Биологическая продуктивность сосняков естественного и искусственного происхождения в Тургайском прогибе

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ СОСНЯКОВ ЕСТЕСТВЕННОГО И ИСКУССТВЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ В

ТУРГАЙСКОМ ПРОГИБЕ

Усольцев В.А., Ненашев Н.С., Терентьев В.В., Белоусов Е.В., Платонов И.В.

A comparative analysis of biological productivity of natural and man-made pine stands according to age, edaphic and density sequences is carried out.

Спланирован пассивный эксперимент, в соответствии с которым в островных борах Тургайского прогиба заложена серия пробных площадей в естественных сосняках и культурах по возрастному, эдафическому и густотному градиентам (табл. 1-2). На каждой пробной площади взято по 9-10 модельных деревьев по ступеням толщины. Методики определения биопродуктивности надземной фитомассы и корней изложены ранее (Усольцев, 1988; Усольцев, Крепкий, 1994; Усольцев, Залесов, 2005). Общая масса корней и тонкой их фракции (<1 мм) рассчитана с использованием трехфакторных аллометрических уравнений (Усольцев, 1988). Годичная продукция корней NPP принята равной наличной массе тонких корней в предположении, что продолжительность жизни тонких корней равна 1 году (Молчанов,1954; Janssens et al., 2002). Фитомасса и первичная продукция сосны на 1 га рассчитана регрессионным (аллометриче-ским) методом по полному фракционному составу.

Установлены общие закономерности повышения фитомассы и первичной продукции сосняков с увеличением возраста, класса бонитета и густоты в исследованных диапазонах соответствующих показателей (табл. 3-4). В условиях сухой степи Тургайского прогиба подтверждена высокая доля тонких корней в общей их массе (60-80 %), ранее установленная у сосны на песках Саратовской области на уровне 71-95 % (Будаев, 1971). Доля NPP тонких корней (60-80 %) в общей NPP несколько выше аналогичного показателя для сосны в условиях Финляндии (60%) вследствие более жестких условий произрастания в степи (Helmisaari et al., 2002).

Таблица 1 - Таксационные показатели культур сосны по возрастному, эдафическому и густотному рядам по данным перечетов на пробных площадях

№ пробной площади Состав Возраст, лет Средние Густота, тыс. экз. на 1га Площадь сечений, м2/га Запас, м3/га Класс бонитета

диа-метр, см высота, м

Возрастной ряд I класса бонитета, влажный бор

1 10С 10 3,3 4,0 18,87 16,1 52,3 I

2 10С 19 9,0 9,5 7,000 44,5 234 Ia

3 10С 23 11,0 10,2 3,830 36,4 203 I

4 10С 26 8,8 9,9 6,080 37,0 195 I

Возрастной ряд II класса бонитета, свежий бор

5 10С 9 2,5 2,6 11,53 5,7 16,7 II

6 10С 13 4,4 4,3 9,200 14,0 43,3 II

7 10С 19 7,9 6,1 4,450 21,8 89,7 II

8 10С 22 7,4 8,1 4,860 20,9 125 II

9 10С 50 16,0 16,4 1,810 36,4 274 II

Воз растной ряд III класса бонитета, сухой бор

10 10С 11 3,0 2,8 10,46 7,4 43,3 III

11 10С 14 3,8 3,3 9,730 11,0 33,0 III

12 10С 15 4,1 3,7 8,440 10,9 51,7 III

13 10С 25 7,0 7,5 8,640 33,3 177 III

Эдафический ряд для возраста 22 года

14 10С 24 10,5 11,4 5,340 46,2 299 ¡а

15 10С 22 10,8 9,3 3,850 35,3 191 I

16 10С 20 7,0 7,0 6,330 24,4 100 II

17 10С 21 7,7 5,5 3,240 15,1 55,2 III

18 10С 21 6,1 4,8 5,180 15,1 48,1 IV

Густотный ряд для возраста 22 года, I класс бонитета

19 10С 22 12,0 10,2 2,610 29,5 108 I

20 10С 22 9,6 9,2 4,240 30,7 170 I

21 10С 22 9,4 9,3 5,210 36,2 178 I

Таблица 2- Таксационные показатели естественных сосняков по возрастному, эдафическому и густотному рядам по данным перечетов на пробных площадях

№ пробной площади Состав Возраст, лет Средние Густота, тыс. экз. на 1га Площадь сечений, м2/га Запас, м3/га Класс бонитета

диа-метр, см высота, м

Возрастной ряд II-III классов бонитета, свежий бор

22 10С 21 7,0 6,6 6,050 23,3 114 II

23 10С 32 5,1 7,6 19,91 40,7 196 III

24 10С 40 8,3 12,8 9,621 52,0 376 II

25 10С 110 22,0 21,4 1,350 51,3 427 III

Эдафический ряд для возраста 40 лет

26 10С 40 17,0 17,8 2,271 51,5 432 Ia

27 10С 40 15,2 14,7 2,049 37,2 268 I

28 10С 40 12,6 13,8 3,197 39,9 248 II

29 10С 42 5,2 8,8 19,14 40,6 252 IV

30 10С 42 2,5 4,9 56,33 27,6 120 Va

Густотный ряд для возраста 20 лет, IV класс бонитета

31 10С 20 3,3 3,3 12,29 10,5 31 IV

32 10С 20 3,6 4,3 19,76 20,1 68 IV

33 10С 20 3,0 2,8 44,43 31,4 126 IV

Таблица 3 -Показатели фитомассы и первичной продукции в абсолютно сухом состоянии культур сосны по возрастному, эдафическому и густотному

рядам на пробных площадях в Тургайском прогибе

№ пробной площади Фитомасса, т/га Первичная продукция НРР, т/га

Стволы Ветви Хвоя Корни Итого Стволы Ветви Хвоя Корни Итого

Всего Кора Всего Кора

Возрастной ряд I класса бонитета, влажный бор

1 17,5 3,63 3,56 5,97 24,9 51,9 3,57 0,44 0,98 0,38 19,4 24,3

2 81,3 11,4 13,8 12,8 74,4 182,3 2,23 0,11 2,78 3,71 53,6 62,3

3 65,1 9,12 10,8 13,4 63,4 152,7 1,55 0,08 1,51 4,65 45,8 53,5

4 69,3 10,2 6,36 5,77 53,2 134,6 0,19 0,06 0,93 1,71 37,4 40,2

Возрастной ряд II класса бонитета, свежий бор

5 5,14 1,24 1,82 4,78 9,11 20,9 1,65 0,25 0,53 1,03 7,57 10,8

6 14,3 2,69 4,55 6,97 23,3 49,1 2,15 0,26 1,05 1,78 18,5 23,5

7 33,5 6,32 8,43 8,62 40,9 91,5 1,03 0,11 1,13 2,95 31,9 37,0

8 43,7 6,01 6,53 7,10 31,0 88,3 1,25 0,08 1,01 2,33 22,4 27,0

9 102,6 8,92 7,13 2,82 49,9 162,5 0,61 0,02 0,55 0,96 33,2 35,3

Возрастной ряд III класса бонитета, сухой бор

10 6,37 1,65 3,58 4,92 12,2 27,1 1,01 0,16 0,60 1,15 10,1 12,9

11 10,3 2,54 2,27 6,15 18,3 37,0 1,04 0,16 0,71 1,50 14,9 18,2

12 18,7 5,22 6,02 7,28 18,0 50,0 4,04 1,16 0,49 1,95 14,5 21,0

13 62,9 10,6 6,14 6,14 46,9 122,1 1,13 0,08 0,96 1,51 34,0 37,6

Эдафический ряд для возраста 22 года

14 105,0 11,7 18,7 13,7 72,7 210,1 2,27 0,11 4,97 4,31 50,9 62,5

15 63,6 7,40 12,7 10,9 64,4 151,6 1,57 0,10 1,90 3,83 47,5 54,8

16 34,0 5,75 5,80 6,11 38,5 84,4 0,95 0,07 0,94 1,84 28,6 32,3

17 19,0 3,88 6,41 5,35 28,2 59,0 0,60 0,07 0,80 1,94 22,3 25,6

18 18,6 3,61 4,62 4,33 25,5 53,1 0,45 0,05 0,55 1,40 20,2 22,6

Густстный ряд для возраста 22 года, класс бонитета

19 36,2 4,31 9,88 7,45 55,8 109,3 0,86 0,04 1,80 2,79 40,9 46,4

20 59,3 6,78 14,6 10,6 51,7 136,2 0,67 0,03 1,71 3,60 37,6 43,6

21 62,1 8,93 7,86 8,54 59,7 138,2 1,32 0,11 1,40 2,74 43,2 48,7

Таблица 4-Показатели фитомассы и первичной продукции в абсолютно сухом состоянии естественных сосняков по возрастному, эдафическому и густотному рядам на пробных площадях в Тургайском прогибе

№ пробной площади Фитомасса, т/га Первичная продукция НРР, т/га

Стволы Ветви Хвоя Корни Итого Стволы Ветви Хвоя Корни Итого

Всего Кора Всего Кора

Возрастной ряд II-III классов бонитета, свежий бор

22 39,4 7,74 5,39 4,93 37,2 86,9 6,10 0,550 0,798 1,62 27,9 36,4

23 78,6 13,8 3,55 6,11 41,5 129,8 10,76 1,220 0,448 1,74 28,5 41,4

24 155,2 18,0 5,85 3,57 54,3 218,9 13,19 0,779 0,524 1,15 35,2 50,1

25 207,0 15,6 11,8 4,59 58,7 282,1 7,95 0,041 0,387 0,81 37,1 46,2

Эдафический ряд для возраста 4 0 лет

26 152,3 13,2 13,9 11,5 77,1 254,8 17,65 0,263 1,740 1,85 51,2 72,4

27 102,8 10,7 7,32 11,5 56,2 177,8 11,14 0,281 0,895 1,84 38,3 52,2

28 90,1 10,6 6,33 4,62 54,2 155,3 5,69 0,130 0,668 1,39 36,5 44,2

29 104,9 15,7 4,04 4,36 35,5 148,8 10,29 0,490 0,481 1,32 23,4 35,5

30 55,8 10,6 2,95 3,98 18,8 81,5 6,89 0,875 0,316 1,24 12,8 21,2

Густотный эяд для возраста 20 лет, IV класс бонитета

31 11,9 2,93 1,86 3,39 13,8 31,0 3,94 0,713 0,741 1,23 10,9 16,8

32 25,5 5,63 4,62 8,1 24,8 63,0 1,45 0,273 1,172 2,15 18,8 23,6

33 48,7 10,6 4,79 7,17 41,7 102,4 10,74 1,040 0,766 2,04 33,8 47,3

Литература

1. Будаев Х.Р. Рост и формирование корневой системы сосны в зависимости от типов лесо-растительных условий песков //Тр. Бурятского ин -та естеств. наук. Вып. 9. Улан-Удэ. 1971. С. 156-180.

2. Молчанов А.А. Изменение биологических, экологических и гидрологических факторов в различных типах дубового леса // Сообщ. Ин-та леса АН СССР. Вып. 2. 1954. С. 107- 157.

3. Усольцев В. А. Рост и структура фитомассы древостоев. Новосибирск: Наука, 1988. 253 с.

4. Усольцев В.А., Залесов С.В. Методы определения биологической продуктивности насаждений. Екатеринбург: УГЛТУ, 2005. 155 с.

5. Усольцев В.А., Крепкий И.С. Регрессионный анализ вертикально-фракционного распределения массы корней в сосняках Аман - Карагайского бора // Экология. 1994. № 2. С. 21-33.

6. Helmisaari H.-S. et al. Below- and aboveground biomass, production and nitrogen use in Scots pine stands in eastern Finland // Forest Ecol. Manage. 2002. Vol. 165. P. 317-326.

7. Janssens I.A. et al. The carbon cost of fine root turnover in a Scots pine forest // Forest Ecol. Manage. 2002. Vol. 168. P. 231-240.

Работа поддержана РФФИ, грант № 04-05-96083-Урал.