Корневые и стволовые гнили и состояние древостоев Шарташского лесопарка г. Екатеринбурга в условиях различной рекреационной нагрузки

Лесное хозяйство **

в аренду в целях заготовки древесины способствует повышению эффективности лесопользования.

2. Темпы роста объемов заготовки древесины на арендных участках на порядок ниже темпов роста товарной продукции.

5. Для ускорения передачи земель лесного фонда в аренду необходимо совершенствование нормативной базы и проведение всего комплекса лесоустроительных работ на территории УрФО.

3. С увеличением доли лесов, переданных в аренду, увеличивается общий доход за их использование.

4. Передача лесов в аренду с целью заготовки древесины способствует софи-нансированию лесоустроительных работ арендаторами.

Литература

1. Селиванов В. А., Торопов В. В. Опыт организации арендных отношений в Тугулымском лесхозе Свердловского управления лесами : метод. пос. Екатеринбург : Екатеринбург, 1999. 76 с.

2. Лесной кодекс Российской Федерации. Екатеринбург : Ажур, 2007. 56 с.

3. Основы лесного законодательства Российской Федерации. М. : Экос-информ, 1993. 64 с.

КОРНЕВЫЕ И СТВОЛОВЫЕ ГНИЛИ И СОСТОЯНИЕ ДРЕВОСТОЕВ ШАРТАШСКОГО ЛЕСОПАРКА Г. ЕКАТЕРИНБУРГА В УСЛОВИЯХ РАЗЛИЧНОЙ РЕКРЕАЦИОННОЙ НАГРУЗКИ

Е. В. КОЛТУНОВ, доктор биологических наук, профессор, ведущий научный сотрудник, Ботанический сад УрО РАН, С. В. ЗАЛЕСОВ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, проректор по научной работе,

А. Ю. ДЕМЧУК, аспирант, УГЛТУ

620125, г. Екатеринбург, ул. Бахчиванджи, д. 11, кв. 16

Ключевые слова: санитарное состояние, лесопарк, корневая, стволовая гниль, рекреационная дигрессия. Keywords: sanitary state, forest park, root, rotting of stem, recreational digression.

Городские лесопарки, особенно в городах с высоким промышленным потенциалом, служат важным компонентом улучшения городской среды, снижения уровня загрязнения воздуха, выполняют рекреационные, средозащитные функции. В последнее время проблема ухудшения санитарного состояния как лесов в целом, так и городских лесопарков и пригородных лесов стала особенно актуальной [1, 2, 3], что обусловлено постоянным ухудшением их состояния и тенденцией к усыханию. Поэтому изучение состояния городских лесопарков и пораженности древостоев корневыми и стволовыми гнилями является актуальным.

Целью наших исследований было изучение состояния древостоев Шарташского лесопарка: санитарного состояния, количественного уровня пораженности деревьев корневыми и стволовыми гнилями, их взаимосвязи с категориями состояния дре-востоев, уровнем антропогенного воздействия, фаутностью древостоев и лесорастительными условиями. Выбор объекта был обусловлен как недостаточной изученностью состояния лесопарка, так и тем, что он является одним из наиболее интенсивно посещаемых лесопарков города и имеет очень широкий диапазон уровней антропогенной нагрузки на фитоценозы.

Методика.

В основу исследований положен метод временных пробных площадей и маршрутный метод с взятием кернов из ствола и корней у деревьев по трансекте.

Пробные площади для количественного изучения степени пораженности корневыми и стволовыми гнилями и анализа санитарного состояния насаждений Шарташского

лесопарка были заложены вокруг озера Шарташ в сосняках трех наиболее представленных по площади типов леса: разнотравном, ягодниковом и брусничном. На всех пробных площадях для каждого дерева были определены категория санитарного состояния, наличие и количественные характеристики фаутности, а также количественные характеристики пораженности стволовой (СГ) и корневой (КГ) гнилями с установлением стадии развития инфекционного процесса. Для более полного анализа пораженности гнилями деревьев по территории лесопарка были заложены также трансекты.

В настоящее время основной характеристикой состояния древостоя является категория санитарного состояния, определяемая в соответствии с Санитарными правилами в лесах РФ [4]. Поэтому количественная оценка категорий санитарного состояния в обследуемом лесопарке проводилась на основе указанных критериев оценки.

Пораженность древостоев корневыми и стволовыми гнилями определяли методом взятия кернов из ствола и трех корневых лап [5, 6]. Этот подход позволяет значительно точнее, чем другими методами, изучить реальную пораженность древостоев корневыми и стволовыми гнилями. Ранее установлено [5-10], что в условиях техногенной и рекреационной нагрузки, испытываемой насаждениями городских лесопарков и пригородных лесов, несмотря на полное отсутствие действующих и затухших очагов инфекционных болезней, общая пораженность сосны обыкновенной стволовыми и корневыми гнилями достигала 60 %, а березы - 100 %.

Трансекты закладывались в выбранных участках Шарташского лесопарка в диагональном направлении от северо-восточного угла каждого квартала к юго-западному, чтобы наиболее полно отразить возможную мозаичность участка. Взятие кернов на трансектах осуществлялось методом случайного отбора проб у деревьев через каждые 20 метров. В целях исключения случайного распространения инфекции среди здоровых древостоев приростной бурав каждый раз стерилизовался обработкой раствором трихлоруксусной кислоты.

Пробные площади размером 25 х 25 м закладывались с помощью измерительных инструментов (рулетки и буссоли) в типичных для данного участка условиях в соответствии с требованиями ОСТ 56-69-83 «Площади пробные лесоустроительные» [11].

На каждой пробной площади проводился сплошной перечет деревьев с распределением по 2-сантиметровым ступеням толщины с помощью мерной вилки на высоте 1,3 метра. Для каждого дерева определялись следующие параметры: категория санитарного состояния; фаут-ность: наличие морозобойных трещин, сухобочин, изреживание кроны; наличие в коре отверстий, связанных с деятельностью ксилофагов; наличие на стволе плодовых тел грибов; наличие загнивших сучков, дупел, отверстий от сгнивших сучков, которые могут являться местом проникновения патогенов; наклон или изгиб ствола в любой его части, ожоги ствола, раздвоение вершины, наличие наростов, наплывов, водяных побегов, ведьминых метел. Также на пробной площади производилось определение доминирующих видов растений

Таблица 1

Основные таксационные показатели древостоев пробных площадей

Шарташского лесопарка

в с ш, № квартала, выдела Тип леса Класс бонитета Состав Возраст, лет Средняя высота, м Средний диаметр, см Г устота, шт./га Абсолютная полнота, м2/га Относительная полнота о В ЇТ-а эт й

1 58 30 С яг. її 9С1Б 90 23 28 502 31,68 0,8 360

2 62 7 С бр. iii 10С 90 21 24 684 31,14 0,9 370

3 56 5 С яг. її 10С 100 26 32 440 32,32 0,8 420

4 56 16 С яг. i 10С 100 27 36 376 37,36 0,8 440

5 53 15 С яг. i 10С 100 27 32 376 37,36 0,8 440

6 60 4 С РтР. її 10Б 80 23 24 507 27,02 0,7 220

7 60 8 Сртр. iii 7Б3С 100 23 30 396 21,18 0,6 190

8 55 36 С ртр. її 9С1Б 100 25 36 330 24,24 0,6 300

9 62 11 С яг. iii 10С 120 24,5 28 572 33,51 0,9 392

10 55 55 С яг. iii 10С 110 22,4 28 543 37,92 0,8 367

11 58 27 С РтР. iii 10С 110 22,7 24,3 543 39,38 0,9 329

Таблица 2

Распределение деревьев по категориям санитарного состояния на пробных площадях

в Шарташском лесопарке, %

№ Категории санитарного состояния Степень (стадия) антропогенной трансформации

пп. 1 2 3 4 5 6

1 70 20 0 0 3,3 3,3 Средняя

2 51,2 39 4,88 0 0 2,44 Сильная

3 57,14 10,7 10,7 0 3,57 17,86 Слабая

4 52,94 11,77 23,53 0 0 11,76 Слабая

5 45,45 22,73 22,73 0 0 9,09 Средняя

6 75,76 3,03 6,06 3,03 6,06 6,06 Сильная

7 75,0 5,0 0 5,0 5,0 10,0 Сильная

8 62,5 12,5 25,0 0 0 0 Сильная

9 57,3 31,5 8,6 1,0 1,6 0,0 Средняя

10 10,5 58,9 24,5 5,5 0,6 0,0 Сильная

11 45,1 41,7 5,9 5,3 2,0 0,0 Сильная

по ярусам: в древесном пологе, подлеске и живом напочвенном покрове.

Результаты исследований.

Как показали материалы исследований, все пробные площади в сосняке ягоднико-вом характеризуются высокой относительной полнотой (0,8-0,9), насаждения сосняка разнотравного характеризуются большим варьированием этого показателя - от 0,6 до 0,9 (табл. 1). Возраст насаждений варьируется от 80 до 120 лет. Все насаждения характеризуются относительно высокой устойчивостью (для сосны) к антропогенному воздействию.

Для всех пробных площадей с доминированием в составе сосны характерно преобладание деревьев 1 категории санитарного состояния, то есть здоровых (табл. 2). Их количество колеблется от 45 до 70 %. Количество деревьев 4-6 категорий санитарного состояния было незначительным. В целом это характеризует состояние древостоев как хорошее, несмотря на высокий уровень рекреационной нагрузки на лесопарк.

Для проб с преобладанием в составе березы характерны другие соотношения категорий состояния: доля деревьев 1 категории составляет 75 %, деревьев 2 и 3 категорий - всего 5-9 %, и очень высока доля усыхающих и сухостойных деревьев - 15 % (табл. 2).

Анализ фаутности древостоев лесопарка показал, что для всей территории отмечено наличие морозобойных трещин разных стадий зарастания, от свежих до уже заросших. Варьирование количества деревьев с морозобойными трещинами весьма велико - от 3,5 до 56 %. Они потенциально являются местом проникновения как патогенных грибов, так и ксилофагов. Механические повреждения ствола включают в себя как повреждения только коры (обдир, затес, срезание), так и более глубокие повреждения с поражением древесины. Для наиболее нарушенных антропогенными факторами насаждений характерно наличие большого количества фаут антропогенного происхождения.

Как показали результаты исследований, пораженность сосны корневыми гнилями в лесопарке варьировалась от 10 до 50 %, стволовыми - от 10 до 40 %. Суммарная пораженность сосны и корневыми, и стволовыми гнилями варьировалась в пределах от 40 до 80 %. Пораженность березы стволовыми гнилями оказалась значительно выше и составляла от 66 до 100 %.

В целом, следует отметить, что изученный нами лесопарк по уровню пораженно-сти корневыми и стволовыми гнилями является одним из наиболее значительно инфицированных лесопарков города.

Как известно, уровень пораженности сосны гнилями обусловлен многими факторами: возрастом насаждений, рельефом, лесорастительными условиями, особенно влажностью почв, и воздействием человека [12, 13]. Важный вклад в снижение резистентности к поражению древо-стоев грибами, по мнению ряда авторов, вносит и стрессовое воздействие [13, 14]. В первую очередь нас интересовал вклад антропогенных факторов в пораженность сосны корневыми и стволовыми гнилями,

так как многие авторы относят его к одному из основных факторов, детерминирующих уровень устойчивости древостоя в целом и степень пораженности его инфекционными болезнями [15-17].

Как показали результаты исследований, уровень пораженности стволовыми гнилями в значительной степени детерминировался уровнем антропогенной трансформации фитоценозов лесопарка (по стадиям) (рис. 1).

Так, если при слабом уровне антропогенной трансформации фитоценозов лесопарка (2 стадия антропогенной трансформации) средняя пораженность сосны обыкновенной стволовыми гнилями составляла лишь 10,00 ± 0,017 %, то пораженность гнилями древостоев на 3 и 4 стадиях антропогенной трансформации резко возрастала и составляла, соответственно, 30,0 ± 0,034 % и 33,25 ± 4,714 % (Р = 0,18).

Обращает на себя внимание отсутствие достоверных различий в пораженности сосны стволовыми гнилями между дре-востоями с 3 и 4 стадиями антропогенной трансформации, хотя у последней группы на отдельных пробных площадях поражен-ность сосны стволовыми гнилями достигала 40 %, тогда как в подгруппе пробных площадей с 3 стадией таких показателей не было. Одним из возможных объяснений

этому может быть наличие незначительных различий во влажности почв, которая оказывает существенное влияние на пораженность древостоев стволовыми гнилями.

Нами также изучена взаимосвязь уровня антропогенной трансформации фитоценозов с уровнем фаутности антропогенного происхождения, поскольку совершенно очевидно, что именно такие фауты, как механические повреждения ствола с повреждением коры, могут в значительной степени увеличивать вероятность инфицирования поврежденных деревьев.

В процессе исследований выявлены очень значительные различия в средних показателях количества деревьев с механическими повреждениями ствола на пробных площадях при 2 и 4 стадиях антропогенной трансформации. Если в малонару-шенных насаждениях их среднее количество составляло 2,175 %, то у значительно нарушенных (4 стадия) этот показатель был в 20 раз выше (23, 183 %). Соответственно, между этими вариантами выявлено и значительное различие по среднему количеству деревьев, имеющих морозобойные трещины (12,035 % и 33,055 %). Заметно выше было и среднее количество деревьев, имеющих отверстия в коре, проделанные насекомыми-ксилофагами. Следовательно, можно заключить, что многие фауты

Лесное хозяйство

достаточно адекватно отражают состояние древесного яруса и степень его ослаблен-ности.

Анализ возможной взаимосвязи пораженности сосны обыкновенной корневыми гнилями с уровнями антропогенной трансформации фитоценозов лесопарка не выявил каких-либо статистически достоверных различий. Как в относительно слабонару-шенных, так и в значительно нарушенных древостоях средние параметры пораженно-сти сосны корневыми гнилями варьировались в пределах 40 %.

Мы предполагаем, что одной из возможных причин последнего является влажность почвы, оказывающая значительное влияние на пораженность корневыми гнилями. В слабонарушенных древостоях основным типом леса был сосняк ягоднико-вый, в значительно нарушенных явно доминировал сосняк разнотравный. Последний тип леса, как известно, имеет более высокую влажность почв [18]. Другой причиной могли быть различия в среднем диаметре древостоев, которые тесно коррелировали с уровнем пораженности сосны корневыми гнилями (R = 0,739). Как показали исследования, различия в показателях среднего диаметра имели место (2 ст. - 29,55 см, 4 ст. - 27,26 см), но они не были значительными.

Распределение деревьев по 10-сантиметровым ступеням толщины в зависимости от наличия СГ или КГ приведено на рис. 2.

Данные на рис. 2 свидетельствуют, что максимальное количество здоровых деревьев в выборке приходится на ступень 20-30 см, но постепенно их доля падает на фоне роста числа деревьев с гнилями. Гнили начинают появляться у деревьев только с толщины более 20 см. Максимальное количество деревьев, пораженных гнилями, приходится на ступень толщины 30-40 см. Последнее характерно для поражения как стволовой, так и корневой гнилью.

Как отмечалось ранее, береза в Шарташском лесопарке в наибольшей степени поражена стволовыми гнилями. Колебания пораженности составили от 67 до 100 %. Столь высокие уровни количества больных деревьев связаны с порослевым происхождением березы и ее значительным возрастом. Как показали исследования, у больных деревьев доминировала центральная стволовая гниль в фазе деструкции.

Нами также проанализировано распределение стадий развития гниле-вых болезней в древостоях лесопарка. Сравнительный анализ развития гнилей по стадиям показал, что и у корневой, и у стволовой гнилей в этом лесопарке преобладает начальная стадия болезни (рис. 3). В меньшей степени встречается средняя стадия (СГ - 18,18 %: КГ - 29,17 %). Значительная стадия болезни (с широкой зоной поражения и признаками сильной деструкции древесины) отмечена у 25 и 36,4 % деревьев с корневой и стволовой гнилями соответственно.

Учитывая определенную неточность визуальной идентификации параметров категорий санитарного состояния, мы сочли актуальным проанализировать наличие и

20

2 3 4

Стадии антропогенной трансформации Рисунок 1

Влияние уровня антропогенной трансформации на пораженность сосны обыкновенной стволовыми гнилями

ф

60

tú

50

g

зо

20

ю

о

0)

,

П (1) п

0- 10 10-20 20-30 30-40 40-50

Ступени ТОЛЩИНЫ, СМ Рисунок 2

Распределение деревьев сосны по ступеням толщины у здоровых (1), пораженных стволовой (2) и корневой (3) гнилями

& 50 8 45

л

ш

ф 40

Cl

Ф

^ 35

h«

Ф

ï-?

с;

£ 20

1'

10

?

о

I - Корневая г

Стадия развития гнили I | - Стволовая гниль

Рисунок 3

Распределение сосны по стадиям развития корневой и стволовой гнилей

статистическую достоверность различии между уровнями антропогенной трансформации изученных фитоценозов и рядом параметров категорий санитарного состояния, в частности такими, как среднее количество деревьев разных категорий санитарного состояния между пробными площадями со 2 и 4 стадиями антропогенной трансформации.

Результатами исследований установлено достоверное различие количества деревьев всех категорий санитарного состояния: 1 категория (4 ст. - 42,32 ± 11203; 2 ст. - 55,0 ± 1,212 (Р = 0,004), 2 категория (4 ст. - 40,34 ± 6,61; 2 ст. - 11,14 ± 0,269 (Р = 0,000011); 3 категория (4 ст. -

23,865 ± 0,655; 2 ст. - 17,025 ± 3,68 (P = 0,012) и 4-6 категории (4 ст. - 16,50 ± 2,744; 2 ст. - 6,66 ± 0,797 (P = 0,046). Таким образом, очевидно,что, несмотря на определенную неточность визуальной идентификации категорий состояния, она, тем не менее, достаточно адекватно отражает и различия в уровнях антропогенной нарушенно-сти фитоценозов лесопарка.

Как показали результаты исследований, несмотря на интенсивное рекреационное использование, в целом санитарное состояние древостоев лесопарка вполне удовлетворительное. В составе древостоя доминируют деревья 1 категории санитарного состояния, а количество древостоев 4-6

категорий состояния очень незначительно. Частично в отдельных кварталах это обусловлено выборкой сухостоя.

Вместе с тем обращает на себя внимание и то, что в местах с наиболее высокой посещаемостью значителен уровень антропогенной трансформации фитоценозов (4 стадия). Последнее требует принятия мер по предотвращению дальнейшего повышения антропогенной нагрузки. Одним из наиболее эффективных подходов к решению этой проблемы могла бы быть посадка колючих декоративных кустарников вокруг наиболее нарушенных участков лесопарка.

Как показал сравнительный анализ пораженности корневыми и стволовыми гнилями различных лесопарков города, изученных нами ранее [5-10], по уровню пора-женности деревьев болезнями Шарташский

лесопарк можно отнести к числу наиболее высоко инфицированных гнилями лесопарков. В связи с этим целесообразно проведение мероприятий по оздоровлению дре-востоев.

Из лесоводственных мероприятий эффективна постепенная реконструкция древостоев, а также выборка деревьев с плодовыми телами грибов.

Вместе с тем комплексное лесопатологическое обследование территории Шарташского лесопарка показало, что очагов усыхания сосны от гнили не наблюдается. Как действующие, так и затухшие очаги корневой и стволовой гнили у сосны обыкновенной отсутствуют. Учитывая, что последнее наблюдается на фоне высокого уровня пораженности гнилями живых деревьев, мы с достаточным основанием можем предполагать, что общепринятый в

лесном хозяйстве метод лесопатологической оценки заболеваемости древостоев по площади действующих и затухших очагов совершенно не отражает реального уровня пораженности древостоев корневыми и стволовыми гнилями и что массовое применение этого метода дает искаженные результаты. Вероятно, такой скрытый характер развития инфекционного процесса объясняется низким уровнем агрессивности патогенов.

По нашему мнению, основными причинами столь значительной пора-женности сосны обыкновенной корневыми и стволовыми гнилями являются высокий уровень рекреационной нагрузки на фитоценозы лесопарка и значительное техногенное загрязнение, установленное нами ранее [19, 20].

Литература

1. Hogg E. H., Brandt James P., Kochtubajda B. Growth and dieback of aspen forests in northwestern Alberta, Canada, in relation to climate and insects // Can. J. Forest Res. 2002. V. 32. № 5. P. 823-832.

2. Nuorteva P. The role of air pollution and climate change in development of forest insect outbreaks - guest editorial: Workshops "Eff. Possible Glob. Warming Insect Diversity and Distrib." and "Role Air and Soil Pollut. Dev. Forest Insect Outbreaks" during 20 Int. Congr. Entomol., Firenze, 25-31 Aug., 1996 // Acta phytopathol. et entomol. hung. 1997. V. 32. № 1-2. P. 127-128.

3. Rigling A., Forster B., Wermelinger B., Cherubini P. Waldfohrenbestande im Umbruch // Wald und Holz. 1999. V. 80. № 13.

P. 8-12.

4. Санитарные правила в лесах Российской Федерации (Приказ МПР РФ от 05.04.2006 № 72).

5. Колтунов Е. В., Залесов С. В., Лаишевцев Р. Н. Основные факторы пораженности сосны корневыми и стволовыми гнилями в городских лесопарках // Защита и карантин растений. 2008. № 2. С. 56-58.

6. Колтунов Е. В., Залесов С. В. Корневые и стволовые гнили сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) и березы повислой (Betula pendula Roth.) в Нижне-Исетском лесопарке г. Екатеринбурга // Аграрный вестник Урала. 2009. №1 (55). С. 73-76.

7. Колтунов Е. В. Корневые и стволовые гнили сосны обыкновенной (PINUS SYLVESTRIS L.) и березы повислой (BETULA PENDULA ROTH.) в Нижне-Исетском лесопарке г. Екатеринбурга // Иммунопатология, аллергология, инфектология. 2009. № 1. С. 35.

8. Колтунов Е. В., Залесов С. В., Демчук А. Ю. Лесопатологическое обследование природного парка «Самаровский Чугас» // Мат-лы V науч.-практ. конф., посв. памяти и 155-летию со дня рождения А. А. Дунина-Горкавича. М., 2010. С. 83-84.

9. Колтунов Е. В., Залесов С. В., Демчук А. Ю. Корневые и стволовые гнили насаждений и техногенное загрязнение почв

в лесопарках г. Екатеринбурга // Рекреационное использование лесов на урбанизированных территориях. М., 2009. С. 35-37.

10. Залесов C. В., Лаишевцев Р. Н., Колтунов Е. В. Корневая и стволовая гнили сосны обыкновенной ^inus silvestris) в городских лесопарках г. Екатеринбурга // Леса России и хозяйство в них. Екатеринбург: Изд-во УГЛТУ и БС УрО РАН, 2007. Вып. 1.

С. 238-246.

11. ОСТ 56-69-83. Площади пробные лесоустроительные. Метод закладки. М., 1983. 60 с.

12. Стороженко В. Г Гнилевые фауты коренных лесов Русской равнины / В. Г Стороженко. М. 2001. 157 с.

13. Федоров Н. И. Корневые гнили хвойных пород / Н. И. Федоров. М. : Лесная промышленность, 1984. 160 с.

14. Rosso P., Hansen E. Tree vigor and the susceptibility of Douglas fir to Armillaria root disease // Eur. J. Forest Pathol. 1998. V. 28. № 1. P. 43-52.

15. Мазепа В. Г., Стасевич Л. И. Техногенное влияние ровенского ГХП «Азот» на фитопатологическое состояние лесных насаждений // Пробл. лес. фитопатол. и микол. : тез. докл. 6 Межд. конф., Москва, 13-17 окт., 1997. М., 1997. С. 48-49.

16. Бисирова Э. М. Гнилевые болезни кедра сибирского (Pinus sibirica Du Tour) в припоселковых кедровниках Томской области // Макромицеты бореальной зоны. Красноярск : СибГТУ, 2009. С. 133-137.

17. Матусевич Л. С. Лесопатологическое состояние еловых лесов на территории европейской части России // Лесное хозяйство. 2003. № 1. С. 29.

18. Тихонов А. С., Набатов Н. М. Лесоведение. М. : Экология, 1995. 320 с.

19. Колтунов Е. В., Залесов С. В., Лаишевцев Р. Н. Содержание тяжелых металлов в хвое и листьях сосны обыкновенной в лесопарках Екатеринбурга // Леса России и хозяйство в них. Екатеринбург : Изд-во УГЛТУ и БС УрО РАН, 2007. Вып. 1. С. 238-246.

20. Колтунов Е. В., Залесов С. В. Содержание тяжелых металлов в почвах лесопарков г. Екатеринбурга // Аграрный вестник Урала. 2009. № 6 (60). С. 71-72.