Лесовозобновление в северотаежных насаждениях бассейна северной двины при атмосферном загрязнении

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

ется между показателями семян и сеянцев (г = 0,19-0,69), при этом наиболее связаны между собой длина семян с высотой сеянцев (г = 0,69) и длиной охвоенной части стволика (г = 0,68). Высокий уровень связи выявлен между количеством семядолей и шириной (г = 0,54) и массой (г = 0,61) семян.

У семенного потомства ПД, в отличие от клонового, проявляется высокий уровень корреляции показателей шишек и семян (г = 0,51 -0,92), шишек и сеянцев (г = 0,51-0,68), слабее связь между показателями семян и сеянцев (r = 0,21-0,59). Количество семядолей имеет высокую коррелятивную связь с показателями шишек (г = 0,39-0,77), семян (г = 0,45-0,69) и слабую с показателями сеянцев (г = 0,32-0,64).

В заключение следует отметить, что вегетативное потомство по средним показателям всей выборки незначительно отличается от семенного как по шишкам и семенам, так и по однолетним сеянцам, однако среди них имеются клоны и семьи как с высокими показателями признаков, так и с низкими. Изменчивость большинства признаков у клонов ниже, чем у семей.

Ранговая оценка потомства ПД по совокупности изученных признаков показала, что преобладают над остальными клоны № 3,

9 и семьи - № 2, 7, 8, при этом клоновое потомство имеет более высокие показатели.

Использование выявленных закономерностей изменчивости и взаимосвязи роста шишек, семян и сеянцев повысит эффективность качественного отбора маточников, их клонов и семей на начальной стадии репродуктивного этапа развития с целью создания семенных плантаций второго поколения.

Библиографический список

1 Лесосеменное районирование основных лесообразующих пород в СССР. - М.: Лесная пром-сть, 1982. - 386 с.

2 Ткаченко, А.Н. Репродуктивная способность клонов сосны на лесосеменной плантации Брянской области / А.Н. Ткаченко // Лесное хозяйство.

- 2001. - № 1. - С. 38-39.

3 Ткаченко, А.Н. Оценка изменчивости клонов плюсовых деревьев сосны в Верхнеднепровском лесосеменном районе / А.Н. Ткаченко, А.В. Милешина.

- Экологич. проблемы Севера: Межвуз. сб. научн. трудов / отв. редактор П.А. Феклистов. - Архангельск: изд-во АГТУ - 2002. - Вып. 5. - С. 10-11.

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

5 Мамаев, С.А. О закономерностях внутривидовой изменчивости древесных растений / С.А. Мамаев.

- Теоретические основы внутривидовой изменчивости и структура популяции хвойных пород.

- Свердловск, 1974. - С. 3-12.

ЛЕСОВОЗОБНОВЛЕНИЕ В СЕВЕРОТАЕЖНЫХ НАСАЖДЕНИЯХ

бассейна северной двины при атмосферном загрязнении

С.Н. ТАРХАНОВ, зав. лабораторией экологической биологии Института экологических проблем Севера УрО РАН, канд с.-х. наук

Лесовозобновление под материнским пологом - сложный процесс, успешность которого определяется множеством факторов. Среди них биологические особенности древесных видов и тип леса являются основными, определяющими. Поскольку видовой состав древесных и типы леса, повторяемость семенных лет и интенсивность семеношения, всхожесть имеют четко выраженные особенности, зависящие от своеобразия географической среды, то и лесовосстановительные процессы тесно связаны с широтной зональностью [1]. Географизм лесовозобновления

tarkse@ya.ru

проявляется и в качественной характеристике молодого поколения, в первую очередь, в возрастной структуре самосева и подроста хвойных пород. В соответствии с возрастной структурой находится и распределение подроста по высоте [2-4].

Формирование подроста возможно при достаточном количестве жизнеспособного возобновления. Комплекс морфологических показателей позволяет достаточно уверенно оценить жизнеспособность хвойного подроста. Жизнеспособный (благонадежный) подрост характеризуется возрастающим при-

30

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2009

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

ростом по высоте, который преобладает над приростом боковых ветвей. Он имеет густо охвоенную, узкую и достаточно протяженную конусовидную крону. Неблагонадежный подрост характеризуется низкими темпами прироста, большей в сравнении с осевым побегом длиной боковых побегов, рыхлой зонтиковидной кроной [1, 5].

Исследования проведены в хвойных насаждениях в районе Архангельского целлюлозно-бумажного комбината, находящегося в устье Северной Двины северной подзоны тайги, 64°20'-64°30' с.ш. Закладку пробных площадей осуществляли в соответствии с принятыми в лесоустроительной практике стандартами, а при лесоводственно-геобота-нической и таксационной характеристиках пробных площадей руководствовались общепринятыми методами. Учет подроста (лесовозобновления) в границах пробных площадей проводился ленточным способом (3-4 ленты) на 5-7 равномерно распределенных площадках (2^10 м), составляющих в сумме порядка 25 штук на каждой пробной площади. Учет вели по породам, а в пределах каждой породы - по группам высот: до 0,5 м - мелкий, 0,5-1,5 м - средний, выше 1,5 м - крупный. Жизненное состояние и перспективность подроста ели и сосны оценивали по соотно-

шению линейных приростов верхушечного и боковых побегов согласно [1], а также по внешнему виду кроны и ствола [5].

Исследуемый район относится к полосе затрудненного естественного возобновления (северотаежные леса), где, например, в ельниках количество самосева и подроста обычно не превышает 3 тыс. шт. га-1 [3]. В таблице приведены данные о распределении хвойного подроста по жизненному состоянию и категориям высот в ельниках черничных влажных и сосновых насаждениях черничных типов леса, наиболее распространенных в данном районе, на различном расстоянии от Архангельского ЦБК. Наблюдается большая вариабельность общей численности подроста по категориям состояния хвойных в насаждениях, в той или иной мере дифференцированных в пространстве относительно источника эмиссий, и в зависимости от условий произрастания. Есть сведения [4], что для насаждений, произрастающих в жестких условиях, характерно снижение численности подроста по направлению к источнику загрязнения. Считается, что в естественных условиях северной подзоны тайги в ельниках черничных возобновление ели удовлетворительное. В ельниках черничных влажных доля усохшего подроста составляет - 30-40 % [3].

Таблица

Распределение численности хвойного подроста по категориям жизненного состояния

Расстояние до источника выбросов, км Порода Число подроста по категориям, шт. га-1 Встречаемость, %

мелкий средний крупный

п н с п н с п н с

Ельник черничный влажный

5* ель 330 160 - 1500 330 - 4500 - 1000 67

сосна - - - - - - 160 500 170 42

13 ель 170 170 330 - 500 170 170 500 - 76

13 ель 170 170 330 - 330 500 170 500 - 78

30 ель 1250 250 - 750 500 - 250 - - 81

Сосняк черничный

3,5 ель - - - - - - - 250 - 36

сосна - - - - - - - 250 - 35

7 ель 340 330 - 1320 - - 660 - - 82

9 ель 1350 250 - 1000 350 - 350 450 80

10 ель 500 250 - 750 250 - 1500 - - 82

17 ель 1000 250 - 750 - - 500 - - 85

31 ель 1000 250 - 250 - - 250 - - 90

Примечание: п - перспективный; н - неперспективный; с - сухой; «-» - отсутствует; * - сомкнутость материнского древостоя - 0,5.

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2009

31

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Благонадежные особи ели под материнским пологом обычно составляют более 50-60 % от общей численности, лишь в высокополнот-ных, сильно сомкнутых ельниках преобладает неблагонадежный подрост [2, 3]. По данным П.Н. Львова [1], для северной подзоны тайги число хвойного подроста под пологом еловых лесов в черничном влажном типе в среднем составляет 2200 шт. га-1, при значительной вариабельности на разных пробных площадях.

По нашим данным, на удалении 30 км от Архангельского ЦБК (фоновые условия) численность подроста в ельниках черничных влажных составляет3000 шт. га-1. При приближении к источнику эмиссий на расстояние до 13 км (зона загрязнения) общая численность подроста в ельниках черничных влажных несколько снижается (до 2000-2200 шт га-1). Значительная численность хвойного подроста (8700 шт. га-1) в ельнике черничном влажном, произрастающем на расстоянии 5 км от Архангельского ЦБК, связана с большей разреженностью материнского полога («окон» в древостое), к которым приурочен подрост (встречаемость - 42-67 %). Считается [6], что возобновление хвойных пород под пологом леса лучше всего происходит в древосто-ях при сомкнутости крон 0,5-0,6, обеспечивающей оптимальный световой режим для развития и роста подроста.

Хотя при наличии источников семян в зоне сильной и умеренной нарушенности в благоприятных условиях произрастания количество подроста может на порядок превышать значения природного фона, он не способен сформировать полноценный древесный ярус, так как с возрастом жизненное состояние подроста ухудшается и крупные особи характеризуются как сильно ослабленные и усыхающие [4]. Доля сухих (погибших) особей хвойного подроста в ельниках черничных влажных на расстоянии до 13 км от Архангельского ЦБК составляет 13-38 %, а на удалении 30 км погибшего подроста не встречалось (таблица). Однако факторами, способствующими снижению хвойного возобновления, могут быть уплотнение сложения и увеличение мощности лесной подстилки за счет увеличения массы древесного опада, задернения в постоянно увеличиваю-

щихся прогалинах за счет бессистемных рубок [7]. Разрастание кукушкина льна и сфагновых мхов связано с повышением влажности почвы, что препятствует прорастанию семян и снижает возобновление [8]. Для детального изучения данного вопроса необходимо знать динамику развития напочвенного покрова на разных стадиях техногенного сукцессионно-го процесса в данном районе.

Доля перспективного хвойного подроста в ельниках черничных влажных больше 75 % на удалении 30 км от ЦБК, а на расстоянии 13 км составляет лишь 16-17 %. Полученные нами данные по долевому участию разных категорий состояния подроста ели близки к результатам, полученным в ельниках, произрастающих в районе Сыктывкарского ЛПК (среднетаежная подзона), где доля благонадежного подроста ели в фоновых условиях составляла в среднем 70 %, а на загрязненной территории - 50 % от общего количества [9], хотя ухудшение его состояния в районе Архангельского ЦБК (северотаежная подзона) происходит более активно.

Если проанализировать динамику состояния с учетом категорий высот хвойного подроста, можно отметить, что в ельниках черничных влажных на расстоянии до 5 км встречается больше перспективного подроста крупной категории (высотой более 1,5 м), а на удалении 30 км значительней доля мелкого благонадежного подроста. Таким образом, можно предполагать, что в условиях атмосферного загрязнения большую вероятность выживания имеют наиболее развитые и хорошо растущие под пологом материнского древостоя еловых лесов особи молодого поколения. Вместе с тем [4], с приближением к источнику загрязнения в целом процессы роста подроста ели в высоту замедляются.

Учитывая значительную возрастную дифференциацию елового подроста [8, 10] и связь возраста с высотой ствола [2, 3], можно было бы полагать, что в условиях атмосферного загрязнения хвойный подрост еловых лесов характеризуется более высокой возрастной амплитудой. Однако есть сведения [4], что в зоне очень сильной нарушенности амплитуда колебаний возраста подроста ели снижается до 30 лет.

32

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2009

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

По долевому участию жизнеспособного подроста исследуемые нами еловые насаждения близки к ельникам аналогичного типа на северо-востоке Архангельской области и севере Республики Коми. Как и в условиях Кольского полуострова [7], большая часть хвойного подроста в фоновых условиях обследованных нами древостоев способна заменить отмирающие деревья основного полога. Однако, как и в районе Мончегорского комбината «Североникель» [7], в районе Архангельского ЦБК отмечается снижение потенциала возобновления главной породы.

Считается, что возобновление леса под пологом таежных сосняков также в основном происходит успешно. В северной и средней подзонах тайги количество хвойного молодняка обычно составляет в среднем 3-5 тыс. шт. га-1. Породный состав молодого поколения в очень сильной степени связан с типом леса. До 80-90 % молодняка сосняков черничного типа представлено елью [2]. В сосняках черничного типа северной подзоны тайги численность молодняка сосны редко бывает более 2 тыс. шт. га-1 [10].

Большое влияние на породный состав и возобновление сосновых лесов оказывают низовые пожары. Отмечается [4], что ослабленные пожаром высоковозрастные древос-тои более чувствительны к техногенному воздействию, чем молодые послепожарные. Состояние подроста ели в сосняках связано также с типом леса. Так, согласно [2], в сосняках черничного типа присутствует 60-80 % жизнеспособного подроста ели. Состояние подроста сосны в сосняках данного типа в основном удовлетворительное и преобладает благонадежный подрост.

Согласно нашим данным, общая численность елового подроста в исследуемом районе в сосняках черничных колеблется от 250 до 3750 шт. га-1. В отличие от ельников, в сосняках не наблюдается выраженного снижения количества подроста в пределах одноименного типа леса с приближением к источнику выбросов. Можно лишь отметить резкое снижение численности хвойного подроста в непосредственной близости (3,5 км) от Архангельского ЦБК (встречаемость -

35-36 %). В среднем, при сравнении с литературными данными (2-5 тыс. шт. га-1) [2], возобновление в сосняках черничных в этом районе можно считать довольно успешным.

Исключая участок в 3,5 км от ЦБК, где жизнеспособный подрост почти отсутствует, численность перспективного подроста в сосняках черничного типа варьирует незначительно (в основном 2250-2750 шт. га-1 и составляет от 72 до 90 % общего количества). В сосняках этого типа усыхания подроста не наблюдалось, что не противоречит литературным данным [2], согласно которым отпад самосева и подроста в данном типе леса не превышает 10 %.

Полученные нами данные по долевому участию разных категорий состояния хвойного подроста еловых насаждений близки к результатам, полученным в ельниках черничных, произрастающих в районе Сыктывкарского ЛПК [9], хотя ухудшение его состояния в районе Архангельского ЦБК происходит более активно. В исследуемом районе в сосняках черничных на удалении 7 км и более от Архангельского ЦБК происходит успешное возобновление елью. При естественном ходе их развития по численности безусловно господствует подрост ели и при отсутствии огневого или какого-либо другого антропогенного воздействия в сосняках может происходить смена пород. Как и в условиях Кольского полуострова [7], большая часть елового подроста в фоновых условиях обследованных нами древостоев способна заменить отмирающие деревья основного полога. Однако, как и в районе Мончегорского комбината «Североникель», в районе Архангельского ЦБК отмечается снижение потенциала возобновления главной породы.

Библиографический список

1. Львов, П.Н. Природа лесов Европейского Севера и ведение в них хозяйства / П.Н. Львов - Архангельск: Сев. зап. кн. изд-во, 1971. - 142 с.

2. Чертовской, В.Г. Таежное лесоводство / В.Г Чертовской, И.С. Мелехов, В.Г. Крылов и др. - М.: Лесная. пром-сть, 1974. - 231 с.

3. Чертовской, В.Г. Еловые леса европейской части СССР / В.Г. Чертовской - М.: Лесная пром-сть, 1978. - 176 с.

4. Чихачева, Т.Л. Оценка естественного возобновления в притундровых лесах Красноярского края в

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2009

33