Структура и годичная продуктивность фитомассы в культурах липы мелколистной

СТРУКТУРА И ГОДИЧНАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ ФИТОМАССЫ в КУЛЬТУРАХ ЛИПЫ МЕЛКОЛИСТНОЙ

А.К. ГАБДЕЛХАКОВ,

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры лесоводства и ландшафтного дизайна,

К.М. ГАБДРАХИМОВ,

доктор сельскохозяйственных наук, декан факультета землеустройства и лесного хозяйства,

А.А. АРСЛАНОВ, М.Р. СИТДИКОВ,

аспиранты кафедры лесоводства и ландшафтного дизайна, Башкирский ГАУ

Ключевые слова: лесные культуры липы мелколистной, надземная фитомасса, годичная продукция, фракционная структура.

Липа мелколистная (Tilia cordata Mill.) в Республике Башкортостан занимает более 20% покрытой лесом площади (1050,2 тыс. га). Липовые леса представлены вторичными и производными дубрав в лесостепной и елово-пихтовых древостоев в лесной зонах, характеризуются средней и низкой производительностью (III-IV классы бонитетов). В то же время искусственные насаждения липы мелколистной (или со значительной долей её участия) представляют собой более продуктивные фитоценозы (I-II классы бонитетов). Несмотря на то, что культуры липы в республике начали создавать в предвоенные годы, их биологическая продуктивность слабо исследована. Поэтому целью данной работы является изучение структуры биопро-дукционных показателей в искусственных липняках Башкирского Предуралья.

Башкирское Предуралье, согласно дробному лесорастительному районированию С.Ф. Курнаева [4], относится к зоне широколиственных лесов лесной и лесостепной подзон в пределах Русской равнины. Климат резко континентальный (среднегодовая температура составляет +2,5°С, разница между абсолютными максимумом и минимумом достигает 83°С; среднее годовое количество осадков составляет 487 мм с колебаниями от 308 до 818 мм, из них 62-303 мм выпадает за вегетационный период со среднесуточной температурой более +5°С).

Закладка пробных площадей (ПП), описание лесных культур, вычисление таксационных показателей, рубка модельных деревьев, статистическая обработка материалов исследований осуществлена общепринятыми методами [1, 3].

Изучены рядовые лесные культуры липы мелколистной III-VII классов возраста. Рельеф расположения ПП ровный (на ПП 10Б - с уклоном на запад 10°). Почвы определены как тёмно-серые лесные, по механическому составу -тяжёло- и среднесуглинистые. Таксационная характеристика древостоев приведена в таблице 1.

Лесные культуры ПП 1-3Д и 4СП созданы 5-летними саженцами на землях, выведенных из-под сельскохозяйственного пользования, подготовка почвы -сплошная. Культуры состоят из шести рядов липы (4СП - пять), чередующихся двумя рядами следующих пород: на ПП 1Д - клён ясенелистный (Acer negundo L.); на ПП 2Д - яблоня лесная (Malus sylvestris Mill.), берёза пушистая (Betula pubescens Ehrh.), клён ясенелистный, ель сибирская (Picea obovata Ledeb.); на ПП 3Д - берёза пушистая, яблоня лесная, клён ясенелистный; на ПП 4СП -через 3 м с восточной и западной сторон примыкают по пять рядов культуры лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.) и сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) соответственно. Шаг посадки на ПП 1-3Д составляет 0,75 м, шири-

450001, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. 50-летия Октября, 34; тел.: 8 (347) 228-08-71 (Габделха-ков, Габдрахимов), 271-57-07 (Арсланов), 275-27-14 (Ситдиков); e-mail: duvanles@mail.ru

на междурядий - 2,4 м, а на ПП 4СП - 0,5 м и 2,0 м соответственно. На ПП 1-3Д остались единичные экземпляры ели сибирской и берёзы пушистой. Деревья клёна ясенелистного везде имеют искривлённые стволы, часто их крона суховершинная. На данных чётырех ПП учтены только ряды с липой мелколистной (табл. 1). Остальные культуры пробных площадей созданы 2-летними сеянцами на вырубках по бороздам. Культуры на ПП 5Ю и 7Ю имеют ширину междурядий 3,0 м, шаг - 0,7 м, смешение в рядах случайное: на ПП 5Ю в качестве сопутствующих видов посажены ясень обыкновенный (Fraxinus excelsior L.), вяз гладкий (Ulmus laevis Pall.), клён остролистный (Acer platanoides L.); на ПП 7Ю - берёза пушистая. На ПП 6Ю схема посадки 2,5х0,8 м, смешение пород сложное: первый и третий ряд - из липы мелколистной, четвёртый ряд - из берёзы пушистой, в пятом ряду в случайном порядке чередуются берёза пушистая и липа мелколистная, во втором и шестом ряду был посажен бархат амурский (Phellodendron amurense Rupr.), далее ряды повторяются. В настоящее время на ПП 6Ю остались единичные экземпляры бархата амурского, на месте которого появился и разросся самосев ясе-

Forest cultures Tilia cordata Mill, over grand phitomass, annual production, fractional structure.

№ 3 (69), 2010 г.

Аграрный вестник Урала

91

ня обыкновенного и вяза гладкого. Необходимо отметить, что лесные культуры ПП 5-7Ю, как и другие искусственные насаждения Юматовского участкового лесничества 30-40-х годов XX века, создавались в порядке проведения опытов различной направленности научными сотрудниками Башкирской лесной опытной станции. Лесные культуры на ПП 8БК создавались как географические культуры дуба черешчатого (ОиегсиБ гоЬиг 1_.) посевом желудей одного ряда и через 2,5 м ряда посадкой 2летних сеянцев липы, которые в ряду

через 0,7 м чередовались с акацией жёлтой (Сагадапа агЬогезсепБ Ь.). Дуб практически полностью выпал после морозов 1979 года; остались лишь единичные экземпляры. Появился самосев берёзы пушистой. Лесные культуры на ПП 9К: ряды через 2,5 м, шаг посадки 0,7 м, липа чередуется с акацией жёлтой, есть естественная примесь берёзы, черёмухи обыкновенной (Ра<^иБ

гасетоБа О.), дуба порослевого и вяза. На ПП 10Б схема посадки 1,5х0,7 м, имеется примесь берёзы и вяза естественного происхождения.

Лесное хозяйство

Деревья липы на ПП (кроме 6Ю и 9КБ) имеют прямой малосбежистый высоко очищенный от сучьев ствол (69 м) с высоко поднятой кроной. На ПП 10Б кроны деревьев небольшие и компактные вследствие узких междурядий. На ПП 6Ю у большинства лип высота штамба составляет 3-4 м. Часть деревьев на пробных площадях образовали порослевые гнезда с 2-5 стволами разного возраста.

Подрост на ПП 1-3Д представлен 23-летними всходами клёна остролистного (Acer platanoides L.), клёна ясенелистного (Acer negundo L.), на остальных ПП он отсутствует; подлесок - редкий, представлен рябиной обыкновенной (Sorbus aucuparia L.) и черёмухой обыкновенной (Padus racemosa G.). На ПП 67Ю кроме перечисленных выше видов встречается бересклет бородавчатый (Euonymus verrucosa Scop.), а на ПП 8БК и 9К - акация жёлтая. На ПП 10Б подлесок представлен малиной обыкновенной (Rubus idaeus L.). Подлесок ПП 5Ю густой из лещины обыкновенной (Corylus avellana L.). Насаждения ПП 1-3Д, 4СП, 57Ю и 10Б находятся рядом с населёнными пунктами и подвержены рекреационным нагрузкам; состояние их можно считать удовлетворительным.

Тип условий местопроизрастания насаждений соответствует С2 (ПП 4СП, 6Ю, 8БК, 9К, 10Б) и Д2 (ПП 1-3Д, 5Ю, 7Ю). Исследованные культуры относятся к широкотравной группе типов леса; живой напочвенный покров их беден (на ПП 10Б практически отсутствует). В результате исследований учтено всего 24 (по пробным площадям - от 6 до 15) вида растений, причём наибольшее количество видов встречается в культурах старше 40 лет с невысокими полнотами, а наименьшее - в 25-летнем древостое. Анализ структуры популяций трав свидетельствует о том, что в лесных культурах травяной покров разреженный, мозаичный, в древостоях III-IV класса возраста состоит из одного яруса, а в древостоях старшего возраста - из трёх подъярусов. В культурах старшего возраста преобладают лесные виды: крупнотравный подъярус образуют ежевика сизая (Rubus caesium L.), крапива двудомная (Urt^a dioica L.), щитовник мужской (Dryopteris filix-mas (L.) Schott), лопух большой (Arctium lappa L.) и др.; средний подъярус - сныть обыкновенная (Aegopodium podagraria L.), подмаренник душистый (Galium odoratum (L.) Scop.), вороний глаз (Parus guadrifolia L.), звездчатка жёстколистная (Stellaria holostea L.) и др.; нижний состоит из вербейника монетного (Lysimahia nummularia L.), будры плющевидной (Clehoma hederacea L.) и др. В древостоях III-IV класса возраста в составе травостоя значительная доля приходится на луговые и сорные виды: одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale Wigg.), лопух большой (Arctium lappa L.), гравилат городской (Geum urbanum L.), осока волосистая (Carex pilosa Scop.), чисто-

Таблица 1

Таксационные показатели культур липы мелколистной на пробных

площадях

с

1=

С остаЕ:

С редние

Т5

X

с!

I

&

и

с

15

17)

9К

зд

4СП

25

34

зе

6Лп2Б2Чр + Дн,

ЮЛп

ЮЛп

11 13 I 1503 18, Э5

12 Ю II 3345 23,55

15 11 I 4524 45,14

0,7 100

0,8 129

1,4 362

1Д

2Д

10Б

ЮЛп

ЮЛп

9Лп1 Б ед. В

15 13 4024 50,53

16 14 3262 48,85

16 15 1366 25,90

1,5 381

1,4 303

0,8 206

8БК

7Ю

5Ю

8Лп2Б + Д 7ЛпЗБ ед. В 7Лп2В + Б ед. Я с, Кл

18 22 II 946 37,42

23 22 I 586 27,37

19 24 II 64Q 27,92

1,0 342

0,6 280 0,7 248

ею

7G

5Лп5Б + ЕХ, Я с ед. В

18 20

567

21,62 0.6 203

1,0 1,2 1,4

Редукционные числа по диаметру, ед.

Б

Рисунок. Соотношение фитомассы (А) и годичной продукции (Б) деревьев липы в зависимости от их ценотического положения в древостое:  - стволы; А - крона; ◊ - ветви; О - листва

92

Аграрный вестник Урала

№ 3 (69), 2010 г.

тел большой (СИе^отит та^Б Ц и др.

Культуры развиваются по 1-111 классам бонитета по шкале М.М. Орлова, высоко- и среднеполнотные - по вспомогательной таблице Предуральского лесостепного района [6]. Изучаемые древостои существенно отличаются по продуктивности даже при близком возрасте и относительной полноте (ПП 5-7Ю).

Запас фитомассы древостоя рассчитан по данным 7-8 модельных деревьев на пробную площадь, отобранных в средних рядах культур методом направленной выборки (по одному дереву на ступень толщины) и случайно в пределах ступени. Надземная фитомасса по фракциям определена непосредственным взвешиванием, а годичная продукция - расчётным путём. Все показатели приведены в абсолютно сухой массе [5].

Фитомасса модельных деревьев липы в изученных культурах изменяется от 2 до 490 кг/экз., годичная продукция - от 0,5 до 34,1 кг/экз. С увеличением диаметра и высоты дерева закономерно увеличивается фитомасса и годичная продукция каждой фракции (значения коэффициентов корреляции высокие), но участие деревьев различной толщины в образовании фитомассы древесного яруса не одинаково: масса древесины стволов, относящихся к ступени 20 см, в 3-4 раза больше, чем у деревьев диаметром 12 см, а ветвей и листьев - в 2-8 раз. Масса ветвей и листвы деревьев обладает значительной вариабельностью, что обусловлено степенью развития их кроны в связи с разным ценотическим положением в древостое. Показатели фитомассы и годичной продукции модельных деревьев в относительных величинах от общей массы варьируют мало (от 7 до 48%) и не обнаруживают корреляционных зависимостей (коэффициенты корреляций слабые и недостоверны), однако прослеживаются незначительные тенденции снижения доли фитомассы стволов, годичной продукции стволов и ветвей при одновременном повышении фитомассы кроны и годичной продукции листвы с увеличением естественной ступени толщины (рис.). Здесь сказывается биологическая особенность липы мелколистной как теневыносливого вида. В среднем долевое участие фракций надземной фитомассы (годичной продукции) модельных деревьев имеет следующее соотношение: древесина - 64 (46), кора - 21 (15), ветви - 13 (16) и листва - 2% (23%).

Регрессионным анализом произве-

дено выравнивание значений биопро-дукционных показателей модельных деревьев от (произведение квадрата диаметра ствола на его высоту, м3) по пробным площадям, что позволило рассчитать фитомассу и годичную продукцию древостоев (табл. 2). Фитомасса стволов изученных липняков изменяется от 39 до 185 т/га, в том числе коры - от 10 до 38 т/га. Масса кроны составляет 10-32 т/га, в том числе листьев -2-6 т/га. Годичная продукция варьирует от 5 до 24 т/га. Абсолютные значения фитомассы и годичной продукции по фракциям исследованных культур липы зависят от возраста культур и их полноты. Соотношения отдельных фракций в общей доле имеют близкие значения

Лесное хозяйство

и также зависят от полноты.

Масса сухостойных стволов и мёртвых ветвей в кронах живых деревьев в исследованных культурах достигает 4,8 т/га (ПП 4СП).

Таким образом, на биопродукционные показатели деревьев и древостоев липы мелколистной в культурах, их структуру существенное влияние оказывает густота создаваемых лесных культур, связанная со схемой посадочных мест. Полученные данные по первичной биопродуктивности лесных культур липы мелколистной могут быть использованы для характеристики биологических ресурсов в динамических моделях, решения задач лесовыращивания, оценки динамики накопления углерода и др.

Таблица 2

Биопродукционные показатели древостоев пробных площадей (в

числителе - масса, в знаменателе - процент)

№ ПП Ствол Крона Итого

древесина| кора | всего ветви | листва | всего

Фитомасса, т/га

9К 28,68 54,53 10,16 19,33 38,84 73,86 12,18 23,16 1,56 2,98 13,73 26,14 52,57 100,00

3Д 50,48 63,46 14,43 18,14 64,91 81,60 12,45 15,65 2,19 2,75 14,64 18,40 79,55 100,00

4СП 109,31 63,34 38,26 22,17 147,57 85,50 22,27 12,90 2,75 1,59 25,02 14,50 172,59 100,00

1Д 147,63 68,51 37,20 17,26 184,83 85,78 27,42 12,73 3,23 1,50 30,65 14,22 215,48 100,00

2Д 126,96 67,80 32,11 17,15 159,07 84,94 22,15 11,83 6,05 3,23 28,20 15,06 187,27 100,00

10Б 71,74 72,42 17,00 17,16 88,74 89,58 8,99 9,08 1.33 1.34 10,33 10,42 99,07 100,00

8БК 102,19 63,07 27,46 16,95 129,65 80,02 28,52 17,60 3,86 2,38 32,38 19,98 162,03 100,00

7Ю 91,48 59,26 40,64 26,32 132,12 85,58 18,82 12,19 3,44 2,23 22,26 14,42 154,38 100,00

5Ю 92,87 68,92 22,62 16,79 115,49 85,70 16,18 12,01 3,09 2,29 19,27 14,30 134,76 100,00

6Ю 59,24 60,81 23,17 23,78 82,41 84,59 13,07 13,42 1,94 1,99 15,01 15,41 97,42 100,00

Годичная продукция, т/га в год

9К 3,15 41,81 1,12 14,82 4,27 56,64 1,70 22,57 1,56 20,80 3,25 43,36 7,52 100,00

3Д 5,90 50,60 1,71 14,67 7,61 65,27 1,86 15,95 2,19 18,78 4,05 34,73 11,66 100,00

4СП 7,61 49,29 2,72 17,62 10,33 66,90 2,36 15,28 2,75 17,81 5,11 33,10 15,44 100,00

1Д 14,01 59,06 3,57 15,05 17,58 74,11 2,91 12,27 3,23 13,62 6,14 25,89 23,72 100,00

2Д 11,65 50,17 2,98 12,83 14,63 63,01 2,54 10,94 6,05 26,06 8,59 36,99 23,22 100,00

10Б 3,50 51,78 0,87 12,88 4,37 64,65 1,06 15,63 1,33 19,72 2,39 35,35 6,75 100,00

8БК 5,19 42,16 I,38 II,21 6,57 53,37 1,88 15,27 3,86 31,36 5,74 46,63 12,31 100,00

7Ю 3,52 37,21 1,56 16,49 5,08 53,70 0,94 9,94 3,44 36,36 4,38 46,30 9,46 100,00

5Ю 3,45 38,90 0,86 9,70 4,31 48,59 1,47 16,57 3,09 34,84 4,56 51,41 8,87 100,00

6Ю 1,73 33,72 0,66 12,87 2,39 46,59 0,80 15,59 1,94 37,82 2,74 53,41 5,13 100,00

Литература

1. Анучин Н. П. Лесная таксация : учебник для вузов. Изд. 5-е, доп. М. : Лесная пром-сть, 1982. 552 с.

2. Загреев В. В., Сухих В. И., Швиденко А. З., Гусев Н. Н., Мошкалев А. Г. Общесоюзные нормативы для таксации лесов. М. : Колос, 1992. 495 с.

3. ОСТ 56-69-83. Площади пробные лесоустроительные. Метод закладки. М. : ЦБНТИлесхоз, 1984. 60 с.

4. Курнаев С. Ф. Лесорастительное районирование СССР М. : Наука, 1973. 203 с.

5. Хайретдинов А. Ф., Габделхаков А. К., Габдрахимов К. М. Распределение надземной фитомассы в снытьевых липняках Башкирского Предуралья // Лесной журнал. 1994. № 1. С. 14-18.

6. Шестаков А. Ф. Лесотаксационные таблицы, рекомендуемые для Башкирской АССР Уфа, 1966. С. 8.