Структура нижних ярусов растительности в рекреационных сосняках

Аграрный вестник Урала № 12-1 (91), 2011 г.

Лесное хозяйство

СТРУКТУРА НИЖНИХ ЯРУСОВ РАСТИТЕЛЬНОСТИ

В РЕКРЕАЦИОННЫХ СОСНЯКАХ

А. В. ДАНЧЕВА,

аспирантка кафедры лесоводства,

УГЛТУ г. Екатеринбург, Сибирский тракт, д. 37

Ключевые слова: живой напочвенный покров, рекреация, устойчивость, сосняки.

Keywords: living field layer, recreation, stability, pine forest.

Виды растений, образующих живой напочвенный покров в лесу, особенно уязвимы в тех случаях, когда начинает действовать фактор рекреации; именно этим объясняется их использование в качестве индикаторов рекреационной дигрессии лесов [1]. Растения страдают из-за уплотнения почвы, механических повреждений как наземных, так и подземных органов, обрыва, затаптывания почек возобновления, уничтожения особенно ранимых всходов и ювенильных особей и т. д. Подавляющее большинство типично лесных растений отрицательно реагирует на рекреационное воздействие. Преимущество получают виды, способные расти на почвах, плотность которых повысилась и продолжает повышаться по сравнению с исходным состоянием, обладающие достаточно хорошо защищенными почками возобновления, устойчивые к механическому воздействию благодаря особенностям своей морфо-структуры.

Наши исследования проводились на территории Бармашинского и Боровского лесничеств ГНПП «Бурабай» на 5-ти постоянных пробных площадях (ППП), заложенных в 2006 г. сотрудниками ТОО «КазНИИЛХ», в чистых по составу сосновых насаждениях, различающихся по интенсивности рекреационного использования и характеризующихся функциональными зонами. При установлении последних руководствовались методикой А. А. Кучко [2]: зона активной (лесные массивы, образующие периферию зеленой зоны, примыкающей к жилой застройке, средняя рекреационная нагрузка — 1,5-7 чел/га), умеренной (площади, примыкающие к зоне активной посещаемости, средняя рекреационная нагрузка — 0,3-1 чел/га) и слабой (предпочтение отдается сбору ягод и грибов, средняя рекреационная нагрузка — менее 0,3 чел/га) посещаемости, в двух типах леса (С-1 — сосняк очень сухой и С-3 — сосняк свежий и влажный); класс возраста — VI.

Учет видового состава нижних ярусов растительности производился на учетных площадках размером 2 х 2 м (всего 125 учетных площадок, или 500 м2), заложенных по диагонали на ППП.

Определение видового состава проективного покрытия видов проводилось по общепринятой в геоботани-ческих исследованиях методике [3]. Видовой состав живого напочвенного покрова (ЖНП) устанавливался по региональным определителям [4, 5].

В процессе исследований в сосновых насаждениях определено 43 вида растений ЖНП (табл. 1), из которых 15 видов — лесные, 12 — лесолуговые, 9 — луговые, 1 — степной, 6 — сорные.

На развитие растительного покрова, помимо литологии, типов почв, экспозиции и крутизны склона большое влияние оказывают особенности лесорастительных

условий. Изменение нижних ярусов растительности зависит от исходного типа леса, а в пределах типа леса — от интенсивности рекреационного лесопользования, хозяйственных мероприятий, наличия и количества подроста и целого ряда побочных факторов [6].

Тип леса — сосняк очень сухой (С-1) — приурочен к гранитному геохимическому комплексу. Сухость почвы, ее маломощность и хрящеватость отражаются на составе и развитии растительного покрова, формирующегося в этих условиях. Нижние яруса растительности представлены в основном лишайниками и ксеро-фитными видами мхов. Материалы табл. 2 свидетельствуют, что на долю лишайников и мхов в зоне умеренного посещения (ППП-1) и на контроле (ППП-3к) приходится 93,8 % и 98,9 % соответственно. В зоне с активным посещением (ППП-2) лишайники отсутствуют, а мхи встречаются единично.

На всех ППП (табл. 1) травяной покров отличается слабым развитием и небогатым видовым составом, а его проективное покрытие не превышает 3,5 % (табл. 2).

На всех ППП преобладают лесные виды травяного покрова (табл. 3). Из лесных видов наиболее устойчивы к уплотнению почвы злаки. Такие типичные представители лесных и лесолуговых видов, как Pyrola rotundifolia L. (грушанка круглолистная), Pulsatilla flavescens (Zucc.) Juz. (прострел желтоватый), Viola selkirkii Pursh. (фиалка Селькирка), Geranium silvaticum L. (герань лесная), Veronica incana L. (вероника серебристая), Silene nutans L. (смолевка поникшая) (табл. 1) встречаются только в зоне с умеренным и слабым посещением (ППП-1).

С усилением рекреационной нагрузки из видового состава напочвенного покрова исчезают лесные и лесолуговые виды и внедряются луговые и сорные, способные переносить повышенную инсоляцию и сухость почвы, устойчивые против уплотнения и травмирования. Так, если в контрольном сосняке (ППП-3к) в единичном количестве наблюдался только один представитель луговых видов — Hieracium pratense Tausch. (ястребинка луговая), а сорные виды полностью отсутствовали, то в зоне активного посещения (ППП-2), помимо Hieracium pratense Tausch. (ястребинка луговая), встречались Vicia ^acca L. (горошек мышиный) и Fuphorbia virgata Wardst. et kit. (молочай лозный), а из сорных видов — Chenopodium album L. (марь белая).

Таким образом, в результате рекреационного лесопользования в сухих условиях произрастания происходят существенные и заметные изменения в живом напочвенном покрове, изменяется структура, проективное покрытие, флористический состав и количественные соотношения между ними. Нижние яруса растительности представлены в основном лишайниками и ксерофитными видами мхов. Травяная растительность

Лесное хозяйство *

Таблица

Видовой состав и проективное покрытие ЖНП в сосновых насаждениях рекреационного назначения, %

Наименование видов Тип леса

С-1 С-3

№ ППП, функциональная зона

1, ЗВП 2, ЗАП 3, ЗСП 5, ЗАП 4 К, ЗСП

1 2 3 4 5 б

Лесные

Antennaria dioica (L.) Gaerth (кошачья лапка двудомная) 1,3 0,2 Единич. 1,5 9,8

Carex ruthenica (осока русская) - Единич. - 9,4 -

Pulsatilla flavescens (Zucc.) Juz. (прострел желтоватый) 0,1 - - Единич. 0,6

Calamagrostis (вейник) 1,0 1,2 0,5 3,1 6,3

Viola selkirkii Pursh. (фиалка Селькирка) - - Единич. 0,1 0,2

Sedum hybridum (очиток гибридный) - - - Единич. Единич.

Geranium silvaticum L. (герань лесная) - - Единич. - -

Pyrola rotundifolia L. (грушанка круглолистная) Единич. - - - 0,1

Ramischia secunda L. (рамишия однобокая) - - - - 1,1

Fragaria vesca L. (земляника лесная) - - - - 5,0

Rubus saxatilis L.(костяника) - - - - 0,4

Brachypodium pinnatum L. (коротконожка перистая) - - - - 1,2

Solidago virgaaurea (золотарник обыкновенный — золотая розга) - - - - 0,5

Lathyrus silvester L. (чина лесная) - - - - 0,1

Chimaphila umbellata L. (зимолюбка зонтичная) - - - Единич. 0,9

Итого 2,4 1,4 0,5 14,1 26,2

мхи 0,4 Единич. 0,3 24,1 5,1

лишайники 52,4 - 46,0 0,1 4,7

Лесолуговые

Veronica incana L. (вероника серебристая) - - Единич. - -

Veronica spicata L. (вероника колосистая) 0,5 Единич. - 0,2 1,0

Galium verum L. (подмаренник настоящий) - - - 0,5 Единич.

Cnidium Guss. (жгун корень) - Единич. - - -

Lathyrus pisiformis L. (чина гороховидная) - - - - 0,6

Adenophora liliifolia L. Bess. (бубенчик лилиелистный) - - - - 0,1

Silene nutans L. (смолевка поникшая) 0,3 - - 2,0 0,2

Androsace septentrionatis L. (проломник северный) - - - - 0,2

Libanotis sibirica L. (порезник сибирский) - - - - 0,2

Astragalus (астрагал датский) - - - - 0,3

Sanguisorba officialis L. (кровохлебка аптечная) - - - - Единич.

Medicago falcata L. (люцерна серповидная) - - - 0,2 0,7

Итого 0,8 - - 2,9 3,3

Луговые

Achillea millefolium L. (тысячилистник обыкновенный) - - - Единич. 0,2

Galatella puctata (Waldst.et kit.) Ness. (солонечник точечный) 0,2 - - 0,2 0,1

Potentilla reptans L. (лапчатка ползучая) - - - - Единич.

Hieracium pratense Tausch. (ястребинка луговая) - Единич. Единич. Единич. -

Trifolium lupinaster L. (клевер лупиновый) 0,1 - - Единич. 0,5

Stellaria graminea L. (звезчатка злачная) - - - Единич. -

Vicia ^acca L. (горошек мышиный) - 0,2 - - Единич.

Fuphorbia virgata Wardst. et kit. (молочай лозный) - Единич. - 0,1 Единич.

Plantago major L. (подорожник большой) - - - - Единич.

Итого 0,3 0,2 - 0,3 0,8

г

Лесное хозяйство *

Окончание таблицы

Степные

Festuca valesiaca (sulcata) (типчак) - - - 0,7 -

Итого - - - 0,7 -

Сорные

Polygonum aviculare L. (горец птичий — спорыш) - - - Единич. -

Chenopodium album L. (марь белая) - Единич. - 0,1 -

Lepidium ruderale L. (клоповник сорный) - - - Единич. -

Taraxacum officinale Wigg. (одуванчик обыкновенный) - - - Единич. -

Convolvulus arvensis L. (вьюн полевой) - - - 1,0 -

Poa pratensis L. (мятлик луговой) - - - 0,9 -

Итого - - - 2,0 -

Разнотравье Единич. - - Единич. 1,8

Всего 56,3 1,6 46,8 44,2 41,9

Примечание: ЗСП — зона слабого посещения (условно контроль), ЗУМ — зона умеренного посещения, ЗАП — зона активного посещения.

Таблица 2

Распределение ЖНП по группам видов на ППП в зависимости от лесорастительных условий

Тип леса

Группы видов ЖНП С-1 С-3

№ ППП, функциональная зона

1, ЗУП 2, ЗАП 3к, ЗСП 5, ЗАП 4к, ЗСП

Злаки 1,0 1,8 1,2 75,0 0,5 1,1 4,7 10,6 7,5 17,9

Осока - Единич. - 9,4 21,3 -

Разнотравье 2,5 4,4 0,4 25,0 Единич. 5,9 13,4 ^1со 25

Травостой (итого) 3,5 6,2 1,6 100 0,5 1,1 20,0 45,3 32,1 76,6

Мхи 0,4 0,7 Единич. 0,3 0,6 24,1 54,5 51 12,2

Лишайники 52,4 93,1 - 46,0 98,3 01 0,2 4,7 11,2

Всего ЖНП 56,3 100 1,6 100 46,8 100 44,2 100 41,9 100

Примечание: в числителе — проективное покрытие, в знаменателе — относительное покрытие.

характеризуется слабым развитием и бедным видовым составом.

Тип леса — сосняк свежий и влажный (С-3) — занимает слабо инсолируемые средние и нижние части пологих склонов, гряд, сопок и их шлейфы. Условия увлажнения характеризуются наличием поверхностного стока с более возвышенных элементов рельефа.

Данные табл. 2 свидетельствуют, что в условиях сосняка свежего и влажного травостой достаточно развит, а его проективное покрытие колеблется от 20,0 до 32,1 %, что составляет 45,3-76,6 % от общего проективного покрытия ЖНП. Доля участия в ЖНП лишайников невелика и составляет от 0,2 до 11,2 %, доля участия мхов — от 5,1 до 24,1 %. Низкий показатель долевого участия мхов и лишайников в проективном покрытии ЖНП на контроле (ППП-4к) объясняется прошедшим в 2008 г. ветровалом и проведенными в связи с этим хозяйственными мероприятиями санитарных рубок и уборки захламленности, в частности. В результате на ППП-4К произошло уменьшение полноты древостоя до

0,7 при относительной полноте на ППП-5 1,1. Последнее привело к изменению показателей ЖНП.

Данные табл. 3 свидетельствуют, что проективное покрытие лесных и лесолуговых видов травяной растительности на контроле (ППП-4к) оставляет 39,5 %, что в 2 раза больше по сравнению с зоной активного посещения

(ППП-5), где этот показатель равен 17,0 %. В флористическом составе также наблюдаются существенные различия (табл. 1). В зоне с активным посещением (ППП-5) количество лесных и лесолуговых видов составило 11, основная доля их приходится на Carex ruthenica (осока русская) — 9,4 %, Calamagrostis (вейник) — 3,1 % и Silene nutans L. (смолевка поникшая) — 2 %, в зоне со слабым посещением (ППП-4к) их количество составило 23 вида (доминантами являются Antennaria dioica (L.) Gaerth (кошачья лапка двудомная) — 9,8 %, Calamagrostis (вейник) — 6,3 % и Veronica spicata L. (вероника колосистая) — 1,0 %), т. е. в 2 раза больше, чем на контроле.

Общая тенденция в изменении нижних ярусов растительности в результате рекреационного лесопользования состоит, как уже отмечалось, в постепенной замене типично лесных растений луговыми, степными и сорными видами, обладающими большей антропотолерантностью. Однако результаты исследований свидетельствуют, что луговые виды встречаются как в зоне активного посещения, так и на контроле, а степные — Festuca valesiaca (sulcata) (типчак) и сорные виды, основную часть которых составляют Convolvulus arvensis L. (вьюн полевой), Poa pratensis L. (мятлик луговой) и Chenopodium album L. (марь белая), — только в зоне активного посещения (ППП-5), причем на долю

Лесное хозяйство *

Таблица 3

Распределение травянистых растений по группам видов в зависимости от условий произрастания, %

Тип леса

С-1 С-3

Группы видов № ППП, функциональная зона

1, ЗУП 2, ЗАП 3З 5, ЗАП 5" 4З

Лесные 2,4 68,5 1,4 87,5 0,5 100 14,1 70,5 26,2 81,6

Лесолуговые 0,8 22,9 Единич. Единич. 2,9 14,5 3.3 10.3

Луговые 0,3 8,6 0,2 12,5 Единич. 0,3 1,5 0,8 2,5

Степные - - - 0,7 3,5 -

Сорные - Единич. - 2,0 10,0 -

Разнотравье - - - - 1,8 5,6

Всего 3,5 100 1,6 100 0,5 100 20,0 100 32,1 100

Примечание: в числителе — проективное покрытие, в знаменателе — относительное покрытие.

проективного покрытия последних приходится 2,0 % , что в 2 раза больше по сравнению со степными и луговыми видами.

Значение проективного покрытия луговых видов в зоне со слабой посещаемостью (ППП-4к) — 0,8 % превышает почти в 3 раза этот показатель в зоне с активным посещением (ППП-5) — 0,3 %. Последнее связано с разреживанием древостоя в результате ветровала и выборочных санитарных рубок, что вызвало заселение данного участка луговыми видами ЖНП.

Таким образом, в сосновых насаждениях свежих и влажных условий произрастания наблюдается более

богатый флористический состав нижних ярусов растительности. С увеличением рекреационного воздействиях на насаждения происходит постепенная замена типично лесных растений луговыми, степными и сорными видами.

Изменение в проективном покрытии травостоя и мохово-лишайниковом покрове сосновых насаждений, испытывающих рекреационные нагрузки, зависит от полноты древостоя, величины освещенности и, главное, от запаса влаги в почве.

Литература

1. Рысин Л. П., Полякова Г. А. Влияние рекреационного лесопользования на растительность // Природные аспекты рекреационного использования леса. М. : Наука, 1987. С. 4-26.

2. Кучко А. А. Оптимизация рекреационного лесопользования в зеленой зоне г. Петрозаводска // Оптимизация рекреационного лесопользования. М. : Наука, 1990. С. 32-38.

3. Программа и методика биогеоценологических исследований. М. : Наука, 1966. 332 с.

4. Иллюстрированный определитель растений Казахстана. Алма-Ата : Наука, 1969. Т. 1. 644 с.

5. Иллюстрированный определитель растений Казахстана. Алма-Ата : Наука, 1972. Т. 2. 571 с.

6. Портянко А. В., Жолдыбаева М. Х. Видовой состав и плотность нижних ярусов растительности под воздействием антропогенных факторов // Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. 2009. № 10. С. 41-43.