Фитоценотические особенности роста кедра ( Pinus sibirica du tour . ) в черневом поясе Западного Саяна

ФИТОЦЕНОТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РОСТА КЕДРА (PINUS SIBIRICA DU TOUR.) В ЧЕРНЕВОМ ПОЯСЕ ЗАПАДНОГО САЯНА

Овчинникова Н.Ф., Ермоленко П.М.

Kedar (Pinus Sibirica Du Tour.) growth features under canopy of various tree species in West Sayan chern (dark coniferous) region.

В основе изменчивости морфологических признаков у растений лежат как генетические, так и средообразующие факторы (Лир, Польстер и др., 1974). Влияние последних прослеживается с начала прорастания семян. Чем больше условия местопроизрастания соответствуют потребностям того или иного вида, тем лучше он растет.

Данные о морфометрических параметрах, используемых для оценки перспектив лесовосстановления, были получены при изучении модельных экземпляров подроста кедра разного возраста на постоянных пробных площадях, заложенных на северном пологом склоне хребта Кулумыс Западного Саяна на высоте 450 м над уровнем моря в насаждениях с преобладанием пихты, березы и осины, сформировавшихся на вырубке черневого кедровника вейниково-щитовникового. Особенностью исследуемых насаждений является то, что они представляют разные производные типы древостоев, формировавшихся одновременно в однородных почвенно -климатических и топографических условиях (Ермоленко, 1981; Овчинникова, 2005).

Спустя 35 лет после рубки в пихтовом фитоценозе состав древостоя был по запасу 8П2Б+Ос,ед.К, густота - 2,1 тыс.шт./га, средняя высота (Нср) - 13,7 м, средний диаметр (Dcp) - 13,1 см и запас - 193 м3/га; в березовом - состав 9Б1Ос+П,ед.К, густота - 3,3 тыс.шт./га, Нр - 15,1 м, Dcp. - 10,1 см и запас -187 м3/га. В осиновом фитоценозе сложный древостой имел состав первого яруса 10Ос+ПБ,ед.К, второго - 9П1Б+К, густоту, соответственно, - 1,5 и 1,9 тыс.шт./га, Нср - 20,3 и 6,2 м, Dcp. - 16,5 и 6,3 см, а запас 295 и 24 м /га.

Большая изменчивость текущего годичного прироста в высоту ( V от 36 до 69%) не позволяет по его абсолютным показателям за один год жизни определять успешность роста в различных условиях. Для этого лучше определять и сравнивать средний прирост не менее чем за 5 последних лет. Исследования показали, что этот параметр у кедра, независимо от возраста, больше в березовом фитоценозе, чем в пихтовом и осиновом (табл. 1).

Таблица 1 - Средний прирост в высоту за 5 лет у кедра разного возраста в

производных д эевостоях, см

Древостой Возраст, лет

до 10 11-20 21-30 более 30

Пихтовый 1,7 ± 0,12 2,5 ± 0,16 4,3 ± 0,32 5,1 ± 0,28

Осиновый 1,9 ± 0,20 3,1 ± 0,21 3,7 ± 0,24 5,0 ± 0,38

Березовый 2,5 ± 0,32 3,5 ± 0,18 5,8 ± 0,43 7,6 ± 0,82

Наиболее связанными с возрастом параметрами являются высота и диаметр ствола, длина и ширина кроны - коэффициент корреляции 0.8-0.9. Как видно из таблицы 2, выровненные значения морфометрических параметров самосева и подроста больше в березовом фитоценозе.

Таблица 2 - Морфометрические параметры кедра под пологом производных древостоев

Параметр Древостой Возраст, лет

2 6 10 14 18 22 26 30 34

Высота, см пихтовый 8,1 11,6 16,6 23,8 34,1 48,9 70,1 100,4 144,0

осиновый 7,2 10,7 15,9 23,8 35,5 52,9 78,9 117,7 175,6

березовый 8,6 13,4 20,8 32,8 50,1 77,8 120,8 187,6 291,3

Диаметр у шейки корня, см пихтовый 0,1 0,2 0,3 0,4 0,6 0,8 1,0 1,4 2,0

осиновый 0,2 0,2 0,3 0,5 0,7 1,0 1,4 2,1 3,0

березовый 0,1 0,2 0,4 0,6 0,9 1,4 2,1 3,2 5,0

Длина кроны, см пихтовый 5,2 7,4 10,6 15,2 21,8 31,3 44,8 64,3 92,1

осиновый 5,4 8,0 11,9 17,8 26,6 39,7 59,2 88,3 131,7

березовый 6,3 9,8 15,2 23,6 36,6 56,8 88,2 137,0 212,7

Диаметр кроны, см пихтовый 4,4 6,3 9,0 13,0 18,6 26,6 38,2 54,8 78,5

осиновый 5,3 7,6 10,9 15,6 22,4 32,2 46,1 66,1 94,7

березовый 5,8 8,7 12,9 19,3 28,8 43,0 64,1 95,6 142,6

Результатом морфофизиологической реакции древесных растений на условия роста является форма ствола, поэтому относительная высота, ее определяющая, широко применяемый параметр, характеризующий условия роста (Высоцкий, 1962). Считается, что при ухудшении условий роста относительная высота повышается, так как деревья, приспосабливаясь к условиям, реагируют на них повышенной энергией роста (Бузыкин, Пшеничникова и др., 2002). В рассматриваемых нами насаждениях, при большой изменчивости признака (V = 23-26%), у подроста старше 10 лет в пихтовом фитоценозе средняя относительная высота больше, чем в березовом, 73 ±2,7 и 57±2,2, соответственно.

Условия окружающей среды существенно сказываются на ассимиляционном аппарате. У кедра наблюдается линейная зависимость длины кроны от общей высоты. Коэффициенты при переменной в уравнениях, аппроксимирующих эмпирические данные, лежат в пределах 0,65-0,75 при коэффициенте аппроксимации 0,9-1,0. Кедр под пологом древостоя остается жизнеспособным с кроной, составляющей не менее 50% высоты. С возрастом у подроста увеличиваются параметры кроны. При этом длина кроны больше, чем ширина. Больший линейный прирост центрального побега, чем прирост ветвей, указывает на благонадежность подроста (Товкач, 1975).

Продолжительность жизни хвои также может служить показателем состояния подроста. В лучших условиях продолжительность жизни хвои увеличивается (Шарый, 1994). Однако у кедра эта зависимость выражена не во всех случаях. Л.Н. Товкач (1975) отметил, что у кедра в молодняках разного состояния, но в стабильных условиях существования, средняя

продолжительность жизни хвои различается несущественно. Только 2-3 года держится хвоя на экземплярах в несколько раз снизивших рост из-за ухудшения условий среды. У кедра, у которого в последние 3-4 года линейный прирост стабилен или увеличивается, хвоя живет 4-5 лет. Такая же продолжительность жизни хвои установлена для кедра в Обь -Томском междуречье (Николаева, Панов, 2002).

По мнению Н.П. Поликарпова и Р.М. Бабинцевой (1963), в черневом поясе Западного Саяна в любом типе леса в условиях достаточного освещения продолжительность жизни хвои - 4-6 лет. По данным М.А. Шарого (1994), в предгорьях Западного и Восточного Саяна в оптимальных условиях произрастания хвоя у кедра сохраняется на побегах 3-4 года. С ухудшением условий роста продолжительность жизни снижается до 2 лет.

Определять максимальную продолжительность жизни хвои у самосева и подроста моложе 10 лет, до формирования боковых побегов, по нашему мнению, нецелесообразно, так как возраст хвои обусловлен возрастом побегов. В изучаемых нами насаждениях у подроста старше 10 лет продолжительность жизни хвои не увеличивается с возрастом, а зависит от индивидуальных особенностей организма и его местопроизрастания. Под пологом производных древостоев у кедра хвоя живет в среднем 4 года. Коэффициент вариации составлял в пихтовом и осиновом фитоценозах 27-28%, а в березовом - 18%. Большая изменчивость всех рассмотренных параметров у подроста обусловлена особенностями индивидуального роста и разнообразием условий произрастания.

У теневыносливых видов, к каким относится кедр, снижение прироста органического вещества может указывать на сильную степень затенения. При слабом затенении возможно увеличение роста (Судачкова и др., 1967). Проведение искусственного затенения крон от прямых солнечных лучей с ограничением поступления рассеянной радиации открытого небесного свода в условиях черневого пояса Западного Саяна выявило, что наиболее сильное отрицательное воздействие на подрост кедра оказывает постоянное затенение (Ермоленко, 1998).

В литературе отмечается, что в березняках высокая полнота отрицательно влияет на возобновление кедра только в насаждениях младших возрастов, с увеличением возраста древостоя влияние уменьшается (Бех, 1971). Это, на наш взгляд, может быть связано с увеличением подкронового пространства у берез и улучшением светового режима для растущего под их пологом подроста.

Важную роль играет сезонное изменение освещенности под кронами листопадных деревьев. В начале вегетационного сезона, когда у кедра интенсивно развиваются побеги, у березы листовой аппарат развит еще не полностью и освещенность выше, чем под кронами пихты.

Выше изложенное позволяет заключить, что для роста кедра в березовых фитоценозах более благоприятные условия, чем в хвойных и хвойно-лиственных. Для сокращения сроков восстановления эдификаторной роли кедра необходимо содействие его возобновлению.

Литература

Бех И.А. О возможности расширения площади кедровых лесов южной тайги в пределах Новосибирской области // Использование и воспроизводство кедровых лесов. - Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ие, 1971. - С. 206-215.

Бузыкин А.И., Пшеничникова Л.С., Суховольский В.Г. Густота и продуктивность древесных ценозов. - Новосибирск: Наука, 2002. - 150 с.

Высоцкий К.К. Закономерности строения смешанных древостоев. - М.: Гослесбумиз-дат, 1962. - 177 с.

Ермоленко П.М. Формирование состава хвойно-лиственных молодняков на вырубках кедровников в черневом поясе Западного Саяна // Формирование и продуктивность древостоев. - Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1981. - С. 53-70.

Ермоленко П.М. Влияние постоянного и периодического затенения на рост подроста кедра в черневых лесах Западного Саяна // Ботан. исслед. в Сибири, - Вып. 6. - Красноярск, 1998. - С. 21-25.

Лир Х., Польстер Г., Фидлер Г.-И. Физиология древесных растений. - М., 1974. - 422 с.

Николаева С.А., Панов А.Н. Сезонное развитие подроста кедра сибирского // Кедровые леса Западной Сибири. - Томск, 2002. - С. 27-28.

Овчинникова Н.Ф. Возобновительные процессы в производных лесах черневого пояса Западного Саяна: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Красноярск, 2005. - 17 с.

Поликарпов Н.П., Бабинцева Р.М. Лесовосстановительные процессы в темнохвойных лесах северной части Западного Саяна // Лесоводственные исследования в лесах Сибири. Тр. ИЛиД СО АН СССР. - Красноярск: Кн. изд-во, 1963. - Т. 57. - С. 149-183.

Судачкова Н.Е., Расторгуева Е.Я., Коловский Р.А. Физиология подроста кедра. - М.: Наука, 1967. - 123 с.

Товкач Л.Н. Исследование биометрических показателей ассимиляционного аппарата молодняков и подроста кедра сибирского // Процессы формирования насаждений в Сибири. - Красноярск: ИЛД СО АН СССР, 1975. - С. 119-135.

Шарый М.А. Хвойные породы в молодом возрасте. - Красноярск: Изд-во Краснояр. унта, 1994. - 208 с.

Исследования проводятся при финансовой поддержке РФФИ