CC BY
49
тона пойменных водоемов и притоков (створ № 8). Пространственная неоднородность исследованного участка реки по содержанию Хл а более выражена в период летне-осенней межени и сглажена во время паводка, что обусловлено гидрологическими различиями сезонов. Межгодовые колебания обилия фитопланктона могут быть связаны с изменениями водности реки в изученные годы. Выявленные зависимости
содержания Хл а от концентрации ионов NO3 , NO2 и
Библиографический список
POl могут проявляться в течение всех гидрологических фаз периода открытой воды. Знак в уравнениях связи может меняться в зависимости от направленности физиологических процессов в клетках планктонных водорослей, а также от гидрологических и погодных условий в период наблюдений. Для более детального анализа выявленных зависимостей необходимо продолжение мониторинговых исследований с привлечением данных режимных гидрометеорологических наблюдений.
1. Сигарева, Л.Е. Пигментные критерии оценки экологического состояния водоемов // Биологические основы экологического нормирования. -М.: Наука, 1993.
2. Сиренко, Л. А. Информационное значение хлорофилльного показателя // Гидробиол. журн. - 1988. - Т. 24. - №4.
3. Минеева, Н.М. Растительные пигменты в воде волжских водохранилищ. - М.: Наука, 2004.
4. ГОСТ 17.1.4.02-90. Государственный контроль качества воды. Методика спектрофотометрического определения хлорофилла а. - М.: Изд-во стандартов, 2003.
5. ПНД Ф 14.1:2.1-95. Методика выполнения измерений массовой концентрации ионов аммония в природных и сточных водах фотометрическим методом с реактивом Несслера.
6. ПНД Ф 14.1:2.4-95. Методика выполнения измерений массовой концентрации нитрат-ионов в природных и сточных водах фотометрическим методом салициловой кислотой.
7. РД 52.24.382-2006. Массовая концентрация фосфатов и полифосфатов в водах. Методика выполнения измерений фотометрическим методом.
8. ПНД Ф 14.1:2.3-95. Методика выполнения измерений массовой концентрации нитрит-ионов в природных и сточных водах фотометрическим методом с реактивом Грисса.
9. Кириллова Т.В. Пространственно-временная неоднородность содержания хлорофилла “а” в реке Оби / Т.В. Кириллова, В.В. Кириллов, О.В. Ловцкая // Фундаментальные проблемы воды и водных ресурсов на рубеже третьего тысячелетия: Матер. междунар. науч. конф., Томск, Россия, сентябрь 2000 г. - Томск, 2000.
10. Драчев, С.М. Источники поступления и формы соединений фосфора в загрязненных реках / Драчев С.М., Петухова Л.А. // Абиотические факторы биологического круговорота в водоемах. - Л.: Наука, 1971.
11. Денисова, А.И. Формирование гидрохимического режима водохранилищ Днепра и методы его прогнозирования / А.И. Денисова. - Киев: Наук. Думка, 1979.
12. Кириллова, Т.В. Индикация качества воды реки Оби по составу и количеству планктонных водорослей / Т.В. Кириллова, Е.Ю. Митрофанова: Тез. научно-практ. семинара (27-29 марта 2002 г.). - Барнаул, 2002.
13. Кириллова, Т.В., Котовщиков А.В., Кириллов В.В. Содержание хлорофилла «а» фитопланктона как индикатор многолетней динамики качества воды реки Оби в районе г. Барнаула / Т.В. Кириллова, А.В. Котовщиков, В.В. Кириллов // Питьевые воды Сибири - 2007: Матер. IV науч.-практ. конф. (17-19 мая 2007 г.). - Белокуриха, 2007.
14. Оксиюк, О.П. Комплексная экологическая классификация качества поверхностных вод / О.П. Оксиюк, В.Н. Жукинский, П.Н. Брагинский [и др.] // Гидробиол. журн., 1993. - Т. 29. - № 4.
15. Бульон, В.В. Закономерности первичной продукции в лимнических экосистемах. - СПб.: Наука, 1994.
16. Оуэнс, М. Биогенные элементы, их источники и роль в речных системах // Научные основы контроля качества поверхностных вод по гидробиологическим показателям: Труды Советско-Американского семинара (Валдай, СССР, 12-14 июля 1976 г.). - Л.: Гидрометеоиздат, 1977.
17. Клайн, Н.П., Виноградов Г.А. Оценка качества воды малых рек по содержанию хлорофилла / Н.П. Клайн, Г.А. Виноградов // Биология внутренних вод. - 2002. - № 1.
18. Kattner, G. Tracing dissolved organic substances and nutrients from the Lena River through Laptev Sea Arctic/ G. Kattner, J.M. Lobbes, H.P. Fitznar, R. Engbrodt // Marine Chemistry. - 1999. - Vol. 65.
19. Клоченко, П.Д. Динамика содержания неорганических соединений азота и хлорофилла а в водотоках бассейна Днепра / П.Д. Кло-ченко, В. А. Медведь // Гидробиологический журнал. - 1997. - Т. 33. - № 2.
Статья поступила в редакцию 10.02.10
УДК 630.231
Е.Г. Парамонов, д-р. с.-х. наук, гл.н.с. ИВЭП СО РАН, г. Барнаул, E-mail: iwep@iwep.asu.ru ВОЗОБНОВЛЕНИЕ СОСНЫ ПОД ПОЛОГОМ ЛЕСА В ПРИОБЬЕ
Лесорастительные условия в Верхне-Обском массиве способствуют непрерывности процесса естественного возобновления сосны в сосняках мшисто-ягодных, а в производных березняках разнотравных требуется применение искусственных мер содействия естественному возобновлению.
Ключевые слова: естественное возобновление, тип леса, подрост, полнота, прирост.
Главной задачей естественного или искусственного возобновления является восстановление на освободившихся от лесных экосистем площадях наиболее ценной древесной породы, что прямым образом оказывает положительное влияние на повышение продуктивности лесного фонда. Поэтому успешность этого процесса зависит биологических особенностей древесной породы, экологических условий конкретного местообитания и экономики лесного хозяйства [1]. С экономической точки зрения, естественное возобновление является лучшим вариантом решения вопроса даже при проведении лесозаготовительных работ по подростосберегающей технологии.
Поэтому изучение процесса естественного возобновления той или иной древесной породы позволяет разрабатывать новые
технологии, что на практике оказывает положительное влияние на породную структуру лесного фонда [2].
Многочисленными исследованиями в различных районах Сибири [3-5] установлено, что процесс естественного возобновления напрямую зависит от многих факторов (тип леса, возраст и полнота материнского древостоя, наличие семян, эдафи-ческие и экологические условия, степень антропогенной нагрузки и др.) и в Верхне-Обском массиве эти и другие факторы проявились в сильной степени одновременно.
В первую очередь это нашло отражение в массовой смене сосны на лиственные породы (в большей степени на березу повислую), и в настоящее время около 50 % березняков различного возраста произрастает на местах бывших сосняков разнотравных. В этих почвенно-гидрологических условиях береза
находит для себя оптимальные условия и на определенное время сменяет сосну. Условия местопроизрастания накладывают резкий отпечаток на появление и накопление подроста под материнским пологом. Там, где эти условия благоприятствуют появлению подроста, его оказывается значительно больше.
Пробные площади (по ОСТ 56-69-83 [6]) отражают процесс естественного возобновления сосны под пологом леса в Верхне-Обском массиве достаточно подробно, так как они заложены в преобладающих группах типов леса в наиболее рас-
пространенных лесных экосистемах с участием сосны и березы. В березняках все пробные площади расположены в спелых древостоях, имеют в наиболее распространенные полноты и классы бонитета. Как правило, это насаждения, возникшие на вырубках прошлых лет. Только в сосняках мшисто-ягодных восстановление сосны протекает на вырубках без смены пород, и уже в 111 классе возраста она в составе насаждений становится господствующей, имея 9-10 единиц (табл.1).
Характеристика пробных площадей
Таблица 1
№ Лесничество Состав Возраст, лет Тип леса Пол- нота Класс бони-тета Средние Подр. сосны шт/га
Н, м Д, см
1 Бийское 6С3Б1Ос 65 Срт 0,7 1 23 28 1680
2 Бийское 8С2Б 50 Срт 0,7 1 19 18 2080
3 Бобровское 8С2Б 85 Срт 0,6 1 21 34 12700
4 Бобровское 8С2Б 85 Срт 0,8 1 24 34 13900
5 Боровлянское 9С1Б 65 Смш 0,8 2 23 36 28500
6 Боровлянское 10СедБ 55 Смш 0,8 2 20 22 29700
7 Бийское 5Б3Ос2С 65 Брт 0,5 2 24 28 180
8 Боровлянское 8Б1Ос1С 45 Брт 0,8 2 18 20 250
9 Боровлянское 6Б2Ос2С 90 Брт 0,5 3 20 28 400
10 Бобровское 4Б4Ос2С 75 Брт 0,5 1 24 32 2640
11 Бобровское 4Б4С2Ос 75 Брт 0,5 1 24 32 2400
12 Бийское 6Б4С 55 Брт 0,7 1 23 22 3100
Примечание: Н - высота, Д - высота растений.
несколько выше, чем у березы и осины, и это связано с оставлением при рубке на корне тонкомерных деревьев сосны и крупного подроста.
Проведенный массовый учет естественного возобновления по апробированным в лесоводстве методикам [7] в наиболее распространенных разнотравных и мшисто-ягодных группах типов леса во всех лесничествах массива однозначно указывает на совершенно различную интенсивность и направленность лесовосстановительного процесса (табл.2).
Таблица 2
Естественное возобновление сосны под пологом материнских древостоев______________________________
№ Подрост, шт/га Высота под роста, м Н листв. пород, м Прирост оси, см Длина хвои, см
Всего т.ч. сосна < 0,5 0,6-1,5 >1,5 Средняя П П-1 П-2
1 4040 1680 - 720 960 1,9 2,1 9,8 9,9 9,2 4,5
2 2280 2080 640 1440 - 1,0 1,7 5,2 5,6 5,1 4,5
3 13320 12720 4920 3240 4560 1,8 2,0 5,0 5,4 5,7 4,3
4 14280 13920 6800 3320 3800 1,7 2,5 5,5 6,1 5,5 4,2
5 28800 28500 16100 5300 7100 1,0 2,3 10,8 9,5 9,8 4,8
6 29700 29500 14000 12450 3050 1,1 1,9 10,0 9,3 10,8 4,6
7 4120 180 - - 180 1,7 2,6 9,3 8,9 10,1 4,5
8 2680 250 200 50 - 1,1 2,2 4,7 5,0 4,9 4,1
9 3940 400 200 200 - 0,5 1,8 6,8 7,5 9,3 4,6
10 6560 2640 280 1520 840 1,5 2,3 6,9 9,2 8,6 3,3
11 5560 2400 360 960 1080 1,7 3,1 7,5 9,5 8,7 3,9
12 3200 3100 - 3100 - 1,0 2,9 5,8 5,1 4,9 4,4
Современные сосняки разнотравные возникли, по-видимому, на месте сосняков мшисто-ягодных, на склонах грив или в понижениях между ними. В итоге, несмотря на более лучшие лесорастительные условия сосна свое господство не уступает березе, и в Ш-ІУ классах возраста ее участие в составе достигает 80 %.
В составе разнотравных березняков, как правило, присутствуют три древесные породы, из которых лиственные достигают спелого возраста. В таких насаждениях возраст сосны
Под пологом сосняков мшисто-ягодных, произрастающих на верхних и средних частях грив интенсивно формируется сосновый подрост. Так, в Боровлянском лесничестве в средневозрастных сосняках его объем составляет до 30 тыс. шт/га, при в его составе превалирует сосна (до 99 %). Процесс появления соснового подроста в данном типе леса идет непрерывно, и это видно по его высоте, а значит и по возрасту. На пробной площади № 5 имеется 18,6 % подроста высотой более 1,6 м, 24,9 % - среднего (0,6-1,5 м), при этом средняя высота подроста составляет 2,2 м. Явное преобладание подроста высотой до 0,5 м говорит о благоприятных экологических условиях для его появления и начального периода развития. Однако недостаток света и влаги в дальнейшем приводит к гибели большой части мелкого подроста. Продолжают расти лишь те экземпляры, которые находятся в «окнах» материнского полога. В результате конкурентной борьбы удельный вес мелкого подроста (возраст до 10 лет) относительно среднего снижается с 56,6 %
до 24,9%, а относительно высокого - до 18,6 %, а эту высоту подрост достигает, соответственно, к 20 и к 25 годам.
Аналогичная картина имеет место и на пробной площади № 6, где процентное участие подроста сосны различной высоты оказывается идентичным: 47,5, 32,0 и 10,3 %. Надо полагать, что в течение следующих двух классов возраста (до возраста спелости) на единице площади крупного подроста останется еще меньше, но значительное количество составит мелкий.
В средневозрастных сосняках мшисто-ягодных средний ежегодный урожай семян составляет в пределах 1,5 кг/га (масса 1000 семян равна 7 г). На 1 га ежегодно опадает более 200 тысяч семян, а прорастает из них всего 4-5 %, т.е. сосновые экосистемы обеспечивают многократный запас прочности по семенам в отношении непрерывной смены поколений и постоянного присутствия на данной территории.
В сосняках разнотравных при различном участии сосны в составе насаждений и разных полнотах верхнего полога интенсивность возобновительного процесса зачастую снижается в 10
раз по сравнению с сосняками мшисто-ягодными. Причин этому несколько, но основных, на наш взгляд, две. Первая: лучшие экологические условия в сравнении с сосняками мшистоягодными позволяют здесь появляться и развиваться лиственным породам, и к их спелому возрасту удельный вес березы и осины достигает 40 %. Вторая причина связана с мощным развитием живого напочвенного покрова, проективное покрытие которого достигает 80-90 %, а это является большим препятствием как для прорастания семян сосны, так и для развития подроста. Но особенно негативная роль живого напочвенного покрова проявляется на вырубках после проведения несплошных рубок, когда усиление доступа световой энергии к поверхности почвы вызывает в первую очередь разрастание дернин-ных растений, и появление всходов сосны резко снижается.
В итоге в подросте присутствуют практически все древесные породы, произрастающие в данных условиях. Так, в Бий-ском лесничестве состав средневозрастных насаждений представлен березой и осиной, они также участвуют в формировании подроста (58,5 %). При этом их средняя высота выше, чем у подроста сосны на 10-12 %, а в иных случаях и более.
На пробной площади № 1 удельный вес соснового подроста составляет 41,6 %. Он весь по высоте относится к сред-
нему и крупному, а мелкий подрост отсутствует. Это означает, что при полноте 0,7 произошло развитие живого напочвенного покрова с образованием дернины, и в итоге лесовосстановительный процесс стал прерывистым.
Несколько иная картина имеет место в сосняках разнотравных с удельным весом сосны в составе насаждений 8 единиц и более. И если в предыдущем случае проективное покрытие живого напочвенного покрова составляло 100 %, то в данном случае его доля составила 65-70 %, что положительно сказалось на появлении подроста сосны. На пробных площадях 2-4 удельный вес мелкого подроста составляет 30,8, 38,7 и 48,8 %, в то время как доля крупного подроста равна 26-34 %, т.е. естественный процесс возобновления леса не прерывается.
Но интенсивность процесса значительно снижается в березняках разнотравных, где общее количество подроста сосны не превышает 2600 шт/га, что составляет 41 % от всего его объема. На затухание возобновительного процесса указывает и соотношение групп подроста по высоте. Как правило, мелкого подроста оказывается меньше среднего, а это означает, что условия для его появления ужесточаются.
Таблица 3
Соотношение подроста разной высоты в исследованных типах леса_______________________________
Тип леса Количество подроста при разной высоте, тыс. шт./га Высота ср. подроста, м
< 0,5 м 0,6-1,5 м 1,6 и более всего сосна береза
С рт 3,1/40,8 2,2/28,9 2,3/30,3 7,6/100,0 1,6 2,2
С мя 15,0/51,9 8,8/30,4 5,1/17,7 28,9/100,0 1,5 2,1
Б рт 0,2/13,3 1,0/66,7 0,3/20,0 1,5/100,0 1,2 2,5
В сосняках разнотравных, и особенно в мшисто-ягодных, удельный вес мелкого подроста сосны достигает 51,9 % от общего его количества. С увеличением возраста число среднего и крупного снижается. Однако это достаточно для формирования молодого насаждения сосны, т.е. обеспечивается непрерывность процесса естественного возобновления сосны.
Но этого нельзя утверждать о процессе в березняках разнотравных, в которых появление подроста сосны резко снижается, и вполне возможно, что оно может прекратиться до периода распада березового насаждения по старости. Как правило, березняки разнотравные являются производными типами леса, возникшие после рубки или пожара на месте сосняков разнотравных по причине лучших лесорастительных условий, способствующих более успешному появлению подроста березы.
Явное преобладание лиственных пород в составе подроста указывает на то, что даже при проведении несплошных рубок смены березы на сосну не происходит естественным путем. При совместном произрастании различных пород в подросте во всех случаях лиственные в одинаковом возрасте всегда имеют большую высоту в сравнении с сосновым подростом. В отдельных случаях эта разница становится довольно существенной.
Величина прироста лидерных побегов сосны является своеобразным показателем соответствия условий местопроизрастания биологическим требованиям растений. В данном случае достаточно высокие приросты по высоте присущи подросту в сосняках мшисто-ягодных, и это в том случае, что здесь не самые благоприятные лесорастительные условия. Дело, видимо, в том, что в таком типе леса резко снижается конкуренция за свет и влагу со стороны живого напочвенного покрова. При выяснении его влияния на появление подроста сосны установлено, что чем сильнее развита травянистая растительность, тем слабее оказывается интенсивность лесовосстановительного
процесса. Между процентом проективного покрытия и количеством подроста сосны под пологом леса установлена высокая обратная зависимость (коэффициент корреляции г=-0,94±0,03, при коэффициенте достоверности 1=31,3). В то же время она ниже между полнотой материнского древостоя и количеством подроста (г=-0,54±0Д7, при 1=2). Какой-либо закономерности в отношении длины хвои у подроста в разных типах леса и различных полнотах материнского полога не установлено.
Особо следует отметить тот факт, что несмотря на присутствие единичных деревьев лиственницы сибирской в составе материнского древостоя, ее молодого поколения не обнаружено. Скорее всего, это связано с ее биологическими особенностями, когда без перекрестного опыления формируются невсхожие семена.
Как видим, условия местопроизрастания накладывают резкий отпечаток на появление и накопление подроста под материнским пологом. Там, где они благоприятствуют появлению подроста, его оказывается значительно больше. Это относится к соснякам мшисто-ягодным, в которых к возрасту спелости число подроста достигает 24,5 тыс. шт./га, причем благонадежный составляет около 40 %. В сосняках разнотравных в связи с худшими условиями (задернение почвы и наличие развитой травянистой растительности) благонадежного подроста появляется в 5 раз меньше, чем в сосняке мшисто-ягодном.
Таким образом, процесс естественного возобновления под пологом материнских древостоев в Верхне-Обском массиве не прерывается в сосняках мшисто-ягодных, а при применении мер - и в сосняках разнотравных. В производных березняках разнотравных естественный ход смены сосны на березу затягивается на десятилетия, и ускорение этого процесса возможно лишь при использовании мер искусственного лесовосстановления.
Библиографический список
1. Крылов, Г.В. Леса Западной Сибири. - Новосибирск: Наука,1961.
2. Побединский, А.В. Рубки и возобновление в лесах Восточной Сибири. - Красноярск: Изд-во ИЛиД, 1966.
3. Лащинский, Н.Н. Естественное возобновление лиственницы сибирской в горных лесах Алтая / Естественное возобновление хвойных в Западной Сибири. - Новосибирск: Изд-во СО АН СССР, 1962.
4. Парамонов, Е.Г. Лесной территориальный комплекс. - Новосибирск: Наука, 1992.
5. Поликарпов, Н.П. Эколого-географические закономерности естественного лесовозобновления // Лесное хозяйство. - 1978. - № 3.
6. ОСТ 56-69-83 Площади пробные лесоустроительные. Метод закладки. - М: ЦБНТИлесхоз, 1983.
7. Побединский, А.В. Изучение лесовосстановительных процессов. - М: Наука, 1962.
Статья поступила в редакцию 10.02.10
