Сукцессионные изменения растительного покрова еловых вырубок в условиях Республики Марий Эл

УДК 630*231.4

Сукцессионные изменения растительного покрова

ЕЛОВЫХ ВЫРУБОК В УСЛОВИЯХ РЕСПУБЛИКИ МАРИЙ ЭЛ

В. А. Матвеев

Марийский государственный университет, Йошкар-Ола

В связи с резким изменением режима освещенности, увлажнения и теплообмена в первые два года после сплошной рубки идет разрушение ассоциации лесных травянистых растений. Одновременно происходит процесс формирования ассоциации вырубок с господством малины и кипрея. Этот процесс длится от 3-х до 6 лет. В дальнейшем количество этих растений падает вследствие быстрого разрастания древесных пород. В результате возобновления леса на лесосеках 9-12-летнего возраста формируется подлесная флора.

Почвы исследованных участков дерново-подзолистые супесчаные. Смена растительного покрова вырубок в первые годы рубок (1-3 лет) приводит к слабому процессу заболачивания почв. Интенсивное зарастание лесосек травами и частично подростом лиственных пород ведет к интенсивному развитию дернового процесса почвообразования. Этот процесс в наших условиях непродолжителен и протекает заметнее на лесосеках 3-7-летнего возраста. По мере быстрого зарастания вырубок (9-12 лет) лиственными породами на них устанавливается режим почв более характерный для лесных насаждений. На лесосеках разного возраста процесс подзолообразования менее развит, чем в коренных ельниках.

First two years after the complete felling there is a disintegration of forest herbaceous plants because of a sudden change of light intensity, watering and exchange flux. At the same time there is a process of forming clear cutting aggregation where raspberry and rosebay prevail. This process lasts from three to six years. In future the quantity of these plants runs down in virtue of fast growing of the tree species. As a result of the restocking the plant life is formed in wood-cutting areas at the age of 9-12 years. The soils of tested area is sod-pod and sabulous. The green cover change of clear cutting leads to the slow process of swamping during the first three years. The wood-cutting areas grow over and partly with hardwood undergrowth that leads to the intensive development of soddy process in soil-formation. In our conditions this process is short-term and lasts in wood-cutting areas for 3-7 years. More typical for the forest plants the soil regime sets in due to the fast regeneration of cutover stands with hardwood undergrowth for 9-12 years. In wood-cutting areas of different ages the process of podzolization is less developed than in spruce grove.

Ключевые слова: ельник, вырубки, сукцессия, лесные виды, травы, деревья, обилие.

Сбор предлагаемых материалов произведен в Ко-зиковском лесхозе Марийской АССР в 1969-1971 годах. Лесхоз расположен на северо-западе республики и занимает левобережье реки Ветлуги. Место исследований расположено в глубине лесного массива, примерно, в 100 км западнее г. Йошкар-Олы и в 30 км восточнее р. Ветлуги. Лесистость района составляет 89 %.

При изучении растительности мы руководствовались классификацией А. И. Уткина и Н. В. Дылиса (1968), разработанной для подзоны широколиственно -еловых лесов центральной части европейской части СССР. По этой классификации обследованные нами ненарушенные насаждения относятся к типу леса ли-по-ельник кисличный (контроль).

Геоботаническое описание еловых насаждений и производных вырубок проведено нами по методикам, описанным в ряде работ (Алехин, 1938; Сукачев, Зонн, 1961; Уранов, 1964). На вырубках учитывалось лесовозобновление площадками 2*2 м на

участках, составляющих 2 % от исследуемой территории.

Описание исследованных участков Липо-ельник кисличный, Козиковское лесничество, кв. 112, 113. Состав древостоя 3Е 3Лп 2Ос 1Б 1П ед. Д, Ьго класса бонитета, полнота 0,8. Возраст 90 лет. Подрост ели, липы - средней густоты, подлесок - клен, рябина. Лесная подстилка маломощная, 3-4 см, обильно произрастает папоротник, кислица, майник, звездчатка, седмичник. Травяной покров включает 21 вид.

Флористические списки геоботанических описаний исследуемых участков приводятся в таблице 1.

Вырубка 1-го года. Кромское лесничество, кв. 20; много порубочных остатков, подстилка сохраняется почти полностью. Основные виды лесных травянистых растений в той или иной мере сохраняются, появляется масса всходов малины и звездчатки жестколистной. Встречаются виды, характерные для сырых местообитаний - ситник развесистый.

Таблица 1 - Флористический состав травяно-кустарничкового яруса ельника и вырубок

Виды Липо-ельник кисличный Вырубки

2 года 4 года 6 лет 9 лет 11 лет 30 лет

Equisetum sylvaticum L. sol sP - Rr rr - sp

Dryopteris sp. cop1 sP rr - sol sol -

Aconitum septentrionale Koelle - - - - - - -

Rubus idaeus L. rr 3 cop3 2 cop2 cop2 2 cop2 cop1 -

R. saxatilis L. sol - sol sol cop1 sp sol

Fragaria vesca L. - - cop1 cop1 cop1 sp -

Trifolium repens L. - - rr - - - -

Lathyrus silvester L. - - rr - - - -

Orobus vernus L. rr - - - - - -

Stellaria holostea L. sp 3 cop3 3 cop3 3 cop3 cop2 sp-sol sp-sol

Oxalis acetosella L. cop3 cop1 - - sol sol sp

Asarum europium L. sol - sol sol sol sol sol

Chamaenerion angustifolium L. - cop1 3 cop3 cop2 cop1 sp -

Aegopodium podagraria L. rr - sol sp sp - cop1

Vaccinium myrtillus L. sp sol - - sp sp sp

Trientalis europaea L. cop1 sol rr sol sp cop2 -

Pulmonaria obscura Dum. - - - rr - - -

Limnaea borealis L. sol - - - - - -

Asperula oborata L. sol - - - - - -

Glechoma hederacea L. - - - rr - - -

Solidago virgaurea L. sol - - rr cop1 cop1 sp

Erigeron canadensis L. - - - sol - - -

Filago arvensis L. - - sp - - - -

Gnapharum sylvaticum L. - - sol - - - -

Senecio vulgaris L. - - sol - - - -

Hieracium sp. - - sol - - - -

Taraxacum officinale Web. - - rr rr - - -

Sonchus arvensis L. - - rr rr - - -

Maianthemum bifolium L. 3 cop3 sp sp sol cop1 2 cop2 cop1

Paris quadrifolia L. - - - - - rr -

Juncus effisus L. - rr - - rr - -

Luzula pilosa Will. sp rr sp sp sp cop1 cop1

Carex leporina L. sol - - - - - -

C. digitata L. cop1 rr sp sp sp cop1 cop1

Poa sp. - - - - sp - -

Melica nutans L. rr - - - - - -

Calamagrostis epigeios Roth. rr rr rr rr - - -

C. arundinacea Roth. - rr - rr - - -

Milium effusum L. rr - - - - - -

Urtica dioica L. - - rr - - - -

Mercurialis perennis L. - - - - - - rr

Всего видов 20 15 23 21 18 15 11

Вырубка 2-го года. Кромское лесничество, кв. 20; основные лесные виды растений сохраняются в незначительном количестве, господствует малина и звездчатка. Вырубка 3-го года. Козиковское лесничество, кв. 111; травянистый покров сходен с предыдущей; массовое

разрастание иван-чая, звездчатки, малины, земляники, появляется клевер ползучий, жабник полевой. Вырубка 4-го года. Козиковское лесничество, кв. 111. Обильно разрастается кипрей, малина, звездчатка, земляника, отмечено появление осоки, осота полевого,

сушеницы, крестовника обыкновенного, одуванчика лекарственного, свойственных открытым местообитаниям.

Вырубка 6-го года. Козиковское лесничество, кв. 111; видовой состав схож с предыдущей вырубкой, но по мере подрастания деревцев ели ряд светолюбивых видов исчезает. Появляются виды, характерные для затененных мест - золотарник обыкновенный, медуница неясная.

Вырубка 9-го года. Козиковское лесничество, кв. 113; при обилии малины и кипрея появляются типично лесные растения: папоротник, черника, кислица. Исчезают одуванчик лекарственный, осот полевой.

Вырубка 12-го года. Козиковское лесничество, кв. 18; в основном восстанавливается комплекс первоначальных лесных видов травянистых растений.

Вырубка 1930-го года. Козиковское лесничество, кв. 83. Состав древостоя 4Ос 3Б 2Лп 1П ед. Д. В травостое обычны черника, кислица, седмичник, сныть, майник и другие лесные виды.

Коэффициент общности видового состава травянистых растений в попарно сравниваемых биотопах колебался от 21,4 до 73,6 %, наименьшим он был между вырубками 9 и 12 лет (табл. 2).

Таблица 2 - Коэффициент общности травяного покрова (в %) в попарно сравниваемых биотопах

Таким образом, в связи с резким изменением режима освещенности, увлажнения и теплообмена в первые два года после сплошной рубки идет разрушение ассоциации лесных травянистых растений. Одновременно происходит процесс формирования ассоциации вырубок с господством малины и кипрея. Этот процесс длится от 3-х до 6 лет. В дальнейшем количество этих растений падает вследствие быстрого разрастания древесных пород. В результате возобновления леса на вырубках 9-12-летнего возраста формируется подлесная флора, характерная для коренного типа леса, однако полного ее восстановления не происходит даже спустя 30 лет после вырубки древостоя.

Благоприятные лесорастительные условия, складывающиеся на кипрейно-малинниковых вырубках (Данилов, 1940), способствуют успешному заселению их молодняком древесных пород. Возобновление вырубок происходит со сменой древесных видов в основном за счет березы повислой, осины, липы сердцелистной. Постоянно присутствуют на вырубках рябина обыкновенная, клен остролистный и дуб чересчатый, в незначительном количестве встречается ель обыкновенная (табл. 3).

Таблица 3 - Динамика состояния естественного возобновления древесных растений

Породы Вырубки

2 года 4 года 6 лет 9 лет 12 лет

N H N H N H N H N H

Липа 4,5 1,2 3,0 1,4 3,0 2,7 2,б 3,2 3,1 5,5

Береза 20,5 0,7 20,б 1,1 12 2,б 10,0 4,7 7,5 б,7

Осина 11,1 0,7 11,5 1,0 8,8 1,б 7,0 2,2 7,0 3,7

Клен 0,б 1,0 1,1 1,3 2,1 3,1 1,4 3,3 1,1 3,4

Ольха 0,7 0,3 0,4 0,4 0,4 0,1

Чере- муха 0,3 0,3 0,б 0,4 0,1

Дуб 0,4 0,4 0,5 0,4 0,4

Рябина 1,5 0,9 2,2 1,4 3,1 1,8 2,8 2,5 2,0 2,б

Ива 0,1 0,1 0,3

Ель 0,5 0,4 0,3 0,3 0,4

Примечания. А - количество экземпляров (тыс. шт./га); Б - высота (м).

Вырубка леса ведет к изменению гидротермического режима почвы, лучшему ее прогреванию. Смена растительного покрова вырубок в первые годы рубок (1-3 года) приводит к слабому процессу заболачивания почвы. Интенсивное зарастание лесосек травами и частично подростом лиственных пород ведет к интенсивному развитию дернового процесса почвообразования, свойственного более южным зонам. Этот процесс в наших условиях непродолжителен и протекает заметнее на лесосеках 3-7-летнего срока рубки. По мере быстрого зарастания вырубок (9-12 лет) лиственными породами на них устанавливается режим почв более характерный для коренного типа леса. На лесосеках разного возраста процесс подзолообразования менее развит, чем в коренных ельниках. На вырубках почвы переходят с возрастом в разряд дерново-слабоподзолистых в связи с усилением на них процесса аккумуляции гумуса и питательных веществ.

ЛИТЕРАТУРА

1. Алехин В. В. Методика полевого изучения растительности и флоры. - М.: Наука, 1938. - 208 с.

2. Данилов М. Д. Состав растительности и корневые системы растений на гарях и лесосеках в сосновых насаждениях: сб. тр. ПЛТИ. -Йошкар-Ола: Маркнигоиздат, 1940. - Вып. 2. - С. 103-110.

3. Сукачев В. Н., Зонн С. В. Методические указания к изучению типов леса. - М.: Гослестехиздат, 1937. - 26 с.

4. Уранов А. А. Наблюдения на летней практике по ботанике: пособие для студентов. - М.: Просвещение, 1946. - 246 с.

5. Уланова Н. Г., Логофет Д. О., Белова И. Н. Методология моделирования популяционной динамики видов-доминантов растительности в ходе демутации после сплошных вырубок ельников. Принципы и способы сохранения биоразнообразия // Материалы IV Всероссийской конф. с международным участием. - Йошкар-Ола, 2010. - С. 285-287.

6. Уланова Н. Г., Белова И. Н., Логофет Д. О. О конкуренции среди популяций с дискретной структурой: матричная модель динамики популяций вейника и березы, растущих совместно // Журнал общей биологии. - 2008. - Т. 69. - № 6. - С. 478-494.

7. Уткин А. И., Дылис Н. В. Принципы построения биогеоценоти-ческой классификации лесов // Лесоведение. - 1963. - N° 3. - С. 3-16.

Биотопы 1 2 3 4 5 6 7

Maianthemum bifolium L. Х 45,8 30,3 41,3 58,3 52,2 47,б

Paris guadrifolia L. Х 35,7 38,5 57,1 50,0 30,0

Juncus effisus L. Х 4б,7 41,4 40,7 21,4

Luzula pilosa Will. Х 50,0 44,0 33,3

Carex leporina L. Х 73,б 52,б

C. digitata L. Х 44,4

Poa sp. Х