Влияние осушительной мелиорации на выход живицы сосны в условиях северной подзоны тайги Архангельской области Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

ISSN 2542-1468, Лесной вестник /Forestry Bulletin, 2017. Т. 21. № 1. С. 36-40. © МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017

Лесное хозяйство Влияние осушительной мелиорации...

УДК 631.427.22 DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-36-40

влияние осушительной мелиорации на выход живицы сосны в условиях северной подзоны тайги архангельской области

Н.О. Пастухова, О.П. Лебедева, Ю.И. Поташева

Лесотехнический институт Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова, 163002, Архангельск, Наб. Северной Двины, 17

[email protected]

Смолопродуктивность хвойных пород, и сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в частности, представляет собой биологическую способность дерева и древостоя в целом в сравнимых условиях за единицу времени выделять определенную массу живицы (ОСТ 13-80-79). Данная способность зависит от целого ряда лесоводственных и экологических факторов, которые определяются условиями произрастания древостоя. Отвод избытка влаги в почве обеспечивает улучшение аэрации корнеобитаемого слоя и повышение интенсивности процессов смолообразования и смоловыделения. Определение влияния осушения на выход живицы проводилось в средневозрастном сосновом древостое осушаемого кустарничково-сфагнового типа леса. В ходе исследований установлено: среднее значение длины потека живицы в осушаемом насаждении превышает данный показатель для заболоченного участка лесных земель. Способность выделять живицу у древостоя осушаемых территорий достоверно отличается от смолопродуктивности соснового древостоя в гидроморфных условий произрастания. С помощью корреляционного и регрессионного анализа доказано наличие линейной зависимости выхода живицы от расстояния между деревом и осушительным канолом. Отмечается повышение процента высокосмолопродуктивных деревьев на осушенных территориях по сравнению с заболоченными участками леса. Следовательно, основным фактором, влияющим на выход живицы соснового древостоя, является осушение заболоченных лесных земель. Мелиорация территорий повышает процент смолопродуктивных форм сосны, а также продуктивность древостоя в целом. Ключевые слова: осушительная мелиорация, смолопродуктивность сосны, категория смолопродуктивнос-ти деревьев, длина потека живицы, метод четырех ранений

Ссылка для цитирования: Пастухова Н.О., Лебедева О.П., Поташева Ю.И. Влияние осушительной мелиорации на выход живицы сосны в условиях северной подзоны тайги Архангельской области // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2017. Т. 21. № 1. С. 36-40. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-36-40

Сосна обыкновенная обладает высокой ценностью и в научном, и в практическом плане. Она занимает 32 % покрытой лесом площади Архангельской области [6], 20 % из них — это заболоченные лесные земли. Древостои, произрастающие в подобных условиях, отличаются низкой продуктивностью, поэтому проведение гидромелиорации способствует улучшению произрастания и повышению производительности лесов. К настоящему времени в Архангельской области осушено около 400 тыс. га переувлажненных лесов [4]. Осушенные сосновые древос-тои являются весьма ценными и входят в лесной фонд заготовки живицы, поэтому влияние осушения территории на продуктивность сосны остается одним из основных вопросов, связанных с изучением смолопродуктивности сосновых насаждений. Данным направлением занимались различные исследователи длительный период времени [2, 3, 9], однако работ по влиянию гидроосушительной мелиорации на смолопродук-тивную способность древостоев не так много [2, 9], хотя именно от интенсивности осушения зависит производительность лесов.

Сущность процесса осушения заключается в отводе избытка поверхностных вод и пониже-

ния уровня грунтовых вод. В поры почвы проникает воздух, и изменяется термический режим. Вследствие улучшения аэрации закисные процессы сменяются окисными, резко меняется стадия почвообразовательного процесса, в результате чего зольные элементы из недоступных форм переходят в формы, удобные для усвоения корневыми системами растений [1]. В силу этого осушение заболоченных лесных земель является одним из наиболее эффективных способов повышения смолопродуктивности сосновых насаждений.

Методика

С целью определения влияния осушения на смо-лопродуктивную способность сосны заложены пробные площади (1111) на территории 20 квартала Исакогорского участкового лесничества Архангельской области в средневозрастном сосняке кустарниково-сфагновом типа леса (ПП-1) и на территории 108 квартала Усть-Двинского участкового лесничества в осушаемом средневозрастном кустарничково-сфагнового древостое поперек осушительного канала с удалением в межканальное пространство (III1-2) (табл. 1).

Таблица 2

Влияние осушения на смолопродуктивность сосны обыкновенной

The comparison of the drainage effect on the Scots pine soft resin yield

Таблица 1

Таксационная характеристика древостоев сосны The taxation data of pine stands

Номер ПП Тип леса Состав Средний диаметр, см Средняя высота, м Полнота Класс бонитета

ПП-1 Сосняк кустарничково-сфагновый 10С+Б 8,5 ± 0,64 10,6 ± 0,69 0,6 IV

ПП-2 Сосняк кустарничково-сфагновый (осушенный) 7С3Б 7,8 ± 0,46 10,5 ± 0,55 0,6 IV

Тип леса Статистические показатели

Длина потека живицы, см Статистическое отклонение, см Коэффициент вариации, % Точность опыта, % Достоверность Критерий Стьюден-та

минимальная максимальная средняя

Сосняк кустар-ничково-сфаг-новый 1,1 127,4 22,9 ± 0,72 16,52 71,86 3,13 31,88 6,62

Сосняк кустар-ничково-с фагно-вый (осуш.) 0,1 105,8 35,4 ± 1,72 20,87 59,01 4,85 20,61

Гидромелиорация на осушаемом участке проведена в 1966 г. Глубина осушительного канала 1,5 м, уровень воды 70 см, расстояние между осушителями 60 м. Канал сильно зарос травянистой, древесной и кустарниковой растительностью, течение воды не наблюдается, однако функцию осушения канал выполняет. И на ПП-1, и на III1-2 количество исследуемых деревьев составляло не менее 150 шт. Каждое дерево нумеровали и наносили ранения для определения смолопродуктивной способности и категории смолопродуктивности древостоя в целом. Для изучения влияния осушения отобрали деревья сосны диаметром 10 см и более.

Смолопродуктивность каждого дерева сосны определяли методом четырех ранений, нанесенных по сторонам света север - юг - запад - восток на подрумяненные стругом части ствола дерева, с вычислением средней арифметической длины потека живицы и статистических показателей смолопродуктивной способности соснового древостоя в целом. Всего выполнено 600 ранений на каждой ПП, что обеспечило высокую точность результатов. Ранения наносили клиновидным ударником под углом 45° в верхней части подготовленной поверхности. По истечении 10 часов замеряли длину потеков и рассчитывали среднее арифметическое значение выхода живицы. Влияние осушения определяли путем замера расстояния от осушительного канала до каждого отмеченного дерева сосны через каждые 5 м удаления в межканальное пространство (1, 5, 10 м и т. д.).

После обработки материала проведен подробный анализ полученных данных и рассчитаны статистические показатели изучаемых критериев, которые представлены в табл. 2. Расчет статистических показателей выполнен с помощью программного комплекса Statistica, версия 10.

Результаты

Наблюдаются достоверные различия показателей средней смолопродуктивности деревьев у заболоченного сосняка и соснового древостоя осушаемого кустарничково-сфагнового типа леса. Среднее значение длины потека живицы в осушаемом насаждении превышает данный показатель по сравнению с заболоченным участком, что говорит о наличии благоприятных условий произрастания и о повышении смолопро-дуктивной способности сосны обыкновенной. Смолопродуктивность осушенного сосняка достоверно отличается (^ = 6,62) от смолопродук-тивности соснового древостоя гидроморфных условий произрастания (см. табл. 2), следовательно, осушительная лесомелиорация является одним из наиболее эффективных способов повышения смолопродуктивности, и использовать заболоченный участок сосновых насаждений для целей подсочки можно только после проведения на нем осушения.

Смолопродуктивность осушаемых сосновых древостоев зависит от целого ряда факторов, к числу которых относится гидрологический режим, связанный с доброкачественной работой

Лесное хозяйство

Влияние осушительной мелиорации...

Таблица 3

Распределение деревьев сосны обыкновенной на пробных площадях в зависимости от

смолопродуктивной способности Scots pine trees distribution on test plots, depending on the soft resin yield ability

Категория смолопродуктивности деревьев Сосняк кустарничково-сфагновый, % Осушенный сосняк кустарничково-сфагновый, %

Низкосмолопродуктивные 74 48

Среднесмолопродуктивные 22 44

Высокосмолопродуктивные 4 8

Итого 100 100

мелиоративной сети. Для оценки тесноты связи между выходом живицы и расстоянием от дерева до осушительного канала проведен корреляционный и регрессионны анализ, в результате установлена линейная зависимость выхода живицы от данного расстояния (рисунок). Силу связи устанавливали по критериям, предложенным С.А. Мамаевым [5].

Таким образом, в осушенном сосняке кус-тарничково-сфагновом прослеживается совершенно достоверная связь длины потека живицы с расстоянием от каждого отмеченного дерева до осушительного канала (г = 0,49 ± 0,183), с достоверностью полученного значения ^ = = 2,701. Согласно полученным данным, с повышением уровня грунтовых вод, т. е. с удалением в межканальное пространство, длина потека живицы увеличивается. Могут изменяться и физические свойства живицы: она становится менее вязкой, водянистой, способность ее истечения возрастает (Хтт = 1,1 см — сосняк кус-тарничково-сфагновый; Хтт = 0,1 см — сосняк кустарничково-сфагновый после осушения). При осушении изменяется тепловой режим почвы — она приобретает теплоизоляционные свойства, которые препятствуют проникновению тепла в глубь почвенных горизонтов. Чем интенсивнее лесоосушение, тем холоднее торфянистые почвы. Холод влияет на корневую систе-

g 0 20 40 60 80

Длина потека живицы, см

Зависимость длины потека живицы от расстояния

между деревом и осушительным каналом Contact the length of resin drip with the distance from the tree to the drainage channel

му, что отражается на процессе смоловыделения соснового древостоя [2].

При изучении влияния осушения на выход живицы сосны необходимо отметить процентное соотношение деревьев различной категории смолопродуктивности: низко-, средне- и высо-космолопродуктивные (классификация В.Н. Суханова, [10]) на лесных землях разной категории увлажнения (табл. 3).

Доля низкосмолопродуктивных форм сосны на заболоченных территориях значительно (на 26 %) превышает тот же показатель у осушаемых древостоев (см. табл. 3). Среднесмолопро-дуктивные формы преобладают на участках, подвергшихся гидромелиорации путем отвода избыточной влаги и улучшения аэрации почвы. В табл. 3 отражено преобладание высокос-молопродуктивных форм сосны в осушаемом древостое по отношению к заболоченному участку леса. Отмечается преобладание среднесмо-лопродуктивных (в 2 раза) и уменьшение низ-космолопродуктивных (в 1,5 раза) форм сосны обыкновенной, всследствие улучшений условий произрастания. Это обеспечивает больший выход живицы на осушаемых территориях по сравнению с заболоченными.

Выводы

1. Гидроосушительная мелиорация повышает процент высокосмолопролуктивных форм сосны в 2 раза.

2. Среднее значение длины потека живицы на осушаемых территориях в 1,5 раза превышает данный показатель для заболоченных участков леса.

3. Корреляционный анализ доказывает линейную зависимость длины потека живицы от расстояния между деревом и осушительным каналом и отражает биологический смысл явления.

4. На изучаемых территориях прослеживается высокая изменчивость длины потеков живицы и на осушаемых (59,01 %), и на заболоченных (71,86 %) участках леса.

Список литературы

[1] Буш К.К., Клявиньш Я.Я., Майке П.М., Сабо Е.Д. Осушение лесных земель. Ленинград: Гослесбумиздат, 1960. 160 с.

[2] Дружинин Н.А., Дружинин Ф.Н., Пестовский А.С. Прижизненное и побочное пользование осушаемых лесов Вологодской области. Вологда: ИЦ ВГМХА, 2011. 192 с.

[3] Елпатьевский М.М., Кирюшкин В.Н., Константинов В.К. Лесохозяйственное освоение болот. М.: Лесная пром-сть, 1978. 135 с.

[4] Коновалов В.Н., Зарубина Л.В. Эколого-физиологи-ческие особенности хвойных на осушенных землях. Архангельск: Северный (Арктический) федеральный университет, 2010. 295 с.

[5] Мамаев С.А. Основные принципы методики исследования внутривидовой изменчивости древесных растений. Индивидуальная и эколого-географическая

изменчивость растений. Свердловск: Изд-во УНЦ АН СССР, 1975. С. 3-14

[6] Мелехов В.И., Бабич Н.А., Корчагов С.А. Качественные характеристики сосны в культурах: учеб. пособие для вузов. Архангельск: Изд-во Арханг. гос. техн. унта, 2005. 116 с.

[7] Новоселов А.С., Федяев А.Л., Петрик В.В. Некоторые аспекты смолопродуктивности сосняков на объектах гидромелиорации в Вологодской области // Известия высших учебных заведений. Сер. Лесной журнал, 2009. № 5. С. 44

[8] ОСТ 13-80-79. Подсочка сосны. Термины и определения. М.: Минлесбумдревпром, 1979. 20 с.

[9] Рубцов В.Г., Книзе А.А. Ведение хозяйства в мелиорируемых лесах. М.: Лесная пром-сть, 1981. 116 с.

[10] Суханов В.И., Ярунов А.Я., Петрик В.В., Федяев А.Л. Технологические и лесоводственные методы интенсификации подсочных насаждений. Архангельск: АИЛиИХ, 1991. 32 с.

Сведения об авторах

Пастухова Надежда Олеговна — аспирант кафедры ландшафтной архитектуры и искусственных лесов Лесотехнического института Северного (Арктического) федерального университета им. М.В. Ломоносова, e-mail: [email protected]

Лебедева Ольга Петровна — аспирант кафедры ландшафтной архитектуры и искусственных лесов Лесотехнического института Северного (Арктического) федерального университета им. М.В. Ломоносова, e-mail: [email protected]

Поташева Юлия Игоревна — канд. с.-х. наук, доцент кафедры геодезии и земельного кадастра Лесотехнического института Северного (Арктического) федерального университета им. М.В. Ломоносова, e-mail: [email protected]

Статья поступила в редакцию 11.03.2016 г.

THE MARSHLAND RECLAMATiON EFFECT ON SOFT RESiN YiELD OF PINUS SYLVESTRIS UNDER THE TAiGA NORTHERN SUBZONE CONDiTiONS iN THE ARKHANGELSK REGiON

N.O. Pastukhova, O.P. Lebedeva, Yu.I. Potasheva

Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, 17, Severnaya Dvina Emb., Arkhangelsk, Russia [email protected]

The pine resin yield is primarily dependent on the stand growth conditions. Soil drainage provides better root aeration and increases the intensity of resin formation and resin exudation. The influence of drainage on resin exudation was studied on the territory of some plot areas, situated in the 108th compartment of the Ust-Dvinsk Arhangelsk forest district, with a middle-aged pine forest stand of drained shrub-sphagnum forest types. The pine resin yield was determined with a method of «four wounds» to the cardinal points. The wounds were made with a wedge-shaped hammer at an 45° angle at the upper part of the prepared surface; in 10 hours the resin drip length was measured and the average value of resin exudation was calculated. The drainage influence on the tree stand was determined by measuring the distance from each marked tree to the drainage canal. The research showed that the average resin drip length in drained plantations exceeds that of pines growing on the swamped areas of forest land. The resin exudation ability on drained areas is definitely different from the resin yield of pine stands under the hydromorphic growing conditions. The correlation ratio between the resin exudation and the distance from the tree to the drainage channel is revealed by the correlation and regression analyzes that prove a reliable linear relationship between the studied characteristics. The percentage of resin yield shows an increase of high resin productive pine trees on drained areas unlike those on the swamped ones. Therefore, draining of swamped areas of forest is the main criterion that effects the pine stands resin output. The forest area melioration increases the percentage of resin exuding pine species and the resin yield ability of the pine stand as a whole. Keywords: hydro-drainage forest melioration, pine resin yield, the category of resin exuding pine tree ability, the resin drip length , a «four wounds» method

Лесное хозяйство

Влияние осушительной мелиорации..

Suggested citation: Pastukhova N.O., Lebedeva O.P., Potasheva Yu.I. Vliyanie osushitel'noy melioratsii na vykhod zhivitsy sosny v usloviyakh severnoy podzony taygi Arkhangel'skoy oblasti [Effect of reclamation of marshland on soft resin yield of Pinus sylvestris] Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2017, v. 21, no.1, pp. 36-40. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-36-40

Reference

[1] Bush K.K., Klyavin'sh Ya.Ya., Mayke P.M., Sabo E.D. Osushenie lesnykh zemel' [Drainage of forest land]. Leningrad: Goslesbumizdat, 1960. 160 p. (in Russian)

[2] Druzhinin N.A., Druzhinin F.N., Pestovskiy A.S. Prizhiznennoe i pobochnoe pol'zovanie osushaemykh lesov Vologodskoy oblasti [In vivo and incidental use of drained forests of the Vologda region]. Vologda: ITs VGMKhA Publ., 2011. 192 p. (in Russian)

[3] Elpat'evskiy M.M., Kiryushkin V.N., Konstantinov V.K. Lesokhozyaystvennoe osvoenie bolot [Forestry development bogs]. Moscow: Lesnaya promyshlennost' Publ., 1978. 135 p. (in Russian)

[4] Konovalov V.N., Zarubina L.V. Ekologo-fiziologicheskie osobennosti khvoynykh na osushennykh zemlyakh [Ecological and physiological characteristics of conifers on reclaimed lands]. Arkhangelsk: Severnyy (Arkticheskiy) federal'nyy universitet Publ., 2010. 295 p. (in Russian)

[5] Mamaev S.A. Mamaev S.A. Osnovnye printsipy metodiki issledovaniya vnutrividovoy izmenchivosti drevesnykh rasteniy. Individual'naya i ekologo-geograficheskaya izmenchivost'rasteniy [Basic principles of research methodology of intraspecific variation of woody plants. Individual and ecological and geographical variability of plants]. Sverdlovsk: UNTs AN SSSR Publ., 1975. pp. 3-14. (in Russian)

[6] Melekhov V.I., Babich N.A., Korchagov S.A. Melekhov V.I., Babich N.A., Korchagov S.A. Kachestvennye kharakteristiki sosny v kul'turakh [Qualitative characteristics of pine cultures]. Arkhangelsk: Arkhangelsk State Technical University Publ., 2005, 116 p. (in Russian)

[7] Novoselov A.S., Fedyaev A.L., Petrik V.V. Nekotorye aspekty smoloproduktivnosti sosnyakov na ob'ektakh gidromelioratsii v Vologodskoy oblasti [Some aspects pine resin productivity on reclamation facilities in the Vologda region]. Izvestie vysshikh uchebnykh zavedeniy «Lesnoy zhurnal», 2009. № 5. pp. 44. (in Russian)

[8] OST 13-80-79. Podsochka sosny. Terminy i opredeleniya [OST 13-80-79. Tapping of pine. Terms and Definitions]. Moscow: Minlesbumdrevprom Publ., 1979, 20 p. (in Russian)

[9] Rubtsov V.G., Knize A.A. Vedenie khozyaystva v melioriruemykh lesakh [Management activities in reclaimed woods]. Moscow: Lesnaya promyshlennost' Publ., 1981, 116 p. (in Russian)

[10] Sukhanov V.I., Yarunov A.Ya., Petrik V.V., Fedyaev A.L. Tekhnologicheskie i lesovodstvennykh metody intensifikatsii podsochnykh nasazhdeniy [Technological and silvicultural techniques intensification podsochnogo plantations]. Arkhangelsk, 1991. 32 p. (in Russian)

Author's information

Pastukhova Nadezhda Olegovna — pg. of the Department of landscape architecture and afforestation

at the Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, e-mail: [email protected] Lebedeva Ol'ga Petrovna — pg. of the Department of landscape architecture and afforestation at the

Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, e-mail: [email protected]

Potasheva Yuliya Igorevna — Cand. Sci. (Agriculture), Assoc. Prof. of the Department of

Geodesy and Cadastre at the Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, e-mail: [email protected]

Received 11.03.2016