Продукционная динамика древостоев дубрав в Шиповом лесу

УДК 630*564 А.Г. Крылов

Крылов Артур Георгиевич родился в 1938 г., окончил Томский государственный университет, доктор биологических наук, профессор Воронежской государственной лесотехнической академии. Имеет более 80 научных трудов в области лесной типологии, геоботаники, фитогеографии, экологии и философии. Тел.: (4732) 53-71-15

ПРОДУКЦИОННАЯ ДИНАМИКА ДРЕВОСТОЕВ ДУБРАВ В ШИПОВОМ ЛЕСУ

Исследована продукционная динамика древостоев снытевой и волосисто-осоковой серий типов леса. Показана потенциальная продуктивность дубрав лесостепной зоны.

Ключевые слова: лесостепные дубравы, потенциальная продуктивность, продукционная динамика, относительный запас, предел запаса.

Годовая продукция (текущий прирост) стволовой древесины - наиболее весомая часть первичной продукции лесной экосистемы. Для определения потенциальной продуктивности зональных дубрав в зоне лесостепи Центрального Черноземья нами исследованы две высокопродуктивные серии типов леса в Шиповом лесу (Красное лесничество Воронцовского лесхоза Воронежской области).

Согласно теории продукционного процесса наземных экосистем о возрастании доли дыхания при росте биомассы, с увеличением запаса древостоя снижается процент текущего прироста стволовой древесины) [1, 2]. Методами лесной таксации продукционная динамика древостоев более точно может быть выявлена по фракции стволовой древесины, что позволяет оценить потенциальную первичную продукцию лесных экосистем.

Полевые исследования проведены в 2001-2002 гг*. Материалы обработаны в 2003-2005 гг. Объектами изучения служили древостои двух дубравных серий типов леса: снытевой и волосисто-осоковой. Среди нагорных дубрав они отличаются наиболее высокими (1а—II) классами бонитета. В пяти кварталах Красного лесничества выявлено возрастное и продукционное состояние дубрав и производных насаждений. Подобраны участки, возраст господствующих на них поколений дуба (Quercus robur L.) или ясеня (Fraxinus excelsior L.) колеблется от 40 до 150 лет. В каждой серии типов леса заложено по 7 пробных площадей в средневозрастных, приспевающих и спелых насаждениях.

* Автор признателен администрации Воронцовского лесхоза за содействие в полевых работах и выражает благодарность аспирантке ВГЛТА Н.А. Даниловой за помощь в таксации древостоев при закладке пробных площадей.

На пробных площадях выполнены стандартные геоботанические описания [3]. Суммы площадей сечения определены по методу Биттерлиха, распределение стволов по диаметрам и высотам - с помощью мерной вилки и высотомера, толщина коры на высоте груди и радиальный прирост за последние 10 лет - с использованием возрастного бурава. На каждой пробной площади радиальный прирост измерен у 25.. .35 деревьев, характеризующих рост преобладающих и сопутствующих пород (дуб, ясень, липа мелколистная, клен остролистный, вяз шершавый и др.). Проценты прироста в высоту взяты по графику хода роста насаждений, построенному на основе объединения данных о средних высотах господствующей части древостоев на пробных площадях с насаждениями разного возраста. Для каждой пробной площади средние высоты определены построением обычного графика высот по результатам натурного обмера диаметров и высот учетных деревьев на пробной площади. Процент прироста запаса найден как сумма процентов прироста по площади сечения и высоте.

Данные о запасе и проценте прироста по запасу наносили на график в полулогарифмической системе координат, что позволило аппроксимировать эту зависимость в виде прямой [1] и оценить относительный запас и его предел для каждой пробной площади. По семи оценкам предела запаса в рассматриваемых сериях типов леса определено его среднее арифметическое значение и вероятные колебания. Согласно [1] максимальный прирост принят как 1,6 % предела запаса, что соответствует 4 %-му текущему приросту запаса в момент кульминации прироста при оптимальном запасе, равном 0,4 его предела.

В таблице приведены таксационные характеристики изученных насаждений двух серий типов леса.

В снытевой серии с возрастом насаждений закономерно повышается запас от 128 до 512 м3га-1 и снижается процент текущего прироста по запасу от 6,47 до 1,75). Значения текущего прироста колеблются от 8,1 до 15,9 м3 га-1 год-1. Самый низкий среднепериодический прирост на пробной Таксационная характеристика древостоев

№ и гя' а £ ч о и

пробной Состав и средний возраст по ярусам а а м с а о л и а о чз йн йн •4= йн £

3*

7-1

Снытевая серия

I 6Яс(40)3Д(40) 17 18 19 162 - - - - -

1Гр

II 6Яс2Гр 13 12 13 85 - - - - -

2Кл.п + Вз

Древостой

в целом - - 32 247 2,71 5,42 1,05 6,47 15,9

6-1

5-1

3-1

4-1

2-1

1-1

I 10Д(40) + Лп, 14 14 17 119 — — — — —

Яс, Кл.о

II 8Кл.п1Яс1Гр 9 8 2 9 - — - - —

Древостой в целом 19 128 2,65 5,30 1,05 6,35 8,1

I 6Д(65)3Яс 26 28 27 351 - - - - -

1Лп + Кл.о

II 2Яс2Лп 11 12 5 28 - - - - -

2Кл.о2Гр2Кл.п

Древостой в целом 32 379 1,46 2,92 0,60 3,52 13,3

8Д(65)2Яс 23 26 29 334 1,52 3,04 0,60 3,64 12,1

+ Вз, Кл.п, Гр

I 6Д(100)4Яс 29 42 22 319 1,02 2,04 0,35 2,39 7,6

+ Лп

II 5Кл.о4Лп 16 16 8 64 2,10 4,20 1,00 5,20 3,3

1Вз

Древостой в целом 30 383 10,9

I 6Д(150)4Яс 37 46 20 370 0,75 1,50 0,25 1,75 6,5

+ Лп

II 8Лп1Кл.о 26 32 8 104 0,75 1,50 0,30 1,80 1,9

1Яс

III 4Кл.о4Лп 15 18 5 38 1,50 3,00 0,30 3,30 1,3

2Кл.п

Древостой в целом — — 33 512 — - - — 9,7

I 5Д(150)4Яс 37 44 24 438 0,81 1,62 0,25 1,87 8,2

1Лп + Кл.о

II 5Кл.п3Кл.о 15 14 6 45 2,10 4,20 2,00 6,20 2,8

2Лп + Вз

Древостой в целом _ _ 30 483 - - - - 11,0

Окончание таблицы

№ пробной площади

Состав и средний возраст по ярусам

с

а

о

о

йн

йн

йн

йн

1-2

Волосисто-осоковая серия

I 10Д(50) + Гр, Яс II 5Кл.т2Вз 2Яб1Гр + Кл.п 22 9 22 8 15 10 165 45 - - - - -

Древостой

в целом - - 25 210 2,15 4,30 0,80 5,10 10,7

6-2 I 4Яс4Д(50) 25 22 26 325 - - - - -

2Лп + Гр

II 5Яс2Кл.о 12 8 6 36 - - - - -

1Кл.п1Вз1Гр

Древостой

в целом - - 32 361 1,87 3,74 0,80 4,54 16,4

5-2 I 5Д(60)3Яс 25 24 32 400 - - - - -

2Лп

II 4Яс4Кл.о 14 12 8 56 - - - - -

2Кл.п + Яб, Гр

Древостой

в целом - - 40 456 1,4 2,80 0,65 3,45 15,7

4-2 I 5Д(70)2Яс 26 28 24 312 - - - - -

2Кл.о1Лп

II 7Кл.о3Лп 15 14 10 75 - - - - -

Древостой

в целом - - 34 387 1,28 2,56 0,55 3,11 12,0

3-2 I 8Д(75)1Яс 26 28 27 351 - - - - -

1Лп

II 4Кл.о4Яс 10 10 5 25 - - - - -

2Кл.п + Гр

Древостой

в целом - - 32 376 0,86 1,72 0,50 2,22 8,3

2-2 I 9Д(120)1Яс 29 36 22 319 - - - - -

II 6Кл.п2Яб 10 10 8 40 - - - - -

1Кл.т1Кл.о

Древостой

в целом - - 30 359 0,91 1,82 0,30 2,12 7,6

7-2 I 8Д(150)2Яс 35 46 17 298 - - - - -

II 5Кл.о3Кл.п 17 15 13 111 - - - - -

1Яс1Лп

Древостой

в целом - - 30 409 0,70 1,40 0,26 1,66 6,8

площади 6-1 связан с интенсивной рубкой ухода, проведенной за год до наших наблюдений. Древостой не успел устойчиво отреагировать на снижение полноты, и процент прироста по диаметру и площади сечения больше соответствует прежней полноте. Высокий текущий прирост (пробная площадь 7-1) можно объяснить увеличенным плодородием почв в насаждении и преобладанием средневозрастного ясеня в древостое.

Для волосисто-осоковой серии в средневозрастных древостоях запас составил от 210 (пп 1-2) до 456 (пп 5-2), а в приспевающих - 359 (пп 2-2) или 409 м3-га-1 (пп 7-2). Общую тенденцию роста запаса с возрастом нарушают его снижение рубками ухода и санитарными рубками в конкретных насаждениях или существенное повышение продуктивности древостоев на более богатых почвах (пп 5-2). Процент текущего прироста по запасу снижается от 5,10 до 1,66. Среднепериодический прирост за последние 10 лет

колеблется от 6,8 до 16,4 м3та"1-год"1. Наибольшим текущим приростом также характеризуется насаждение с высоким участием средневозрастного ясеня.

По процентам текущего прироста запаса выполнена оценка относительного запаса и рассчитаны пределы запаса для каждой пробной площади. Для снытевой серии получено среднее значение 750± 100 м3- га"1. При этом оптимальный запас составляет 300±40 м3- га"1, кульминация прироста достигает 12,0±1,6 м3та-1тод-1. В волосисто-осоковой серии предел запаса в среднем составил 685±150 м та" , оптимальный запас 275±60 м та" , кульминация прироста 11,0±2,3 м3 га"1 год"1. Обращает на себя внимание высокая актуальная продуктивность древостоев при разном возрасте насаждений, что свидетельствует о хорошем экологическом состоянии дубрав Ши-пова леса в настоящее время.

Выводы

1. Анализ продукционной динамики двух наиболее продуктивных серий типов в Шиповом лесу показал, что в дубравах через проценты прироста по запасу можно успешно определять относительные запасы и пределы, к которым идет их нарастание.

2. Современное благоприятное экологическое состояние обследованных дубрав позволило установить потенциальную продуктивность дре-востоев двух серий типов леса. В снытевой серии продуктивность соответствует ходу роста по I—1а классам бонитета и в период кульминации текущего прироста составляет 12 м • га" • год" . В волосисто~осоковой серии продуктивность насаждений близка (I—II классы бонитета), текущий прирост достигает 11 м • га" год" .

3. Потенциальная продуктивность снытевых дубрав Шипова леса соответствует биоклиматическому пределу текущей годовой продукции стволовой древесины в зональных лесах Центрального Черноземья.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Крылов, А.Г. Математическая модель текущего прироста запаса древо-стоев с разными темпами роста [Текст] /А.Г. Крылов // Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса. - Воронеж: ВГЛТА, 1997. - С. 9-12.

2. Одум, Ю. Экология [Текст] / Ю. Одум. - М.: Мир, 1986. - Т. 1. - 325 с.; Т. 2. - 373 с.

3. Сукачев, В.Н. Методические указания к изучению типов леса [Текст] / В.Н. Сукачев, С.В. Зонн. - М.: Изд>во АН СССР, 1961. - 143 с.

A.G. Krylov

Production Dynamics of Oak Stands in Shipov Forest

Production dynamics of stands of ashweed and fibrous-sedge forest types is investigated. Potential productivity of oak forests in forest-steppe zone is shown.

Keywords: forest-steppe oak stands, potential productivity, productional dynamics, relative stock, stock limit.