Продуктивность сосняков северной подзоны тайги Архангельской области

продуктивность сосняков северной подзоны тайги архангельской области

П.А. ФЕКЛИСТОВ, проф. каф. ботаники, общей экологии и природопользования С(А)ФУ, д-р с.-х. наук,

Д.Н. КЛЕВЦОВ, доц. каф. ботаники, общей экологии и природопользования С(А)ФУ, канд. с.-х. наук, Ф.А. КУННИКОВ, аспирант С(А)ФУ

pfeklistov@yandex.ru, fdr1989@mail.ru Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова 163002, г. Архангельск, Набережная Северной Двины, 17

Изучение качественных и количественных характеристик надземной фитомассы древостоев является неотъемлемой частью исследований по биологической продуктивности как с биогеоценотической, так и с ресурсоведческой сторон. С лесохозяйственной точки зрения наиболее важной параметром качества древостоев является их продуктивность. В связи с этим почти все мероприятия по уходу за лесными насаждениями производятся с целью увеличения скорости роста лучших деревьев. Изучены естественные черничные сосновые насаждения и лесные культуры сосны, произрастающие в северной подзоне тайги Архангельской области. Для определения биологической продуктивности измеряли фитомассу и время ее накопления. Ее получали путем непосредственного взвешивания по фракциям: сухих сучьев, сырых веток, древесной зелени, ствола в коре и без нее. Приведены результаты первичной продуктивности надземной части древесного яруса сосняков естественного происхождения и культур. Представлены данные по распределению продуктивности дерева по фракциям. Показаны взаимосвязи фитомассы разных фракций деревьев сосны с их суммой площадей сечений в естественных сосняках и лесных культурах. Рассмотрены данные по продуктивности сосны в древостоях разного породного состава, приведенных к полноте 1,0 для естественных насаждений. Продуктивность сосны в естественных насаждениях колеблется от 2,4 т/га за год до 5,4 т/га за год. Продуктивность в лесных культурах колеблется от 2,6 т/га за год до 4,0 т/га за год. Наибольшая доля продуктивности приходится на фракцию древесной зелени и особенно это проявляется в культурах. Второй по значимости фракцией является древесина. В древостоях с небольшой долей участия сосны продуктивность всех фракций значительно выше, чем в древостоях со значительной долей ее участия.

Ключевые слова: первичная продуктивность, сосняки, древостой, фракции, тайга, запас.

В современных условиях большое значение приобретает оценка функций леса как элемента биосферы и наиболее действенного стабилизатора окружающей среды. Поэтому очень важным разделом при исследовании экосистем является биологическая продуктивность лесов, которая, помимо общего теоретического значения, все шире используется при научном обосновании хозяйственных мероприятий как в лесоводстве, так и в других отраслях [1]. Первичная продуктивность фитоценозов определяет существование и функционирования лесных экосистем [2, 3]. В то же время изученность этого важнейшего показателя явно недостаточна как для Европейского Севера, так и других регионов. Связано это, в первую очередь, с большой трудоемкостью работ по ее оценке.

Для определения фитомассы и чистой первичной продуктивности были заложены пробные площади в естественных сосновых насаждениях на территории Исакогорского участкового лесничества и в культурах сосны Усть-Двинского участкового лесничества Архангельского лесничества.

Все пробы представляют собой сосняки черничные (свежие).

При проведении полевых работ и сборе данных использовались общепринятые методики исследований естественных насаждений [4, 5] и лесных культур [6].

Размер пробной площади определялся количеством деревьев главной породы, не менее 200-300 шт. (150 шт. для древостоев со сложным составом). Для изучения фитомассы и в последующем продуктивности из разных ступеней толщины были взяты модельные деревья. Всего было обмерено и взвешено 46 модельных деревьев сосны. После валки у этих деревьев замеряли диаметр на высоте 1,3 м, длину ствола, расстояние от комля до первого сухого и живого сучков, протяженность кроны. Затем каждая модель тщательно изучалась по элементам фитомассы путем прямого взвешивания по фракциям: ствол, кора, сырые ветки, древесная зелень (охвоенные побеги с диаметром у основания не более 8 мм) и сухие сучья. Взвешивание проводилось с точностью ± 100 г.

Таблица 1

Таксационные показатели посевов сосны

Inventory indicators of pine plantings

Номер пробной площади Возраст, лет Средний Состав Густота, шт./га Полнота Запас, м3/га

D, см Н, м По сосне По березе Итого

25 28 5,4 6,3 - 8471 0,90 52 - 52

48 9,6 9,4 9С1Б+Ос 3790 1,10 105 11 119

25А 48 10,3 8,1 8С2Б+Ос 2733 0,98 92 14 110

Среднее 28 5,4 6,3 - - - - - 52

48 9,5 11,8 - - - - - 114

Таблица 2

Таксационные показатели сосняков естественного происхождения Inventory indicators of natural origin pine forests

Номер пробной площади Возраст, лет Средний Состав Абсолютная полнота Относительная полнота Запас по сосне, м3/га

D, см Н, м

ПП 1 43 8,6 10,0 10С+Б 22,8 1,0 123

ПП 2 32 6,3 8,2 10С+БОс 19,9 1,1 93

ПП 3 68 24,7 22 3Е3Б2С1Лц1Ос 7,11 0,2 80

ПП 4 56 11,3 12,2 9С1Б 27,2 1,0 172

Таблица 3

Продуктивность сосняков естественного происхождения Natural origin pine forests productivity

Номер пробной площади Продуктивность по фракциям

Возраст, лет Ствол Крона Всего

древесина кора ветви древесная зелень

ПП 1 43 1,659 0,243 0,138 1,675 3,715

44,7 6,5 3,7 45,1 100

ПП 2 32 1,480 0,131 0,084 1,813 3,508

42,2 3,7 2,4 51,7 100

ПП 3 68 0,598 0,041 0,068 1,663 2,370

25,2 1,7 2,9 70,2 100

ПП 4 56 1,363 0,128 0,220 3,738 5,449

25,0 2,4 4,0 68,6 100

* Примечание в числителе - т/га в год, в знаменателе - %

Таблица 4

Продуктивность посевов сосны Pine crop productivity

Номер Возраст, лет Продуктивность по фракциям

пробной Ствол Крона Всего

площади древесина кора ветви древесная зелень

25 28 0,539 0,121 0,170 1,1772 2,593

20,7 4,7 6,5 68,1 100

25 48 0,718 0,087 0,175 3,063 4,043

17,8 2,2 4,3 75,7 100

25А 48 0,643 0,076 0,164 2,775 3,655

17,6 2,1 4,5 75,8 100

* Примечание в числителе - т/га в год, в знаменателе - %

Чистую первичную продуктивность определяли только у надземной части древесного яруса сосняков разного происхождения.

80

д

н 70

а

з а 60

.1-1

Н' 50

Л

т с 40

о

н в 30

и

тк 20

дук

о р 10

С 0

1

Древесина Кора

Ветви

Древесная зелень

Лесные культуры  Естественные насаждения Рис. 1. Продуктивность разных фракций в сосняках черничных

Fig. 1. Efficiency of different factions in the pine forests of bilberry

250

л

Js 200 н

8 150

^

§ 100

в ©

50

0

7,11 19,9 22,8 27,2

Сумма площадей сечений, кв.м /га Рис. 2. Продуктивность сосны в насаждениях естественного происхождения в зависимости от суммы площадей сечений Fig. 2. Efficiency of pine plantations of natural origin depending on the total basal area

18,0 19,7

Сумма площадей сечений, кв.м/га Рис. 3. Продуктивность сосны в культурах в зависимости от суммы площадей сечений Fig. 3. Efficiency of pine cultures depending on the total basal area

Для определения чистой первичной продуктивности древостоев исследовались фракции фитомассы. Полученную массу фракции делили на время (возраст их нарастания) и получали накопленную массу в сыром виде за год. Затем рассчитывали массу сухого вещества с учетом содержания воды в каждой фракции. Содержание воды принимали по литературным данным [7-10].

Данные по таксационным показателям приведены в табл. 1 и 2.

Наибольший вклад в продуктивность сосняков естественного происхождения вносит древесная зелень (табл. 3). Она составляет от 45 до 70 % от общей продуктивности в естественных насаждениях на разных пробных площадях (рис. 1). В среднем же продуктивность древесной зелени примерно равна 59 %. Другой важной фракцией является древесина, на ее долю приходится в среднем 34 %. На продуктивности ветвей и коры приходится чуть больше 3 %. В посевах сосны доля древесной зелени выше и составляет от 68 до 76 % от общей продуктивности на разных пробных площадях (рис. 1 и табл. 4). В среднем на ее долю приходится 74 %, но доля древесного прироста ощутимо ниже, чем в насаждениях естественного происхождения, и составляет примерно 18 %.

Суммарный прирост (общая продуктивность) тесно связан с суммой площадей сечений насаждения. Чем выше сумма площадей сечений, тем выше продуктивность в исследуемом возрастном интервале (рис. 2). Она колеблется от 2,4 т/га за год при 7 м2 до 5,4 т/га за год при 27 м2.

В посевах сосны большая разница значений продуктивности при небольшом различии сумм площадей сечений. Так, при сумме площадей сечений 19,7 м2/га продуктивность примерно такая же, как в естественных сосняках, и составляет 3,1 т/га за год (рис. 3), а уже при 18 м2/га она заметно ниже - 2,8 т/га за год.

На продуктивность сосны заметное влияние оказывает состав древостоя. В дре-востоях с небольшой долей участия сосны продуктивность всех фракций значительно выше, чем в древостоях со значительной долей ее участия. Продуктивность по фракциям

Таблица 5

Продуктивность сосны в древостоях разного состава, приведенных к полноте 1,0 Productivity of pine stands of different composition, given the fullness of 1.0

Состав Продуктивность по фракциям, т/га в год

ствол крона Всего

древесина кора ветви древесная зелень

3Е3Б2С1Лц1Ос 2,990 0,205 0,340 8,315 11,850

9С1Б 1,363 0,128 0,220 3,738 5,449

в первом случае примерно в два раза выше, чем во втором, также выше и общая продуктивность. В то же время соотношение фракций остается прежним (табл. 5).

В результате проведенных исследований получены следующие выводы:

- продуктивность сосны в естественных насаждениях колеблется от 2,4 т/га за год до 5,4 т/га за год;

- продуктивность в лесных культурах колеблется от 2,6 т/га за год до 4,0 т/га за год;

- наибольшая доля продуктивности падает на фракцию древесной зелени, и особенно это проявляется в культурах, второй по значимости фракцией является древесина;

- в древостоях с небольшой долей участия сосны продуктивность всех фракций значительно выше, чем в древостоях со значительной долей ее участия

Библиографический список

1. Бабич, Н.А. Зональные закономерности изменения фитомассы культур сосны: монография / Н.А. Бабич, Д.Н.

Клевцов, И.В. Евдокимов - Архангельск: С(А)ФУ, 2010.

- 140с.

2. Одум, Ю. Основы экологии. / Ю. Одум - М.: Мир, 1975.

- 740 с.

3. Чернова, Н.И. Общая экология. / Н.И. Чернова, А.М. Былова - М.: Дрофа, 2004. - 416 с.

4. ГОСТ 16128-70. Площади пробные лесоустроительные. Метод закладки. - М.: Изд-во стандартов, 1971. - 23 с.

5. ОСТ 56-69-83. Площади пробные лесоустроительные. Метод закладки. Введен 01.01.1984. - М.: ЦБПТИ Гослесхоза СССР, 1984. - 60 с.

6. Огиевский, В.В. Обследование и исследование лесных культур. / В.В. Огиевский, А.А. Хиров - Л.: ЛТА, 1967.

- 49с.

7. Веретенник, Д.Г. Использование древесной коры в народном хозяйстве. / Д.Г. Веретенник - М.: Лесн. пром-ть, 1976. - 120с.

8. Комар, А.Г. Строительные материалы и изделия: учеб. для инж.- экон. спец. строит. вузов. - 5-е изд., перераб. и доп. / А.Г. Комар - М.: Высш. шк., 1988. - 527 с.

9. Феклистов, П.А. Биологические и экологические особенности роста сосны в северной подзоне европейской тайги (монография). / П.А. Феклистов ,В.Н.Евдокимов, В.М. Барзут - Архангельск: ИПЦ АГТУ, 1997. - 140 с.

10. Феклистов, П.А. Сравнительные эколого-биологичес-кие особенности сосны скрученной и обыкновенной в северной подзоне европейской тайги. / П.А. Феклис-тов, С.Ю. Бирюков, А.Л. Федяев - Архангельск: АГТУ, 2008.- 118 с.

PRODUCTIVITY OF THE PINE FORESTS OF NORTH TAIGA SUBZONE Feklistov P.A., Prof. NArFU, Dr.Sci. (Agricultural), Klevtsov D.N., Assoc. Prof. NArFU, Ph.D (Agricultural), Kunnikov F.A., gr. NArFU

pfeklistov@yandex.ru, fdr1989@mail.ru Northern (Arctic) Federal University of M.V. Lomonosov, 163002, Arkhangelsk, Severnaya Dvina Embankment, 17

The study of the qualitative and quantitative characteristics of the aboveground vegetative stands is an integral part of the research on the biological productivity seen from a biogeocoenotic and the resource side. From a point of view offorestry, the most important quality parameter of the forest stands is their productivity. Therefore, almost all events for forest plantations tending are made to increase the growth rate of the best trees. Natural blueberry pine plantations and pine forest cultures in the northern taiga subzone of the Arkhangelsk region have been studied. The phytomass and the time of its accumulation has been studied in order to determine the biological productivity. The phytomass was prepared by direct weighing of the following groups: dry twigs, raw branches, wood greens, and stem in bark and without it. Here the results of the primary productivity of the above-ground parts of the tree layer pine forests of the natural origin and cultures are shown. The data on the distribution of a tree productivity on fractions is presented. The relationship of different fractions pine trees phytomass with their total basal area in pine natural forests and cultures is shown. The data on the pines productivity in the forest stands of different species composition brought to fullness 1,0 are shown. Pine productivity in natural stands ranges from 2,4t/ha per year to 5,4t/ha per year. The productivity in the forest cultures ranges from 2,6t/ha per year to 4,0t/ha per year. The largest share ofproductivity accounts for a fraction of wood greens, which is especially seen in the cultures. The second most important fraction is wood. In the forest stands with a small proportion ofpine all productivity factions are much higher than in the stands with a significant proportion ofpine.

Keywords: primary productivity, pine forest, stands, faction, taiga, volume.