Динамика сосново-березового насаждения при проточном увлажнении почвы в типе леса сосняк-кисличник

УДК 630*5

О.А. Неволин, С.В. Третьяков, О.О. Еремина

Неволин Олег Алексеевич родился в 1929 г., окончил в 1952 г. Архангельский лесотехнический институт, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры лесной таксации и лесоустройства Архангельского государственного технического университета, заслуженный лесовод России. Имеет 120 печатных трудов в области изучения высокопродуктивных лесов Севера и организации хозяйства в них, истории лесного хозяйства и лесоустройства.

Третьяков Сергей Васильевич родился в 1956 г., окончил в 1978 г. Архангельский лесотехнический институт, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры лесной таксации и лесоустройства Архангельского государственного технического университета. Имеет более 30 печатных трудов в области изучения смешанных лесов Севера, организации и моделирования лесопользования.

Еремина Ольга Олеговна родилась в 1956 г., окончила в 1978 г. Архангельский лесотехнический институт, ассистент кафедры геодезии Архангельского государственного технического университета. Имеет 8 печатных трудов в области возобновления сосновых лесов Севера.

ДИНАМИКА СОСНОВО-БЕРЕЗОВОГО НАСАЖДЕНИЯ ПРИ ПРОТОЧНОМ УВЛАЖНЕНИИ ПОЧВЫ В ТИПЕ ЛЕСА СОСНЯК-КИСЛИЧНИК

По результатам 36-летних исследований изучено изменение состава древостоев, средних высот и диаметров, числа деревьев, полноты, запаса древесины, древесного отпада и общей продуктивности. Прослежена динамика напочвенного покрова, подлеска и подроста.

динамика насаждений, сосняк-кисличник, сосна, береза, проточное увлажнение.

При изучении природы высокопродуктивных сосняков Европейского Севера в 1963 - 1964 гг. было заложено 26 постоянных пробных площадей в Березниковском лесничестве Виноградовского района Архангельской области [5].

В настоящей работе приведены основные результаты 36-летних исследований на постоянной пробной площади № 4, заложенной в смешанном 45-летнем сосново-березовом насаждении II класса бонитета. Тип леса сосняк-кисличник (Pinetum betuleto-oxalidosum). Насаждение послепожарного происхождения возникло в 1918 г. на гари 1916 г. и произрастает на слабоподзолистой легкосуглинистой почве, развивающейся на среднем суглинке. Новое поколение одновозрастного сосново-березового древостоя дали одиночные сосны, уцелевшие при лесном пожаре [6], и березы, растущие в соседнем ельнике приручейном.

Особенностью исследуемого участка является проточное переувлажнение почвы, обусловленное постоянным передвижением грунтовых вод и почвенной влаги через участок от соседнего сосняка сфагнового в протекающую неподалеку речку Шиловку. Интересно, что явное переувлажнение почвы не оказывает заметного отрицательного влияния на рост древостоя. Очевидно, это связано с проточным увлажнением при хорошем насыщении почвенной влаги кислородом. Такие природные условия для произрастания леса нередки на Европейском Севере, но изучены слабо, особенно в лесоти-пологическом отношении.

Исследования на постоянной пробной площади проводились шесть раз (1963, 1970, 1976, 1983, 1988 и 1999 гг.) . За этот период произошла смена напочвенного покрова при активном расселении по всей территории уч а-стка мхов-гигрофитов. Так, в год закладки пробной площади в 1963 г. кукушкин лен (Polytrichum commune L.) в напочвенном покрове принимал значительное участие (Cop.3) [9]. Местами (Sp.) поселялись сфагновые мхи (преимущественно Sphagnum Girgensohnii Russ.). К моменту повторных исследований в 1970 г. кукушкин лен образовал сплошной ковер (Soc.) и, бурно разрастаясь, сильно потеснил обычных в этом типе леса представителей напочвенного покрова. Сфагновые мхи образовали своеобразные «подушки», но степень их распространения была по-прежнему незначительной (Sp.). Со временем, по мере разрастания «подушек» сфагновых мхов, позиции кукушкина льна постепенно ослаблялись. Ко времени исследований в 1988 г. (сентябрь) сфагнум Гиргензона образовал сплошной плотный ковер (Soc.) с равномерным вплетением в него кукушкина льна (Cop.1).

Кислица (Oxalis acetosella L.), черника (Vaccinium myrtillus L.), седмичник европейский (Trientalis europaea L.), майник двулистный (Majan-themum bifolium L.), линнея северная (Linnea borealis L.), грушанка однобокая (Ramischia secunda L.), Pleurozium Schreberi Wild., Hylocomium proli-

В исследованиях принимали участие студенты: В.С. Коровкин и Н.И. Широкий (1963), О.О. Еремина (1976) и Д.В. Еремин (1999).

ferum Ь. и другие растения сосняков-кисличников ютились на микроповышениях. К 1999 г. картина в напочвенном покрове не изменилась, за исключением полного исчезновения линнеи северной.

Происходящая смена напочвенного покрова, несомненно, свидетельствует о динамизме типа леса [4]. В классификационной схеме типов леса по В.Н. Сукачеву [4, 9, 10] исследуемый участок из центра (РтеШт охаШо8ит) смещается вниз (ряд Б), где находятся почвы, избыточно увлажненные проточной водой, обеспеченные питательными веществами и кислородом. Вероятнее всего, мы наблюдаем постепенный переход к другому типу леса под влиянием сложнейших биологических процессов в природе северного леса в связи с изменением водного режима почвы. При этом проточное увлажнение благоприятствует росту высокопродуктивных древо-стоев. Подтверждением этого факта является рост осины - породы чрезвычайно требовательной к почвенно-грунтовым условиям. В исследуемом насаждении осина к 80-летнему возрасту вышла в 1а класс бонитета.

Основные таксационные показатели исследуемого сосново-березового насаждения состава 8С2Б, ед. Ос приведены в табл. 1.

Анализ роста сосново-березового древостоя в высоту показывает, что сосновая часть растет по II классу бонитета и к 80 годам подходит к границе I класса. Береза в исследуемом периоде занимает центральную часть III класса бонитета. Наиболее развитые деревья сосны и березы бони-тируются I и !а классами [1, 2].

Таблица 1

Таксационные показатели Значения показателей по годам исследования Изменение показателей

1963 1970 1976 1983 1988 1999 за 36 лет в среднем в год

Возраст, лет:

сосны 45 52 58 65 70 81 36 1

березы 46 53 59 66 71 82 36 1

Средняя высота, м:

сосны 15,3 16,6 18,5 19,0 21,2 24,3 +9,0 +0,25

березы 12,6 13,7 15,5 16,0 17,2 19,4 +6,8 +0,19

осины 15,0 17,0 18,0 19,0 23,6 28,0 +13,0 +0,36

ели 2-го яруса 8,0 9,0 10,1 11,0 11,5 12,5 +4,5 +0,13

Средний диаметр, см:

сосны 11,3 12,6 15,4 16,5 17,7 20,4 +9,1 +0,25

березы 7,7 8,1 10,1 10,2 10,6 12,9 +5,2 +0,14

осины 14,5 15,8 18,9 21,6 24,4 31,7 +17,2 +0,48

ели 2-го яруса 7,4 7,6 9,6 10,3 11,4 12,5 +5,1 +0,14

Число деревьев на 1 га 3867 3200 2833 2466 2246 1679 -2188 -61

В том числе:

сосны 2287 1820 1480 1253 1120 920 -1367 -38

березы 1527 1327 1300 1160 1073 706 -821 -23

осины 13 13 13 13 13 13 - -

ели 2-го яруса 40 40 40 40 40 40 - -

Класс бонитета II II II II II II - -

Полнота 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 - -

Запас на 1 га, м3 231 245 307 335 375 449 +218 +6,1

Отпад на 1 га, м3 13 32 45 59 72 114 +101 +2,8

Общая продуктив-

ность на 1 га, м3 244 277 352 394 447 563 +319 +8,9

Среднее накопление

запаса на 1 га, м3 5,1 4,7 5,3 5,2 5,4 5,5 +0,4 -

Средний прирост

на 1 га, м3 5,4 5,3 6,1 6,1 6,4 7,0 +1,6 -

Состав древостоя и полнота, определявшаяся по стандартной таблице [3, 8], оказались неизменными. Запас древесины на 1 га за 36-летний период в возрасте древостоя от 45 до 81 года увеличился на 218, а общая продуктивность (с учетом отпада) возросла на 319 м3. Среднепериодическое (за 36 лет) накопление запаса - 6,1; текущий прирост - 8,9 м3/га. Запас древесины сосны в исследуемом древостое к 80-летнему возрасту на 18 % выше, чем в чистых сосняках-кисличниках (при одинаковой относительной полноте) [2, 3]. Это связано с лучшим ростом сосны, обусловленным, прежде всего, благоприятным воздействием березы как почвоулучшающей породы.

Отпад в сосново-березовом древостое за исследуемый период по числу деревьев и запасу древесины показан в табл. 2.

Таблица 2

Период исследований Отпад на 1 га Интенсивность отпада, %

Календарные годы Продолжительность, лет Сосна Береза Всего Сосна Береза В среднем

1963-1970 7 467 16,0 200 3,1 667 19,1 20,4 13,1 17,5

1971-1976 6 340 12,7 27 0,4 367 13,1 14,9 1,8 9,6

1977-1983 7 227 12,2 8 0 367 14,0 9,9 9,2 9,6

1984-1988 5 133 9,7 87 3,2 220 12,9 5,8 5,7 5,8

1989-1999 11 200 30,4 367 11,5 567 41,9 8,8 24,0 14,7

1963-1999 36 1367 81,0 821 20,0 2188 101,0 59,8 53,8 57,2

Примечание. В числителе - отпад по числу деревьев; в знаменателе - по

3

запасу, м .

Среднегодовой отпад за 36-летие по числу деревьев составляет 61, в том числе: сосны 38, березы 23; по запасу древесины 2,8 м3/га, из них сосны 2,3, березы 0,5 м3.

Естественный отпад происходит за счет деревьев низших ступеней толщины. Так, у сосны к 65-летнему возрасту не осталось ни одного дерева 6-сантиметровой ступени толщины, а деревья до 4 см погибли к 50-летнему возрасту древостоя. У сосны 94 % отпада по числу деревьев приходится на тонкомерную часть древостоя, ограниченную диаметром 10 см на высоте груди. У березы 96 % отпада составляют деревья толщиной 4 ... 8 см.

Интенсивность отпада по числу деревьев в сосново-березовом древостое с возрастом снижается. Тонкомерная сосна, испытывая угнетение более развитыми деревьями, быстро погибает, в то время как тонкомерная береза в таком состоянии многие годы и десятилетия живет, но влачит жалкое существование. Явление это, на наш взгляд, биологически целесообразно, обеспечивает развитие сосново-березового сообщества и особенно его сосновой части. Березовый опад (листья и др.) этой части насаждения заметно пополняет запасы мягкого гумуса, чем обеспечивает лучшее почвенное питание и, как следствие, хороший рост сосновой части смешанных древостоев.

Отпад в сосново-березовом древостое неизбежен, обусловлен процессом развития и роста это лесного сообщества и не связан с болезнями и вредителями из мира насекомых. Своевременное использование древесного отпада в хозяйстве позволит значительно увеличить съем продукции и тем самым поднять действительную продуктивность сосновых лесов Европейского Севера России.

В обычных условиях произрастания смешанных сосняков -кисличников в первые два-три десятилетия их жизни происходит массовое расселение ели под сосново-березовым пологом [7, 11]. Затем этот процесс ослабляется, идет медленно, но полностью не прекращается. К 80-100-летнему возрасту сосново-березового древостоя ель образует второй ярус с запасом стволовой древесины иногда до 90 м3/га [5]. Часть елей выходит в первый ярус.

На исследуемом участке ель не образует второго яруса (40 шт./га) и в подросте представлена на уровне 500 шт./га, за 36 лет это количество возросло лишь на 150 шт./га. Примечательно, что все елочки хорошего роста, здоровые, без явных признаков угнетения. Средняя высота подроста 0,9 м, возраст 35 лет.

Береза и осина, появляющиеся в подросте, имеют жалкий вид (из-за сильных систематических повреждений лосями и зайцами) и со временем погибают.

Таким образом, в условиях проточного увлажнения почвы формируются одноярусные высокопродуктивные сосново-березовые древостои. Их ценность в хозяйственном отношении несомненна.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Левин В.И. Результаты исследования динамики сосняков Архангельской области. - Архангельск: Арх. кн. изд-во, 1959. - 132 с.

2. Левин В.И. Сосняки Европейского Севера. - М.: Лесн. пром-сть, 1966. -152 с.

3. Лесотаксационный справочник для северо-востока европейской части СССР: Нормативные материалы для Архангельской, Вологодской областей и Коми АССР / Г.С. Войнов, И.И. Гусев, Е.Г. Тюрин. - Архангельск, 1986. - 358 с.

4. Мелехов И.С. Лесоведение. - М.: Лесн. пром-сть, 1980. - 408 с.

5. Неволин О.А. Основы хозяйства в высокопродуктивных сосняках Севера.

- Архангельск: Сев.-Зап. кн. изд-во, 1969. - 102 с.

6. Неволин О.А. О долговечности сосны в условиях Севера // Лесн. журн. -1985. - № 1. - С. 18 - 22. - (Изв. высш. учеб. заведений).

7. Неволин О.А., Еремина О.О. Подрост и его значение в формировании высокопродуктивных сосновых лесов Европейского Севера России // Лесн. журн. -1998. - № 4. - С. 12-18. - (Изв. высш. учеб. заведений).

8. Полевой справочник таксатора (для таежных лесов Европейского Севера) / И.И. Гусев, В.И. Калинин, О.А. Неволин и др. - Вологда: Сев. -Зап. кн. изд-во, 1971. - 196 с.

9. Сукачев В.Н. Руководство к исследованию типов леса. - М.; Л.: Гос. сельхоз. изд-во, 1930. - 318 с.

10. Сукачев В.Н., Зонн С.В. Методические указания к изучению типов леса.

- М: Изд-во АН СССР, 1961. - 144 с.

11. Третьяков С.В. Формирование возрастной структуры сосново-еловых древостоев // Лесн. таксация и лесоустройство: Межвуз. сб. науч. тр. - Красноярск: КПИ, 1987. - С. 65-72.

Архангельский государственный технический университет

Поступила 06.04.2000 г.

O.A. Nevolin, S.V. Tretjakov, O.O. Eremina

Dynamics of Pine-and-Birch Stand under Flowing Moistening of Soil in the Pinetum betuleto-oxalidosum Forest Type

Based on the 36-year study results the change of stand composition, average height and diameters of trees, number of trees, volume, forest density, forest attrition and total productivity has been studied. The dynamics of ground vegetation, undergrowth and young growth is traced.