Влияние подтопления на динамику лесных экосистем (на примере дарвинского заповедника на Рыбинском водохранилище)

ВЛИЯНИЕ ПОДТОПЛЕНИЯ НА ДИНАМИКУ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ

И.Н. УЛЬЯНОВ, аспирант кафедры лесоводства МГУЛа

Научный руководитель академик РАЕН, профессор В.И. ОБЫДЁННИКОВ

Растительность изучаемого района (юго-восточная часть Молого-Шекснинской низины) характеризуется преобладанием сфагновых болот, а также заболачивающихся лесов, главным образом, сосновых, где зеленомошные леса занимают менее 20 % покрытой лесом площади.

Зеленомошные сосновые леса растут по высоким берегам водохранилища и подпираемых им рек. Со стороны водораздела к высоким береговым участкам подходят верховые сфагновые болота, которые являются заболачивателями суходольных лесов. Процесс заболачивания многовековой, однако после создания водохранилища, которое резко замедлило сток с болота, это явление ускорилось. Как показали исследования [6] заболачивание зеленомошных лесов происходит очень быстро и за 10 - 20 лет становятся очевидными изменения в напочвенном покрове, выражающиеся в вытеснении сфаг-нами зеленых мхов.

Зеленомошные леса растут и на «гривах» среди болот. Это неширокие вытянутые участки, возвышающиеся на 0,5 -1,0м над болотом.

Исследования проводились на постоянной пробной площади (п.п.)Дарвинского заповедника, заложенной и описанной в 1947 г. Участок площадью 0,5 га расположен на «гриве» среди заболоченных сфагновых сосняков и представляет сосняк ягоднико-вый зеленомошный (п.п. №21), удаленный на 0,4 км от мелководного залива водохранилища.

Одной из причин изменений в прибрежных лесах является изменение почв. Первое подробное описание почв на п.п. было выполнено в 1959 г. А.А. Успенской [7]. Она выделила здесь две почвенные разности по выраженности процесса оглеения: сред-

неподзолистая слабо- и среднеоглеенная пылевато-песчаная. Динамику почв за 30-летний период (1947- 1977 гг.) изучала Т.С. Манькова [3]. Почва была названа по-лугидроморфной-торфянисто-дерново-слабо-среднеподзолистой глееватой пылевато-песчаной. Установлено, что за период исследования морфологические признаки минеральных горизонтов не изменились, отмечено лишь увеличение мощности органогенного горизонта и нарастание лесной подстилки, что автор связывает с эпизодическим удлинением периода сезонного переувлажнения при замедлении оттока грунтовых вод вследствие подпора водотоков. Выявлено преобладание выноса железоорганических соединений над их поступлением в горизонте В).

Динамику древостоя сосняка ягодни-ково-зеленомошного представим таксационными показателями, рассчитанными на начало и конец 50-летнего периода. В следующем ряду таксационные показатели записаны через дробь: в числителе- начало^ 947г.), в знаменателе - конец исследуемого периода. Динамика таксационных показателей древостоя: состав ЮС ед.Е/9С1Е ед.Б, возраст (лет) 77/127, бонитет 1,7/11,1; средний диаметр (I), см): сосны 24,5/34,0, ели 10,7/14,2; средняя высота (Н, м): сосны 22,8/27,0, ели 10,5/14,1; полнота 0,94/1,14;

3 I

запас (М, м /га-) 345/461; сумма площадей сечения (С,м2/га-1) 33/40; число стволов (14, шт/га-1): сосны 678/374, ели 106/378; процент сухостоя 2,4/13,9; число стволов отпада (ГчГ, шт/га-1): сосны 40/102, ели 0/20; средний

3 1 I

прирост (С, м -га- /год- ) 4,5/3,6; текущий

3 1 1

прирост (Т,м та- /год- ) в среднем за год 50-летнего периода 2,3.

Приведенные данные характеризуют фактическое изменение таксационных пока-

зателей древостоя пробной площади. Какова роль в этих изменениях водохранилища. Обозначим буквой «П» комплекс факторов, связанных с влиянием водохранилища и рассчитаем его значение по формуле, приведенной в работе B.C. Писанова [6, с. 23]. Следующий ряд данных характеризует значение «П» в динамике разных таксационных показателей за 50 лет влияния водохранилища (%): Н=+36, D=+86, N=+78, G=+100, М=+29, Т=+17. Как видим, влияние комплекса факторов, связанных с водохранилищем, оказалось положительным. Положительный эффект влияния водохранилища на изменение высоты, запаса, суммы сечений и прироста древостоя отмечен в лишайниковом сосняке, растущем на дюнном острове водохранилища [5].

Выше отмечалось, что на участке расположения пробной площади подтопление не проявляется. Здесь могут действовать иные факторы, например, переувлажнение пограничных зон между суходолом и болотом при снеготаянии и обильных осадках при высоком УВ. Такие зоны расположены недалеко (-50 м) от п.п. На участках, где проявляется влияние подтопления, фактор «П» характеризуется отрицательными значениями всех таксационных показателей [6].

Интересные результаты получены при анализе графиков, характеризующих изменение

4 11 ^

среднего (С, м /га- -год-) и текущего (Т, м /га-'тод-1) приростов древостоев п.п. и эталонного из таблиц хода роста [8]. Как видно на рисунке, средние приросты сравниваемых древостоев почти совпадают, что свидетельствует о примерном равенстве темпов ежегодного изменения запаса древостоя на протяжении жизни последнего. Текущий прирост характеризует изменение запаса в среднем за год исследованных период. Этот показатель более чутко реагирует на климатические особенности периодов. Так резкие спады текущего прироста соответствуют периодам, в которые наблюдались очень засушливые годы (1972 и 1992 гг.).

Рассмотрим изменения, происшедшие за полувековой период в нижних ярусах фитоценоза. Подрост представлен, как и при первом описании, елью. В древостой за пе-

риод исследования перешло около 300 елей, в подросте сейчас насчитывается около 0,8 тыс. шт./га-1 елей разной высоты (0,5 - 5,0 м) удовлетворительного и хорошего состояния. Есть березы (0,1 тыс.шт./га-1) также разной высоты (0,5 - 7,0 м) и удовлетворительного состояния.

А, лет

Рис. Изменение приростов древостоя сосны на п.п. № 21 и эталонного из ТХР

Подлесок за полвека изменился существенно. Почти исчез бывший ранее обильным (более 5 тыс.шт./га-1) ярус из можжевельника, остались лишь единичные кусты высотой до 1,0 м удовлетворительного состояния.

Напочвенный покров как индикатор почвенно-гидрологических условий также изменился. Через 50 лет стало иным покрытие фоновыми видами: доля брусники снизилась с 30 до 5 %, покрытие черники не изменилось^ %); стало больше орляка (10%), появились единичные экземпляры щитовника игольчатого и вейника тростникововидного.

В динамике мохового покрова наблюдалась смена фоновых видов. В 1947 г. фон образовывали мох Шребера (40 %), ги-локомий (20 %), птилий почти исчез, а разросся дикран волнистый (30 %). Еще через 10 лет в моховом покрове стало два содоми-нанта: мох Шребера (40 %) и гилокомий (40%). В динамике сфагнума Гиргензона -основного заболачивателя зеленомошных лесов изменения за полвека оказались незначительными, доля его покрытия увеличилась с единичных участков до 5 %.

Итак, анализ изменений разных компонентов сосняка ягодниково-зеленомош-ного, растущего на «гриве» среди болот в зоне косвенного влияния водохранилища [2] свидельствует о динамичности процессов как в почве и ее гидрологическом режиме, так и в фитоцинозе. С позиций динамической типологии И.С. Мелехова [4] скорость и направление изменений за полувековой период позволяют рассматривать сосняк ягодниковый зеленомошный как этап относительно ускоренного формирования нового типа - сосняка черничника зеленомошного с тенденцией смены сосны елью в новом поколении и развитием, хотя и медленным, процесса заболачивания леса.

Литература

1. Анучин А.П. Лесная таксация. - М.: Лесная пром-сть, 1982. - 552 с.

2. Дьяконов К.Н. Влияние крупных равнинных водохранилищ на леса прибрежной зоны. - Л.: Гид-рометиздат, 1975. - 126 с.

3. Манькова Т.С. Современные процессы в подзолистых почвах, находящихся под влиянием Рыбинского водохранилища: Автореф. дисс. канд. биол. наук, 06.01.03. -М.:ТСХА, 1985. - 15 с.

4. Мелехов И.С. Лесоведение. - М.: Лесная пром-сть, 1980.-406 с.

5. Писанов B.C. Четыре десятилетия в условиях влияния водохранилища: динамика лишайниковых сосняков // Динамическая типология леса. -М.: Агропромиздат, 1989. - С. 192 - 197.

6. Писанов B.C. Динамика заболачивающихся сосняков в условиях подтопления Рыбинским водохранилищем // Лесоведение. -1996. - № 4. - С. 20 - 28.

7. Успенская А.А. Материалы к изучению почвенного покрова основных типов леса Дарвинского заповедника// Тр. Дарвинского заповедника. -Вып. 9. - Вологда. - С. 123 - 181.

8. Тюрин А.В., Науменко И.М., Воропанов П.В. Лесная вспомогательная книжка. - М., Л.: Гос-лесбумиздат, 1956. - 532 с.

ПУТИ ФОРМИРОВАНИЯ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ, ХОЗЯЙСТВЕННО-ЦЕННЫХ ДРЕВОСТОЕВ ОСИНЫ

В.Н. ФОКИН, директор ГУ Специализированного лесхоза «Юго-Восточный»

Настоящие исследования проведены в областях Центральной провинции зоны хвойно-широколиственных лесов. В основу анализа приняты материалы свыше 40 пробных площадей, заложенных в наиболее распространенных типах леса: осинник- черничный I - II класса бонитета (58 % площади осиновых древостоев) и осинник - кисличный I и 1а класса бонитета (37 % площади осинников). Пробные площади закладывались в древостоях осины 1-У1 классов возраста.

Изучение возобновительных процессов осины показало, что реализация вегетационного репродуктивного потенциала осины происходит в течение первого года после рубки с появлением до 600 тыс. корневых отпрысков на 1 гектар площади. Наиболее быстрое формирование молодняков отмечается после рубки материнских насаждений в зимне-весенний и осенне-зимний периоды

до начала и после окончания вегетационного периода. После вырубки древостоев в летний период отпрыски частично побиваются заморозками, а при зимних заготовках по глубокому снегу их образуется меньше из-за отсутствия поверхностного травмирования корневых систем основного древостоя.

Практически одновременно с появлением корневых отпрысков осины отмечается наличие всходов ели в количестве от 600 до 1000 штук на 1 гектар. С увеличением возраста представленность елового элемента леса возрастает от 13 (в возрасте 20 лет) до 70 (в возрасте 70 лет) процентов площади осинников.

Около 60 % спелых и перестойных осинников характеризуются сложной двухъярусной структурой, что в значительной степени определяет необходимость проведения в них лесоводственных уходов [1]. Результаты экспериментальных рубок на пробных площадях показали, что осинники