ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2014, № 3, с. 31-38
_ ОРИГИНАЛЬНЫЕ _
СТАТЬИ
УДК 630*11+ 630*17:582.475.4 +556.56
ОЦЕНКА МЕСТООБИТАНИЙ БОЛОТНЫХ СОСНЯКОВ ЮЖНОЙ ТАЙГИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ В ЦЕЛЯХ ГИДРОМЕЛИОРАЦИИ*
© 2014 г. Т. Т. Ефремова, А. Ф. Аврова
Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН 660036 Красноярск, Академгородок, 50 E-mail: efr2@ksc.krasn.ru Поступила в редакцию 12.02.2006 г. Доработана 02.02.2013 г.
Впервые для лесных болот выполнена бонитировочная оценка торфяных почв, характеризующая мелиоративную значимость объектов. Обоснована возможность использования в практике гидролесомелиорации морфометрических параметров хвои - доступных, простых и результативных показателей типизации местообитаний болотных сосняков естественного развития и оценки эффективности осушения.
Болотные сосняки, типы местообитаний, гидролесомелиорация, бонитировка.
Осушение - единственный путь формирования высокопродуктивных насаждений на болотах, в частности, Западной Сибири, территория которой характеризуется исключительно высокой заболоченностью. Гидролесомелиорация, практически прекратившаяся в условиях современной России, безусловно, будет возобновлена по мере улучшения экономической ситуации в стране [13]. Поэтому необходимость углубления знаний почвен-но-экологических особенностей гидроморфных комплексов как научной основы устойчивого природопользования сохраняет свою актуальность.
Правильный выбор исходных объектов осушения очень важен, так как определяет экономическую и природоохранную целесообразность гидротехнической мелиорации. Известно, что эффект осушения даже близких в лесотипологи-ческом отношении объектов определяется различиями в свойствах торфяных почв, то есть уровнем их плодородия. Между тем, вооруженность специалистов лесной отрасли действенными и оперативными методами индикации болотных местообитаний остается по-прежнему недостаточной. Цель нашей работы: а) выполнить бонитировку, то есть количественную оценку условий произрастания болотных сосняков относительно
* Работа выполнена при финансовой поддержке МНТЦ (проект № 4079).
местообитания с максимальным лесоводствен-ным эффектом; б) обосновать возможность использования в практике гидролесомелиорации морфометрических параметров хвои как наиболее доступных и результативных показателей для типизации и оценки эффективности осушения болотных сосняков.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Объектами исследования послужили сосновые древостои (Pinus sylvestris) на болотах естественного ряда развития и их осушенные 30-35 лет назад участки в Тимирязевском лесхозе Томской области. Изучались леса, не пройденные рубками. Таксационные показатели древостоев определены однократно общепринятыми в лесоведении методами. Сжигание почв для валового анализа проводилось по методу К.Е. Гинзбург с соавт. [4]. Определение содержания биогенных элементов выполнялось в соответствии с [1]: азота - полу-микрометодом Къельдаля, фосфора - фотоколо-метрически по Дениже в модификации Цинцадзе. Значение рН водной вытяжки определяли потен-циометрически, гидролитическую кислотность -по Каппену, обменные кальций и магний - по методу Каппена-Гильковица, зольность - сжиганием торфа в муфельной печи до постоянного веса при температуре 500 оС. Объемную массу почв определяли методом режущего кольца [2].
г 5П
г-4-
0 &
1 2 И
& 1
& О
М-З+М-4
Е-2
М-1+МЕ-1
♦ МЕ-2
МЕ-0
ОМ-О+М-О
Л2 = 0.96
30 40 50 60 70 Длина хвои, мм
~80
5 п 4
321 0
М-З+М-4_____
Е-0 ^^, МЕ-2
Е-1
М-1+МЕ-1V
МЕ-0 ♦
♦ ОМ-О+М-О
Я2 = 0.94
О-О
1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 Масса 100 пар хвои, г
Рис. Регрессионная связь среднегодичного прироста древесины с длиной (а) и массой (б) однолетней хвои в болотных сосняках различных местообитаний.
Неосушенные типы местообитания: Е-0 - эвтрофный, МЕ-0 - мезо-эвтрофный, ОМ-О+М-О - олиго-мезотрофный+мезотроф-ный, О-О - олиготрофный; осушенные типы местообитания: М-1+МЕ-1 - мезотрофный+мезо-эвтрофный слабо осушенный, М-3+М-4 - мезотрофный интенсивно осушенный, МЕ-2 - мезо-эвтрофный умеренно осушенный, Е-1 - эвтрофный слабо осушенный, Е-2 - эвтрофный умеренно осушенный.
Исследования морфометрических и химических показателей хвои, выполненные в течение 3-4 лет, характеризуют ее пространственно-временную изменчивость. Объем выборки варьирует в пределах 300-4810 наблюдений по длине хвои и от 30 до 210 пакетов по 100 пар для массы в зависимости от численности пробных площадей в данном типе местообитания. Отбор хвои в полевых условиях выполнен по методике Верманна [22]. Определение в хвое золы, азота, фосфора, калия, кальция, магния выполнено на инфракрасном анализаторе "Инфрапид-61" и рассчитано на навеску, высушенную при 105оС. Сопряженно в сезонной динамике изучались влажность торфяных почв и уровень стояния почвенно-грунтовых вод. К оценке гидрологических условий привлекались и ранее опубликованные по этому вопросу материалы [7, 8, 15].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В условиях южной тайги Западной Сибири методами многомерной статистики достоверно выделено 9 формализованных типов условий произрастания болотных сосняков, включая осушенные в разной степени варианты [12]. В естественном ряду развития эколого-ценотические типы сгруппировались в следующие кластеры - олиго-трофный (индекс О-0), олиго-мезотрофный+ме-зотрофный (ОМ-0+М-0), мезо-эвтрофный (МЕ-0) и эвтрофный (Е-0). Результатом формализованного разбиения осушенных местообитаний стали группы: слабо осушенные мезотрофные+мезо-эв-трофные (М-1+МЕ-1), слабо осушенные эвтроф-ные (Е-1), умеренно осушенные мезо-эвтрофные (МЕ-2), умеренно осушенные эвтрофные (Е-2),
а также переосушенные+интенсивно осушенные мезотрофные (М-3+М-4), исследуемые в дальнейшем интенсивно осушенные мезотрофные.
Общепризнано, что исходным условием эффективности гидролесомелиорации является производительная способность местообитаний, то есть уровень плодородия. Трудности эффективной оценки лесных торфяных почв заключаются в выборе критериев продуктивности, поскольку до сих пор существует несогласованность методических подходов по этому вопросу. Мы использовали комплекс достоверных в кластерном и дис-криминантном анализе признаков, выявленных в процессе группировки типов местообитания болотных сосняков [12]. Они касаются химических свойств торфяных почв, таксационных показателей древостоев, данных хвое-листового анализа и характеристики побегов (всего 24 показателя). Почвенные признаки включают: степень насыщенности основаниями и запасы в слое торфа 0-20 см зольных веществ, N Р205, СаО, MgO. Показатели хвое-листового анализа следующие: длина однолетней хвои и текущего года заложения, масса хвои указанных возрастов, содержание в хвое зольных веществ, N и Mg, длина наиболее развитого побега 3-й верхушечной мутовки, число пар хвои на побеге. Таксационные показатели: средняя высота и средний диаметр деревьев, запасы и среднегодичный прирост древесины. Для сопоставимости данных, имеющих разные единицы измерения, все анализируемые переменные были стандартизованы. Средняя величина стандартизованных показателей эвтрофного умеренно осушенного типа была принята за эталон бонити-ровочного стандарта, относительно которого рас-
^ Таблица 1. Эколого-ценотическая характеристика местообитаний болотных сосняков южной тайги Западной Сибири и оценка их лесопригодности
й и о о и и i=l и я
К
и
Эдафические условия в корнеобитаемом слое торфа 0-30 см Оценочный балл Доминирующий тип леса Класс возраста Класс бонитета v*", M3 ra_1 Биометрия однолетней хвои Лесохозяйственные мероприятия
трофотоп и его индексы гидротоп длина, мм масса, г
категория W",%
Олиготрофный Неосушен- 50.4-95.0 10 Кустарнич- III V-V6 0.7 33±0.4 1.9±0.03 Условно лесопригоден,
(О-О) ный, ково-сфаг- требуется коренная ме-
УГВ* =18 см новый лиорация
Олиго-мезотроф- Неосушен- 62.2-93.2 18 Осоково- III V-Va 1.2 41±0.4 2.4±0.05 Умеренное осушение
ный + мезотроф- ный, сфагново- с применением удобрений
ный (ОМ-О+М-О) УГВ = 14 см кустарнич-
ковый
Мезо-эвтрофный Неосушен- 74.0-98.2 21 Осоково- II V-Va 1.8 40±0.5 2.4±0.06 Умеренное осушение
(МЕ-0) ный, кустар- с применением удобрений
УГВ = 9 см ничково-
гипновый
Эвтрофный Неосушен- 85.6-90.9 65 Осоково- II III 2.6 60±0.6 3.6±0.16 Умеренное осушение
(Е-0) ный, гипновый
УГВ = 6 см
Мезотрофный + Слабо осу- 47.5-91.5 43 Зеленомош- II III 2.8 56±0.5 3.7±0.08 Дополнительное регули-
мезо-эвтрофный шенный, но-осоковый рование водного режи-
(М-1+МЕ-1) УГВ = ма+удобрение
= 18-25 см
Эвтрофный Слабо 55.3-91.2 84 Осоково- II III-II 3.5 64±0.5 4.8±0.09 Дополнительное регули-
(Е-1) осушенный, вейниково- рование водного режима
УГВ = 18 см гипновый
Мезо-эвтрофный Умеренно 34.8-93.8 77 Вейниково- II II 3.7 74±0.6 5.2±0.22 Надзор за состоянием
(МЕ-2) осушенный, зеленомош- осушительной сети
УГВ = 35 см ный
Эвтрофный Умеренно 28.5-81.8 100 Крапивный II II-I 3.9 72±0.5 5.5±0.17 Надзор за состоянием
(Е-2) осушенный, осушительной сети
УГВ = 40 см
Мезотрофный Интенсивно 6.7-68.2 70 Мятликово- II II-I 3.8 71±0.5 5.0±0.09 Двустороннее регулиро-
(М-3 + М-4) осушенный, крапивный вание водного режима
УГВ =
= 60-90 см
о а
м
к
м о ч о о
6П
к £
к к
St
6П g
о ч к
(г1
я
о о
0 к
¡а §
W
1
к о
St £
St "l s
OJ >
s
>
s о
St
о s
tri
s s
Примечание.*УГВ - уровень грунтовых вод, - объемная влажность, '"V - среднегодичный прирост древесины при полноте 0,7.
считаны баллы (%) всех других местообитаний болотных сосняков южной тайги Западной Сибири. Эвтрофный умеренно осушенный тип характеризуется наиболее высокой продуктивностью насаждений, трофностью почв выше пороговых показателей и благоприятным гидрологическим режимом [9].
Оценочные баллы, характеризующие мелиоративную значимость объектов, обобщают два важнейших критерия плодородия - количество питательных веществ в почве и урожайность (производительность древостоев и состояние фо-тосинтезирующего аппарата - хвои). Как следует из табл
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.