Рост вегетативных органов Picea abies ( L . ) Karst под влиянием рекреации в различных условиях произрастания

Рост вегетативных органов Picea abies (L.) Karst под влиянием рекреации в различных условиях произрастания

Ю. В. Ольхин1, Е. С. Ольхина Петрозаводский государственный университет

АННОТАЦИЯ

В статье приведены результаты исследования состояния ельников и роста вегетативных органов ели европейской (Picea abies) в городских лесах и в лесах зеленой зоны г. Петрозаводска. Определены изменения прироста длины осевых побегов, длины хвои и радиального прироста стволов под воздействием рекреации.

Ключевые слова: ель европейская (Picea abies), рекреационная дигрессия, рост вегетативных органов.

SUMMARY

The results of investigation of spruce stand's condition and growth of vegetative organs of Norway spruce (Picea abies) in urban forest and green zone of Petrozavodsk are given in the article. The changes of growth of top branch length, needle length and radial diameter of trunk under recreation influence are defined.

Keywords: Norway spruce (Picea abies), recreational digression, growth of vegetative organs.

На землях города Петрозаводска и вокруг него леса, используемые для отдыха, представлены главным образом ельниками. Известно, что ельники являются чувствительными к действию рекреационного фактора (Чижова, 1977). Массовый неорганизованный отдых отрицательно сказывается не только на их состоянии, но и на ростовых процессах ели. Цель проведенного нами исследования заключалась в определении показателей роста вегетативных органов P. abies в условиях с различным действием рекреационного фактора.

Исследования проводились в 2003-2005 гг. в городских лесах и лесах зеленой зоны г. Петрозаводска. Объектами исследований служили еловые приспевающие древостои, типы леса - ельник черничный, ельник кисличный, ельник травяной, ельник приру-чейный. Выбор участков осуществлялся на основе результатов ландшафтной таксации, проведенной по соответствующей методике (Моисеев и др., 1977). Рост ели исследовали в городских лесах на участках с изменениями лесной среды средней и сильной степе-

1 Авторы - соответственно доцент кафедры лесного хозяйства, соискатель кафедры ботаники и физиологии растений © Ольхин Ю. В., Ольхина Е. С., 2008

ни. В качестве контроля для данного наблюдения был взят участок в лесах зеленой зоны, который расположен в 5 км от городской черты и не имеет признаков изменения лесной среды под действием рекреации. Наблюдения за ростом побегов и хвои P. abies проводили в соответствии с методикой, приведенной В. В. Смирновым (1964). Изучение радиального прироста ствола проводили в соответствии с методикой А. А. Молчанова и В. В. Смирнова (1967).

Изменение лесного биогеоценоза под воздействием рекреации характеризуется стадией рекреационной дигрессии. Наиболее сильно действие рекреации сказалось на ослаблении древостоев в городских лесах на ельнике приручейном и ельнике кисличном, которые имеют IV стадию рекреационной дигрессии. Данные учета деревьев по категориям состояния (Санитарные правила..., 1998) подтверждают значительное ослабление этих древостоев - средневзвешенный балл состояния в ельнике приручейном составил 2,7, а в ельнике кисличном 2,5 (табл. 1). Доля здоровых деревьев в ельнике приручейном составила 29%, в ельнике кисличном - 30%, при этом доля усыхающих деревьев и сухостоя текущего года - 36 и 19% соответственно. Ельник черничный и ельник травяной характеризуются III стадией рекреационной дигрессии, при этом средневзвешенные баллы состояния их древостоев меньше - 2,3 и 2,1 соответственно. Доля здоровых деревьев в этих типах леса составила 34 и 42% соответственно, а доля усыхающих деревьев и сухостоя текущего года - 17 и 15%.

В лесах зеленой зоны ельники во всех изучаемых условиях местопроизрастания оценены I стадией рекреационной дигрессии, т. е. изменений лесной среды не выявлено. В данных древостоях доля здоровых деревьев составила от 71 до 83%, а средневзвешенный балл состояния древостоев - от 1,2 до 1,5, что соответствует условно здоровому древостою. Приведенные результаты позволяют сделать вывод, что с увеличением стадии рекреационной дигрессии в древостое уменьшается количество здоровых деревьев и увеличивается число усыхающих и сухостоя. Данная зависимость подтверждается результатами корреляционного анализа (г = +0,94 - при усилении рекреационного воздействия увеличивается число усыхающих деревьев и сухостоя).

Установлено, что за все годы наблюдений величина годичного прироста побегов P. abies в ельниках с III и IV стадиями рекреационной дигрессии меньше, чем в ельниках зеленой зоны, которые имеют I стадию рекреационной дигрессии (табл. 2). Так, годичный прирост побегов в ельнике кисличном с IV стадией рекреационной дигрессии в среднем меньше на 17,6%, чем в ельнике кисличном с I стадией.

Различие в приростах побегов P. abies в ельниках приручейных с I и IV стадией рекреационной дигрессии достигает в среднем 25,7%. Меньшее различие в приростах побегов выявлено для ельников с I и III стадией рекреационной дигрессии. В ельниках чер-

ничных различие в величине годичного прироста побегов составило 3,7%, а в ельниках травяных -8,7%. Значения годичных приростов побегов в ельниках с III стадией рекреационной дигрессии больше, чем в ельниках с IV стадией, даже для разных условий местопроизрастания. Снижение прироста побегов P. abies в ельниках городских лесов объясняется рекреационным воздействием, причем чем выше

стадия рекреационной дигрессии, тем меньше величина годичного прироста побегов. Наличие сильной отрицательной связи между сопоставляемыми показателями подтверждается результатами корреляционного анализа (г = -0,73).

Таблица 1

Характеристика состояния еловых древостоев на пробных площадях

Тип условий местопроизрастания (тип леса) Состав Возраст Распределение деревьев по категориям состояния, % Средневзвешенный балл состояния

1 2 3 4 5 6

Зеленая зона

Ельник кисличный 10Е 87 83 13 4 0 0 0 1.2

Ельник черничный 10Е+Б 92 79 13 8 0 0 0 1.3

Ельник приручейный 10Е 85 71 5 24 0 0 0 1.5

Ельник травяной 8Е1Б1Ос 95 75 18 7 0 0 0 1.3

Городские леса

Ельник кисличный 10Е 90 30 12 39 16 3 0 2.5

Ельник черничный 9Е1Б 88 34 19 30 15 2 0 2.3

Ельник при-ручейный 8Е2Б 76 29 15 20 31 5 0 2.7

Ельник травя-ный 8Е2С 73 42 27 16 14 1 0 2.1

В городских лесах ельник кисличный и ельник при-ручейный, имеющие IV стадию рекреационной дигрессии, характеризуются наиболее высокой долей уплотненной поверхности почвы, что проявляется в наличии вытоптанного напочвенного покрова. Доля вытоптанного напочвенного покрова от общей площади пробы составила 17% в ельнике кисличном и 24% в ельнике приручейном (см. табл. 2). Ельник приручейный интенсивно используется населением в качестве мест массового отдыха, поэтому доля уплотненной поверхности почвы на пробной площади в этом типе леса наибольшая. Доля уплотненной поверхности почвы в ельнике черничном и ельнике травяном, которые имеют III стадию рекреационной дигрессии, меньше - 6 и 8% соответственно. Ельники зеленой зоны имеют I стадию рекреационной дигрессии, а доля уплотненной поверхности почвы (вытоптанного напочвенного покрова) на пробных площадях варьирует от 0,4 до 0,9%. Таким образом, прослеживается прямая зависимость между увеличением стадии рекреационной дигрессии и площади уплотненной поверхности почвы (вытоптанного напочвенного покрова) ельников. Эта зависимость довольно

сильная, о чем свидетельствует коэффициент корреляции, который составляет +0,92. Установлено, что на величину годичного прироста побегов Р. аЫея в исследованных типах леса оказывает влияние интенсивность рекреационного воздействия, которая выражается долей вытоптанного напочвенного покрова от общей площади участка. Данные таблицы 2 демонстрируют закономерное снижение величины годичного прироста побегов в разных типах леса при увеличении доли уплотненной поверхности почвы (вытоптанного напочвенного покрова) ельников. Наименьшее значение величины годичного прироста побегов (48,7 мм - в среднем за период наблюдений) обнаружено для ельника приру-чейного с IV стадией рекреационной дигрессии, который характеризуется наибольшей долей вытоптанного напочвенного покрова - 24% от общей площади пробы. В лесах зеленой зоны годичный прирост побегов в ельнике приручейном с I стадией рекреационной дигрессии составил в среднем за период наблюдений 65,5 мм, при этом доля уплотненной поверхности почвы составила лишь 0,9% от общей площади пробы. В ельнике приручейном в городских лесах отмечено наибольшее снижение величины

годичного прироста побегов - 25,7% по сравнению с контролем.

Таблица 2

Величина годичного прироста вегетативных органов Р. аЫея в ельниках на различных стадиях рекреационной дигрессии

Тип леса Стадия рекреационной дигрессии Доля вытоптанного напочвенного покрова от общей площади пробы, % Год наблюдений Годичный прирост, мм

побеги хвоя ствол

Зеленая зона

Ельник кисличный I 0.4 2003 60.2 19.1 2.76

2004 86.2 15.1 2.85

2005 84.6 15.9 2.52

Ельник черничный I 0.8 2003 65.4 19.7 2.58

2004 72.8 17.1 2.67

2005 75.3 16.6 2.39

Ельник приручейный I 0.9 2003 60.4 16.5 2.88

2004 70.4 14.8 2.95

2005 65.6 15.9 2.76

Ельник травяной I 0.5 2003 64 18.3 2.51

2004 80.1 17.6 2.59

2005 77.9 15.9 2.35

Городские леса

Ельник кисличный IV 17 2003 59.1 13.6 2.30

2004 68.9 13.6 2.43

2005 62.4 14.2 2.19

Ельник черничный III 6 2003 64.2 15.0 2.15

2004 71 12.8 2.26

2005 70.5 13.0 2.06

Ельник приручейный IV 24 2003 51.1 15.6 1.73

2004 48.1 11.3 1.88

2005 46.8 11.2 1.69

Ельник травяной III 8 2003 59.6 14.2 1.92

2004 73.5 13.4 2.10

2005 69.6 12.6 1.79

Анализ приведенных данных позволяет сделать вывод, что при увеличении доли уплотненной поверхности почвы (вытоптанного напочвенного покрова) в ельниках на 6-24% величина годичного прироста побегов P. abies снижается на 3,7-25,7%. Между показателями интенсивности вытаптывания напочвенного покрова и величиной годичного прироста побегов отмечена сильная отрицательная корреляция (г= -0,89).

Результаты исследований свидетельствуют о том, что для определенного типа леса значения годичного прироста хвои P. abies меньше в условиях более сильного рекреационного воздействия (табл. 2). В условиях III и IV стадий рекреационной дигрессии снижение величины годичного прироста побегов в среднем за период исследований составило от 17,4 до 23,6% по сравнению с показателями в соответствующем типе леса, находящемся в I стадии рекреационной дигрессии. Следовательно, снижение прироста хвои P. abies обусловлено усилением рекреационного воздействия на ельники в пределах определенного типа леса. Наличие тесной отрицательной связи между показателями стадии рекреационной дигрессии и

величины годичного прироста хвои подтверждается результатами корреляционного анализа (г= -0,92).

Сравнительный анализ величин годичного прироста хвои P. abies и площади вытоптанного напочвенного покрова в ельниках показал, что во всех исследованных типах леса произошло снижение показателей прироста при увеличении доли уплотненной поверхности почвы (табл. 2). Установлено, что при увеличении доли уплотненной поверхности почвы в ельниках на 6-24% величина годичного прироста хвои P. abies снижается на 17,4-23,6%. Результаты корреляционного анализа подтверждают наличие тесной отрицательной связи между сопоставляемыми показателями (г= -0,81).

Проведенные исследования показали, что за период наблюдений в ельниках, находящихся в условиях меньшего рекреационного воздействия, т. е. в I стадии рекреационной дигрессии, величина годичного радиального прироста ствола P. abies больше, чем в ельниках с III и IV стадиями рекреационной дигрессии.

Распределение величин годичного радиального прироста стволов в исследованных типах леса на разных стадиях рекреационной дигрессии приведено выше в таблице 2. Анализ представленных данных позволил установить, что сокращение величины годичного радиального прироста стволов в ельниках городских лесов достигает 15-38,3% по сравнению с ельниками зеленой зоны. Между показателями стадии рекреационной дигрессии и величины годичного радиального прироста ствола обнаружена сильная отрицательная корреляция (г= -0,83). Это свидетельствует о том, что снижение прироста ствола P. abies происходит при усилении рекреационного воздействия на ельники в пределах определенного типа леса.

В каждом из исследованных типов леса изменение величины годичного радиального прироста стволов P. abies связано с изменением площади уплотненной поверхности почвы в ельниках (см. табл. 2). Наибольшее сокращение величины годичного прироста ствола по сравнению с контролем - 38,3% выявлено в ельнике приручейном в городских лесах. Из исследованных типов леса на данном участке обнаружена максимальная площадь вытоптанного напочвенного покрова (уплотненной поверхности почвы). Установлено, что при увеличении доли уплотненной поверхности почвы на 6-24% в ельниках городских лесов произошло сокращение величины годичного радиального прироста ствола P. abies на 15-38,3% по сравнению с ельниками зеленой зоны. Результаты корреляционного анализа подтверждают отрицательный характер данной зависимости (г= -0,77).

ВЫВОДЫ

1. С увеличением стадии рекреационной дигрессии в древостое происходит сокращение количества здоровых деревьев и увеличивается число усыхающих деревьев и сухостоя. В ельниках с III, IV стадиями рекреационной дигрессии доля здоровых деревьев составляет 29-42% от общего числа, а усыхающих и сухостойных - 15-36%. В ельниках с I стадией рекреационной дигрессии усыхающих и сухостойных деревьев не обнаружено.

2. С увеличением стадии рекреационной дигрессии и площади уплотненной поверхности почвы в ельниках происходит снижение величины годичного прироста вегетативных органов. Так, в ельниках, находящихся в III, IV стадиях рекреационной дигрессии, под влиянием уплотнения почвы (площадь вытоптанного напочвенного покрова выше на 6-24% по сравнению с ельниками в I стадии рекреационной дигрессии) годичный прирост побегов P. abies уменьшился на 3,7-25,7%; хвои - на 17,4-23,6%, а радиальный прирост ствола - на 15-38,3%.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Чижова В. П. Рекреационные нагрузки в зонах отдыха / В. П. Чижова. М.: Лесная промышленность, 1977. 48 с

2. Моисеев В. С. Ландшафтная таксация и формирование насаждений пригородных зон / В. С. Моисеев, Н. М. Тюльпанов, Л. Н. Яновский. Л.: Стройиздат, 1977. 224 с.

3. Молчанов А. А. Методика изучения прироста древесных растений / А. А. Молчанов, В. В. Смирнов. М., 1967. 95 с.

4. Смирнов В. В. Сезонный рост главнейших древесных пород / В. В. Смирнов М.: Наука, 1964. 167 с.