CC BY
55
УДК 630*231
А.В. Грязькин, В.В. Петрик, В.Н. Смертин
Грязькин Анатолий Васильевич родился в 1951 г., окончил в 1981 г. Ленинградскую лесотехническую академию, доктор биологических наук, профессор кафедры лесоводства С.-Петербургской государственной лесотехнической академии. Имеет около 150 печатных работ по проблемам естественного лесовозобновления, изучения последствий хозяйственной деятельности в лесу, использования недревесных ресурсов леса, подсочки леса, лесной экологии. E-mail: [email protected]
Петрик Виталий Васильевич родился в 1952 г., окончил в 1976 г. Архангельский лесотехнический институт, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий кафедрой ландшафтной архитектуры и искусственных лесов Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова. Имеет более 80 печатных работ в области прижизненного использования леса. E-mail: [email protected]
Смертин Виктор Николаевич родился в 1954 г., окончил в 1982 г. Ленинградскую лесотехническую академию, доцент кафедры садово-паркового и ландшафтного строитель- » .. ства С. -Петербургской государственной лесотехнической академии. Имеет около 40 печатных работ в области садово-паркового и ландшафтного строительства. E-mail: [email protected]
ДИНАМИКА СОСТОЯНИЯ ДРЕВОСТОЕВ В КРУПНЕЙШЕМ ПАРКЕ САНКТ-ПЕТЕРБУРГА
Выявлена динамика изменения состава и состояния структурных элементов парковых фитоценозов в условиях чрезмерного рекреационного давления.
Ключевые слова: городской парк, парковый биогеоценоз, фитоценоз, структура древостоя, санитарное состояние древостоя, стадия дигрессии, рекреационная нагрузка, динамика состава древостоя, изменение состояния древостоя.
Важнейшая задача современной лесной науки - сохранение и усиление биосферных, социальных и экономических функций леса. Особенно это важно для городских парков, садов, скверов и т.п. Парки имеют важное эстетическое и градообразующее значение, они выполняют средообразующие функции, защищают от шума, выхлопных газов и пыли, обеспечивают рекреационные потребности населения.
Известно, что под влиянием антропогенных факторов изменяется состав и структура всех ярусов лесных фитоценозов, в частности, в сосняках. Характер этих изменений зависит от степени нагрузки, ее продолжительности и периодичности, а также типа лесного биогеоценоза, возраста насаждения и ряда других факторов [1, 5-8].
йА
® Грязькин А.В., Петрик В.В., Смертин В.Н., 2011
Характеристика объектов исследований
Лесопарк «Сосновка» г. Санкт-Петербурга создан в послевоенные годы на месте военного аэродрома. По этой причине преобладающая часть древостоев имеет возраст не более 70 лет. Общая площадь парка в современных границах составляет около 303 га. Все древостой естественного происхождения, за исключением отдельных групп деревьев и аллей, созданных в разные годы (преимущественно вдоль магистральных дорог и оборудованных мест отдыха) в рамках мероприятий по благоустройству территории парка. Преобладающими породами являются сосна и береза.
В связи с сильной заболоченностью северная часть парка менее раздроблена городскими коммуникациями и инфраструктурой. Здесь на многих участках сформировалась и сохраняется лесная среда. Именно в этой части были выделены наиболее интересные с научной точки зрения объекты. Южная часть сильно трансформирована еще в период строительства аэродрома: насыпной грунт, глубокие канавы, развитая дорожная сеть.
Весь парк разбит на кварталы (всего 30, средняя площадь одного -около 10 га). В целом дорожно-тропиночная сеть хорошо развита. Пробные площади для перечета деревьев закладывали между осушительными канавами, которые служили естественными границами. Расстояние между канавами на заболоченной (северной) части составляет от 30 до 40 м, в средней части - 60...80 м. В южной части парка мелиоративные канавы представлены единично или их нет вовсе.
С учетом интенсивности рекреации для исследования было подобрано 30 экспериментальных участков в разных частях парка. Это отдельные участки с сосновыми древостоями на торфянистых (сосняки долгомошные, объекты 1-18) и минеральных (сосняки черничные, объекты 19-30) почвах. По интенсивности рекреационной нагрузки все объекты были поделены на три группы:
1) высокая нагрузка (объекты 1-6, 27-30) - дорожно-тропиночная сеть максимальной густоты; большое количество стихийных мест отдыха, кострищ; живой напочвенный покров сохранился на площади менее 50 %;
2) средняя нагрузка (объекты 7-12, 23-26) - тропиночная сеть вблизи квартальных просек и дорог; мест отдыха и кострищ существенно меньше; живой напочвенный покров вытоптан лишь вдоль дорог и тропинок;
3) наименьшая нагрузка (объекты 13-22) - дорожно-тропиночная сеть минимальной густоты; кострищ практически нет, места неорганизованного отдыха единичны.
Выбранные объекты характеризуются чистыми и смешанными по составу древостоями. Видовой состав беден. Преобладает сосна (С), примесь других пород (береза - Б, осина - Ос, ольха - Ол, ива - И) на отдельных участках (на минеральных почвах) существенна. Главный компонент фитоценоза представлен низкобонитетными низкополнотными древостоями. Для всех исследуемых древостоев характерна разновозрастность, разновы-сотность и дифференциация деревьев по санитарному состоянию.
Основные таксационные характеристики сосняков долгомошников (на торфяных почвах) и черничников (на минеральных почвах) приведены в табл. 1.
Таблица 1
Таксационные характеристики сосняков
Номер Состав Средняя Средний Класс Относительная Запас,
объекта высота, м диаметр, см бонитета полнота м3/га
Долгомошники
1 7С 3Б 12,1 13,2 V 0,50 72
2 7С 3Б 11,4 12,4 V 0,46 56
3 8С 2Б 12,7 13,5 V 0,48 62
4 7С 3Б 12,0 13,0 V 0,52 81
5 8С 2Б 10,1 11,2 IV 0,61 79
6 8С 2Б 9,3 10,1 V 0,63 72
7 9С 1Б 11,1 10,3 IV 0,57 76
8 8С 2Б 12,0 12,7 V 0,64 78
9 9С 1Б 11,4 10,4 V 0,53 73
10 8С 2Б 12,5 13,7 V 0,60 79
11 9С 1Б 13,0 13,9 IV 0,71 92
12 9С 1Б 9,1 10,0 V 0,63 86
13 9С 1Б 11,9 11,2 IV 0,61 82
14 10С 11,6 10,8 IV 0,70 84
15 9С 1Б 12,8 11,6 IV 0,72 89
16 10С 12,4 13,2 IV 0,68 89
17 9С 1Б 13,1 13,6 IV 0,67 91
18 10С 13,5 13,4 IV 0,65 92
Черничники
19 7С 3Б 16,1 17,2 III 0,72 186
20 7С 3Б 16,0 16,8 III 0,70 171
21 8С 2Б 15,6 16,9 III 0,73 189
22 7С 3Б 16,1 16,2 III 0,69 168
23 8С 2Б 15,7 16,7 IV 0,72 170
24 7С 2Б 16,0 17,2 III 0,68 177
25 9С 1Б 16,1 15,9 IV 0,74 173
26 8С 2Б 17,0 16,8 III 0,74 198
27 8С 2Б 16,6 16,6 III 0,72 182
28 8С 2Б 15,8 16,0 III 0,6 171
29 7С 1Б 15,4 16,2 IV 0,5 169
30 7С 1Б 15,1 15,9 IV 0,5 158
Общая численность подроста под пологом сосняков долгомошников (преобладание подроста сосны) в несколько раз меньше, чем в сосняках черничниках (преобладание подроста лиственных пород). По состоянию преобладает поврежденный подрост.
В составе подроста на объектах с избыточным увлажнением преобладает сосна, под пологом сосняков черничного типа - береза. Общая численность подроста под пологом сосняков долгомошных в среднем в 2-3 раза меньше,
чем в сосняках черничных. На объектах с высокой рекреационной нагрузкой подрост хвойных пород практически отсутствует (200...600 экз./га). Подрост хвойных пород поврежден полностью, в меньшей степени поврежден подрост лиственных пород (береза, осина).
Состав подлеска, его численность и состояние по объектам сильно различаются. Под пологом сосняков на торфяных почвах он представлен 1-4 видами в количестве, не превышающем 1 тыс. экз./га. Численность подлеска прямо связана с рекреационной нагрузкой: при высокой - она минимальна (менее 500 экз./га), при низкой - достигает 1 тыс. экз./га. Преобладает рябина высотой от 0,5 до 2,0 м.
В черничном типе леса видовой состав подлеска намного богаче (11 видов) и его численность достигает 3 тыс. экз./га. Здесь также преобладает рябина. Высота отдельных растений достигает 4,0. 5,0 м.
Живой напочвенный покров сложен неравномерно, отличается моза-ичностью. В условиях высокой рекреационной нагрузки проективное покрытие живым напочвенным покровом составляет менее 50 %. Флористическая насыщенность - 32 вида травянистых растений, 6 видов кустарничков,
7 видов мхов и 2 вида лишайников.
Почвы этого парка характеризуются следующими показателями: абсолютная влажность - около 40 %, плотность верхнего горизонта - 1,3 г/см3, содержание гумуса менее 1 % [9]. В южной части парка - почвы преимущественно минеральные, сильно урбанизированные с большой долей чужеродных примесей, в северной части - торфяные и торфянистые, их морфология близка к естественным.
Методы исследований
Таксационные характеристики древостоев определяли по общепринятой методике. Возрастная структура древостоев изучалась на пробных площадях, распределение по возрастным поколениям производили по внешним признакам и подсчетом количества мутовок [4].
Для изучения структуры древостоев по диаметру закладывали стандартные пробные площади в соответствии с ГОСТом [2].
Распределение деревьев по категориям состояния осуществляли на основании «Правил санитарной безопасности в лесах» (2007 г.), ОСТ 56-100-95. Средний балл состояния деревьев на участках и по ступеням толщины устанавливали расчетным путем. Для этого количество деревьев в ступени толщины умножали на индекс состояния, затем полученные произведения суммировали по всем категориям состояния и полученную сумму делили на общее количество деревьев в данной ступени всех категорий состояния.
Полевые работы по учету нижних ярусов растительности осуществляли в соответствии с методикой, разработанной кафедрой лесоводства Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии [3]. Подрост и подлесок учитывали на круговых площадках (их количество не менее 30 на каждом экспериментальном участке), всего было заложено 978 учетных площадок.
Результаты работы
Интенсивная рекреационная нагрузка приводит к снижению среднего возраста древостоев и сокращению возрастного ряда. В большей степени это характерно для сосны. Деревья, имеющие возраст более 81 года, представлены единично. Исходя из этого в хвойных древостоях парка «Соснов-ка» можно выделить 2-3 поколения (каждое поколение представлено двумя классами возраста), в лиственных - от 3 до 5. Древостои с преобладанием сосны на большинстве участков парка представлены практически двумя поколениями (табл. 2), т.е. размах варьирования возраста деревьев находится в пределах от 1 до 80 лет (сосняки на переувлажненных почвах).
Таблица 2
Распределение деревьев в сосняках по возрастным поколениям
и диаметру стволов в зависимости от интенсивности рекреации
Показатель Значение показателя для возрастных поколений по типам леса
1.40 лет 41.80 лет 81.120 лет
Долгомошники
Номер объекта 2 8 11 2 8 11 2 8 11
Средний диаметр, см 12,3 10,9 9,3 15,5 16,4 16,8 - - -
Количество деревьев
на 1 га, экз. 483 562 596 396 516 548 - 2 6
Черничники
Номер объекта 19 23 29 19 23 29 19 23 29
Средний диаметр, см 8,3 8,9 8,9 22,4 20,8 18,0 27,9 25,8 22,6
Количество деревьев
на 1 га, экз. 327 379 388 149 190 187 64 68 74
Распределение древостоев по возрастным поколениям на остальных объектах исследования практически не отличается от возрастной структуры, приведенной в табл. 2. В целом древостои с преобладанием сосны представлены преимущественно двумя возрастными поколениями, причем проявляется устойчивая тенденция к сокращению возрастного ряда (количества поколений). Эта тенденция отчетливо прослеживается на объектах с густой дорожно-тропиночной сетью и чрезмерной рекреационной нагрузкой.
Прямое воздействие человека (рекреационная нагрузка) приводит к существенной трансформации структуры парковых фитоценозов. Интенсивная рекреация является основной причиной ухудшения санитарного состояния дре-востоев в парке «Сосновка» - количество поврежденных деревьев увеличивается, доля сухостоя растет. При этом численность деревьев сосны снижается, а березы увеличивается - это результат влияния не только рекреации, но и антропогенного воздействия в широком смысле (промвыбросы, автотранспорт).
Распределение деревьев сосны по категориям состояния в лесопарке представлено в табл. 3. За девятилетний период сократилось не только количество здоровых деревьев (1 -й и 2-й категорий состояния), но и общее количество.
Таблица 3
Динамика структуры древостоев по категориям состояния в зависимости от интенсивности рекреации за девятилетний период
Категория Количество деревьев, %, при разной интенсивности рекреации по годам учета
состояния дерева, балл высокая (объект 1) средняя (объект 10) низкая (объект 17)
2000 г. 2009 г. 2000 г. 2009 г. 2000 г. 2009 г.
1 10,1 7,3 13,5 12,3 17,6 17,2
2 15,4 14,0 23,0 22,1 30,4 30,0
3 23,0 21,9 29,9 29,7 21,1 20,7
4 31,3 34,2 21,4 21,9 22,6 22,9
5 7,4 8,9 7,8 8,3 5,0 5,7
6 12,8 15,7 3,4 5,7 3,2 3,5
Итого 100 100 100 100 100 100
Всего деревьев на 1 га, экз. 1003 947 1472 1431 2138 2089
В условиях слабого рекреационного давления (объект 17) распределение деревьев по категориям состояния существенно отличается от объекта 1 (чрезмерная рекреационная нагрузка). Главное отличие - в количестве деревьев, имеющих категорию состояния 1, 2 и 6.
Санитарное состояние различается у деревьев разной ступени толщины (табл. 4). Наиболее ослаблены деревья старшего поколения (с максимальным диаметром ствола), средний балл состояния от 2,9 до 4,6 в зависимости от интенсивности рекреации. Девять лет назад средний балл был несколько выше - 2,8... 4,3.
Таблица 4
Динамика структуры древостоев по диаметру ствола в зависимости от интенсивности рекреации за девятилетний период
Ступень толщины (диаметр ствола), см Средний балл состояния
при интенсивности рекреации по годам учета
высокая (объект 1) средняя (объект 10) низкая (объект 17)
2000 г. 2009 г. 2000 г. 2009 г. 2000 г. 2009 г.
4,1...6,0 2,8 3,1 2,8 3,0 2,7 2,9
6,1...8,0 2,8 3,2 2,9 3,0 2,7 2,8
8,1 ...10,0 2,9 2,8 2,8 2,9 2,8 2,8
10,1 ...12,0 3,4 3,7 3,1 3,2 2,9 2,9
12,1...14,0 3,8 3,9 3,0 3,1 2,9 2,8
14,1...16,0 3,7 3,7 3,1 3,2 3,0 3,1
16,1...18,0 3,6 3,8 3,2 3,2 3,1 3,2
18,1...20,0 3,9 4,1 3,3 3,4 3,1 3,3
20,1...22,0 4,1 4,3 3,5 3,7 3,3 3,5
22,1...24,0 4,3 4,6 3,6 3,8 3,3 3,6
Среднее * 3,51 3,68 3,20 3,31 3,04 3,12
В с е г о деревьев на 1 га, экз. 1003 947 1472 1431 2138 2089
*Определяли с учетом количества деревьев в каждой ступени толщины.
Видно, что с увеличением диаметра (возраста) деревьев балл состояния увеличивается, т.е. санитарное состояние ухудшается на всех объектах. В условиях чрезмерной рекреационной нагрузки ухудшение состояния деревьев проявляется в большей степени, о чем свидетельствует средний балл.
Судя по данным табл. 3, ухудшение состояния деревьев - устойчивая тенденция, характерная для всех объектов исследования. В наибольшей степени повреждается посетителями молодое поколение (деревья в начальных ступенях толщины). С учетом выявленной тенденции можно рекомендовать превентивное удаление ослабленных экземпляров, в данном случае удаление деревьев старшего возраста (целесообразно постоянное омоложение древостоев).
Состояние древостоев в целом поддается регулированию хозяйственными мерами - путем удаления сухостоя и ослабленных деревьев (при этом средний балл состояния снижается). Например, в результате удаления сухостоя в сосняках данного парка в апреле 2007 г. (объекты 7, 8, 11, 12) абсолютное значение индекса состояния древостоев вдоль квартальных просек и магистральных дорог уменьшилось на 1,2... 1,4, т.е. санитарное состояние этих древостоев улучшилось на 22. 28 %.
Если рассматривать структуру древостоев по состоянию в целом по парку, то можно говорить о следующей закономерности: чем выше интенсивность рекреации, тем меньше средний диаметр древостоев и выше доля сухостоя (табл. 5).
Таблица 5
Зависимость характеристик сосновых древостоев от интенсивности рекреации
Интенсивность Количество Процент Средний Сомкнутость
рекреации деревьев на 1 га, экз. сухостоя диаметр, см полога
Долгомошники (объекты 1- 18)
Высокая 562...947 9,2...16,9 9,1...12,6 0,32...0,46
Средняя 691...1431 12,5.19,4 13,1.15,7 0,41...0,72
Низкая 1729...2089 9,7...14,3 12,9...16,2 0,50...0,76
Черничники (объекты 19-30)
Высокая 437...548 2,2...3,9 18,1...21,6 0,46...0,56
Средняя 541...756 1,7...1,9 18,9...24,1 0,55...0,70
Низкая 728...968 1,5...2,3 19,1...25,7 0,61...0,84
Состав древостоев в данных условиях оказывается наиболее устойчивым признаком парковых фитоценозов, хотя и он подвержен изменениям, особенно при чрезмерной интенсивности рекреации (табл. 6).
Анализ полученных результатов показывает, что за девятилетний период состав древостоев заметно изменился. В условиях интенсивной рекреации снижается доля сосны в их составе, одновременно под пологом появляются ольха серая и ива козья.
Таблица 6
Динамика состава древостоев в зависимости от интенсивности рекреации
за девятилетний период
Интенсивность рекреации Номер объекта 2000 г. 2006 г. 2009 г.
Высокая 1 8С 2Б 6С 4Б+Ол ед. И 5С 4Б 1Ол +И
28 9С 1Б 7С 2Б 1Ол +И 5С 3Б 1Ол 1И
Средняя 11 8С 2Б ед. И, Ол 7С 2Б 1Ол ед. И 6С 2Б 1Ол 1И
22 9С 1Б ед. И 8С 2Б ед. И 8С 2Б +И, Ол
Низкая 17 8С 2Б ед. И 8С 2Б ед. И 8С 2Б+И ед. Ол
18 8С 2Б 8С 2Б ед. И 8С 2Б ед. И, Ол
В городском парке «Сосновка» реструктуризация фитоценозов не связана с хозяйственной деятельностью, а является результатом прямого воздействия отдыхающих. На объектах с большим количеством кострищ и стихийных мест отдыха увеличивается средний диаметр деревьев. Это можно объяснить тем, что для разведения костров и обустройства временных мест отдыха посетители используют, как правило, тонкомер, подрост и подлесок.
На примере отдельно взятого объекта видно, что характеристики древостоя за девятилетний период изменились. Общее количество деревьев и средний диаметр стволов снизились, количество поврежденных деревьев увеличилось, санитарное состояние древостоев ухудшилось (табл. 7).
Таблица 7
Динамика некоторых показателей древостоя за девятилетний период (сосняк долгомошник, объект 9)
Показатель 2000 г. 2006 г. 2009 г.
Средний диаметр, см 11,6 11,4 11,4
Средний балл состояния 3,9 4,1 4,2
Повреждено стволов, % 37 44 47
Количество деревьев на 1 га, экз. 762 704 698
На любом объекте доля поврежденных стволов березы в несколько раз больше, чем столов сосны. Например, на объекте 9 из 41 дерева березы повреждены стволы у 38 (2006 г.), тогда как у деревьев сосны повреждено отдыхающими лишь 44 % стволов.
Выводы
Фитоценозы на объектах исследования характеризуются значительной дифферециацией деревьев по диаметру и состоянию. Установлено, что с увеличением возраста (диаметра) деревьев индекс состояния увеличивается, т.е. санитарное состояние древостоев ухудшается. В этой связи целесообразно постоянное омоложение древостоев, особенно в условиях интенсивной рекреации. Эта рекомендация актуальна и для городских парков и садов.
В местах массового отдыха отчетливо проявляется следующая закономерность - чем дальше от магистральных путей транспорта и организованных пешеходных дорожек расположены фитоценозы, тем меньше они нарушены отдыхающими.
Парковые древостои в большей степени, чем древостои лесного фонда нуждаются в регулярном уходе для поддержания хорошего санитарного состояния. Эффект уходов здесь проявляется в улучшении состояния древостоев (в снижении среднего балла состояния) и повышении эстетического значения парковых фитоценозов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Артемьев О.С. Проектирование дорожно-тропиночной сети в рекреационных лесах // Лесн. хоз-во. 2003. № 2. С. 29.
2. ГОСТ 16-128-88. Площади пробные. М.: Изд-во стандартов, 1989. 12 с.
3. Грязькин А.В. Пат. 2084129 Российская Федерация, МКИ С 6 А 01 G 23/00. Способ учета. № 94022328/13; Заяв. 10.06.94; Опуб. 20.07.97, Бюл. № 20.
4. Грязькин А.В. Возобновительный потенциал таежных лесов. СПб.: СПбГЛТА, 2001. 188 с.
5. Ковязин В.Ф., Минкевич И.И., Шабнов В.М. Древесные породы зеленых насаждений Санкт-Петербурга и Пушкина, мониторинг их состояния и способы его улучшения. СПб.: Изд-во СПб ГПУ, 2002. 88 с.
6. Петункина Л.О., Ковригина Л.Н. Хвойные породы в городской среде // Проблемы озеленения крупных городов. 2005. Вып. 11. С. 42-44.
7. Смертин В.Н., Грязькин А.В. Особенности парцеллярной структуры фи-тоценозов в условиях интенсивной рекреации // Лесн. журн. 2008. № 4. С. 43-51. (Изв. высш. учеб. заведений).
8. Смертин В.Н. Динамика изменений видового состава и состояния структурных элементов парковых ценозов // Изв. СПбГЛТА. СПб.: СПб ГЛТА, 2007. Вып. 180. С. 52-58.
9. Цветкова С.Д., Иванова Г.И. Почвенный покров парка Санкт-Петербургской лесотехнической академии // Изв. СПбГЛТА. СПб.: СПбГЛТА, 1994. Вып. 4. С. 69-76.
Поступила 12.05.10
A.V. Gryazkin1, V.V. Petrik2, V.N. Smertin :St. Petersburg State Forestry Academy
2Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov
Changes in the Stand State in the Largest Park of St. Petersburg
The dynamics of changes in the composition and state of structural elements of the park plant communities under the conditions of excessive recreational pressure has been revealed.
Keywords: urban park, park biogeocenosis, phytocenosis, stand structure, sanitary condition of the stand, stage of digression, recreational load, dynamics of growing stand, changes in the state of the stand.
