Влияние рельефа на форму нижней части деревьев основных лесообразующих пород заповедника «Столбы»

7. Microbial oxidation of CH4 at high partial pressures in an organic landfill cover soil under different moisture regimes / G. Borjesson, I. Sundh, A. Tunlid [et al] // FEMS Microbiol. Ecol. - 1998. - Vol. 26. - P. 207-217.

8. Borjesson G., Sundh I., Svensson B. Microbial oxidation of CH4 at different temperatures in landfill cover soils // FEMS Microbiol. Ecol. - 2004. - Vol. 48. - P. 305-312.

9. Gilichinsky D., Rivkina E., Samarkin V. The ancient viable microorganisms and radiative gases in West Be-ringia Permafrost: Research opportunities for Paleoecological implications and Forecast // Terrestrial pa-leoenvironmental studies in Beringia, Fairbanks, Alaska. - 1997. - P. 134-145.

10. Factors affecting competition between type I and type II methanotrophs in two-organism, continuous-flow reactors / D.W. Graham, J.A. Chaudhary, R.S. Hanson [et al] // Microb. Ecol. - 1993. - Vol. 25. - P. 1-17.

11. Jahnke L The effects of growth temperature on the methyl sterol and phospholipid fatty acid composition of Methylococcus capsulatus (Bath) // FEMS Microbiol. Lett. - 1992. - Vol. 93. - P. 209-212.

12. Methylomonas scandinavica sp nov., a new methanotrophic psychrotrophic bacterium isolated from deep igneous rock ground water of Sweden / M.G. Kalyuzhnaya, V.N. Khmelenina, S. Kotelnikova [et al] // Syst. Appl. Microbiol. - 1999. - Vol. 22. - P. 565-572.

13. A psychrophilic methanotrophic community from tundra soil / M.V. Omelchenko, N.D. Saveleva, L.V. Vasilev [et al] // Mikrobiologiya (English Transl.). - 1992. - Vol. 61. - P. 755-759.

14. Microbial controls on methane fluxes from a polygonal tundra of the Lena Delta, Siberia / D. Wagner, S. Ko-babe, E.-M. Pfeiffer [et al] // Permafrost Periglac. Process. - 2003. - № 14. - P. 173-185.

15. Methane hydrate formation and dissociation in fine sands at temperatures near 0°C / J.F. Wright, E.M. Chu-vilin, S.R. Dallimore [et al] // Permafrost: Proc. of the 7th Intern. Conf., Yellowknife, Canada. - 1998. -P. 1147-1153.

----------♦------------

УДК 630.181.64 А.А. Вайс, Е.Ф. Вайс

ВЛИЯНИЕ РЕЛЬЕФА НА ФОРМУ НИЖНЕЙ ЧАСТИ ДЕРЕВЬЕВ ОСНОВНЫХ ЛЕСООБРАЗУЮЩИХ ПОРОД

ЗАПОВЕДНИКА «СТОЛБЫ»

Рельеф играет важную роль в формировании растительного покрова. На основе анализа данных соотношения диаметров нижней части деревьев сосны обыкновенной (Pinus sylvestiis), березы (Betula pendula), осины (Populus tremula), пихты сибирской (Abies sibirica) установлено, что на холодных склонах произрастают более объемные стволы в сравнении с теплыми сторонами света. Разница не превышает 10 %. Таким образом, влияние рельефа на размерные параметры нижней части деревьев в условиях заповедника «Столбы» не выражено.

Ключевые слова: рельеф, склон, экспозиция, регрессионная модель, норматив, древесная порода.

A.A. Vais, E.F. Vais

RELIEF INFLUENCE ON THE TREE BOTTOM FORM OF THE BASIC FOREST FORMING SPECIES IN THE "STOLBY" NATURE RESERVE

Relief plays an important role in the process of vegetable cover formation. On the basis of the data analysis of bottom diameter correlation of such trees as Scotch pine (Pinus sylvestris), birch (Betula pendula), aspen (Populus tremula), Siberian fir (Abies sibirica) it is determined that the stems of larger dimension grow on the cold slopes in comparison with warm cardinal points. The difference does not exceed 10 %. Thereby, relief influence on the tree bottom dimensional parameters in the "Stolby" national reserve conditions is not shown.

Key words: relief, slope, exposition, regression model, standard, wood species.

Введение. Фактор рельефа играет важную роль как в геоморфологической структуре территорий, так и в формировании растительного покрова. Ландшафтный подход позволяет решить целый комплекс задач лесного хозяйства [1], применяется при исследовании разнообразия таежных лесов [2].

В практике лесного хозяйства используют элементарные оценочные параметры форм рельефа, которые отображены в рабочих правилах проведения полевых работ (Государственная инвентаризация лесов Российской Федерации [3]). Тип рельефа предлагается оценивать как равнинный и горный. Экспозиция

склона указывает преобладающее расположение склона относительно сторон света: равнина (крутизна склона до 50) северная, северо-восточная, восточная, юго-восточная, южная, юго-западная, западная, северо-западная. Крутизна склона учитывается по типу склона (пологий, покатый, крутой, очень крутой) и градации в градусах. Высоту над уровнем моря предлагается измерять в метрах при помощи GPS.

Ряд исследователей [4] считают рельеф фактором, определяющим ход лесообразовательного процесса, от которого зависит водный режим местности (проточность либо заболачивание), движение почвенных масс (снос или накопление), интенсивность солнечной радиации, сроки оттаивания почвы и т. п. Все это определяет тип леса, производительность, состав насаждений и характер возобновления лесных выделов. По мнению всех исследователей, рельеф определяет как структурные, так и размерные параметры растительности.

Форма деревьев зависит от целого комплекса показателей [5]. Соотношение диаметров на высоте груди и в любой точке ствола определяет форму исходной части дерева. Нижнюю часть ствола характеризуют три точки: диаметр у шейки корня, диаметр на высоте пня и диаметр на высоте груди.

Для перехода от диаметров пней к диаметрам на высоте груди используют специальные нормативы (таблицы). Впервые таблицы были помещены в «Справочник таксатора» [6]. Его нормативы составлены

В.Е. Шульцом еще в 1938 г.

Л.А. Марцинковский [7] отмечал, что показатели ряда таблиц указанного справочника имеют расхождения с полученными в отдельных районах конкретными материалами. Автор делает вывод о соответствии таблиц условиям лиственничников Хакасской автономной области.

Ю.В. Селиванов [8], исследуя сосновые молодняки учебно-опытного лесхоза естественного происхождения, изучал зависимость между диаметром на пне и на высоте груди в сосняках I класса возраста. Сопоставления полученных результатов с материалами справочника свидетельствовали о совпадении данных.

Материалы и методы исследований. Целью исследований было установить роль и значение рельефа в формировании формы нижней части деревьев. Все это позволяет определить целесообразность составления таблиц соотношения диаметров для горной местности.

Перед проведением исследований были поставлены следующие задачи:

1. Изучить особенности лесного фонда заповедника «Столбы».

2. Определить регрессионное соотношение диаметров на высоте груди и на высоте пня для стволов сосны обыкновенной (Pinus sylvestris), березы повислой (Betula pendula), осины (Populus tremula), пихты сибирской (Abies sibirica).

3. Для объединенных данных построить таблицы определения диаметров на высоте груди по диаметрам на высоте пней, а также таблицы установления диаметров пней по диаметрам на высоте груди. Норматив составить для сосны и березы, осины, пихты.

4. Определить влияние экспозиций склонов на соотношение диаметров нижней части стволов.

5. Сравнить предлагаемые таблицы с данными других авторов.

Исследования диаметров проводили на территории заповедника «Столбы». Объектом исследований стали смешанные сосновые, березовые, осиновые и пихтовые древостои. Измерение диаметров растущих деревьев производилось на высоте 1,3 м (скз), на высоте пня (с1п) и у шейки корня (do). По требованиям инструктивных документов высота пня не должна превышать одной трети диаметра на высоте груди. В случае, когда диаметр места замера превышал 60 см, использовался способ определения через длину окружности. Всего обмеру было подвергнуто 680 деревьев (береза - 236 шт., сосна - 328, осина - 66, пихта - 50 шт.). Обработка материала производилась с помощью электронной таблицы «Excel» на ПЭВМ. Объем собранного материала достаточен для получения достоверных результатов.

Статистический анализ показал, что размеры деревьев были достаточно широко представлены, на это указывал коэффициент варьирования (пихта - 46-68 %, сосна - 31-84, береза - 22-56, осина - 62-64 %).

Точность опыта для отдельных выборочных совокупностей практически во всех случаях не превышала 10 %, что можно считать приемлемым.

Результаты исследований и их обсуждение. Исследованные насаждения были представлены основными древесными породами, произрастающими в условиях заповедника «Столбы».

Изучению были подвергнуты следующие породы: сосна, береза, осина, пихта. Преобладающими являются сосновые и березовые насаждения в условиях заповедника «Столбы», основное внимание которым и было уделено в работе.

Таксационные характеристики древостоев, в которых проводились полевые работы, приведены в табл. 1.

Таблица 1

Таксационная характеристика насаждений

Преобладающая порода А, лет Н, м 0, см Тип леса Бони- тет Р М, м3/га

Пихта 110 23 24 П ктвн 3 0,3 100

Сосна 1 100 22 26 С ртос 3 0,7 310

Сосна 2 140 26 32 С ртос 3 0,9 380

Сосна 3 140 26 30 С пркм 3 0,4 10

Сосна 4 130 24 32 С ртос 3 0,8 360

Сосна 5 110 22 32 С ксос 3 0,7 230

Сосна 6 100 21 26 С ксвн 3 0,5 140

Сосна 7 120 24 32 С ксос 3 0,9 390

Береза низ 1 120 24 32 Б ксос 3 0,9 390

Береза верх 2 120 24 32 Б ксос 3 0,9 390

Береза 3 100 23 28 Б пркм 3 0,3 90

Береза 4 100 22 28 Б ртор 3 0,5 140

Береза 5 140 26 30 Б пркм 3 0,5 240

Осина 100 23 28 Ос кскт 3 0,6 230

Примечание: А - возраст, лет; Н - средняя высота, м; й - средний диаметр, см; Р - полнота; М - запас древостоя, м3/га.

Для изучения закономерностей влияния экспозиций склонов на соотношение диаметров стволов на высоте груди и диаметров на высоте пня были обмерены деревья сосны в смешанных сосновых древостоях следующих экспозиций и крутизны склонов: СВ-30-350, СЗ - 300, Ю - 15-200, ЮЗ - 30-500.

Два склона соответствовали южным экспозициям и два - северным. Сосновые древостои были представлены деревьями сосны, различающимися формой коры: гладкокорые и трещиноватые. Гладкокорые сосны встречались достаточно редко.

Этап моделирования начинается с графического анализа изучаемых связей. В качестве основных зависимостей были взяты связи С1.3 = ^п) и с1п = ^1.3). Две древесные породы были представлены множеством выделов: сосна - семь выделов, береза - пять выделов. В результате графического анализа было установлено, что для зависимости ^=^1.3) максимальные различия для деревьев сосны наблюдались между линией сосна 1 и сосна 2. У деревьев березы между линиями 3 и 4. Для зависимости С13 = f (Сп) максимально отличались линия 1 и 2, а у березы линии 1 и 4.

С целью определения аналитического различия линий была использована формула вычисления среднеквадратического отклонения линий, установленных по графикам на рисунках.

Для этого была использована формула (В.В. Загреева):

X =200*1 ср.кв 1 п I і=1 2

\аг+Ьг)

п —1 '

где Хср.кв. - среднеквадратическое отклонение сравниваемых рядов, %;

a, - значение первого ряда;

b, - значение второго ряда;

п - число сравниваемых пар.

Поскольку максимальная степень различия для изучаемых регрессионных линий не превысила 7 %, это являлось основанием для объединения исходных выборок по выделам для деревьев сосны и березы в единую совокупность.

Заповедник «Столбы» расположен в предгорной части Восточных Саян с ярко выраженным холмистым рельефом. Лесорастительные условия на северных и южных экспозициях формируются под влиянием как внутренних факторов (рельеф, почва, водный режим), так и внешних условий (лесные пожары). На склонах, подвергающихся воздействию низовых пожаров, наблюдался вывал деревьев (почвенно-ветровальный комплекс (ПВК)). Все это позволяет предположить, что существует влияние экспозиции склона (холодные, теплые) и точек склона (нижняя, средняя, верхняя) на форму нижней части стволов. Для деревьев сосны были подобраны выдела четырех экспозиций (южная, юго-западная, северо-восточная, северо-западная). Выдела с расположением березы размещались на равнине, южный склон 10-12°, юго-восточный склон - 35° (нижняя, средняя, верхняя часть склона). Визуальный анализ показал, что у деревьев сосны для зависимостей С^3 = 1(Сп), с1п = ^1,з) различия между выравнивающими линиями не выявлены. У деревьев березы наоборот отличия линий визуально просматриваются. На основании данных, что для деревьев сосны различий не было выявлено, дополнительно проанализированы связи С13 = 1(Со) и Со = 1^1,3). Оказалось, что для исходных зависимостей наблюдались незначительные различия.

С целью аналитического подтверждения графических выводов по формуле В.В. Загреева была определены среднеквадратические отклонения между рядами. В результате сравнения рядов была сформирована итоговая таблица среднеквадратических отклонений (табл. 2). Максимальная степень различия между крайними рядами для связей диаметров стволов сосны (Ртив ву^евЩ на высоте груди и диаметрами у шейки корня не превысила 5 %. У деревьев березы (ВеЫэ репс1и1а) различия между размерами нижней части стволов выражены в большей степени даже для связей между диаметрами стволов на высоте груди и на высоте пня и составили максимально 5,8 %.

Таким образом, если анализировать изменения формы стволов, то можно констатировать, что более полнодревесные стволы произрастают на северных склонах (СЗ, СВ), а сбежистые стволы на южных экспозициях (Ю и Ю-З). При этом разница составляет не более 5 % в размерах деревьев в нижней части стволов. У деревьев березы степень различия более выражена. Наиболее полнодревесными являются стволы, произрастающие на равнинных участках.

Таблица 2

Значения максимальных среднеквадратических отклонений для рядов сосны

и березы

Сравниваемый участок Модель Среднеквадратическое отклонение, %

Сосна

СЗ-ЮЗ СІ1.3 = а*с1о + Ь 4,2

ЮЗ-СВ с1о = а*Сі.з + Ь 3,1

Береза

В.ч. - С.ч. С1.3 = а*Сп + Ь 4,0

В.ч. - Н.ч. С1.3 = а*Сп + Ь 3,1

С.ч. - Н.ч. С1.3 = а*Сп + Ь 5,7

Равнина - склон (Ю:10-120) С1.3 = а*Сп + Ь 5,8

Установлена тенденция увеличения сбежистости стволов при переходе от верхней к нижней части (по юго-восточному склону). Полученные закономерности можно объяснить, с одной стороны, таксационными показателями насаждений, с другой стороны, процесс вегетации на северных и нижних частях склонов начинается позже, что сказывается на более равномерном отложении годичных колец.

На основе регрессионных моделей с помощью операции табуляции с шагом 2-4 см были получены нормативные таблицы для зависимости диаметров стволов на высоте груди и диаметров на высоте пня основных лесообразующих пород заповедника «Столбы»: сосны, березы, осины, пихты (табл. 3). Сравнение данных таблиц по степени полнодревесности стволов производилось по трем составляющим: тонкомерная часть - ступень 8 см, средняя часть - 20 см, крупномерная часть - 32 см. В результате оказалось, что в условиях заповедника «Столбы» породы по степени полнодревесности можно расположить в следующем порядке: осина - пихта - сосна - береза, что соответствует общепринятым представлениям.

Таблица 3

Зависимость диаметров на высоте груди от диаметров на высоте пня

Диаметр на высоте пня, см Диаметр на высоте груди, см

Порода

Сосна

4 - - 3,9 3,6

8 6,4 6,0 7,5 7,3

12 10,0 9,5 11,1 11,0

16 13,6 13,0 14,7 14,7

20 17,3 16,5 18,3 18,4

24 20,9 20,0 21,9 22,1

28 24,5 23,5 25,5 25,8

32 28,1 27,0 29,1 29,5

36 31,8 30,5 - 33,3

40 35,4 33,9 - 37,0

98 87,9 - - -

Для того чтобы оценить соответствие полученных результатов с данными других авторов, были использованы следующие нормативы: по сосне и пихте сравнение производилось с данными Н.В. Третьякова из «Справочника таксатора» [6], по березе с данными А.А. Вайса [9], по осине сличение выполнялось с таблицами М.А. Данилина [10].

Данные диаграмм указывают на то, что во всех случаях древесные породы заповедника «Столбы» оказались более полнодревесными в сравнении с данными других авторов. Если для деревьев сосны и пихты разница оказалась минимальной, то для березы и осины различие было довольно значительным.

Выводы

1. Исследования проводились на территории заповедника "Столбы”, который имеет статус особо охраняемой территории. В лесном фонде заповедника преобладают такие древесные породы, как сосна (Pinus sylvestris), пихта (Abies sibirica), береза (Betula pendula) и осина (Populus tremula), которые и стали объектом исследований.

2. Максимальная степень различия по среднеквадратическому отклонению для деревьев сосны составила di.3 = (di)- 3,5%, с1п = f(di.3) 3,6 %;

у березы di.3 = f^) - 7%, Сп = f(di.3) 2,7 %. Незначительная степень отличия явилась основанием для объединения отдельных выделов в отдельную совокупность.

3. На северных склонах (СЗ, СВ) произрастают более полнодревесные стволы, чем на южных склонах (Ю, ЮЗ). Это можно объяснить более высокой полнотой древостоев северных склонов. Разница в размерах нижней части стволов составила не более 5 %. У деревьев березы степень различия более выражена до 7%. Наиболее полнодревесными являются стволы, произрастающие на равнинных участках.

4. С помощью табуляции моделей были получены нормативы определения диаметров на высоте пня по диаметрам на высоте груди.

5. Сравнение составленных нормативов с данными Н.В. Третьякова, А.А. Вайса, М.А. Данилина показало, что у всех древесных пород заповедника «Столбы» стволы деревьев оказались более полнодревесными.

Таким образом, влияние рельефа на размерные параметры нижней части деревьев в условиях заповедника «Столбы» не выражено.

Литература

1. Киреев Д.М. Применение методов лесного ландшафтоведения для решения задач лесного хозяйства

// Современные проблемы устойчивого управления лесами, инвентаризации и мониторинга лесов:

мат-лы междунар. науч.-техн. конф. - СПб., 2006. - С. 160-164.

2. Громцев А.Н. Ландшафтный подход при исследованиях разнообразия таежных лесов // Современные проблемы устойчивого управления лесами, инвентаризации и мониторинга лесов: мат-лы междунар. науч.-техн. конф. - СПб., 2006. - С. 103-111.

3. Государственная инвентаризация лесов Российской Федерации. Временные рабочие правила проведения полевых работ. - М., 2008. - С. 255.

4. Архипов В.И., Безруков С.В., Кренев И.А. Рельеф: отображение в материалах лесоустройства, воздействие на рентабельность ведения лесного хозяйства, использование при дешифрировании ска-нерных снимков // Лесное хозяйство. - 2008. - С. 37-38.

5. Анучин Н.П. Лесная таксация: учеб. для вузов. - 2-е изд. - М.: Лесн. пром-сть, 1982. - 551 с.

6. Третьяков Н.В., Горский П.В., Самойлович Г.Г. Справочник таксатора. - М.: Гослесбумиздат, 1952. -853 с.

7. Марцинковский Л.А. О зависимости между диаметром деревьев лиственницы на высоте пня и на высоте груди // Тр. СТИ: сб. ст. - Красноярск, 1964. - С. 15-18.

8. Селиванов Ю.В. Соотношение диаметров на высоте пня и на высоте груди в сосновых молодняках учебно-опытного лесхоза // Лесная таксация и лесоустройство: межвуз. сб. науч. тр. - Красноярск, 1973. - С. 221-224.

9. Вайс А.А. Взаимосвязь диаметра на высоте груди и диаметра стволов на высоте пня // Лесная таксация и лесоустройство: межвуз. сб. науч. тр. - Красноярск, 2000. - С. 35-39.

10. Данилин М.А. Таблицы для таксации осиновых насаждений Сибири: метод. указания. - Красноярск: КГАУ, 1998. - 61 с.

УДК 582.28 М.Р. Ратова, А.Г. Миронов

ПРОДУКТИВНОСТЬ СЪЕДОБНЫХ ГРИБОВ В ЕСТЕСТВЕННЫХ НАСАЖДЕНИЯХ ПОДТАЕЖНО-ЛЕСОСТЕПНЫХ РАЙОНОВ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ

На примере экспериментальной базы «Погорельский бор» изучены видовое разнообразие и продуктивность съедобных базидиомицетов в естественных насаждениях различного состава и возраста. Выявлено и описано более 18 видов съедобных грибов. Установлено, что наибольшей биологической продуктивностью и биоразнообразием отличаются молодняки и приспевающие сомкнутые насаждения сосны мелкотравно-зеленомошного типа, а также березняки со вторым ярусом сосны.

Ключевые слова: съедобные грибы, биоразнообразие, продуктивность, естественные насаждения.

M.P. Ratova, A.G. Mironov EDIBLE FUNGI PRODUCTIVITY IN THE NATURAL PLANTATIONS OF SUBTAIGA-FOREST-STEPPE AREAS IN KRASNOYARSK REGION

Species diversity and productivity of edible basidiomycetes in the natural plantations of various composition and age are studied on the example of the “Pogorelsky bor” experimental area. More than 18 species of the edible fungi are revealed. It is determined that young growths and ripening close plantations of small grass and moss pine species and birch forests with second pine growth are notable for the best biological productivity and biodiversity.

Key words: edible fungi, biodiversity, productivity, natural plantations.

Введение. Съедобные грибы являются важным пищевым ресурсом. Однако на современном этапе изученность видового разнообразия, ареалов большинства биологических видов, ресурсного потенциала рассматриваемой недревесной продукции леса остается недостаточной. Исследованием данного вопроса на территории Красноярского края занимались О.Э. Шишикина [7], А.И. Палкин [4] и другие исследователи, но в масштабах крупнейшего в России региона в современных экологических условиях информации о распространении и ресурсном потенциале съедобных грибов крайне мало.

Цель исследований. Проведение микологических исследований в лесных насаждениях экспериментальной базы «Погорельский бор» для оценки видового разнообразия съедобных грибов и их ресурсного потенциала.