научная статья по теме ВЛИЯНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ МОЗАИЧНОСТИ МОХОВО-ЛИШАЙНИКОВОГО ПОКРОВА НА РАДИАЛЬНЫЙ РОСТ ЛИСТВЕННИЦЫ ГМЕЛИНА (ЦЕНТРАЛЬНАЯ ЭВЕНКИЯ) Сельское и лесное хозяйство

Текст научной статьи на тему «ВЛИЯНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ МОЗАИЧНОСТИ МОХОВО-ЛИШАЙНИКОВОГО ПОКРОВА НА РАДИАЛЬНЫЙ РОСТ ЛИСТВЕННИЦЫ ГМЕЛИНА (ЦЕНТРАЛЬНАЯ ЭВЕНКИЯ)»

ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2014, № 4, с. 41-49

_ ОРИГИНАЛЬНЫЕ _

СТАТЬИ

УДК 630*561.24:630*182.48:630*114.16

ВЛИЯНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ МОЗАИЧНОСТИ МОХОВО-ЛИШАЙНИКОВОГО ПОКРОВА НА РАДИАЛЬНЫЙ РОСТ ЛИСТВЕННИЦЫ ГМЕЛИНА (ЦЕНТРАЛЬНАЯ ЭВЕНКИЯ)*

© 2014 г. В. Е. Бенькова, О. А. Зырянова, А. В. Шашкин, А. В. Бенькова, Д. С. Собачкин, В. В. Симанько, В. И. Зырянов

Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН 660036 Красноярск, Академгородок, 50/28 E-mail: benkova@ksc.krasn.ru Поступила в редакцию 12.10.2012 г.

Приведены результаты исследования влияния высокой пространственной мозаичности мохово-ли-шайникового покрова, характерной для северо-таежных лесов Центральной Эвенкии, на динамику радиального роста лиственницы Гмелина (Larix gmelinii (Rupr.) Rupr.). Три пробные площади, заложенные в лиственничнике багульниково-брусничном зеленомошном на склоне северо-западной экспозиции (8-100) в непосредственной близости друг от друга, отличались по соотношению площадей, занимаемых основными компонентами мохово-лишайникового покрова (Aulacomnium turgidum, Pleurozium schreberi, Cladonia rangiferina, Hylocomium splendens), их пространственному распределению и по термическим свойствам сезонно-талого слоя почвы. Худшие термические свойства почвы в текущих климатических условиях определили сравнительно низкий радиальный прирост деревьев на пробной площади, пониженную их чувствительность к изменению температуры воздуха в период предсезонной активности камбия и в начале сезона радиального роста и повышенную чувствительность к этому фактору в конце сезона.

Лиственница Гмелина, радиальный прирост, многолетнемерзлые почвы, мохово-лишайниковый покров, погодные факторы.

Радиальный прирост деревьев в высоких широтах в большинстве случаев тесно коррелирует с погодными факторами, главным образом, с июнь-июльской температурой воздуха [5, 20, 17 и др.], при этом температура воздуха оказывает на него прямое и косвенное влияние [2, 21 и др.]. Косвенное влияние температуры воздуха на рост и развитие древостоев особенно ярко проявляется через свойства сезонно-талого слоя почвы. Так, в работе [2] было показано, что неодинаковые гидротермические свойства почвы на топо-экологическом профиле в экотоне верхней границы леса (субарктический климатический пояс, полуостров Таймыр) обусловили разную интенсивность и чувствительность радиального прироста лиственницы Гмелина (Ьапх gmelinii (Яирг.) Яирг.) к воздействию погодных факторов.

* Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (№ 14-04-010058; 14-04-00443) и СО РАН (Интеграционный проект № 69).

В этой связи возникает вопрос, проявляются ли сходные различия у лиственницы Гмелина в менее жестких климатических условиях криолито-зоны, но в неодинаковых гидротермических почвенных условиях, сформировавшихся в пределах одного экотопа или типа леса. Решению этого вопроса, который напрямую связан с актуальной проблемой динамики продуктивности лиственничников в меняющихся климатических условиях криолитозоны, посвящена настоящая работа. Северотаежные леса Центральной Эвенкии как нельзя лучше подходили для этих целей. Здесь первичная неоднородность абиотической среды, вызванная мерзлотными процессами, обусловила (и обусловливает) развитие высокой мозаично-сти растительности даже в пределах одного типа леса. Растительные микрогруппировки различаются по составу видов и их обилию, темпам и характеру протекания фенологических явлений, запасам растительной массы и др. [7, 18]. Мохо-во-лишайниковый ярус благодаря своим термо-

изоляционными свойствам влияет на процессы прогрева и оттаивания активного горизонта почвы и формирует специфические трофические условия [8, 11, 14, 22, 24]. После схода снежного покрова мохово-лишайниковая подушка препятствует переносу тепловой энергии из приземного воздушного слоя в почву, и только часть ее идет на оттаивание и прогрев почвы до физиологически-активного состояния. В конце вегетационного периода мохово-лишайниковый покров, наоборот, предотвращает быструю отдачу накопленного почвой тепла в приземный воздушный слой, обеспечивая благоприятные условия почв для завершения очень непродолжительного вегетационного сезона [13]. Исследованиями, проведенными ранее в лиственничниках Центральной Эвенкии [8], численно показано, что моховые и лишайниковые микроассоциации являются хорошими индикаторами гидротермических условий почв. Так, микроассоциации наиболее распространенных здесь видов-доминантов образуют следующие возрастающие ряды: по влажности почвы - Ptilidium ciliare (22.6 %) ^ Pleuro-zium schreberi (23.0 %) ^ Cladonia rangiferina (23.3 %) ^ Aulacomnium turgidum (26. 4%); по температуре почвы - Ptilidium ciliare (4.4 oC) ^ Aulacomnium turgidum (4.4 оС) ^ Pleurozium schreberi (4.7 оС) ^ Cladonia rangiferina (5.3 oC). Эти ряды послужили основой для решения следующих задач нашего исследования: выявление различий в динамике радиального роста деревьев лиственницы Гмелина, обусловленных высокой пространственной неоднородностью гидротермических свойств почвы в пределах ценоза. В качестве индикаторов последних мы использовали характеристики моховых и лишайниковых микроассоциаций.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Район исследования находится на территории Нижне-Тунгусского округа лиственничных и лиственнично-темнохвойных северотаежных лесов Ангаро-Тунгусской таежной провинции Среднесибирской лесорастительной области и располагается в центральной части плато Сывер-ма. Климат резко континентальный. По данным метеостанции "Тура" за 1934-2003 гг., средняя температура января составляет -36.0 оС, июля -+16.5 оС, среднегодовая температура -9.0 оС, безморозный период длится 100 дней, среднегодовое количество осадков 366 мм, причем более половины из них приходится на летние месяцы. Вегетационный сезон длится 70-80 дней [4]. Почвы относятся к мерзлотным сезонно-талым. Верхний 20-сантиметровый горизонт почвы, в

котором сосредоточена основная масса корней лиственницы, имеет положительные температуры четыре месяца в году [6, 11, и др.]. Снежный покров, достигающий 40-50 см, сохраняется до 207 дней. 80% территории занимает лесная растительность. Лиственница Гмелина, основная порода, формирует преимущественно монодоминантные древостои [1].

Объекты и методы исследования

Исследования проводились в бассейне р. Нижняя Тунгуска, в среднем ее течении (64° 19'23" с.ш., 100°13'28'' в. д.), вблизи пос. Тура, на базе Эвенкийского опорного экспедиционного пункта Института леса (Эвенкийский муниципальный район Красноярского края). Для исследования выбран лиственничник багульниково-брусничный зеленомошный (10Лц) в средней части склона (8-10о) северо-западной экспозиции. Древостой одновозрастный, возник после сильного низового пожара 1902 г., характеризуется V классом бонитета. Структура растительного покрова достаточно однородна. Подлесок представлен единичными экземплярами ивы боганидской (Salix boganidensis Trautv.) и душекии кустарниковой (Duschekia fruticosa (Rupr.) Pouzar). В травяно-кустарничковом ярусе содоминируют типичные эрикоиды: брусника (Vaccinium vitis-idaea L.) и багульник (Ledum palustre L.). В комплекс видов, характерных и для других северотаежных сообществ, входят также хвощ камышковый (Equisetum scirpoides Michx.), хамедафне (Chamaedaphne calyculata (L.) Moench), ортилия тупоколосковая (Orthilia obtusata (Turcz.) Jurtzev), вейник лапландский (Calamagrostis lapponica (Wahlenb.) C. Hartm.), мятлик болотный (Poa palustris L.). Доминантами мохового покрова являются зеленые мхи Aulacomnium turgidum, Hylocomium splendens и Pleurozium schreberi при значительном участии тундрового печеночника Ptilidium ciliare. На выходах валунов преобладают кустистые лишайники родов Cladonia, Cladina, Cetraria. Почвы - криогидроморфные криоземы гомогенные [6] - имеют легко суглинистый гранулометрический состав (доля физической глины 24.1%) [15]. Сезонное оттаивание составляет 30-40 см, мощность корнеобитаемого слоя - 25-35 см, органогенного горизонта - 13.5 см [11, 15].

В лиственничнике заложены три пробные площади (пр. пл. 5, 6 и 12) размером 15*15 м. Расстояние между пр. пл. 5 и 6 составило 15 м, между пр. пл. 6 и 12 - 10 м. У всех деревьев на пробных площадях измерены высота, диаметр ствола на высоте 1.3 м от поверхности почвы, протяженность и диаметр кроны. По ним, используя об-

Таблица 1. Характеристика ценозов на пробных площадях

Характеристика Пр. пл.5 Пр. пл.6 Пр. пл.12

Густота, шт. га1 11 244 11 244 10 756

Средний возраст, лет 100 ± 3 103 ± 3 103 ± 3

Сомкнутость крон 0.2 0.4 0.3

Запас стволовой древесины, м3 га-1 57.0 59.5 52.2

Средний диаметр деревьев, см* 3.8 ± 0.2 3.9 ± 0.2 3.6 ± 0.2

Средняя высота, м* 4.7 ± 0.14 4.9 ± 0.15 4.3 ± 0.14

Средняя протяженность кроны, м 2.61 2.48 2.21

Средний диаметр кроны, м 1.23 0.91 1.27

Средний радиальный прирост лиственницы 0.07 ± 0.01 0.08 ± 0.01 0.09 ± 0.01

за последние 50 лет, мм год-1

Мощность мохово-лишайникового покрова, 7.2-13.0 8.4-13.3 4.1-12.4

см На глубине 10 см (27.07.2008):

температура, оС 10.5 6.5 5.5

влажность, % 34 43 50

* Первичные данные получены Т. Каджимото (Институт лесоводства и лесных продуктов, Япония).

щепринятые методики, рассчитаны таксационно-биометрические показатели (табл. 1). Методом экологической биоиндикации [12] с использованием региональных экологических шкал [9] проведена оценка показателей увлажнения и богатства почвы на пробных площадях: 68.5 и 7.1 на пр.пл. 5; 68.1 и 7.2 на пр.пл. 6 и 12 соответственно. На каждой пробной площади единовременно (27.07.2008) измерены температура и влажность почвы на глубине 10 см через каждые 20 см вниз по склону. Температуру измеряли почвенным термометром, объемную влажность - прибором Hydro Sense™, Campbell Scientific Australia Pty. Ltd. Средние значения полученных показателей приведены в табл. 1.

Пространственная структура мохово-лишайни-кового покрова изучалась на трансектах размером 15*1 м, заложенных на каждой пробной площади (методика изложена в [10]). По картосхемам трансект (размерами 15*1 см, рис. 1) определены площади, занимаемые представителями видов-доминантов - Aulacomnium turgidum, Pleurozium

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.

Показать целиком