CC BY
61
УДК 630*181.9: 630*182.2
ТЕНДЕНЦИИ ОТПАДА ЕЛИ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ГЕНЕРАЦИИ ПОСЛЕ РУБКИ ДРЕВОСТОЕВ БЕРЁЗЫ В ЮЖНОЙ ТАЙГЕ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ
TRENDS OF MORTALITY SPRUCE OF PRELIMINARY GENERATION AFTER A CUTTING OF BIRCH FORESTS IN SOUTHERN TAIGA OF EUROPEAN PART
OF RUSSIA
Рубцов М.В., Дерюгин А.А. (ИЛАНРАН, с. Успенское, Московской обл., РФ) Rubtsov M.V., Deryugin A.A. (Institut of Forest Science RAS, Uspenskoe, Moscow region,
Russia)
По данным наблюдений на постоянных пробных площадях установлены тенденции отпада ели предварительной генерации после сплошной рубки 45-75-летних древостоев березы в зависимости от давности рубки, возрастной и высотной структуры ели.
Long-term observations on the permanent experimental plots have established trends of spruce of preliminary generation mortality since clear cutting 45... 75years old birch tree stands depending on time remoteness of cuttings, an age and the high structure ofspruce.
Ключевые слова: рубка древостоев березы с сохранением ели, отпад ели, тенденции
Keywords: cutting of birch forests with preservation of spruce, trees mortality of spruce, trends
Исследования проводили в Северной ЛОС Института лесоведения РАН (Ярославская обл.) на 6-и постоянных пробных площадях, заложенных в насаждениях, формирующихся после сплошной рубки древостоев березы с сохранением подпологовой ели. Рубка была проведена в 1978 и 1992 гг. на трёх участках (4 - 5 га) по узкопасечной технологии, средняя ширина пасек - 35 м и трелёвочных волоков - 5.. .6 м. Деревья валили под углом примерно 35° к волоку, сучья обрубали и оставляли на пасечных участках (между волоками). Стволы трелевали за вершину без захода трактора на пасечные участки.
Постоянные пробные площади (1111) были заложены в 1994.1998 гг., через 2 и 20 лет после рубки древостоев берёзы. В зависимости от цели и давности рубки 1111 были сгруппированы по трем объектам: объекты - П2 и П20, рубка с сохранением подроста ели, давность рубки (ДР) в год закладки пробных площадей - соответственно 2 года и 20 лет; объект - Т20, рубка с сохранением деревьев ели второго яруса ( далее - «тонкомер»), ДР - 20 лет. Все ПП размещены в преобладающих в регионе типах леса кислично-черничной группы. На пробных площадях проведены два учета (первый - в год закладки 11, второй -через 10 лет), измерены параметры стволов и крон, определены возраст и состояние каждой особи: нормальное, ослабленное, погибшее (отпад). В древо-стоях были условно выделены ярусы: первый ярус, включающий деревья высотой больше 13 м, второй ярус - 4,1.13,0 м и подрост - 0,1.4,0 м. Отпад ели определяли за 10-летний период между учетами.
Ель в насаждениях, формирующихся после рубки древостоев берёзы, представлена двумя генерациями - последующей и предварительной. На объектах П2о и Т2о количество особей ели последующей генерации на 1111 изменялось от 2,0 до 11,3 тыс. шт. га-1, средняя высота их - 0,3 м. Они расположены в про-галах между участками с елью предварительной генерации, в основном на волоках. К концу 10-летнего периода (ДР = 30 лет) на 1111 сохранилось от 1,5 до 6,6 тыс. шт. га-1 особей ели. Доля погибших деревьев составила 31 - 76% (в среднем 35%) от числа деревьев последующей генерации в год закладки ПП. Отметим, что под пологом ельников, формирующихся из сохранившихся подроста и тонкомера, выживает очень небольшое количество особей ели последующей генерации, преобладающая часть которых имеет ослабленное состояние.
Формирование ельников на пасечных участках (между волоками) обеспечивается елью предварительной генерации. На объекте П2 через 2 года после рубки древостоя березы сохранилось от 3,4 до 5,1 тыс. шт. га-1 деревьев ели, в основном (около 80%) в подросте. Отпад ели за 10 лет не превышал 21% количества особей предварительной генерации. В нем преобладали (78%) ослабленные, не способные адаптироваться к условиям вырубки особи, а также поврежденные в процессе рубки деревья. Доля погибших деревьев в подросте составляла в среднем 16%, во втором ярусе - 22%. В ближайшей перспективе отпад деревьев будет происходить в подросте.
На объекте П20 через 20 лет после рубки древостоя березы общая численность деревьев ели предварительной генерации составляла 5,1 тыс. шт. га-1' В древостое преобладали (70%) деревья второго яруса. За 10 лет здесь погибло 45% деревьев, в них примерно в равной мере представлены особи подроста и второго яруса. Доля погибших деревьев в подросте была максимальной (87%), во втором ярусе она составляла 34%. Процесс отпада в таких насаждениях обусловлен изреживанием густого древостоя ели в ходе дифференциации её по росту и развитию.
Иначе происходил отпад деревьев на объекте Т20, что обусловлено структурой подпологовой популяции ели. Здесь в 75-летнем березняке сформировался второй ярус ели. Рубка была направлена на сохранение тонкомера. Однако преобладающая часть его погибла. Через 20 лет после рубки на пробных площадях сохранилось в среднем 70 деревьев на 1 га. Причиной гибели тонкомера - ветровал, бурелом, повреждения, вызванные падением оставленных деревьев мелколиственных пород. Этому способствовало поражение ели гнилью, распространению которой способствует повреждение коры на стволах лосем. Здесь формирование ельника обусловлено в основном возобновлением ели под пологом березняков, обеспеченным семеношением деревьев во втором еловом ярусе. В период рубки древостоя березы было большое количество самосева ели в возрасте до 10 лет. Обычно в березняках с елью во втором ярусе самосев отмирает. Выживанию его способствовали удаление верхнего полога берёзы и гибель сохраненного тонкомера ели. Через 20 лет после рубки древостоев березы на пробных площадях учтено от 2,2 до 4,2 тыс. шт. га-1 деревьев ели предва-
рительной генерации. Преобладал (56%) подрост ели. За следующие 10 лет погибло 30.35% елей предварительной генерации, в основном в подросте.
В отпаде преобладают деревья, которые изначально были наиболее представлены в возрастном и высотном распределениях. На объекте П2 высотный диапазон растущих и погибших деревьев совпадали. На других объектах с большей давностью рубки (П2о , Т20) диапазоны высот растущих и погибших деревьев существенно отличались. Распределение последних характеризовалось меньшим диапазоном высот в связи с отсутствием отпада среди деревьев, занимающих верхнее положение в пологе (на П20 - деревья выше 16 м, на Т20 -выше 12 м). При увеличении давности рубки возрастает доля отпада среди деревьев, занимающих нижнее положение в пологе древостоя.
Представление о процессе отпада с учетом давности рубки, высоты и возраста деревьев дает анализ величины периодического отпада на объектах в высотных и возрастных группах деревьев. Она определяется долей (%) деревьев, погибших в этих группах за 10-летний период.
По возрастной динамике периодического отпада деревьев выделяется объект П2 (ДР - до 12 лет). Здесь в течение десяти лет доля погибших деревьев увеличивалась с повышением возраста ели. В возрастном интервале 61.70 лет отпад составлял 27%. В интервале до 40 лет это значение изменялось от 9 до 17%. На объектах П20 и Т20 наблюдается обратная тенденция: периодический отпад уменьшается с повышением возраста ели. Подобная тенденция наблюдается и в отношении изменения периодического отпада в связи с высотой деревьев: на объекте П2 он возрастает с увеличением высоты деревьев, на других объектах - уменьшается. Зависимости характеризуются умеренной и сильной
л
степенями связи, коэффициенты детерминации (R ) равны 0,6.0,9.
При давности рубки древостоев берёзы до 10 лет увеличение периодического отпада с повышением возраста и высоты ели обусловлено главным образом повреждением деревьев при проведении лесосечных работ. Чем старше и соответственно выше деревья, тем больше вероятность их повреждения. Доля поврежденных деревьев изменялась от 30% - в возрастном интервале 21.40 лет до 82% - в интервале 41.70 лет. На объектах П20 и Т20 в этих возрастных интервалах такого существенного различия (52%) не наблюдалось, разница не превышала 11%.
Подобная тенденция отмечена и в отношении деревьев разных высотных групп. На объекте П2 доля поврежденных деревьев увеличивается с 58% в высотном интервале 4.7 м до 79% в интервале 7.12 м. На объектах П20 и Т20 эта разница не превышала 8%. При этом здесь, в отличие от П2, гибель деревьев была в основном обусловлена падением деревьев мелколиственных пород, оставленных при рубке древостоев.
В начальный период после рубки древостоев берёзы (10 лет) динамика периодического отпада ели зависит от степени повреждения (в процессе лесосечных работ) деревьев старшего возраста, имеющих высоту больше 7 м. Однако доля таких деревьев в общем количестве погибших деревьев за 10 лет невелика (около 11%). Поэтому отпад деревьев здесь обусловлен в основном особенностями адаптации ели к условиям среды, изменившимся после рубки древостоев
берёзы. С увеличением давности рубки (более 10 лет) отпад ели в насаждениях определяется напряженностью внутривидовых конкурентных отношений. Главный лимитирующий фактор - дефицит светового ресурса, который возрастает от верхнего яруса древостоя к нижнему и зависит от сомкнутости крон ели.
Влияние сомкнутости крон на отпад деревьев ели в предварительной генерации подтверждается следующими зависимостями:
- количества погибших деревьев подроста (№П ) от сомкнутости крон всех елей в генерации (Ск): №П = - 0,14 + 0,98Ck, R2 = 0,8, F = 23,4 > F0,05 = 6,9;
- количества погибших деревьев 1-о и 2-о ярусов ) от сомкнутости крон елей этих ярусов (С^ ): = 0,16 + 0,7 Ск/79 , R2 = 0,9, F = 184,9 > F0,05 = 6,9 ( значения N° - в тыс. шт. га -1). С увеличением сомкнутости крон отпад деревьев ели предварительной генерации возрастает.
С целью выбора показателя для оценки вероятности отпада ели предварительной генерации был проведен корреляционный анализ между следующими характеристиками деревьев: высотой (Н), возрастом (А), радиусом (Як) и площадью горизонтальной проекции (Бк) крон, относительной протяженностью (Ько ) крон. Последний (Ько ) определялся отношением протяженности крон к Н. Установлено, что характеристики, имеющие абсолютные значения (Н, А, Як, Бк), взаимно связаны. По силе связи с ними отличается относительный показатель Ько. Значения коэффициентов корреляции (0,34 и меньше) свидетельствуют об очень слабой связи его с другими характеристиками. Этот показатель (Ько) был использован в анализе отпада деревьев ели предварительной генерации.
80 п
0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
Относительная протяженность крон (Ько )
Рисунок - Связь периодического (за 10 лет) отпада деревьев, имеющих изначально нормальное состояние, с относительной протяженностью крон ели при давности рубки древостоев березы 2.. .12 лет (П2) и 20.. .30 лет (П20, Т20)
На объекте П2 с увеличением значений Ько периодический отпад уменьшается постепенно (рисунок). Такая динамика отпада объясняется относитель-
но небольшой сомкнутостью крон ели в начальный период после рубки березы и постепенным увеличением параметров крон после адаптации ели к измененным условиям среды. В целом анализ показал, что значительная часть деревьев с относительной протяженностью кроны 0,5 и меньше отмирает в течение 10-ти лет. Изначально эти деревья имели нормальное состояние.
Отпад деревьев в насаждениях, формирующихся после рубки древостоев берёзы с сохранением ели предварительной генерации, обусловлен комплексом взаимодействующих абиотических и биотических факторов, изменяющихся после удаления верхнего полога мелколиственного древостоя. Влияние этих факторов на отпад деревьев проявляется неоднозначно в разные периоды, определяемыми давностью рубки древостоев берёзы.
