CC BY
44
56
Аграрный вестник Урала
№ 12 (79), 2010 г.
Лесное хозяйство
СТРУКТУРА ПИХТО-ЕЛЬНИКА ВЫСОКОТРАВНО-ПАПОРОТНИКОВОГО ПОСЛЕ ВЕТРОВАЛА
Ю. М. АЛЕСЕНКОВ, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник,
Г. В. АНДРЕЕВ,
кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник,
С. В. ИВАНЧИКОВ,
старший инженер, Ботанический сад,
Уральское отделение Российской академии наук
620134, Екатеринбург, ул. Билимбаевская, 32а
Ключевые слова: Висимский заповедник, послеветровальный пихто-ельник высокотравно папоротниковый и его структура
Введение.
Резкое изменение лесообразующих (средообразующих) режимов после природных нарушений в лесных растительных сообществах в числе прочих причин вызывается уничтожением значительной части древостоя.
Характер оставшейся части древостоя и нижних ярусов в дальнейшем играет важную роль в восстановлении исходного ценоза. Обсеменение освободившихся экологических ниш -минерализованных участков - производится генеративной частью древостоя. Последующее возобновление о беспечивает сохранившаяся ювенильная часть дендроценоза. В этой связи интересна судьба оставшегося древостоя.
Цель и методика исследований.
Изучались особенности лесообразовательного процесса в тёмнохвойных лесах Среднего Урала и динамики их основного компонента - древостоя после ветровала. Постоянная пробная площадь (ППП) № 46 площадью 1,0 га была заложена в 1994 г. в коренном (климаксовом) ельнике высокотравнопапоротниковом, не испытавшим воздействие рубок и пожаров. Основными лесообразующими породами на ППП являются ель сибирская (Picea obovata Ledeb), пихта сибирская (Abies sibirioa Ledeb), береза пушистая (Betula pubescens Ehrh.), а также кедр сибирский (Pinus sibi^a Du Tour).
Исследования проведены на территории Висимского государственного природного биосферного заповедника Свердловской области в 25 км к западу от г. Кировограда. По лесорастительному районированию [4], это Уральская горно-лесная область, Среднеуральская низкогорная провинция, южнотаёжный лесорастительный округ.
Согласно используемой схеме генетической классификации типов леса Свердловской области [4], индекс типа
лесорастительных условий - 251, что соответствует коренному ельнику высокотравно-папоротниковому.
В 1995 г. леса заповедника подверглись воздействию ветровала, в 1997 г. на этой ППП был сделан сплошной перечёт деревьев, который показал её слабую нарушенность ветровалом [1]. В 2009 г. на ППП была сделана сплошная перечислительная таксация древостоя согласно известным методическим рекомендациям [2, 9]. Были детально выделены качественные категории деревьев: здоровые - без внешних признаков повреждения или угнетения, сломанные - произошёл слом вершины, но деревья сохранили свою жизнеспособность, наклонные -были наклонены выпадающими деревьями, изогнутые - стволы изогнуты падающими стволами, флагообразные - однобокое развитие кроны, многовершинные - из-за механических или термических воздействий верхушечная почка повреждена и из боковых побегов мутовок начинают развиваться несколько вертикальных побегов, угнетённые - снижение приростов осевого побега, ослабленные - со слабо ажурной кроной и укороченным приростом, сильно ослабленные - деревья с ажурной кроной и сильно укороченным приростом, усыхающие - деревья с сильно ажурной с желтеющей кроной, суховершинные, ошмыг - механическое повреждение ствола вываливающимся другим стволом или частью ствола, буреломные - погибшие деревья в результате слома ствола, сухостойные - усохшие на корню деревья. Погибшие деревья были представлены буреломными и сухостойными. Всего был замерен диаметр у 56 деревьев берёзы, 210 деревьев ели, у 3 деревьев кедра и 826 деревьев пихты.
Высоты деревьев измерялись у 38 деревьев, в том числе у берёзы - 4, у ели - 12 и у пихты - 22 замера. В дальнейшем были получены стохастичес-
кие зависимости высот от диметров для основных лесообразующих пород [7], характеризующиеся очень высокими степенями связи: у ели - степенное уравнение:
у = 1,0118x0,84
с коэффициенто м детерминации R2 = 0,9661, а у пихты - парабола второго порядка
у = -0,0033х2 + 0,665х + 0,469 с коэффициентом детерминации R2 = 0,9457.
Вычисленные высоты по 4 см ступеням толщины использовались для определения запасов стволовой древесины по объёмным таблицам.
Вычисление запасо в ели и пихты проводилось с использованием региональных объёмных таблиц [5] (для ступеней толщины 8 см и более) и всеобщих [6] (для ступени толщины 4 см), тонкомерных деревьев берёзы [3], кедра [8]. Возраст ели определялся по 62, пихты - по 38 кернам древесины.
Средний возраст ели составил 107 лет с амплитудой от 45 до 219 лет, а пих-ты - 91 год с амплитудой от 37 до 196 лет.
Относительная полнота определялась по местным таблицам сумм площадей сечений и запасов [5] по формуле:
р = ^Ютабл
Количественные показатели ППП46 представлены в таблице 1, по элементам древостоя и его категориям состояния, где А - средний возраст и его амплитуда, Н - его средняя высота, Д -его средний диаметр, N - количество деревьев, Y,G - сумма площадей сечений, р - относительная полнота, М - запас стволовой древесины.
На пробной площади близкое соотношение растущей ели и пихты по запасу стволовой древесины, хотя по количеств у дерев ьев преобладает пихта. Это обусловлено тем, что ель характеризуются большими размерами по сравнению с пихтой. Берёза пос-
№ 12 (79), 2010 г.
Аграрный вестник Урала
57
Лесное хозяйство
Таблица 2.
Изменение растущей части древостоя ППП-46
Г оды проведения перечёта Количественные показатели
Состав древостоя, %% по запасу IG, м2/га М, м3/га
До ветровала, 1994 61Е 38П 1Р 31,23 306,9
После ветровала, 1997 62Е 38П 27,31 225,2
Перечёт 2009 49Е 51П 11,21 82,4
леветровального происхождения представлена незначительно: всего 6 % по количеству деревьев. Относительная полнота растущей части составила
0,46. Это говорит о том, что исследуемый низкополнотный древостой по существующим лесотаксационным нормативам (р >0,3) относится к покрытой лесом площади. Погибшие деревья ели и пихты характеризуются значительно более крупными размерами по сравнению с растущими. То есть в результате ветровала и его последствий преобладает верховой отпад. Поэтому доля буреломных и сухостойных по количеству деревьев составляет 13 %, а по запасу - более 50 %.
Результаты и их обсуждение.
Результаты исследований древостоя по этой пробной площади ранее были частично опубликованы [1].
Мы можем сделать сравнительную характеристику этой постоянной пробной площади в динамике за 14 лет, прошедших после ветровала 1995 г., а фактически за 15 летний период с 1994 г (табл. 2).
Наибольший отпад характерен для ели: её доля уменьшилась на 12 %, и возросло участие пихты (табл. 1). Вероятно, что в ближайшее время преобладание перейдёт к пихте и незначительно возрастёт участие берёзы последующего происхождения. Абсолютная полнота уменьшилась в 3 раза, а запас стволовой древесины - почти в 4 раза. Следует отметить, что даже с учётом сухостойной и буреломной части перечёта 2009 г. запас составил всего 177,7 м3/га. Это значит, что остальные 129,2 м3/га составят ветровальные, а также выпавшие сухостойные и буреломные деревья по сравнению с перечётом 1994 г Относительно послеветровального перечёта 1997 г. запас растущей части уменьшился на 142,8 м3/га, или в 2,7 раза.
Сильное разрушение ельника высокотравно-папоротникового в результате ветровала пока не компенсируется усилением прироста его тонкомерной части. Детальная структура по категориям состояния деревьев представлена в таблице 1. Здоровые экземпляры ели составляют 50 %, сломанные -
21 %, угнетённые - 11 %, ослабленные - 9 %, усыхающие - всего 4 %, а буреломные и сухостойные - по 10 и 13 % соответственно от общего количества деревьев перечётной части. Остальные категории деревьев представлены незначительно. В целом же среди растущих деревьев здоровые экземпляры составляют около 2/3. По запасу стволовой древесины здоровых де-ревьев оказалось 26 %, сломанных - 5 %, ослабленных - 4 %, усыхающих - 3 %, флагообразных -2 %, буреломных - 28 %, сухостойных - 30 %.
Остальные категории состояния составляют менее 1 %. Сло манные деревья ели по своим размерам близки к здоровым деревьям.
Угнетённые деревья характеризуются меньшими высотами и диаметрами по сравнению здоровыми деревьями. Ослабленные и усыхающие деревья крупнее здоровых деревьев. Буреломные и сухостойные деревья имеют большие размеры по сравнению со здоровыми деревьями. Различие в размерах растущих и погибших деревьев также подтверждает, что в исследуемо м древостое преобладает верховой отпад.
Наибольшую долю у пихты составляют здоровые деревья - 75 % от общего количества, или 85 % от растущих. Сломанные деревья составляют 4 % от общего, или 5 % от живых. Буреломные и сухостойные составляют всего 5 и 6 % от общего количества деревьев пихты соответственно. Для пихты характер на большая доля растущих деревьев по запасу стволовой
древесины по сравнению с елью -37 %. Сломанных и ослабленных экземпляров оказалось по 4, многовершинных и усыхающих - по 3, а буреломных и сухостойных - по 24 %. Остальные категории представлены незначительно. Сломанные деревья пихты крупнее здоровых, но различие небольшое. Размеры усыхающих деревьев больше растущих. Буреломные и сухостойные деревья оказались более крупные, чем здоровые. На всей ППП доля погибших деревьев по запасу составила больше 50 %, по количеству деревьев - всего 13 %.
Заключения и выводы.
Отмечено, что после ветровала, нарушившего структуру древостоя, продолжается отпад - в первую очередь крупных экземпляров верхнего яруса. Этот процесс имеет постепенный характер.
Результатом ветровала, последующего усыхания и вывала одиночных крупных деревьев является значительное снижение основных таксационных характеристик древостоя - запаса и полноты.
В результате ветровала и его дальнейших последствий произошло сильное разрушение ельника высокотравно-папоротникового, которое пока не компенсируется усилением прироста тонкомерной части.
Исследуемый древостой в настоящее время по существующим лесоустроительным нормативам (относительная полнота р > 0,3) следует относить к низкополнотным насаждениям -к покрытой лесом площади.
Литература
1. 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 хо-зяйство в них. Екатеринбург, 1998. Вып. 20. с. 272-278.
2. Дыренков С. А. Структура и динамика таежных ельников. Л. : Наука, 1984. 172 с.
3. Изюмский П. П. Таксация тонкомерного леса. М. : Лесная промышленность, 1972. 88 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. Верхунов П. М. и др. Лесотаксационный справочник для лесов Урала (нормативные материалы для Пермской, Челябинской, Свердловской и Курганской областей, Башкирской АССР). 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 : ВолгоВятское 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.
