Дендрохронологические исследования в вопросах ведения хозяйства в Бузулукском бору

Дендрохронологические исследования в вопросах ведения хозяйства в Бузулукском бору

Д. Н. Сафонов, преподаватель, А. Ан. Гурс-кий, аспирант (науч. рук. - д.с.-х.н., профессор А. Ак. Гурский), ОренбургскийГАУ

Одним из методов познания закономерности динамики лесных ценозов и управления процессами их развития служит изучение радиального прироста деревьев в различных зонально-географических регионах с помощью дендрохронологии. Изучение закономерностей в формировании различных циклов в древесном приросте и метеорологических данных за длительный период позволяет получить научные основы изменения естественных условий растительной среды и прогнозирования роста насаждений, а также лесообразовательных процессов в лесах. Исследования по вопросам влияния климатических и гидрологических условий на прирост сосны в Бузулукском бору проводился еще в 1904 г. А. П. Толь-ским[7] затем В. И. Рутковским, В. Е. [5] Рудаковым^], А. С. Лисеевым[2 и др.]. В. Е. Рудаков[6 и

др.] продолжил исследования В. И. Рутковского по зависимости уровня грунтовых вод от осадков в Бузулукском бору. Однако этими исследованиями не установлена цикличность в радиальном приросте и его связь с климатическими факторами, которые бы позволили дать возможный, хотя бы укрупненный прогноз этим закономерностям, в решении вопросов по дифференцированной системе ведения лесного хозяйства[1].

Например, В. И. Рутковский выявил зависимость влияния осадков на уровень грунтовых вод.

В. Е. Рудаковым изучено влияние колебаний климата на годичный прирост по диаметру и дана количественная зависимость этого прироста от осадков и суммы температур воздуха. А. С. Лисе-ев[2, 3] рассматривал влияние климатических факторов на прирост по диаметру и объему сосны в различных местоположениях Бузулукско-го бора. Исследования были посвящены изучению связи между элементами климата и приростом сосны по диаметру. Для изучения влияния

температуры воздуха на прироста сосны он рекомендует брать короткие промежутки времени — месяц и менее. В целом на прирост деревьев осадки вегетационного периода влияют в большей мере, чем за зиму или в целом за год. Весьма перспективным является изучение цикличности радиального прироста древесных пород для целей прогноза климатических составляющих, которые изложены в работах С. Г. Шиятова[8], В. С. Ма-зепы[4] и других исследователей. В этой связи нами была поставлена задача — изучить цикличность радиального проста сосны, определить связи его с основными климатическими характеристиками и создать базу данных для их прогноза в решении задач воспроизводства сосняков и ведения хозяйства в Бузулукском бору.

Для этих целей в свежих типах леса были взяты спилы (на 1,3 м) у 11 деревьев в естественных и 4-х деревьев в искусственных сосняках с воз-

растом 90—170 лет. Замеры радиального прироста и расчет индексов приведены по методике

С. Г. Шиятова[8]. Сводка результатов расчета приведена в табл. 1.

Полученная информация об индексах радиального прироста сравнивалась с метеоданными Боровой ЛОС им. А. П. Тольского с 1906 г. сначала графически, а затем проводился корреляционный анализ. В качестве основных показателей были взяты осадки, температура и относительная влажность воздуха. Поскольку эти показатели значительно меняются по сезонам года и в пределах них еще и по месяцам, то в задачу исследований входило определение не только более информативных признаков, влияющих на прирост сосны, но и этих показателей по срокам наблюдений. Результаты такого анализа приведены в табл. 2.

Рассматривая эти данные раздельно по месяцам, можно констатировать, что влияние осад-

1. Индексы радиального прироста, %

Годы Индексы прироста

1831 89

1832 100

1833 89

1834 108

1835 154

1836 111

1837 123

1838 163

1839 65

1840 84

1841 65

1842 82

1843 107

1844 104

1845 108

1846 137

1847 110

1848 87

1849 84

1850 82

1851 98

1852 114

1853 122

1854 106

1855 98

1856 104

1857 114

1858 113

1859 103

1860 85

1861 105

1862 94

1863 71

1864 83

1865 89

1866 92

1867 107

1868 131

1869 100

1870 149

1871 116

1872 102

1873 87

1874 117

1875 115

1876 96

1877 84

1878 82

1879 83

1880 59

1881 109

1882 96

1883 111

1884 101

1885 89

1886 83

1887 71

1888 85

1889 80

1890 82

1891 64

1892 66

1893 69

1894 78

1895 81

1896 83

1897 90

1898 94

1899 115

1900 119

1901 106

1902 108

1903 123

1904 106

1905 103

1906 91

1907 96

1908 99

1909 116

1910 105

1911 89

1912 124

1913 133

1914 109

1915 132

1916 120

1917 112

1918 115

1919 134

1920 125

1921 87

1922 112

1923 99

1924 92

1925 92

1926 101

1927 113

1928 114

1929 91

1930 106

1931 81

1932 87

1933 65

1934 72

1935 78

1936 62

1937 102

1938 90

1939 84

1940 111

1941 126

1942 85

1943 92

1944 122

1945 139

1946 119

1947 143

1948 120

1949 121

1950 128

1951 143

1952 94

1953 113

1954 103

1955 100

1956 102

1957 62

1958 63

1959 80

1960 96

1961 101

1962 123

1963 125

1964 121

1965 114

1966 101

1967 68

1968 119

1969 85

1970 96

1971 95

1972 73

1973 84

1974 107

1975 57

1976 65

1977 69

1978 103

1979 89

1980 100

1981 82

1982 95

1983 129

1984 101

1985 115

1986 119

1987 98

1988 82

1989 98

1990 144

1991 103

1992 111

1993 130

1994 118

1995 90

1996 51

1997 100

1998 78

1999 81

2000 106

2001 115

2002 112

2003 79

2. Коэффициенты корреляции между индексами прироста и исследуемыми показателями

Периоды Осадки, мм Температура воздуха, С° Влажность воздуха, % Количество пожаров, шт

По каждому месяцу

Апрель 0,06 ±0,10 0,02 ±0,10 0,07 ±0,19 -0,53 ±0,12

Май 0,32 ±0,09 -0,32 ±0,09 0,63 ±0,15 -0,42 ±0,13

Июнь 0,32 ±0,09 -0,38 ±0,09 0,52 ±0,16 -0,31 ±0,14

Июль 0,25 ±0,10 -0,31 ±0,09 0,39 ±0,17 -0,38 ±0,14

Август 0,15 ±0,10 -0,23 ±0,10 0,39 ±0,17 -0,38 ±0,14

Сентябрь -0,01 0,07 ±0,10 0,22 ±0,18 -0,49 ±0,13

Суммарно по месяцам

Май-июнь 0,41 ±0,085 -0,44 ±0,08 0,68 ±0,14 -0,47 ±0,13

Май-июль 0,45 ±0,081 -0,50 ±0,08 0,66 ±0,14 -0,52 ±0,13

Май-август 0,47 ±0,080 -0,52 ±0,07 0,67 ±0,14 -0,54 ±0,12

За год 0,51 ±0,08 -0,008 0,56 ±0,16 -0,52 ±0,13

ков, температуры и влажности воздуха за апрель и сентябрь на величину радиального прироста не оказывают. При дифференцированном анализе наибольший коэффициент корреляции между исследуемыми метеорологическими показателями получен при использовании данных раздельно за май, июнь, июль.

При этом радиальный прирост сосны, судя по коэффициентам корреляции, в большей степени зависит от влажности воздуха в мае-июне (по тесноте связь умеренная). Исходя из анализа, проведены расчеты коэффициентов корреляции между суммой осадков, суммой средних значений температуры и влажности воздуха по месяцам (табл. 2). Как видно, уровень связи повысился от умеренной до значительной. В этом варианте теснота связи между относительной влажностью и радиальным приростом также выше, чем при использовании осадков и температуры воздуха. Это можно объяснить, что влажность воздуха является производной величиной, обусловленной осадками и температурой воздуха.

Величины индексов прироста в некоторой степени отражают количество пожаров за пожа-ро-опасный период. Теснота связи между количеством пожаров и индексами прироста меняется по месяцам. Наибольший коэффициент корреляции между этими показателями получен по маю (0,53) и по данным за май-июнь. Однако это предложение не дает возможности прогнозировать количество пожаров за сезон. Поэтому лучше принять связь количества пожаров за год.

Если принять данные по метеоданным за весь вегетационный период (июль-сентябрь), то уровень связи их с индексами прироста снижается (крайне низкая информативность апреля и сентября).

В первом приближении по сглаженным графически индексам прироста можно выделить следующие влажные фазы, которые характеризуются усиленным ростом деревьев по диаметру, который наблюдался в 1831-1838, 1843-1847,

1851-1860, 1867-1877, 1883-1886, 1897-1907, 1908-1923, 1927-1931, 1941-1956, 1961-1967, 1981-1995, 2001-2003. Угнетение прироста, соответствующее сухим климатическим фазам, было в 1839-1842, 1848-1850, 1861-1866, 18781882, 1887-1896, 1924-1926, 1932-1940, 19571960, 1968-1980, 1996-2000. Фазы усиленного роста имеют период в среднем 8,3 года, а с угнетенным приростом - 5,3 года. В целом за весь исследуемый период эти колебания составляют в среднем 7 лет. Границы фаз в дальнейшем будут определены на основе более детального анализа материала по динамике прироста сосняков Бузулукского бора.

Используя наиболее информативные признаки по периодам, получаем зависимости индексов радиального прироста от осадков (мм), температуры воздуха (С°), влажности воздуха (%) и количества пожаров за пожароопасный период от индексов (шт).

Индексы прироста от осадков за вегетационный период:

Ln у=4,76862+0,02454^х-0,0009^х2, R=0,54

Индексы прироста от осадков за май-август: у= 428,0 / [ехр-(3,56376-0,05029-х+ 0,00017^х2)- 1], R=0,49

Индексы прироста от температуры воздуха за май-август:

у=84,32080-0,12421^х-94,63256Ч/х, R=0,52

Индексы прироста от влажности за май-август: х2/у= - 730,57380+7978,25900-х+

149,82070^п х, Р=0,71

Количество пожаров от индексов прироста: у=108,91-0,0243^х2-1,133^п2х, R=0,46

Количество пожаров за сезон от абсолютного радиального прироста: у=95,16770-36,29108Ч/х+3,00628^п2х, R=0,58 Современные методы прогноза индексов радиального прироста [Мазепа, 4] позволяют получить их значения на ближайшую перспективу, а по ним через уравнения связи можно с определенной степенью точности спрогнозировать отдельные климатические показатели.

Литература

1 Гурский А. А. Совершенствование принципов оценки лесных ресурсов и ведения хозяйства в лесах Казахстана: Дисс. на соискание ученой степени докт. с/х наук. — Щучинск, 1997. — С. 103—117.

2 Лисеев А. С. Влияние осадков на прирост сосны // Лесоведение.

- 1969. - №4. - С. 18—25.

3 Лисеев А. С. Влияние климатических факторов на динамику прироста сосны в различных лесорастительных условиях Бузулук-ского бора / / Дендроклиматохронолгоия и радиоуглерод: Сб. н.т.

— Каунас: Ин-т ботаники АН ЛитССР, 1972. — С.42—48.

4 Мазепа В. С. Использование спектрального представления и линейной фильтрации стационарных последовательностей при ана-

лизе цикличности в дендрохронологических рядах. - Новосибирск: Наука, 1986. - С.49-68.

5 Рутковский В. И. Влияние динамики климатических и гидрологических условий на лесные культуры. Бузулукский бор. — T.IV.

— М-Л.: Гослесбумиздат, 1950. — 144 с.

6 Рудаков В. Е. Зависимость уровня грунтовых вод от осадков в Бу-зулукском бору // Лесоведение. — №2. — 1972. — С.79—80.

7 Тольский А. П. Метеорологические условия Бузулукского бора / / Труды Государственного научно-исследовательского института лесного хозяйства. Вып. XIII, 1931.

8 Шиятов С. Г. Дерндрохронология верхней границы леса на Урале. — М.: Наука, 1986. — 136 с.