CC BY
54
УДК 630.228.82+630.228.6
ВОЗРАСТНАЯ СТРУКТУРА ДРЕВОСТОЕВ НАГОРНЫХ НИЗКОСТВОЛЬНЫХ ДУБРАВ ЮГА ПРИВОЛЖСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ
А. М. Самсонова, С. В. Кабанов, Е. В. Самсонов
Саратовский государственный аграрный университет имени Н. И. Вавилова E-mail: [email protected]
В статье рассматривается динамика возрастной структуры древостоев нагорных низкоствольных дубрав юга Приволжской возвышенности. Приводятся данные таксации пятнадцати пробных площадей, заложенных в трех лесничествах Саратовской области в наиболее распространенных типах лесорастительных условий (С1, С1-2 и D1). Возраст определялся для всех деревьев пробной площади по кернам, взятым возрастным буром на уровне корневой шейки. Установлено, что возрастная структура древостоев, смешанных по составу порослевых дубрав, в процессе роста и развития претерпевает значительную трансформацию, в результате которой формируются циклично-разновозрастные и ступенчато-разновозрастные древостои. Усложнение возрастной структуры древостоя происходит в первую очередь за счет липы мелколистной и клена остролистного. Более 60% деревьев в дре-востоях появляется через 6 и более лет после сплошной рубки. Число деревьев, возникших в первые 5 лет после рубки, не превышает 34%. Только в отдельных фитоценозах имеются деревья клена и липы, сформировавшиеся из подроста предварительного возобновления. Присутствие деревьев дуба черешчатого предварительного возобновления отмечается значительно реже. Ключевые слова: возрастная структура, динамика возрастной структуры, разновозрастный древостой, тип возрастной структуры, абсолютный возраст, нагорная дубрава, порослевая дубрава, дуб черешчатый.
Age Structure of Coppice Tree Stands of Upland Oak Forests of the Southern Rart of Privolzhskaya Vozvyshennost'
A. M. Samsonova, S. V. Kabanov, Ye. V. Samsonov
The article discusses the dynamics of the age structure of coppice tree stands of upland oak-groves of the southern part of Privolzhskaya Vozvyshennost'. Data is provided about fifteen sample plots which were laid in three forest areas of the Saratov region in the most common types of forest conditions (C1, C1-2 and D1). Age was determined for all trees on the sample plot by the cores taken by age borer at the root collar. It is determined that the age structure of mixed upland oak coppice is undergoing significant transformation in the process of growth and development as a result of which cyclically uneven-aged and stepwise uneven-aged forest stands are formed. The complication of the age structure of forest stands occurs first of all by Tilia cordata Mill. and Acer platanoides L. More than 60% of the trees appear in 6 and more years after clear felling in the forest stands. The number of trees that occurred in the first 5 years after felling does not exceed 34%. Only in some plant communities are maple and lime trees formed from pre-renewal undergrowth. The presence of pre-renewal oak trees (Quercus robur L.) is much rarer.
Key words: age structure, age structure dynamics, uneven-aged forest stand, age structure type, absolute age, upland oak-grove, oak coppice, English oak.
DOI: 10.18500/1816-9775-2016-16-4-469-475
В научной литературе имеются сведения о возрастной структуре семенных дубрав [1, 2]. В то же время данных о возрастной структуре производных дубрав мало [3] либо они представлены в виде онтогенетической структуры цено-популяций дуба [4-7]. В связи с этим вопросы, касающиеся особенностей возрастной структуры и ее динамики в порослевых дубравах, требуют дальнейшего рассмотрения.
Характеристика объектов
и методы исследований
С целью изучения возрастной структуры дубовых древостоев в 2011-2013 гг. в Вязовском, Красноармейском и Новобурасском лесничествах Саратовской области было заложено пятнадцать пробных площадей в древостоях естественного порослевого происхождения в наиболее распространенных в лесничествах типах лесорастительных условий СЬ2, С1 и Д1 соответственно (по классификации П. С. По-гребняка [8]). Места закладки проб предварительно намечались по таксационным описаниям с учетом средних характеристик древостоев, полученных в результате статистической обработки материалов массовой таксации. Пробы охватывают практически весь возрастной ряд дубовых древостоев данных лесничеств (от 21 года до 103 лет).
Пробные площади Вязовского лесничества, за исключением ПП_1В, характеризуются высокой долей участия дуба в первом ярусе (от 60% и выше). Древостои двухъярусные, с хорошо выраженным вторым ярусом, образованным преимущественно липой и кленом. С возрастом во втором ярусе появляется содоминирующая порода. Бонитет наиболее молодой пробы -
Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Химия. Биология. Экология. 2016. Т. 16, вып. 4
2, наиболее старой - 5а. Абсолютная полнота от 20,4 до 41,4 м2/га. Тип леса - дубняк дубравно-мятликовый.
Пробные площади Красноармейского лесничества также характеризуются высокой долей участия дуба в первом ярусе (от 50% и выше). Кроме пробы ПП_4К, древостои остальных пробных площадей двухъярусные, с хорошо выраженным вторым ярусом. Доминирующая порода второго яруса - липа или клен. Случаи совместного одинаково выраженного участия этих пород в составе второго яруса редки. Бонитет наиболее молодой пробы - 3, наиболее старой - 5. Абсолютная полнота - от 27,4 до 33,3 м2/га. Тип леса - дубняк узколистномят-ликовый.
Доля участия дуба в составе древостоев пробных площадей Новобурасского лесничества различна. В молодых древостоях (ПП_1Т и ПП_2Т) она не превышает 30%. В древостоях со средним возрастом дуба 58 и более лет доля участия дуба составляет от 60 до 90%. Древостои трех из пяти проб (кроме двух наиболее молодых) двухъярусные с хорошо выраженным вторым ярусом, образованным липой и кленом. Бонитет наиболее молодой пробы - 3, наиболее старой - 4. Абсолютная полнота древостоя -от 29,1 до 43,3 м2/га. Тип леса - дубняк пакле-новый.
Изученные дубравы являются насаждениями многократной порослевой генерации (по оценке экспертов, 4-5-я генерация), возникшими вследствие сплошных рубок.
Пробные площади закладывались круговой формы постоянным радиусом 10-13м. Если количество деревьев дуба на площадке составляло менее 200 шт., то в насаждении закладывалось несколько круговых площадок, данные с которых обсчитывались как одна пробная площадь. На пробной площади проводился сплошной перечет. Для каждого дерева определялась видовая принадлежность. Возраст деревьев подсчитывался по кернам, взятым возрастным буром для твердых пород древесины фирмы Haglöf на уровне корневой шейки. Отверстия на стволе дерева забивались деревянными колышками. Во избежание заражения деревьев сразу после бурения бур дезинфицировался. Дальнейшая обработка кернов и анализ данных проводились в камеральных условиях с использованием программ Microsoft Excel 2007, Statistica 6.1.
Вычисление таксационных показателей дре-востоев (табл. 1) проводилось по общепринятым в таксации методикам [9].
Возрастная структура смешанного древостоя
После обработки полученных данных о возрасте каждой особи деревья группировались по пятилетним интервалам возраста (рис. 1), определялся тип возрастной структуры (табл. 2) смешанного древостоя по классификации Г. Е. Ко-мина [10]. Пробные площади выстроены в последовательный временной ряд (см. рис. 1), чтобы проследить динамику возрастной структуры дубрав.
На ранней стадии развития дубовых древостоев после сплошной рубки формируется условно-разновозрастный тип возрастной структуры, характеризующийся наличием одного поколения деревьев, но с большой амплитудой колебания возраста. Это характерно для первых двух проб линейки каждого лесничества (см. рис. 1). Средний возраст дуба на этих пробах от 21 до 42 лет. Коэффициент вариации и размах возраста различен. Наименьший коэффициент вариации возраста смешанного древостоя 17% (ПП_2Т), наибольший 32% (ПП_4В). Минимальный размах возраста - 23 года, отмечен на самой «молодой» пробе Вязовского лесничества (ПП_4В), максимальный - 47 лет на ПП_1 Т.
Дальнейший рост древостоя сопровождается усложнением возрастной структуры. Циклично-разновозрастный тип структуры отмечен на ПП_5К, ПП_1В, ПП_2К, ПП_6В и ПП_5Т. Здесь нет полных разрывов между поколениями деревьев, а лишь значительное уменьшение количества деревьев с промежуточным возрастом, присутствуют несколько максимумов и минимумов. Ступенчато-разновозрастный тип возрастной структуры отмечен на ПП_4Т, ПП_1К и ПП_2В. В таких древостоях можно наблюдать несколько поколений деревьев, резко обособленных друг от друга, с полным отсутствием деревьев промежуточных возрастов.
По мере роста в возрастной динамике наблюдается усложнение и трансформация возрастной структуры в сторону циклично-разновозрастного и ступенчато-разновозрастного типов. Причем переход в спелом возрасте к ступенчато-разновозрастной структуре наблюдается чаще, чем к циклично-разновозрастной. Наиболее старовозрастное (149-летнее) нагорное дубовое сообщество, сохранившееся в Саратовской области, с уникальной трехъярусной структурой древостоя расположено на ООПТ регионального значения «Вязовская вековая дубрава». Исследования этой дубравы показало, что древостой здесь также имеет ступенчато-разновозрастную структуру [11].
Таксационные показатели древостоев пробных площадей
Таблица 1
Пробная площадь Возраст, лет Состав Бонитет Число деревьев, шт./га Средние Сумма площадей сечений стволов, м2/га Запас, м3/га
высота, м диаметр, см
ПП_4К 21 5Д5Лп ед. Кл 3 5955 7,9 8,6 29,95 129,7
ПП_4В 25 15 I 7Д3Б ед. Ряб II 9Лп1Кл+Вз 2 1 510 2930 10,9 8,9 14,3 6,9 12,3 14,8 70,3 72,8
ПП_1Т 24 2Д3Кл3Лп2Лщ 3 13121 9,0 8,2 29,05 138,36
ПП_3К 29 35 I 7Д3Лп II 10Кл 4 5а 1736 894 8,1 6,0 11,9 3,7 18,19 14,58 171,0 45,7
ПП_5В 33 31 I 6Д4Лп II 9Кл1Вз 2 3 622 1206 14,6 10,8 15,6 6,9 14,1 6,3 10,2 4,8
ПП_2Т 42 3Д3Кл4Лп ед.Б, Ос 3 2321 13,4 14,5 27,47 177,88
ПП_5К 64 48 I 8Д2Кл II 10 Лп 5 5а 1342 2053 11,7 7,8 15,9 8,8 20,87 12,42 122,9 71,1
ПП_1В 64 42 I 7Лп2Д+Б ед. Ос II 10Кл+Вз 5 5 264 660 13,9 8,1 20,3 7,7 37,6 3,8 25,2 3,4
ПП_3Т 58 50 I 8Д2Б II 6Лп4Кл 4 4 509 2825 15.0 13.1 16,8 14,4 13,59 19,33 109,55 127,88
ПП_2К 71 52 I 9Д1Кл II 10 Лп 5 5 716 1431 12,3 9,8 22,1 8,7 17,29 14,86 70,3 72,8
ПП_6В 78 57 I 10Д II 7Лп3Кл 4 5 396 735 15,9 11,5 24,3 12,9 19,0 14,6 12,7 11,0
ПП_4Т 74 56 I 9Д1Б II 9Лп1Кл 4 5 753 961 15.7 12.8 18,6 14,2 22,48 12,72 188,14 100,93
ПП_1К 103 39 I 7Д3Кл II 10 Лп 5 5а 772 866 12,2 7,1 27 8,4 20,78 6,61 122,4 32,7
ПП_2В 102 48 I 8Д2Б II 6Лп4Кл 5а 5 226 471 13,6 9,0 28,3 14,5 17,59 15,09 120 80,8
ПП_5Т 96 72 I 7Д3Б II 6Лп4Кл 4 5 245 1620 19,1 14,3 29,4 17,1 18,27 25,04 172,79 177,70
Примечание._К - Красноармейское лесничество,__В - Вязовское лесничество,__Т - Новобурасское
лесничество.
Высокий коэффициент вариации и большой размах возраста изучаемых древостоев обеспечивается за счет особей клена семенного происхождения, в том числе особей, которые остались на пробе после рубки, и в меньшей степени за счет особей липы, также оставшихся после рубки или возникших впоследствии с течением времени.
Возрастная структура дуба и сопутствующих пород
В литературных источниках отмечается возможность появления поросли в течение нескольких лет после рубки, а также у деревьев любого возраста низкого, по различным причинам, жизненного состояния. Эти факторы
могут быть причиной усложнения возрастной структуры производных дубрав. Для установления роли дуба и сопутствующих пород в формировании возрастной структуры древостоя была проанализирована каждая порода в отдельности (рис. 2).
На рис. 2 представлена обобщенная диаграмма распределения особей пяти пробных площадей каждого лесничества по группам в зависимости от времени появления на пробной площади: 1-я группа - особи, появившиеся до рубки; 2-я группа - особи, возникшие после рубки в течение 5 лет; 3-я группа - особи, появившиеся через 6 и более лет. Для сравнения возрастная структура приводится по количеству деревьев и по площади поперечных сечений.
Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Химия. Биология. Экология. 2016. Т. 16, вып. 4
я
S Ä ■J
С,
й
0
1 о
50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
- -_.
1 1 i_
1 - ■ i
1 ft 3 rw 1 L __n__ 1 a M il i!
1Г11 1 il Iniill n Ul П l.l _U .Ill > 1
•/-> О
i 7 7
-H
-Т V4 m
? I «
Интервалы вочраста. лет
□ ГШ 1В ИПП 2В ПГШ 4В РПП 5В ОПП 6В
а
б
о4
а
M
X
L
V
П
§
50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
I Г
—n— , n В 1
„.I" iL. IJ i Li I 11 ï tlitl 1 ! .
О
-77
so —
СЧ f4 rr, rrt
i i i i — —
О
7 7
VB "О —
о
f о
о о
in ir>
Интервалы возраста, лет
□ ПИ 1Т ОПП 2Т ÜIIII ЗТ НПП 4Т ИПП 5Т
о
Рис. 1. Возрастная структура смешанных древостоев в лесничестве: а - Вязовском, б - Красноармейском,
в - Новобурасском
в
Типы возрастной структуры смешанных древостоев на пробных площадях
Таблица 2
Пробная площадь Давность проведения рубки,лет Средний возраст дуба на пробе, лет Коэффициент вариации возраста смешанного древостоя, % Размах возраста, лет Тип возрастной структуры
ПП_4К 24 21 21 29 Условно разновозрастный
ПП_4В 28 25 32 23
ПП_1Т 25 24 28 47
ПП_3К 34 29 24 46 Условно разновозрастный
ПП_5В 36 33 21 35
ПП_2Т 47 42 17 33
ПП_5К 70 64 29 62 Циклично-разновозрастный
ПП_1В 68 64 30 54
ПП_3Т 59 58 16 39 Условно разновозрастный
ПП_2К 80 71 26 69 Циклично-разновозрастный
ПП_6В 82 78 22 65
ПП_4Т 77 74 33 56 Ступенчато-разновозрастный
ПП_1К 112 103 52 96 Ступенчато-разновозрастный
ПП_2В 109 102 42 90
ПП_5Т 101 96 26 97 Циклично-разновозрастный
Рассматривая возрастную структуру древостоя, исходя из количества деревьев в каждой группе, однозначно просматривается преобладающая группа особей. Для всех трех лесничеств это группа деревьев, появившихся через 6 и более лет после рубки. В этой группе по породному составу преобладают деревья липы в Вязовском и Красноармейском лесничествах (около 42%) и клена в Новобурасском лесничестве (около 33%). Наименьшую долю в этой группе среди всех лесничеств составляют деревья дуба (от 3 до 13%). Следующая по величине группа деревьев, возникших в первые 5 лет после рубки. В Вязовском и Красноармейском лесничествах в этой группе незначительно преобладают деревья дуба (около 15%), в Новобурасском лесничестве незначительно преобладает клен (около 14%). Доля группы деревьев, возникших до рубки, в возрастной структуре невелика и составляет не более 5,5% от общего количества деревьев. Эта группа преимущественно состоит из клена (2-4%) и липы (0,2-2%). Менее 0,2% в этой группе составляют деревья дуба.
Фитоценотическое значение деревьев самой многочисленной группы несколько отстает
от динамики численности, но имеет тенденцию к усилению влияния.
Преобладающая группа особей в возрастной структуре смешанных древостоев по площади поперечных сечений среди трех лесничеств четко не выделяется. Доли деревьев, появившихся сразу после рубки и через 6 и более лет, примерно равнозначны и составляют от 41 до 56 %. Группа деревьев, возникших сразу после рубки, преимущественно состоит из деревьев дуба (от 29 до 38%) и в меньшей степени из деревьев липы ( от 5 до 10%) и клена (от 1,7 до 9%). Группа деревьев, появившихся через 6 и более лет после рубки, преимущественно состоит из деревьев липы (от 27 до 35%) и в меньшей степени из деревьев дуба (от 7 до 21%) и клена ( от 8 до 13%). Доля деревьев, появившихся до сплошной рубки, в возрастной структуре древостоев всех трех лесничеств незначительна и составляет от 1 до 3%. Эта группа образована в основном липой и кленом, доля которых по отдельности не превышает 2% от общего количества деревьев. Помимо этого, в данную группу вошли единичные особи дуба, однако их доля не превышает 1% от общей выборки.
а?
X
X <и т ш и
X
л
X
т ш о. <и с о с
3" о
70
60
50
5,26
40 4Л6
30
20 10 0,40 0,55 0,00 37,67
0
Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Химия. Биология. Экология. 2016. Т. 16, вып. 4 Вязовское лесничество
34,65
3,70
8,71
До рубки После рубки в После рубки течение 5 лет через 6 и более лет
а
ч
«Г* СО
ш л о <и о. <и
ч о ш
с; о
До рубки После рубки После рубки
в течение 5 через 6 и
лет более лет б
Красноармейское лесничество
Г'
X
ф
т
<и
3"
ш о. <и с о с л ч
гз
о с:
70
60
50
40
30
20
1,66
10 0,88
0,98
0
70 60 50
2 40 х
|зо
01 с о с
X
и
г.
3" о
с;
20 10 0
10,20 1, о о
28,80
27,27
7,96
20,57
70 60 50 40 30 20 10 0
До рубки После рубки После рубки в течение 5 через 6 и лет более лет
а
До рубки После рубки После рубки етечение 5 через 6 и лет более лет
б
Новобурасское лесничество
70 60
а?
ш 50 %
г 40
о.
ш
30
5 20 а:
10
До рубки После рубки После рубки
втечениеЗ через 6 и
лет более лет
а
Дорубки Послерубкив Послерубки течение 5 лет через 6 и
. бол ее лет
б
■ Дуб черешчатый Клен остролистный I Липа мелколистная
Рис. 2. Распределение особей по породам и трем группам в зависимости от времени появления в древостое: а - по площади поперечного сечения; б - по количеству деревьев
Выводы
1) Возрастная структура древостоев смешанных по составу порослевых дубрав в процессе роста и развития претерпевает значительную трансформацию, в результате которой формируются циклично-разновозрастные и ступенчато-разновозрастные древостои. Причем переход в спелом возрасте к ступенчато-разновозрастной структуре наблюдается чаще, чем к циклично-разновозрастной;
2) усложнение возрастной структуры древостоя происходит в первую очередь за счет липы и клена, подрост которых в процессе роста достигает древесного полога;
3) более 60% деревьев на пробных площадях появилось через 6 и более лет после сплошной рубки. В Вязовском и Красноармейском лесничествах значительную долю этих особей составляют деревья липы (41,9 и 41,5% соответственно), в Новобурасском - деревья клена (33,3%). Наименьшую долю в этой группе в Вязовском и Новобурасском лесничествах составляют деревья дуба (3,7 и 3,1% соответственно). Группа особей, появившихся в первые 5 лет после рубки, не превышает 34%. Доля деревьев дуба в этой группе составляет от 12,3 до 14,8%, клена от 4,0 до 13,6%;
4) в отдельных фитоценозах имеются деревья клена и липы, сформировавшиеся из подроста предварительного (до рубки) возобновления. Присутствие деревьев дуба предварительного возобновления отмечается значительно реже.
Список литературы
1. Денисов А. К. Возрастная структура и развитие девственных дубрав // Лесн. журн. 1965. № 5. С. 34-36.
2. МихайловМ. М. Строение и ход роста Приволжских семенных нагорных дубовых насаждений Чувашской АССР // Сб. тр. Поволж. лесотехн. ин-та. Йошкар-Ола, 1961. № 55. С. 43-58.
3. Самсонова А. М., Кабанов С. В., Самсонов Е. В. Возрастная структура древостоев нагорных низкоствольных дубрав Красноармейского лесничества Саратовской области // Вестн. Алт. гос. аграр. ун-та. Барнаул, 2014. № 7. С. 65-70.
4. Грищенко К. Г. Демографическая структура ценопо-
пуляций видов-эдификаторов производных липовых и кленовых лесов в Саратовском правобережье : автореф. дис. ... канд. биол. наук. Саратов, 2008. 19 с.
5. Кабанов С. В. Структурное разнообразие дубрав лесопарка «Кумысная поляна» // Вестн. Сарат. госагроун-та им. Н. И. Вавилова. 2006. № 6. С. 9-14.
6. Овчаренко А. А. Эколого-ценотическая характеристика и динамика пойменных дубрав Прихопе-рья : автореф. дис. ... канд. биол. наук. Саратов, 2005. 16 с.
7. Ревякин М. А. Современное состояние и принципы
формирования противоэрозионных дубовых лесов южной части Приволжской возвышенности : автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. Саратов, 2003. 19 с.
8. ПогребнякП. С. Общее лесоводство. М. : Колос, 1968.
440 с.
9. Анучин Н. П. Лесная таксация. М. : Лесн. пром-сть,
1977. 512 с.
10. Комин Г. Е. К вопросу о типах возрастной структуры насаждений // Лес журн. 1963. № 3. С. 37-42.
11. Самсонова А. М., Кабанов С. В., Самсонов Е. В. Старовозрастные дубравы Вязовского лесничества // Изучение, сохранение и восстановление естественных ландшафтов : сб. ст. III Междунар. науч.-практ. конф. (г. Волгоград, 7-10 окт. 2013 г.). М. : Планета, 2013. С. 162-168.
Образец для цитирования:
Самсонова А. М., Кабанов С. В., Самсонов Е. В. Возрастная структура древостоев нагорных низкоствольных дубрав юга Приволжской возвышенности // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Химия. Биология. Экология. 2016. Т. 16, вып. 4. С. 469-475. DOI: 10.18500/1816-9775-2016-16-4-469-475.
