Оценка состояния сосновых насаждений казахского мелкосопочника

Аграрный вестник Урала № 1 (93), 2012 г

Лесное хозяйство *

ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ СОСНОВЫХ НАСАЖДЕНИИ КАЗАХСКОГО МЕЛКОСОПОЧНИКА

Б. О. АЗБАЕВ, аспирант,

А. В. ДАНЧЕВА, аспирант,

Л. Г. БАБУШКИНА,

доктор биологических наук, профессор, УГЛТУ

620100, г. Екатеринбург, Сибирский тракт, д. 37

Положительная рецензия представлена Е. В. Колтуновым, доктором биологических наук профессором, Ботанический сад УрО РАН.___________________________________________________________________________________________

Ключевые слова: сосняки, строение, устойчивость, рекреация, деградация, состояние.

Keywords: рine stands, structure (composition), stability,

Интенсивное рекреационное лесопользование приводит к нарушениям почти всех компонентов лесного биогеоценоза — от почвы до верхних ярусов растительности [1, 2]. Следствием его является ухудшение лесорастительных условий, снижение продуктивности и устойчивости фитоценозов, их защитных и средостабилизирующих функций.

Установление факторов, оказывающих наибольшее отрицательное влияние на лесные биогеоценозы, является первоочередной задачей лесного экологического мониторинга, т. е. систематического слежения за состоянием лесных насаждений. Другой его задачей является определение, насколько утрачена устойчивость лесной экосистемы в результате антропогенного воздействия и возможно ли ее восстановление.

Наши исследования проводились в сосновых насаждениях Бармашинского и Боровского лесничеств Государственного национального природного парка (ГНПП) «Бурабай» на постоянных пробных площадях (ППП), заложенных сотрудниками КазНИИЛХ в 2006 г. в двух типах леса: сосняк очень сухой (С-1) — 3 ППП и сосняк свежих и влажных условий произрастания (С-3) — 2 ППП. Все ППП характеризовались чистыми насаждениями сосны одного класса, возраста, бонитета и группы полноты. При подборе пробных площадей учитывалась интенсивность рекреационного использования насаждений согласно методике А. А. Кучко [3]. При этом ППП закладывались в наиболее типичных участках леса, соответствующих функциональным зонам: зона активной посещаемости (лесные массивы, образующие периферию зеленой зоны, примыкающую к жилой застройке, средняя рекреационная нагрузка — 1,5-7 чел/га), умеренной посещаемости (площади, примыкающие к зоне активной посещаемости, средняя рекреационная нагрузка —

0,3-1 чел/га) и слабой посещаемости (здесь рекреанты, предпочтение отдается сбору ягод и грибов, средняя рекреационная нагрузка — менее 0,3 чел/га).

Одним из основных показателей, характеризующих насаждение, является оценка жизненного состояния древостоя, определение которого проводилось по методике В. А. Алексеева [4]. Автор предлагает деревьям различных категорий жизненности присваивать коэффициенты (%), соответствующие их состоянию. При показателе 100-80 % жизненное состояние древостоя оценивается как «здоровое», при 79-50 % древостой считается поврежденным или ослабленным, при 49-20 % — сильно поврежденным, и при 19 % и ниже — полностью разрушенным.

Расчет жизненного состояния производился по формуле:

100*V1 + 70*V2 + 40*V3 + 5*V4 , (1),

LV = V

где LV — относительное жизненное состояние древостоя, рассчитанное с учетом крупности деревьев; V1 — объем древесины здоровых деревьев на пробной

recreation, degradation, state.

площади или на 1 га, м3; V2, V3, V4 — объем поврежденных (ослабленных), сильно поврежденных и отмирающих деревьев соответственно; 100, 70, 40 и 5 — коэффициенты, выражающие жизненное состояние здоровых, поврежденных, сильно поврежденных и отмирающих деревьев, %; V — общий запас древесины в древостое на пробной площади или 1 га (включая объем сухостоя), м3.

В результате проведенных исследований было установлено, что относительный показатель жизненного состояния древостоя на всех пробных площадях, включая ППП-3к и 4к, являющихся условным контролем, варьирует от 77,3 до 67,3 % (табл. 1) и оценивается как «поврежденный или ослабленный» древостой. Однако надо отметить, что ППП-2 и ППП-5, относящиеся к зоне активной посещаемости, характеризуются наименьшим показателем жизненного состояния, равным 67,3 и 69,0 % соответственно.

Величины среднестатистических показателей жизненного состояния на исследуемых ППП определяем не по совокупности деревьев, без учета объемных показателей, они приведены в табл. 2. Материалы табл. 2 свидетельствуют о еще более низких значениях показателей жизненного состояния, чем приведены в табл. 1. Другими словами, результаты оценки жизненного состояния среднестатистическим способом еще больше приближают насаждения к категории «сильно ослабленные».

Расчетные данные критерия Стьюдента (табл. 2), подтверждают, что отличия средних значений показателя жизненного состояния древостоя на исследуемых ППП являются статистически значимыми. Кроме того, вероятность ошибки нашего заключения составляет менее 0,1 %.

Для определения формы ствола, был использован второй коэффициент формы ствола q2, являющийся более стабильной величиной в сравнении с нормальным видовым числом Fn. Для расчета применена регрессионная зависимость этого коэффициента от высоты и полноты древостоев сосны мелкосопочника, полученная

В. Н. Дудиной [5].

q2 = 0,29627 + 0,00764*h + 1,4825*1/h + 0,16227*P (2), где h — высота дерева, м;

P — расчетная величина полноты, постоянная для каждой ППП.

Величина q2 рассчитывалась для каждого дерева на ППП, после чего определялся средний показатель для всего древостоя.

Как известно, коэффициент формы ствола находится в прямой зависимости от диаметра и высоты дерева [6]. Данная закономерность находит подтверждение и в наших исследованиях. Наибольшее значение средней величины q2 — 0,692 и 0,693 отмечается в насаждениях на ППП 2 и 5, имеющих наибольшие показатели по высоте 21,1 и 17,4 м и диаметру — 25,5 и 23,4 см соответственно. Но, надо отметить что на ППП-4к число деревьев (густота) ниже принятого норматива (100), по всей

46

www. m-avu. narod. ru

333^ Аграрный вестник Урала № 1 (93), 2012 ^

________________Лесное хозяйство

вероятности, в результате ранее проведенной интенсивной рубки, что подтверждается количеством сохранившихся на ППП 69 пней. В результате этого полнота насаждения снизилась до 0,7, и, как следствие этого, наблюдается значительная разница в величине q2 между ППП. Значение q2 на ППП-4К (0,645) являющейся самым низким в сравнении с таковыми на других ППП. Другими словами, на ППП-4к стволы деревьев более сбежистые.

Оценку прямоствольности и густоты (плотность) кроны для каждого дерева, исследуемых насаждений, проводили по балльной системе Л. Ф. Правдина [7] и Е. П. Проказина [8]. Прямоствольность определяли по 5-ти балльной системе (5 — ствол прямой от комля до вершины; 3 — основной ствол прямой; 1 — искривленный основной ствол, отклонение от отвесной линии составляет более 5°). Густота (плотность) оценивалась по 3-х балльной системе (1 — густая, скелетные ветви просматриваются на 10-20 %; 2 — средней густоты, скелетные ветви просматриваются на 50 %; 3 — редкая (ажурная), видны все скелетные ветви).

Данные табл. 2 свидетельствуют, что среднестатистическая величина балла прямоствольности, равная 4, наблюдается в насаждениях на ППП-1 и 3к, подтверждая тем самым большее количество прямоствольных

деревьев в сравнении с насаждениями на ППП-2, 4к и 5, где балл прямоствольности составляет 3.

Среднестатистическая величина балла густоты (плотности) кроны, как видно из табл. 2, на всех пробных площадях имеет средний показатель, равный 2, что свидетельствует об отсутствии визуальных отличий по густоте кроны.

Существенными являются показатели развития кроны в ширину, которые в сочетании с высотой кроны определяют ее форму [9]. При определении формы кроны деревьев на исследуемых ППП, мы придерживались следующих градаций: широкопирамидальная крона — соотношение между диаметром кроны и ее высотой — 1:2 и менее; среднепирамидальная — от 1:2 до 1:3 соответственно; и узкопирамидальная — соотношение диаметра кроны к ее высоте более чем 1:3.

Анализ полученных данных (табл. 3) показывает, что на ППП-1, 3к и 5 преобладают деревья со среднепирамидальной кроной, доля которых равна 56,6, 53,1 и 40,8 % соответственно; на ППП-2 наблюдается преобладание узкопирамидальной формы кроны (63,8 %). На ППП-5 наблюдается относительная равномерность распределения деревьев по форме кроны в сравнении с другими пробными площадями. Кроме основных морфометрических

Таблица 1

Основные таксационные показатели насаждений ППП

Показатели Номер постоянной пробной площади

1 2 3 к 4 к 5

з.у.п. з.а.п. з.с.п. з.с.п. з.а.п.

Функциональная зона

Тип леса С-1 С-1 С-1 С-3 С-3

Класс бонитета IV IV IV IV IV

Класс возраста VI VI VI VI VI

Средний диаметр, см (средневзвешенный) 22,6 25,5 20,3 26,0 23,4

Средняя высота, м (графическая) 17,1 21,1 15,6 19,0 17,4

Полнота 1,0 0,99 1,0 0,7 1,1

Запас стволовой древисины, м3/га 304,7 388,8 263,9 253,8 338,1

Запас сухостоя, м3/га 0,47 8,4 1,4 1,4 1,1

Число деревьев, шт/га 942,0 792,0 1083,0 550,0 917,0

Число деревьев отпада, шт/га 8,0 83,0 33,0 17,0 17,0

Относительный показатель жизненного состояния древостоя, % 77,3 67,3 73,4 75,3 69,0

Площадь питания одного дерева, м2 10,6 12,6 9,2 18,2 10,9

Коэффициент формы ствола, q2 0,675 0,692 0,674 0,645 0,693

Примечание: з.а.п. — зона активной посещаемости; з.у.п. — зона умеренной посещаемости; з.с.п. — зона слабой посещаемости.

Таблица 2

Средние значения морфологических показателей древостоев ППП и величина расчетного критерия Стьюдента )

Номер пробной площади, тип леса

1, С-1 2, С-1 3к, С-1 4к, С-3 5, С-3

Число наблюдений

114 105 134 68 113

X ± т ts X ± т ts X ± т X ± т X ± т ts

Диаметр, см 22 ± 0,4 4,1 23,4 ± 0,8 4,2 19,4 ± 0,5 24,6 ± 0,9 20,7 ± 1,1 2,7

Высота, м 16,5± 0,1 8,9 18,5 ± 0,6 6,3 14,5 ± 0,2 17,7 ± 0,3 14,4 ± 0,5 5,7

Показатель жизненного состояния, % 76,1±1,2 3,3 58 ± 2,4 4,0 69,4 ± 1,6 71,0 ± 2 61,1 ± 1,9 3,6

Высота до живого сучка, м 7,4 ± 0,1 0,9 6,7 ± 0,3 1,4 7,2 ± 0,2 8,5 ± 0,3 6,8 ± 0,3 4,0

Диаметр кроны, м 3,6 ± 0,1 2,8 3,3 ± 0,2 0,4 3,2 ± 0,1 3,6 ± 0,2 3,0 ± 0,1 2,7

Протяженность кроны, м 9,1 ± 0,2 7,1 11,8 ± 0,4 10,5 7,1 ± 0,2 9,0 ± 0,3 7,1 ± 0,4 3,8

Балл густоты кроны 2,0 ± 0,1 — 2,0 ± 0,1 — 2,0 ± 0,1 2,0 ± 0,1 2,0 ± 0,1 —

Балл прямоствольности 4,0 ± 0,1 — 3,0 ± 0,2 — 4,0 ± 0,1 3,0 ± 0,2 3,0 ± 0,1 —

Класс Крафта 2,0 ± 0,1 — 2,0 ± 0,1 — 2,0 ± 0,1 2,0 ± 0,1 3,0 ± 0,1 —

Значение табличного критерия Стьюдента для ППП-1 и 3к t 0,05 = 1,96 t 0,01 = 2,58

ППП-2 и 3к t 0,05 = 1,96 t 0,01 = 2,58

ППП- 5 и 4к t 0,05 = 1,97 t0,01 = 2,6

ммм.т-эчи. пэгоб. ги

47

Аграрный вестник Урала № 1 (93), 2012 г

Лесное хозяйство *

Таблица 3

Распределение деревьев по форме кроны в сосновых насаждениях, шт./%

Форма кроны

№ Широкопирамидальная Среднепирамидальная Узкопирамидальная

ППП Соотношение между шириной кроны и ее высотой

менее 1:2 от 1:2 до 1:3 более 1:3

17 64 33

15,1 56,6 28,3

11 23 60

11,7 24,5 63,8

36 69 25

зк 27,7 53,1 19,2

10 38 18

15,2 57,6 27,2

24 40 34

24,5 40,8 34,7

Таблица 4

Количество деревьев сосны с повреждениями на поверхности стволов, шт./%

Номер пробной площади

Вид повреждения 1 2 3к 4к 5

Количество наблюдений

114 105 134 68 113

Плодовые тела 1 0,9 2 1,9 6 4,5 4 5,9 8 7,1

Смолотечение 31 29,5 20 14,9 8 11,8 14 12,4

Травмы — 9 8,6 6 4,5 10 14,7 14 12,4

Повреждения вредителями (ходы) — 3 2,9 3 4,4 1 0,9

Итого 1 0,9 45 42,9 32 24,0 25 36,8 37 32,8

показателей, для каждого дерева устанавливалось наличие повреждений на поверхности ствола в виде плодовых тел, обильного смолотечения, механических повреждений и повреждений вредителями (ходы) (табл. 4).

Значительная величина повреждений отмечается в насаждении на ППП-2 — 42,9 % стволов имеют различные виды повреждений, а также на ППП-4к — 36,8 %, количество повреждений на которой, по всей видимости, искусственно увеличено за счет ранее проведенной интенсивной рубки. В насаждении на ППП-5 характер повреждений значительно больше в виде трещин (12,4 %) на стволах деревьев, достигающих в длину до 2 м, равномерного распределения плодовых тел (7,1 %) и высоты распределения их по стволу до 6,7 м, а также смолотечения (12,4 %), единично встречаются забитые гвозди и обмотанные проволокой стволы.

Материалы табл. 4 свидетельствуют о существенной неоднородности в степени поврежденности деревьев на ППП. При этом если значительную долю деревьев с наличием повреждений на ППП-2 и 5 можно объяснить активным посещением рекреантов, то 36,8 % поврежденных деревьев на ППП-4К со слабой посещаемостью рекреантами объяснить довольно сложно. Можно предположить,

были нанесены ранее в процессе проведения рубок ухода, при которых полнота древостоя снизилась до 0,7.

Основными видами повреждений на стволах деревьев на всех ППП, за исключением ППП-1, является смолотечение и травмы, что наглядно свидетельствует о негативном воздействии рекреантов. Настораживает также довольно значительное количество деревьев (до 7,1 %) с наличием кладовых тел дереворазрушающих грибов. Несвоевременная уборка больных деревьев может привести к заселению спорами грибов здоровых деревьев, тем более, если учесть долю деревьев с травмами стволов.

В целом можно отметить, что анализ морфометрических показателей деревьев позволяет получить объективную оценку состояния сосновых насаждений и наметить лесоводственные мероприятия, минимизирующие отрицательные последствия рекреации. В частности, выборочные санитарные рубки, направленные на удаление зараженных стволовыми гнилями деревьев до образования на стволах плодовых тел.

Для повышения устойчивости насаждений требуется также усилить профилактическую работу среди отдыхающих по недопущению повреждений растущих деревьев.

что повреждения деревьям, произрастающим на ППП-4К,

Литература

1. Казанская Н. С., Ланина В. В., Марфенин Н. Н. Рекреационные леса. М. : Лесная промышленность, 1977. 96 с.

2. Колтунов Е. В., Залесов С. В., Демчук А. Ю. Корневые и стволовые гнили и состояние древостоев Шарташского лесопарка г. Екатеринбурга в условиях различной рекреационной нагрузки // Аграрный вестник Урала. 2011. № 8 (87).

С. 40-43.

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

4. Алексеев В. А. Диагностика жизненного состояния деревьев и древостоев // Лесоведение. 1989. № 4. С. 51-57.

5. Дудина В. Н. Анализ закономерностей формирования стволов в древостоях и разработка объемных таблиц для сосняков Казахстана разной полноты и возраста : автореф. дис. ... канд. сельхоз. наук. Алматы, 2006. 30 с.

6. Анучин Н. П. Лесная таксация. М. ; Л. : Гослесбумиздат, 1960. 521 с.

7. Правдин Л. Ф. Сосна обыкновенная. Изменчивость, внутривидовая систематика, селекция. М. : Наука, 1964. 189 с.

8. Проказин Е. П. Изучение имеющихся и создание новых географических культур (программа и методика работ). Пушкино, 1972. 52 с.

9. Колесников А. И. Декоративная дендрология. М. : Гос. изд-во литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам, 1960. 673 с.

48

№№№. т-Э¥и. пагосі. ги