие участки флювиогляциальных отложений на днище долины зарастают заболоченными мохово-разнотравными тундрами, осоковыми и пушицево-осоковыми болотами.
Правый борт долины р. Аккол (северо-западный склон) более облесен по сравнению с левым (юго-восточный склон) вследствие экспозиционных различий. Отдельные деревья и биогруппы лиственницы в долине р. Аккол начинают появляться с абсолютной высоты 2250 м на расстоянии 15 км от современного языка ледника Софийский. По мере продвижения к леднику на правом борту долины биогруппы переходят в участки лиственничных редколесий, приуроченных к понижениям мезорельефа и естественным водотокам. В то же время по левому борту биогруппы отмечаются до впадения крупного ручья Тура-Оюк в р. Аккол (2350 м над уровнем моря, 7 км от ледника). Здесь расположен достаточно крупный участок разреженного лиственничного леса, типичный для долины. Далее, по мере продвижения к
леднику, на обоих бортах долины лиственница представлена лишь биогруппами. Выше конечной морены середины XIX в. в 2,5 км от ледника [Нарожный, Никитин, 2003] количество деревьев
в биогруппах по обоим берегам реки снижается, постепенно переходя в единично стоящие деревья или небольшие биогруппы, состоящие из двух-трех особей (1,5 км от ледника). Единичные деревья встречаются вплоть до абсолютных высот 2450 м на расстоянии до 0,5 км от языка ледника. Проведенные маршрутные исследования показали, что основные таксационные показатели редколесий и биогрупп обоих бортов долины близки. Выделяется два поколения: основное с возрастом деревьев более 250 лет, диаметром до 40 см, высотой до 12 м, и второе поколение деревьев, находящихся во втором ярусе, с возрастом до 100-150 лет, диаметром до 20 см и высотой до 10 м.
В первых биогруппах лиственницы, наиболее удаленных от ледника, преобладают деревья с возрастом до 150 лет. По мере продвижения по долине вверх к леднику в редколесьях и биогруппах увеличивается количество деревьев 250-летнего возраста. Наиболее старые экземпляры лиственницы встречены в месте впадения руч. Тура-Оюк в р. Аккол, где возраст единичных деревьев составляет 700 лет. При дальнейшем приближении к леднику максимальный возраст деревьев лиственницы в биогруппах не превышает 150 лет, диаметр - 20 см, высота - 7 м. Биогруппы состоят, как правило, из двух поколений с возрастом до 150 и 100 лет. Деревья второго поколения имеют несколько меньшие диаметры и высоты. На расстоянии от ледника чуть менее 2 км, в районе конечно-моренного комплекса середины XIX века, возраст деревьев лиственницы не превышает 100 лет, средний диаметр 15 см, высота 5-6 м. Расположение деревьев единичное или биогруппами, состоящими из двух, реже трех одновозрастных особей, или одного лидера и до пяти более молодых особей. Ближе к леднику на молодых моренах деревья встречаются единично, их возраст не превышает 50 лет, высота наиболее крупных экземпляров до 3,5 м, в среднем не превышает 2,5 м. На расстоянии от ледника менее 500 м деревья отсутствуют.
Для более детального анализа структуры лесов долины была заложена пробная площадь в месте произрастания типичного древостоя в месте впадения руч. Тура-Оюк в р. Аккол. Лиственничник злаково-кобрезиево-ерниковый расположен на юго-восточном склоне на абсолютной высоте 2350 м. В довольно сомкнутом кустарниковом ярусе абсолютно доминирует береза круглолистная (60-65 %), травяной покров сложен в основном дерновинными растениями: Kobresia myosuroides (2-3 %), Festuca altaica, Poa sibirica, Carex macroura subsp. kirilovii (по 1-2 %). Состав древостоя 25ЛI71ЛII4ЛIII. Бонитет V6. Относительная полнота 0,29, абсолютная - 7,7 м /га, запас до 40 м /га. Средний диаметр 53,6 см, высота 9,4 м, возраст 415 лет. Количество деревьев около 200 шт./га. Основные таксационные и статистические характеристики элементов леса этого лиственничника представлены в табл. 1.
Возрастная структура ступенчато-разновозрастная. Основное поколение представлено деревьями лиственницы 500 летнего возраста. Имеются единичные деревья материнского полога возрастом около 700 лет. Третье поколение представлено редкостоящими лиственницами возрастом менее 100 лет. Основными по запасу являются остатки деревьев первого поколения и второе основное поколение (рис. 1).
Таблица 1
Таксационные и статистические характеристики элементов леса
лиственничного древостоя
Поколение Кол-во дер./га gм2/г а D ср., cм CvD 5 H ср., м CvH 5 А ср., лет CvA 5
Л общ. 213 7,7 53,6±7,4 4 68,8 30,7 9,4±0,69 34,3 2,8 415±61,69 82,6 246,8
^ 25 2,3 86,1 - - 8,6 - - 700 - -
Лп 88 4,9 67,1±5,7 6 23,3 15,3 10,4±0,71 18,4 1,9 505±12,07 6,3 31,9
Лш 100 0,4 17,8±3,0 6 54,6 8,7 7,0±0,74 34,3 2,1 73±6,47 28,1 18,3
2
Примечание: gм /га - сумма площадей сечения деревьев на гектар, 5 - стандартное отклонение, С^ - коэффициент вариации по диаметру, С^ - высоте, С^ - возрасту.
Л I поколение Л II поколение Л III поколение
Возрастные поколения
Рис. 1. Средний возраст и сумма площадей сечения возрастных поколений
лиственничного древостоя
Диаметры и высоты основного яруса древостоя (первого и второго поколений) близки. Основное второе поколение деревьев имеет меньший средний диаметр, чем первое поколение, но средняя высота его выше, чем у древостоя первого поколения. Средняя высота древостоя третьего поколения близка к основному древостою, средний же диаметр имеет значительно меньшие значения (рис. 2). Подрост единичный, представлен лиственницей.
Нами была проведена экологическая оценка местообитаний лиственницы в верховьях р. Аккол с использованием стандартных экологических шкал [Цаценкин, 1967] на основе геоботанических описаний сообществ. Расчеты показали, что условия увлажнения и трофности более близки к оптимальным (65 ступень увлажнения, 8 ступень богатства и засоленности почвы) для лиственницы на поверхности конечно-моренного вала ледника, что способствует, наряду с несформированным растительным покровом, появлению деревьев и их биогрупп на освободившихся от ледника территориях. Редколесья и крупные биогруппы лиственницы ниже конечно-моренного вала ледника занимают более сухие местообитания с более богатыми почвами (63 ступень увлажнения, 9 ступень богатства и засоленности почвы), что создает благоприятные условия для развития густого кустарникового яруса и преобладания дерновинных растений в травяном ярусе, которые препятствуют появлению и выживанию подроста.
100 и
2 о
с£ &
2 п
с!
80 -
60
40 -
20
т 12
-- 10
-- 8 2
го
-- 6 о о
-- 4 л
т
-- 2
-- 0
Л I поколение
Л II поколение Возрастные поколения
Л III поколение
Рис. 2. Диаметр и высота возрастных поколений лиственничного древостоя
В результате исследований выявлено, что возрастная структура лиственничных редколесий в верховьях р. Аккол ступенчато разновозрастная, представлена тремя поколениями. Средний возраст деревьев первого поколения 500 лет, второго - 250 лет, возраст наиболее молодого поколения не превышает 150 лет. Наибольший возраст имеют деревья, растущие на расстоянии 7 км от ледника в вместе впадения руч. Тура-Оюк в р. Аккол (2350 м над ур. моря), где имеются остатки материнского поколения с возрастом деревьев 700 лет. Наименьший возраст (менее 50 лет) - у деревьев, произрастающих на территории, освободившейся от ледника с середины XIX в. Более оптимальные условия увлажнения и трофности выявлены на освободившихся от ледника территориях, на которых происходит поселение деревьев. Работа выполнена при поддержке РФФИ № 13-05-00762.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Нарожный Ю.К., Никитин С.А. Современное оледенение Алтая на рубеже XXI века // Материалы гляциологических исследований. - 2003. - Вып. 95. - С. 93-102.
2. Русанов В.И. Распределение среднегодового количества осадков в Центральном Алтае // Известия ВГО. - 1961. - Т. 93. - С. 41-43.
3. Цаценкин И.А. Экологические шкалы для растений пастбищ и сенокосов горных и равнинных районов Средней Азии, Алтая и Урала. - Душанбе: Дониш, 1967. - 223 с.
0
© А. Ю. Бочаров, Д. А. Савчук, М. Н. Диркс, 2014
