ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2013, № 1, с. 46-55
_ ОРИГИНАЛЬНЫЕ _
СТАТЬИ
УДК 630*187:582.475:630*5 (282.247.11)
СТРОЕНИЕ ДРЕВОСТОЕВ И СОСТОЯНИЕ ПОДРОСТА СТАРОВОЗРАСТНЫХ СОСНЯКОВ В ПРЕДГОРЬЯХ УРАЛА (БАССЕЙН ВЕРХНЕЙ ПЕЧОРЫ)*
© 2013 г. И. Н. Кутявин
Институт биологии Коми НЦ УрО РАН 167982 Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 28 E-mail: kutjavin-ivan@rambler.ru Поступила в редакцию 01.03.2010 г.
Приведены результаты исследований состава, строения, возрастной структуры древостоев коренных сосновых насаждений шести типов на предгорной и равнинной территориях южной части Печоро-Илычского биосферного заповедника (Республика Коми). Выявлены закономерности распределения деревьев по диаметру, высоте и классам возраста в зависимости от условий произрастания. В старовозрастных сосновых сообществах развиваются условно и ступенчато разновозрастные древостои. Лесовозобновительный процесс в них непрерывный.
Север России, средняя тайга, коренные сосняки, строение древостоев, подрост.
При познании природы лесов Севера необходимы знания закономерностей структурной организации фитоценозов. Они важны для оценки продукционного процесса, биогенного круговорота веществ, протекающих в лесных экосистемах [7, 15]. Исследованиям строения сосновых древостоев европейского Севера посвящено значительное количество работ [4, 6, 10, 11, 30, 33 и др.]. К настоящему времени коренные сосняки на европейском Севере сохранились в основном на заповедных территотриях. В Печоро-Илычском биосферном заповеднике сосновые леса распространены преимущественно на песчаных почвах флювиогляциальной равнины и боровых террас р. Печоры [29, 31]. Они занимают порядка 5% ле-сопокрытой площади заповедника [17]. Согласно районированию европейской части России, территория Печоро-Илычского заповедника относится к Камско-Печорско-Западноуральской под-провинции (Евразийская таежная хвойно-лесная область - Евросибирская темнохвойно-таежная подобласть - Урало-Западносибирская провинция) [20]. Ю.П. Юдин [31] относит территорию заповедника к Печоро-Уральской подпровинции, которая делится на два округа - Печорский сос-
* Работа выполнена при поддержке РФФИ (№ 10-04-00067) и Программы Президиума РАН № 16 (рег. № 09-П-4-1002).
новый и Илычский елово-пихтовый. Сосновые фитоценозы заповедника охарактеризованы в основном геоботаническими описаниями. К настоящему времени практически не изучены строение древостоев по элементам леса, ярусам и процессы естественного возобновления под пологом сосняков [17]. Цель данной работы - оценка состава, строения древостоев и возобновительного процесса коренных сосняков разных типов леса.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Исследования проводились на территории Печоро-Илычского биосферного заповедника по обоим берегам реки Печоры (62°00 с.ш., 58°01 в.д.) (Республика Коми). В шести типах сосняков были заложены постоянные пробные площади размером 0.25-0.5 га. Сбор данных проводился согласно методическим указаниям [16]. Тип леса определяли по [21, 26]. На каждой пробной площади проведен сплошной перечет деревьев по породам и 4 сантиметровым ступеням толщины, а в пределах преобладающей породы по возрастным поколениям (элементам леса). Выделяли сухостойные деревья и валеж. Определены состав, сумма площадей сечения древостоев. Возраст древостоев определяли с помощью кернов у 2025 (100) деревьев сосны и 3-5 сопутствующих
Таблица 1. Лесоводственно-таксационная характеристика исследованных сосняков
№ пр. пл. Характеристика ярусов Характеристика элементов леса Общая характеристика насаждений
№ яруса состав высота, м абсолютная полнота, м2 га-1 относи-тельная полнота запас, 3 -1 м3 га 1 порода средние возраст, лет густо-та, шт. га-1 запас, 3 -1 м3 га 1 преобладаю-щая порода класс возраста класс бонитета тип леса
диаметр, см высота, м
1 I 10С 20.8 21 0.6 210 С 39.1 20.8 160-340 170 210.0 С 15 IV брус-
ничник
2 I 6С2Ос2К 16.9 12.8 0.5 108.5 С 27,8 17.7 60-240 104 69.9 лишай-
Ос 21.2 15.2 Не опр. 76 20.7 никово-
К 25,6 17.7 100-160 36 17.9 С 12 V зелено-
II 6Б4Е 11.6 3.1 0.1 19.1 Б 15.9 10.3 40-80 88 10.9 мошный
Е 17.5 12.9 80-120 48 8.2 камени-
стый
Итого: 15.9 0.6 352 127.6
3 I 6С4К 12.2 8.5 0.3 65.4 С 23.8 11.8 80-380 88 41.4 лишай-
К 23.3 12.6 80-120 64 24 никовый
II 5Б3Е 2Ос 6.6 6.2 0.2 26.9 Б 14.8 6.4 Не опр. 192 12.7 С 6 Vа камени-
Е 15.3 7.8 60-100 92 9.5 стый
Ос 20.2 5.5 Не опр. 48 4.7
Итого: 14.7 0.5 484 92.3
4 I 10С 23.4 24.6 0.7 294 С 50.0 23.4 330-400 120 294 чернич-
II 5Е3С 2Б 17 8.3 0.2 73.3 С 18.0 17.5 80-160 85 21.1 ный
Е 16.5 17.2 120-130 198 40.2 С 17 III
Б 17.9 16.4 Не опр. 53 12.0
Итого: 32.9 0.9 456 367.3
брус-
нично-
5 I 10С 16.2 24.5 0.8 202.6 С 27.6 16.2 180-220 383 202.6 С 10 V
лишай-
никовый
6 I 10С 11.5 18.2 0.6 137.5 С 21.5 14.0 160-200 458 136.4 багуль-
ед. Б+К Б 12.0 11.0 Не опр. 15 0.9 С 10 V никовый
К 12.0 9.0 50-60 3 0.2
Итого: 476 137.5
пород, а также по спилам 2-3 модельных деревьев на каждой пробной площади. Обработка материала проведена при помощи стандартных нормативов [12, 27]. Лесоводственно-таксационная характеристика древостоев приведена в табл.1. При обработке результатов наблюдений использовались методы математической статистики [5, 14]. Строение древостоев определяли согласно распределению деревьев по классам возраста, ступеням высоты, распределению деревьев и запасов древесины по ступеням толщины, по взаимосвязи между диаметром и высотой. При оценке возрастной структуры использовали методические подходы [6, 9, 10]. На пробных площадях выявлен лесовозобновительный процесс. Самосев и подрост учитывали отдельно по породам,
высоте и состоянию (здоровый, сомнительный, усыхающий, сухой). Жизненное состояние подроста определяли по методике [1]. Количественные значения показателей жизненного состояния находили по формуле:
С = (100я1 + 70п2 + 30п3)/Ы
где С - показатель жизненного состояния подроста в момент наблюдения, п1, п2, п3 - число здоровых, ослабленных (сомнительных) и усыхающих особей подроста на 1 га, N - общее количество подроста, включая сухие деревья. При С = 100-80% ценопопуляции подроста считаются здоровыми, при 79-50 - ослабленными, при 4920 - сильно ослабленными и при 19% и ниже - разрушенными.
Таблица 2. Показатели рядов распределения деревьев сосны по ступеням толщины
Тип леса (№ пр. пл.) М±шм, см сг, см C.V., % А Е
Брусничный 39.1±0.5 6.6 16.9 -0.21 +3.48
(1) Лишайни- 27.8±1.38 14.1 50.7 +0.69 -0.77
ково-зеле-
номошный
каменистый
(2) Лишайнико- 23.8±1.53 14.4 60.5 +0.98 -0.47
вый камени-
стый(3) Черничный 37.2±1.96 19.8 53.3 +0.43 -1.37
(4) Бруснично- 27.6±0.39 7.6 27.6 -0.11 -0.53
лишайнико-
вый (5) Багульнико- 21.5±0.15 3.1 14.6 +0.15 -0.6
вый (6)
Примечание. М ± тМ - средний диаметр, а - основное отклонение от среднего диаметра, C.V. - коэффициент вариации, А - асимметрия ("мера косости"), Е - эксцесс ("мера крутости") рядов распределения деревьев.
Таблица 3. Показатели рядов распределения деревьев сосны по высоте
Тип леса (№ пр. пл.) М ± шм, м с, м C.V., % А Е
Брусничный (1) 20.5±0.09 1.3 6.2 -0.33 0.07
Лишайниково- 17.1±0.13 1.3 7.8 -0.11 -1.15
зеленомошный
каменистый (2)
Лишайниковый 10.3±0.25 2.3 22.9 0.61 -1.11
каменистый(З)
Черничный (4) 22.4±0.29 4.1 18.5 -0.09 -1.48
Бруснично- 15.8±0.09 1.9 12 -0.63 -0.14
лишайниковый
(5)
Багульниковый 13.5±0.11 2.5 18.8 -0.47 -3.14
(6)
Примечание. М ± тМ - средняя высота, а - основное отклонение от средней высоты, C.V. - коэффициент вариации, А -асимметрия ("мера косости"), Е - эксцесс ("мера крутости") рядов распределения деревьев.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Как показали исследования [6, 10, 13, 19, 22, 25, 30 и др.], сосняки таежной зоны представлены в основном разновозрастными древостоями. Их строение и структура зависят от периодичности и интенсивности лесных пожаров. Исследуемые нами сосновые фитоценозы равнинной и пред-
горной частей Предуралья формируют как чистые, так и смешанные по составу древостои. При господстве в древесном ярусе сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), присутствуют кедр (Pi-nus sibirica Ledeb.), ель сибирская (Picea obovata Ledeb.), березы пушистая (Betulapubescens Ehrh.) и повислая (B. pendula Roth.), реже - осина (Pop-ulus tremula L.) (табл.1). Древостои Ш-Уа классов бонитета, с относительной полнотой 0.5-0.9. Они разновозрастны, представлены несколькими поколениями деревьев. Максимальный возраст сосны достигает 400 лет. Запасы стволовой древесины в сосняках по мере увеличения высоты над уровнем моря снижаются от 367 до 92 м3 га-1. Объем сухостойных деревьев составляет более 10% от общего запаса древесины, что свидетельствует о довольно интенсивном отпаде в древостоях.
Средние диаметры деревьев сосны в сосняках колеблются от 21.5 ± 0.15 до 39.1 ± 0.5 см. Отклонение от среднего диаметра варьирует в пределах 3.1-19.8 см. Коэффициент вариации диаметра изменяется от 14.6 до 60.5% (табл. 2). Согласно [28], деревья сосны в древостоях имеют большую изменчивость по толщине. Высокая амплитуда колебания диаметров определяется присутствием толстомерных деревьев, хотя количество их невелико. Ранее [6] выявлено, что на европейском Севере в разновозрастных, условно одновозраст-ных и относительно разновозрастных древостоях ряды распределения деревьев по диаметру также существенно различаются. Коэффициент вариации среднего диаметра разновозрастных сосняков очень высок (иногда более 50%).
Асимметрия рядов распределения деревьев по диаметру в древостоях сосняков лишайниково-зеленомошного каменистого, лишайникового каменистого, черничного и багульникового положительная - больше нуля (правая ветвь кривой, начиная от вершины, больше левой) и достигает +0.98. По [5], такое распределение деревьев имеет среднюю положительную косость. В брусничных типах леса (пр
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.