ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2007, № 6, с. 55-64
УДК 630*582.474.2 (571.6)
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
ПЕРВИЧНАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ И БИОЛОГИЧЕСКИЙ КРУГОВОРОТ В ЛИСТВЕННИЧНИКАХ СЕВЕРА ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА
© 2007 г. Т. А. Москалшк1, А. А. Пугачев2
1 Ботанический сад-институт ДВО РАН 690024 Владивосток, ул. Маковского, 142 2 Институт биологических проблем Севера ДВО РАН 685000 Магадан, ул. Портовая, 18 Поступила в редакцию 28.03.2007 г.
Описаны основные типы лиственничников из Ьапх cajanderii. Проанализированы данные по запасам надземной и подземной растительной массы, величинам ежегодного прироста и опада органического вещества. Дается детальная оценка содержания биогенных элементов в отдельных органах лиственницы. Рассматриваются элементы биологического круговорота зольных элементов и азота.
Ьапх cajanderii, ценозы, растительная масса, прирост, опад, биологический круговорот.
Лиственница Каяндера (Ьапх cajanderii Мауг) -основная лесообразующая порода российского Севера Дальнего Востока. Светолюбивая и относительно медленно растущая с широкой экологической амплитудой она селится на различных элементах рельефа. Вся территория произрастания Ь. cajanderii отнесена к одной зоне: лиственничной тайги и лиственничных лесотундровых редколесий [13], или предтундровых лесов [23].
Типологическая классификация лиственничников к настоящему времени разработана только для Северного Охотоморья [5, 6]. Согласно нашим и литературным данным, она вполне приемлема для всего региона [10, 11, 16]. Разнообразие формации лиственничников по природно-хозяй-ственному принципу сведено в четыре группы типов леса: I - травяная, II - брусничная и зелено-мошная, III - лишайниковая, IV - сфагновая, багульниковая, осоковая. Леса каждой группы развиваются в сходных условиях произрастания и характеризуются сравнительно однородными жизненными формами растений, строением и продуктивностью фитоценозов и как следствие близкими показателями первичной продуктивности и биологического круговорота веществ.
Лиственничники травяные формируются в наиболее благоприятных условиях произрастания - на высоких поймах и в ложбинах стока, составляют около 3% от лесопокрытой площади региона. Почвы аллювиальные дерновые. Они не только отепляются подрусловыми водами, но и регулярно пополняются элементами питания. Многолетняя мерзлота в них отсутствует, сезонная исчезает к середине июля. Для древостоев пойменных лиственничников характерны самые высокие таксационные показатели, в их составе
иногда присутствует малая примесь лиственных пород: березы плосколистной (БеШ1а platyphylla), черемухи азиатской (Padus asiatica) и др. Подлесок многовидовой, разреженный. Напочвенный покров сложен мезофитными травами.
Лиственничники брусничные и зеленомошные
занимают надпойменные террасы и подножия склонов. Почвы старопойменные, дерновые, ор-ганогенно-аккумулятивные (торфянистые и торфяные), сравнительно недавно вышли из-под влияния пойменного режима; при относительно высоком плодородии, характеризуются значительным содержанием токсичного для растений закисного железа и периодическим переувлажнением. Многолетней мерзлоты в почвах нет, сезонная исчезает в конце июля. Ухудшение условий среды сопровождается снижением полноты и сомкнутости древостоя, сильным развитием подлеска из кедрового стланика (Ртт ритНа) и березы Мидден-дорфа (БеШ1а middendor■ffii). Травы сменяются зелеными мхами и кустарничками, среди последних доминируют брусника (Уасстшт vitis-idaea) и шикша (Empetrum sibiricum).
Лиственничники лишайниковые наиболее распространены как на Охотоморском побережье, так и на остальной территории области [6, 16]. На их долю приходится почти 65% лесопокрытой площади Северного Охотоморья. Они занимают дренированные экотопы (от речных террас 2-3 порядков до водоразделов). Почвы А1-Бе-гумусовые подзолы наряду с хорошей теплообеспеченно-стью отличаются высокой кислотностью, периодической сухостью и низким содержанием элементов питания; многолетняя мерзлота отсутствует, сезонная исчезает к середине июля. Древостои редкостойные. Подлесок, как и в
предыдущих типах лиственничников, густой, образован кедровым стлаником и березой Мидден-дорфа, но сильно угнетен. В напочвенном покрове доминируют кустистые лишайники родов Cladina и Cetraria.
Лиственничники сфагновые (осоково-багуль-никово-сфагновые) широко распространены по всей Магаданской обл., занимают плоские элементы рельефа с признаками заболачивания и крутые северные склоны. Почвы этих экотопов -болотные (олиготрофные) мерзлотные характеризуются самыми неблагоприятными физико-химическими свойствами. Им свойственно близкое залегание многолетней мерзлоты, постоянное избыточное увлажнение, сильнокислая реакция почвенного раствора, и др. Древостои сильно разрежены, низкорослы. Подлесок яруса не образует. Эдификатором выступает сфагнум; в напочвенном покрове обычны осоки, багульник болотный (Ledum palustre), болотное разнотравье.
ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
В качестве объектов исследований были выбраны четыре из наиболее распространенных в регионе лиственничников, представляющих вышеописанные группы типов леса. Все они расположены на разных геоморфологических уровнях в среднем течении р. Яна (охотская). Координаты ключевого участка 59°52'-59°58' с. ш. и 148°05'-148°10' в. д.
Лиственничник разнотравно-хвощовый относится к травяной группе типов леса, расположен на высокой пойме (2.5-3.0 м над меженным уровнем реки). Древостой представлен лиственницей с единичной примесью березы плосколистной. Возраст лиственницы варьирует от 120 до 210 лет; средние высота (#ф) и диаметр (Дф) составляют соответственно 24.0 м и 27.5 см, запас (M) 306 м3 га-1, бонитет III, полнота 0.8. Распределение деревьев по площади куртинное, реже одиночное. Подрост малочисленный (20-40 экз. га-1), крупномерный, испытывает сильное угнетение со стороны древостоя. Подлесок редкий, представлен одиночными кустами кедрового стланика (высота 1.5-3.5 м), жимолости съедобной (Lonicera edulis 0.3-1.3 м), шиповника иглистого (Rosa acicularis 0.7-1.4 м), спиреи Стевена (Spiraea stevenii до 0.9 м), рябинника рябинолистного (Sorbaria sorbifolia до 1.5 м) и ивы козьей (Salix caprea до 6.0 м). В напочвенном покрове (проективное покрытие 40-100%) доминируют хвощи полевой (Equisetum pratense) и лесной (E. sylvaticum), вейник Лангсдорфа (Ca-lamagrostis langsdorffii); широко распространено разнотравье (0.3-0.6 м).
Почвенный покров неоднороден. Фоновыми являются дерновые органогенно-аккумулятив-ные почвы супесчаного, реже легкосуглинистого
механического состава, подстилаемые на глубине 80-140 см гравелисто-галечниковым аллювием.
Лиственничник зеленомошно-брусничный с подлеском из кедрового стланика произрастает на первой надпойменной террасе (3-4 м над урезом реки в межень). Древостой разновозрастный от 123 до 235 лет, Нф 22.2 м, Dф 22.6 см, M 240 м3 га-1, бонитет IV, полнота 0.7. Подрост 100-110 экз. га-1, крупномерный; сухие особи единичны. Подлесок густой - сомкнутость 1.0 хорошего развития, представлен кедровым стлаником высотой 1.53.0 м и березой Миддендорфа до 1.5 м. Единично встречаются шиповник иглистый (до 1.0 м) и жимолость съедобная (до 0.7 м). В напочвенном покрове доминируют брусника и зеленые мхи (Pleuro-zium schreberii, Dicranum sp., Polytrichum commune и др.). Разнотравье и лишайники распространены диффузно.
Почвенный покров более однородный, чем в предыдущем типе леса. Фон создают старопойменные дерновые органогенно-аккумулятивные почвы, различающиеся по наличию или отсутствию оглеения, степени разложенности торфянистых горизонтов. Верхняя часть минеральной толщи легкосуглинистого или супесчаного гранулометрического состава, нижняя часть, как правило, песчаная. На глубине 40-90 см щебнисто-галечниковый аллювий.
Лиственничник бруснично-лишайниковый с подлеском из кедрового стланика (редколесье)
занимает вторую террасу (4-5 м над урезом воды в реке). Древостой послепожарного происхождения, одновозрастный 193-203 года, Нср 13.3 м, D^ 14.3 см,M87 м3 га-1, бонитет Уа, полнота 0.5; размещение по площади равномерно-куртинное. Для фитоценоза свойствен высокий запас сухостоя -11% от запаса растущих деревьев как следствие интенсивного самоизреживания древостоя в условиях недостаточной влагообеспеченности почв. Подрост 155 экз. га-1 крупномерный. В подлеске кедровый стланик (высота 2.5-3.5 м) и береза Миддендорфа (до 1.2 м). В напочвенном покрове преобладают лишайники рода Cladina (C. alpes-tris, C. rangiferina и др.) и брусника, обычны багульник, шикша, рассеянно растет осока кругловатая (Carex globularis). Отдельными куртинками встречаются зеленые мхи.
Почвенный покров представлен пятнистостя-ми и микрокомплексами Al-Fe-гумусовых подзолов, различающихся между собой по характеру органогенных горизонтов. Гранулометрический состав - песчаный, подстилаются почвы гравий-но-галечниковым аллювием.
Лиственничник осоково-сфагновый (редина)
расположен в 1.2 км от реки на пологом (уклон 56°) склоне коренного берега, возвышающегося над урезом реки на 20-25 м. Древостой разновозрастный (170-300 лет), представлен тонкомерны-
ми, часто суховершинными деревьями, Иср 8.0 м, Dcp 12 см, M 23 м3 га-1, бонитет V6, полнота 0.2. Подрост 1170 экз. га-1, жизнеспособный, представлен всеми группами высот. Подлесок сомкнутостью 0.1 сформирован кедровым стлаником (высота 0.5-1.5 м) и березой Миддендорфа (до 1.0 м). Оба вида сильно угнетены, не плодоносят. В напочвенном покрове доминируют багульник болотный, осока кругловатая и сфагновые мхи. Значительное участие принимают морошка (Ru-bus chamaemorus), клюква мелкоплодная (Oxycoc-cus microcarpus) и другие болотные виды.
Почвенный покров сложный. Фоновыми являются олиготрофные торфяные и торфянистые почвы. Явно подчиненное положение имеют криоземы. Многолетняя мерзлота залегает на глубине 50-60 см. В исследованной редине мощность оттаявшего слоя в августе местами не превышала 25 см.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
В каждом типе леса в соответствии с методическими указаниями В.Н. Сукачева [17] и А.И. Уткина [19, 21] с учетом рекомендаций по изучению предтундровых лесов В.Г. Чертовского и
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.