Aged structure and predicted dynamics of Siberianstone pine forests with green mosses and small grasses, in the middle subzoneof taiga in West Siberia .pdf Кедровые леса - наиболее сложная и динамичная формация сибирской тайги. В процессе онто- и ценогенеза они постоянно изменяют состав и таксационные характеристики основного и подчиненных ярусов. Сложность и разнообразие возрастных и восстановительных смен вызывают неоднозначные толкования процессов развития и возрастной структуры насаждений, требуют изменения правил таксации и учета кедровых лесов [1-7]. Поэтому изучение возрастной структуры и динамики кедровых древостоев остается актуальным, имеет важное теоретическое и прикладное значение.Зеленомошные кедровники в пределах средней тайги составляют 66% площади кедровых лесов, занимают дренированные местообитания древних ложбин стока и размытые останцы с легкими суглинистыми почвами [8]. Древостои смешанные, иногда двухъярусные, III-IV классов бонитета, с полнотами 0,5-0,7, запасы до 320 м3/га. Положение кедра достаточно устойчивое, представлено в насаждении несколькими, часто недостаточно выраженными поколениями. Примесь других хвойных обычно разновозрастная. Спелые древостои длительное время сохраняют присущий им состав доминан-тов, строение и возрастную структуру. После рубок и повальных лесных пожаров восстанавливаются через смену лиственными породами.Мелкотравно-зеленомошные кедровники при лесоустройстве часто включаются в разнотравную группу типов леса, в средней тайге занимают 1% площади кедровых лесов, в южной тайге - 34% [9]. Встречаются на не перемытых останцах суглинков речных террас и повышенных водоразделов. От зеленомошных кедровников отличаются более высокой продуктивностью, производительностью лесорастительных условий, динамикой развития и положением в ряду заболачивания. Древостои смешанные, полидоминантные, с повышенным участием пихты, часто разновозрастные, II-III классов бонитета с запасами древесины до 400 м3/га.Возрастная структура и динамика древостоев изучались в лесхозе Виссарионов бор Томской области. Заложено 5 пробных площадей, в том числе 3 в зеленомошных кедровниках и 2 - в мелкотравно-зеленомошных. Места закладки пробных площадей предварительно намечались по таксационным описаниям с учетом средних характеристик древостоев, полученных в результате статистической обработки материалов массовой таксации. Площадь пробных площадей 0,5 и 1 га. Каждая пробная площадь разбивалась на квадраты 10x10 м, на которых проводились перечет и определение возраста всех деревьев и подроста. Возраст растущих деревьев учитывался по кернам, взятым приростным буравом на высоте 1,3 м. К количеству годичных колец на кернах добавлялся средний возраст подроста высотой 1,3 м, вычисленный по 25-30 моделям. Возраст сухостойных и вываленных деревьев определялся по годичным кольцам на спилах у основания ствола.Определение возраста отдельных деревьев часто затрудняло наличие на-пенной гнили, которой поражено до 40% деревьев пихты и до 50% перестойных деревьев кедра. В таких случаях возраст поврежденной части ствола учитывался по средним показателям здоровых деревьев. Для этого на расположенных рядом вырубках на пнях здоровых деревьев проводился анализ хода роста по диаметру. Начиная от центра пня, учитывалось количество годичных колец для диаметра 10, 20 и более сантиметров. Выводился средний показатель, который интерполировался на диаметр гнили. Диаметр гнили у растущих деревьев определялся путем вычета из диаметра дерева на высоте пня двойной длины здорового керна. Для обеспечения репрезентативности на вырубке зеленомош-ных кедровников обмерено 52 пня пихты и 110 пней кедра, на вырубках мел-котравно-зеленомошных древостоев - 56 пней пихты и 36 кедра.Учет естественного возобновления проводился по группам высот (до 0,5 м; 0,51-1,5; 1,51-3 и более 3 м), а также по категориям жизнеспособности [10]. У каждого экземпляра измерялись высота, диаметр у пня и на высоте 1,3 м, прирост в высоту за последние 10 лет. Возраст подроста высотой до 0,5 м учитывался по годичным приростам, высотой более 0,5 м - по годичным кольцам на спилах, взятых у основания стволика.Для каждой пробной площади строился возрастной ряд распределения числа деревьев по 4-сантиметровым ступеням толщины. Деревья каждой породы разделялись на возрастные группы с границами 40 лет, что позволяло провести достоверный анализ и прогнозировать поведение возрастных поколений во времени, снивелировать ошибки, неизбежные при определении абсолютного возраста деревьев, пораженных напенными гнилями, и значительно упростить таблицы. Таксационная характеристика насаждений пробных площадей приведена в табл. 1.Кедровники зеленомошные (пробные площади № 2, 3, 4) представлены близкими по таксационным характеристикам спелыми и перестойными насаждениями, в которых участие кедра колеблется от 58 до 75%. Участие ели изменяется от 12 до 20%, пихты - от 5 до 17%, полноты - от 0,64 до 0,70, запасы - от 295 до 304 м3/га, все насаждения отнесены к III классу бонитета. Показатели среднего возраста кедрового элемента леса варьируют от 180 лет на пробной площади № 2 до 332 лет на пробной площади № 3. Средний возраст ели изменяется от 108 до 124 лет, пихты - от 85 до 169 лет и березы - от 26 до 52 лет.Для зеленомошных кедровников характерны присутствие молодого поколения березы, которая поселяется на вывалах, и наличие значительного числа усохших деревьев. Всего на пробных площадях № 2, 3 и 4 за последние 3 года, в переводе на гектар, отпало 120 деревьев кедра, 44 ели, 12 пихт и 8 берез. Средний диаметр вывалившихся и усохших кедров 44 см, средний возраст 345 лет, ели - 26 см и 142 года, пихты - 22 см и 168 лет, березы - 32 см и 75 лет.Насаждения не подвергались разрушительным лесным пожарам, о чем свидетельствуют их успешное возобновление (табл. 2) и наличие на каждой пробной площади деревьев всех возрастных групп.Возобновляются зеленомошные кедровники удовлетворительно. Наличие подроста изменяется от 2,6 тыс. шт./га на пробной площади № 2 до 4,4 тыс. шт./га на пробной площади № 4. В возобновлении на пробных площадях № 3 и 4 преобладает кедр, на пробной площади № 2 - пихта. Экземпляры выше 0,5 м на пробной площади № 3 составляют 54%, на пробной площади № 4 - 63% и на пробной площади № 2 - 67%. Средний возраст хвойного подроста высотой 1,5-3 м изменяется от 31 года у пихты до 42 лет у ели, высотой более 3 м - от 49 до 59 лет. Возраст березового подроста - 8 и 13 лет. Жизненное состояние подроста удовлетворительное.Насаждения мелкотравно-зеленомошного типа леса представлены на пробных площадках № 1 и 5. От кедровников зеленомошных они отличаются: низким участием кедра и повышенным участием пихты в составе насаждений, более высокими полнотами (0,90 и 0,97), производительностью ле-сорастительных условий (II класс бонитета) и продуктивностью древостоев (326 и 367 м3/га). Состав насаждения на пробной площади № 5 по запасу древесины 41К40П16Е3Б, по количеству учетных деревьев - 63П20Е13К4Б. Средний возраст кедровой части древостоя 195 лет, ели - 135, пихты - 81 и березы 130 лет. На пробной площади учтено 6 вывалившихся деревьев кедра, 6 деревьев ели и 38 экземпляров пихты. Средний возраст отпавших деревьев пихты 168 лет, средний диаметр 27 см в подросте абсолютно доминирует пихта. Формула состава подроста 67П20Е11К2Б, общее количество - 4016 тыс. шт./га. Таким образом, несмотря на частичное разрушение старшего поколения пихты, в насаждении через 40-60 лет следует ожидать смены кедра пихтой.На пробной площади № 1 такая смена уже произошла. Здесь пихта преобладает не только по количеству учетных деревьев (75%), но и по запасу древесины (59%). Кедр представлен перестойными деревьями в количестве 16 шт./га. На пробной площади учтено 13 сухостойных и вывалившихся экземпляров кедра, 8 деревьев ели, 6 - пихты и 7 - березы. Средний диаметр отпавших деревьев кедра 57 см, средний возраст 306 лет, ели - 36 см и 210 лет, пихты - 20 см и 112 лет, и березы - 46 см и 78 лет. Таким образом, в результате частичного разрушения древостоя за последние 3 года средний возраст кедрового элемента леса уменьшился на 17 лет, средний диаметр - на 2,2 см, по ели - на 4 года и 0,8 см, по березе - на 33 года и 20,5 см. Средние характеристики пихты изменились незначительно.Активная смена кедра пихтой в мелкотравно-зеленомошном типе леса подтверждается возрастным строением насаждений (табл. 3, 4). На пробной площади № 5 кедровый элемент леса представлен деревьями в возрасте от 40 до 360 лет. Более молодые деревья, а также часть деревьев в возрасте до 80 лет находятся в подросте. Максимальный диаметр деревьев 64 см. Распределение по ступеням толщины от 16 до 36 см и группам возраста от 121 до 320 лет, а также размещение экземпляров кедра по площади относительно равномерное.Окончание табл. 3Пихта12345678910111213141516171819201-Ю2121161271283,641-8090100211041357,881-120127241216115329,8121-1604822146474310833,5161-20014992332,2201-24014511123,8Итого212206239142733912589121351558130,7123456789101112131415161718 | 1920Береза1-Ю12121441222,741-804231104,381-1202132,6Итого12121483331359,6Всего47430229019812184333126231422166852879325,7Сокращение числа деревьев в возрасте до 100 и старше 320 лет объясняется усыханием в молодом возрасте от угнетения господствующим пологом, в старшем - естественным отпадом. Активный отпад кедра начинается после 320 лет.Предельный возраст ели 260 лет, диаметр 56 см. Основное количество деревьев находится в возрастном диапазоне до 160 лет, диаметр - до 20 см. По мере увеличения возраста количество деревьев резко сокращается, что позволяет утверждать, что разрушение еловой составляющей мелкотравно-зеленомошных кедровников начинается после 200-240 лет. Это подтверждает анализ возраста вываленных и усохших деревьев. Аналогично развивается пихтовый элемент леса. Предельный возраст пихты 240 лет, диаметр 52 см. Активный распад отмечен после 200 лет.В структуре насаждения участвуют деревья кедра послепожарного поколения и всех последующих возрастных групп. Пихта и ель присутствуют всеми возрастными группами. Отмечается начало распада первого поколения кедра, продолжается отмирание старых экземпляров пихты и ели. Насаждение разновозрастное. Календарное время развития насаждения 360-380 лет [11]. Преобладание по запасу кедра обусловлено наличием крупных перестойных деревьев старших возрастных групп. Так как 65% запаса кедровой части древостоя сосредоточено в возрастном поколении 241-320 лет, можно заключить, что господство по запасу кедр удерживает длительное время.С увеличением календарного возраста насаждения и ростом численности пихты непрерывность рядов распределения деревьев по диаметру нарушается, ряды растягиваются на 15 и более 4-сантиметровых ступеней толщины. Число деревьев в возрастных группах сильно варьирует. Количество групп определяется предельным возрастом древесных видов. Так, на пробной площади № 1 16 деревьев кедра разместились в ступенях от 12 до 88 см, в возрастных группах от 41-80 до 361-400 лет, при несколько повышенном участии в группах 281-320 и 321-360 лет. Заметно растянуто распределение по диаметру и возрасту деревьев ели. В то же время пихта как прогрессирующая порода компактно присутствует во всех характерных для данного вида возрастных группах и ступенях толщины. Береза и осина участвуют в составе насаждения единичными экземплярами в возрасте до 80 лет. Насаждение разновозрастное, календарное время развития более 400 лет.На пробной площади № 1 продолжается выпадение кедра из состава древостоя, сокращается участие ели. Однако пихта не сможет полностью вытеснить ель, которая многочисленно представлена во всех возрастных поколениях и в подросте. Возможно сохранение единичных экземпляров кедра [12], который успешно растет под пологом, участвующих в составе насаждения, березы и осины. Поэтому смешанные елово-пихтовые сообщества с примесью кедра и лиственных пород будут существовать неопределенно длительное время. Восстановление доминирующей роли кедра возможно только после полного или частичного разрушения пихтового древостоя.Возрастная структура и динамика зеленомошных кедровников сохраняют основные характеристики насаждений мелкотравно-зеленомошного типа леса. Отличаются от последних более высоким предельным возрастом древес-Окончание табл. 5Пихта1234567891011121314151617181920212223241-Ю1285641-804015440262683,881-120521618128210815,8121-160822101084031,4Итого16821092422814101210821651,0Береза0-Ю1284782461087,241-80266143,181-1202243,3Итого12847826128212613,6Всего4305783541689472603832242846642874301,1Окончание табл. 6Пихта1234567891011121314151617181-Ю2663641-804822058581,781-1202242184485,5121-1604618827411,0161-200612163410,7201-240225,3241-280281-320223,5Итого3142588254481218221837,7Береза1-Ю190144324362,241-8048123,8Итого1901443648486,0Всего874548174112803464181244321812142616295,8Изучение возрастной структуры зеленомошных и мелкотравно-зелено-мошных кедровников выявило существенные различия их возрастной динамики. В кедровнике мелкотравно-зеленомошном после выхода кедра в господствующий ярус его участие в составе насаждения не превышает 4-5 единиц, продолжается до календарного возраста 380-400 лет. Распад кедрового элемента леса начинается с 320-360 лет и продолжается до 400-420 лет. Смена кедра пихтой ясно выражена. После перехода господства к пихте в древостое участвуют ель, в небольшом количестве - кедр и лиственные породы. Такой состав может сохраняться до очередного катастрофического разрушения насаждения и начала нового сукцессионного ряда развития.В кедровниках зеленомошных участие кедра повышается до 7-8 единиц. Кедр сохраняет преобладание до 520-560 календарных лет. При беспожарном развитии через 560-600 лет на месте зеленомошных кедровников формируются разнотравные, выработанные, по В.Н. Сукачеву (1934), пихтово-кедровые древостои с преобладанием ели. Участие березы не превышает 12 единиц. Насаждения устойчивые, сохраняют основные параметры длительное время. В большинстве случаев отмечается групповое размещение содо-минирующих пород.С началом разрушения кедрового древостоя изменяется состав, снижаются средний возраст и средний диаметр насаждения. Одновременно повышается разница в таксационных характеристиках кедра, пихты и ели, за счет уменьшения количества экземпляров кедра и накопления ели и пихты в низких ступенях толщины.Анализ распределения деревьев по возрастным группам и ступеням толщины позволяет установить продолжительность эндоэкогенетических сук-цессий, выявить закономерности развития насаждений и разработать систему лесохозяйственных мероприятий по предупреждению нежелательных смен пород, направленному формированию и повышению продуктивности кедровых лесов.

Скачать электронную версию публикации