ЭКОЛОГИЯ, 2004, № 6, с. 456-459
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
УДК 630*18:504.064.36:582.475.4(470.13)
МОНИТОРИНГ СОСНОВЫХ ДРЕВОСТОЕВ РЕСПУБЛИКИ КОМИ
© 2004 г. Н. В. Торлопова, С. В. Ильчуков
Институт биологии Коми НЦ УрО РАН 167982 Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 28 Поступила в редакцию 13.10. 2003 г.
Ключевые слова: мониторинг лесов, жизненное состояние деревьев, степень поврежденности сосняков.
В связи с увеличением загрязнения воздушного бассейна промышленными выбросами лесные биогеоценозы, произрастающие в районах крупных промышленных производств, не успевают нейтрализовывать различные токсичные вещества и постепенно деградируют (Кондратюк и др., 1980; Гетко, 1989). В 1985 г. Европейской экономической комиссией ООН была разработана Программа мониторинга лесов, основанная на обследовании биоиндикационных критериев насаждений и проведении химических тестов листвы, древесины и коры. Организация регулярного биологического мониторинга состояния бореаль-ных хвойных лесов, формирующихся как в естественных условиях, так и на участках с высокой степенью техногенного загрязнения, является важнейшей задачей охраны окружающей среды. Начиная с 1997 г. в Республике Коми проводится локальный мониторинг лесов с целью экологического зонирования ее территории. Цель данной работы состояла в сравнительном анализе результатов оценки жизненного состояния сосны в коренных малонарушенных сосняках Печоро-Илычского заповедника и производных сосновых лесах, формирующихся в условиях различных видов антропогенного воздействия.
С 1997 г. по 2002 г. нами было проведено изучение жизненного состояния сосновых древосто-ев в трех районах Республики Коми, которые можно условно подразделить по степени антропогенного воздействия на три категории: загрязненный (Сыктывдинский район, 15-километровая зона вокруг лесопромышленного комплекса (ЛПК) "Нойзидлер-Сыктывкар"), условно-фоновый (Княжпогостский район, Ляльский лесоэко-логический стационар, 50 км к северу от г. Сыктывкара) и фоновый (Троицко-Печорский район, Печоро-Илычский заповедник, 300 км к востоку от г. Сыктывкара). В 60-160-летних сосняках, произрастающих в зоне промышленных выбросов ЛПК, было заложено 11 пробных площадей, из них 5 - в лишайниковых и 6 - в черничных типах леса; в 50-120-летних сосняках Ляльского стационара - 10 (5 и 5 соответственно) и 70-340-
летних коренных сосняках Печоро-Илычского заповедника - 15 площадей (10 и 5 соответственно). В зависимости от полноты древостоя на каждой пробной площади закладывали по 5-8 круговых учетных площадок радиусом 9.78 м (S = 300 м2) с закреплением их в натуре центральным столбиком. Выбор экспериментальных участков для проведения мониторинговых исследований предусматривал сопоставимость по основным таксационным (возраст и полнота древостоя), лесоти-пологическим и почвенным характеристикам лесных биогеоценозов, произрастающих в фоновых районах и зоне аэротехногенных выбросов.
Определение жизненного состояния всех деревьев на пробной площади проводили согласно основным положениям методики "Manual ..." (1994): с помощью бинокля оценивали в баллах (0-3) степень дехромации хвои, дефолиации кроны и количество сухих ветвей в кроне (0 - < 10%, 1 - 11-25%, 2 - 26-50%, 3 - 51-99%), а также учитывали состояние верхней части центрального побега (вершины) дерева (0 - живая, 1 - поврежденная, 2 - усыхающая, 3 - сухая) и внешние признаки поражения стволовыми гнилями. Оценив каждое дерево по комплексу указанных параметров, относили его к определенному классу повреждения: 0-й класс - здоровое дерево (повреждение по одному или сумме всех признаков составляет < 10%); 1-й класс - слабо поврежденное дерево (11-25%); 2-й класс - средне поврежденное дерево (26-60%); 3-й класс - сильно поврежденное (отмирающее) дерево (61-99%); 4-й класс - отмершее дерево, свежий (< 5 лет) сухостой.
Для оценки жизненного состояния древостоев рассчитывали индекс его поврежденности согласно формуле средневзвешенного класса повреждения составляющих древостой деревьев, предложенной A.C. Алексеевым (1997), причем для получения более точных результатов за основу
расчета брали не число деревьев разных классов повреждения, а их стволовой запас (Алексеев, 1989):
I =
/4 Л
£ гV
V; = о
/ V,
Относительное распределение деревьев сосны (%) по параметрам жизненного состояния в 50-160-летних сосняках (над чертой - сосняки лишайниковые, под чертой - сосняки-черничники)
где I - индекс поврежденности древостоя; I - номера классов повреждения деревьев (0-4); V - стволовой запас древесины деревьев г'-го класса повреждения, м3/га; V - общий запас древостоя, м3/га.
По величине индекса поврежденности древос-тои классифицировали на следующие категории (Алексеев, 1997): здоровый (индекс 0-0.5), ослабленный (0.6-1.5), сильно ослабленный (1.6-2.5), отмирающий (2.6-3.5) и сухостой (I > 3.6).
Согласно В.Т. Ярмишко (1997), наиболее информативными признаками, по изменению которых можно судить о степени поврежденности хвойных лесов, являются продолжительность жизни хвои, ее размеры, количество в кроне и степень дехромации, текущий прирост главного и боковых побегов, количество сухих ветвей в кроне и состояние верхней части кроны. В таблице приведены результаты обследования состояния ассимиляционных органов сосны в приспевающих и спелых сосняках районов исследований.
Сравнительный анализ этих данных показывает достоверно значимые (Р < 0.05) различия степени повреждений хвои сосен, растущих на загрязненных и чистых участках. В производных сосняках лишайниковых, растущих в зоне промышленных выбросов ЛПК, количество "здоровых" сосен по сравнению с сосняками условно-фонового района закономерно уменьшается по признаку дефолиации кроны в 2.2 раза, в сосняках-черничниках - в 1.8 раза; по признаку дехромации хвои -в 1.7 и 1.2 раза соответственно. Одновременно в 1.9 и 1.7 раза возрастает доля сосен с большим (>50%) объемом сухих ветвей II порядка ветвления. Показатели параметров жизненного состояния сосен, растущих на территории стационара и заповедника, довольно близки как в сосняках лишайниковых, так и сосняках-черничниках. Достоверно значимой (Р < 0.01) оказалась разница между средней продолжительностью жизни хвои сосны в обследованных сосняках лишайниковых, растущих вокруг ЛПК (4.4 ± 0.3 года), и на территории стационара и заповедника (5.0 ± 0.1 лет).
Доли сосен с живыми вершинами, растущих в лишайниковых борах вокруг ЛПК (90.0 ± 8.0) и на территории Ляльского стационара (93.8 ± 5.4), достоверно не отличаются. Это связано с возрастом обследованных сосняков, так как количество сосен с сухими вершинами резко увеличивается в перестойных сосновых массивах. Корреляционный анализ состояния вершин деревьев в коренных сосняках лишайниковых Печоро-Илычского заповедника показал высокую степень корреля-
Парамет- Степень повреждений Район исследований
ры жизненного состояния Сык-тывдин-ский Княж-погост-ский Троицко-Печорский
Дефолиация кроны 0 23. 8 ± 9.0 29.6 ± 3.9 5 3 .5 ± 8.8 54. 2 ± 10.6 56 .3 ± 9.9 57. 7 ± 10.4
1 35. 8 ± 7.7 46.0 ± 8.2 35. 3 ± 6.3 36. 4 ± 8.7 35. 8 ± 7.4 34. 5 ± 7.8
2 35.6 ± 9.7 20. 8 ± 5.0 9. 8 ± 2.5 8. 6 ± 2.5 6. 4 ± 2.2 7. 0 ± 3.0
3 4. 8 ± 1.2 3. 6 ± 1.2 1. 4 ± 0.4 0. 8 ± 0.3 1. 6 ± 0.4 0. 8 ± 0.4
Дехрома-ция хвои 0 46. 2 ± 14.8 58. 0 ± 15.5 79. 5 ± 10.3 68.4 ± 12.4 80. 8 ± 12.2 85. 9 ± 12.6
1 39.4 ± 12.1 28. 2 ± 10.1 18. 5 ± 5.2 30. 1 ± 6.8 17.7 ± 4.3 12. 5 ± 4.2
2 13. 4 ± 5.4 13.0 ± 5.6 1. 7 ± 0.3 1. 0 ± 0.4 1. 0 ± 0.3 1. 3 ± 0.5
3 1. 0 ± 0.3 0. 8 ± 0.4 0. 3 ± 0.2 0. 5 ± 0.3 0. 5 ± 0.2 0. 4 ± 0.2
Сухие ветви 0 20.4 ± 4.2 22. 2 ± 4.9 34. 3 ± 4.5 38. 4 ± 5.7 57. 2 ± 13.7 6 1 .1 ± 4.5
1 48.6 ± 8.9 55. 8 ± 9.8 49. 1 ± 8.4 48.4 ± 7.1 35.7 ± 8.9 29. 8 ± 3.6
2 22. 8 ± 4.7 19.2 ± 5.0 15. 8 ± 3.4 11.6 ± 2.7 5. 7 ± 1.6 8. 3 ± 1.7
3 8. 2 ± 1.5 2. 8 ± 0.6 0. 8 ± 0.4 1. 6 ± 0.7 1. 5 ± 0.3 0. 8 ± 0.4
ции (г = 0.95) между возрастом поколения и количеством в нем сосен с живыми вершинами (Тор-лопова, Ильчуков, 2002). Эта связь достоверно (Я2 = 0.90) аппроксимируется линейным уравнением типа
у = -0.31А + 120,
где у - доля деревьев с живыми вершинами, %; А - возраст древостоя, лет.
Результаты комплексной оценки жизненного состояния деревьев в сосняках различных типов леса (рис. 1) показывают, что между сосняками лишайниковыми и черничниками нет достоверно значимых (Р < 0.05) различий по классам повреждений деревьев, и это согласуется с результатами исследований В.Т. Ярмишко (1997). Вместе с тем
458
ТОРЛОПОВА, ИЛЬЧУКОВ
Количество деревьев, % (а) 100
80 60 40 20 0 100
80 60 40 20 0
4
ЕЕ 2 □ 0
(б)
Сыктывдинский Княжпогостский Троицко-Печорский
Рис. 1. Относительное распределение деревьев сосны (%) по классам повреждений в сосняках лишайниковых (а) и сосняках-черничниках (б) в исследуемых районах (0-4 - классы повреждений).
в сравнении с сосняками фоновых районов доля "здоровых" сосен достоверно (Р < 0.01) уменьшается в зоне аэротехногенного загрязнения выбросами целлюлозно-бумажного производства.
Сравнительный анализ индексов жизненного состояния приспевающих и спелых сосняков по типам леса также подтверждает, что по степени поврежденности древостоев достоверно значи-
мых (Р < 0.05) различий между сосняками сухих и влажных мест произрастания не наблюдается (рис. 2). Производные сосняки, произрастающие в зоне промышленных выбросов ЛПК, по жизненному состоянию относятся к категории "ослабленный древостой", причем степень поврежденности сосняков увеличивается с приближением к источнику загрязнения.
Несмотря на то, что Ляльский стационар располагается в 50 км от источника эмиссии, половина обследованных здесь сосняков также относятся к категории "ослабленный древостой" (см. рис. 2). По нашему мнению, это связано с проведением сплошных и выборочных рубок на данной территории в прошлом и рекреационным воздействием в настоящем.
Жизненное состояние 70-150-летних сосняков Печоро-Илычского заповедника оценивается как "здоровый древостой" (см. рис. 2). Определенная степень поврежденности древостоев связана здесь с воздействием низовых пожаров естественного происхождения, посл
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.