CC BY
23
Хвойные бореальной зоны, XXXVII, № 5 - 6, 2016
БИОЛОГИЯ И ЭКОЛОГИЯ, ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
УДК 630.5
ФОРМИРОВАНИЕ ЛЕСНЫХ МАССИВОВ ЛИСТВЕННИЦЫ В НИЖНЕМ ПРИАНГАРЬЕ
Н.Н. Кулакова, С.Л. Шевелев, И.И. Красиков
ФБГОУ ВО «Сибирский государственный технологический университет» 660049 Красноярск, пр. Мира, 82; e-mail: [email protected]
В работе анализируются особенности формирования лесных массивов в Нижнем Приангарье. Объектом изучения явился лесной массив с преобладанием лиственничных древостоев, который находится в пределах Чунского лесничества Красноярского края. Выбранный лесной массив типичен для Нижнеангарского таежного района, как по природным и климатическим условиям, так и по характеру антропогенного воздействия на древостои.
В основу исследования положены данные натурной таксации 549 таксационных выделов с преобладанием лиственницы. Вместе с лиственничниками лесной массив сформирован насаждениями сосны, березы, пихты, ели и осины
В работе был проведен анализ закономерностей строения лесного массива по следующим показателям: возраст, запас, средний диаметр и средняя высота. Кроме этого был определен характер изменчивости таксационных признаков лиственничных древостоев.
На первом этапе работы была проведена статистическая обработка рядов средних таксационных признаков лиственничных древостоев. Анализировалась возрастная структура лиственничных древостоев по группам возраста, оказалось, что основная масса таксационных выделов относится к VI и VII классам возраста и в совокупности они представляют почти половину насаждений в массиве (46,8%), а доля молодняков лиственницы незначительна - всего 0,7%.
Далее была рассмотрена изменчивость запасов древостоев по группам возраста. Оказалось, что запасы древостоев в массиве имеют относительно близкую и умеренную изменчивость, коэффициенты вариации лежат в пределах 16,0-21,5 %. И согласно классификации, разработанной Н. Grossman, позволяет отнести рассматриваемый лесной массив к категории однородных.
Структура лесного массива по средним высотам, средним диаметрам и запасам аппроксимируется функцией Гаусса.
На завершающем этапе работы было произведено распределение запаса между древостоями различного диаметра. Оказалось, что наибольший запас в лесном массиве имеют древостои со средними диаметрами 24-28 см, на их долю приходится 66,2 %.
Ключевые слова: лесной массив, лиственница сибирская, закономерности строения, средний диаметр, средняя высота, запас.
This paper analyzes the features of formation of forests in the Lower Angara. The object of study was the forest with a predominance of larch stands located within the Chunsky forestry of the Krasnoyarsk territory. Selected forest typical for the taiga district, Nizhneangarsk, as for natural and climatic conditions, and the nature of anthropogenic impact on forest stands.
The research is based on data of field inventory 549 taxation areas with a predominance of larch. Together with the larch forest is formed by stands of pine, birch, fir, spruce and aspen
In the present work was the analysis of structure and composition of the forest according to the following criteria: age, margin, average diameter and average height. In addition to this there was determined the character of the variability of taxonomic characteristics of larch stands.
In the first phase of work was carried out statistical processing of the series of average forest stand characteristics of larch stands. Analyzed the age structure of larch stands on age groups, it was found that the bulk of inventory refers to areas VI and VII age classes, and together they represent almost half of the plantations in the array (46.8 %), while the share of young stands of larch negligible - only 0.7%.
Next was considered the volatile nature of the forest stands by age groups. It turned out that the reserves of forest stands in the mountains are relatively close and reasonable variability, coefficients of variation are in the range of 16.0-21.5 %.And according to the classification developed by Grossman, can be attributed to the considered forest to the category of homogeneous
The structure of the forest in the average heights, average diameters and reserves approximated by a Gaussian function.
At the final stage of the work was done with the distribution of the stock between the stands of different diameter. It turned out that the largest store in the woodland have stands with average diameters of24-28 cm, they accounted for 66.2 %.
Key words: forest, Siberian larch, laws of structure, average diameter, average height, stock.
ВВЕДЕНИЕ Лиственница сибирская является одной из основных лесообразующих пород Нижнего Приангарья, где древостои с ее преобладанием занимают 2220,1 тыс. га , что составляет 24% от общей площади территории. Здесь она формирует лесные массивы из чистых и смешанных, чаще всего с сосной, древостоев.
В свое время В.Н. Сукачев (1934) отмечал, что «... по территории, которую они (лиственничные леса) занимают в Сибири, они должны быть поставлены на первое место среди лесов других пород СССР. Однако, простираясь, главным образом, в областях, пока еще мало освоенных человеком, они являются пока далеко недостаточно изученными. В общем можно
сказать, что роль лиственницы, как лесообразователя, по мере перехода за Урал, и движения далее к востоку увеличивается» (с.211).
Безусловно, за прошедшие десятилетия лиственничные леса Сибири, и в том числе Нижнего При-ангарья, достаточно полно изучены, однако, некоторые аспекты их формирования и развития до сих пор представляют интерес для исследования. Лиственница сибирская хотя и распространена в самых разнообразных природно-климатических зонах, однако, это отнюдь не означает, что она мало подвержена влиянию местных лесорастительных условий, наоборот, производительность древостоев, их таксационные характеристики очень чутко реагируют на смену условий произрастания.
В.Б. Сочава (1956) указывает на связь распространения лиственницы с зонами резко континентального климата, где короткий вегетационный период, сухость зимнего холодного воздуха позволяют лиственнице выходить победителем в конкурентной борьбе. В различных частях ареала им выделен ряд природ-но-географических формаций лиственничных лесов, в их связи с рельефом, климатом, почвами и другими компонентами географической среды.
Формирование лесных массивов, с преобладанием лиственничных древостоев, обусловлено многими факторами природного и антропогенного характера. Оценка лесного массива, как «...биологической лесной системы, сформировавшейся в определенных географических условиях, соответствующей отдельным элементам ландшафта, занимающей целостную территорию с естественными границами, которой присущи опосредованные орографическими, почвенными, природно-климатическими и другими факторами структуры биоценозов» (Красиков, Шевелев 2013) позволит установить взаимообусловленность отдельных ее элементов и возможные пути их динамики.
В работах H. Grossman (1953, 1961, 1963), Н.М. Глазова (1976), А.Г. Мошкалева и др. (1982), И.И. Красикова, С.Л. Шевелева (2009) указывается на наличие математического единства в распределении древостоев в массивах леса. По характеру структуры лесного массива можно судить как о ходе лесообразовательных процессов, так и о характере антропогенного вмешательства или влияния экзогенных факторов на эти процессы.
Целью настоящей работы явилось установление особенностей формирования лесного массива с преобладанием лиственничных насаждений в Нижнем Приангарье, оценка степени антропогенного воздействия на лесообразовательные процессы.
ОБЪЕКТЫ И МАТЕРИАЛЫ
ИССЛЕДОВАНИЯ
В Нижнем Приангарье леса из лиственницы сибирской приурочены к нижним частям горных склонов и долинам рек, иногда произрастают на водоразделах, где имеются выходы карбонатных пород (Тихомиров, Попов, Ларионов, 1953).
А.И. Бузыкиным и др (1977) в этом регионе описаны три основных типа леса : лиственничник - вейниково-
разнотравный на серых карбонатных почвах; лиственничник с сосной и елью бруснично-мелкотравно-зе-леномошный на слабодерновых среднеподзолистых почвах и лиственничник с сосной бруснично- разнотравный на слабодерновых подзолистых почвах, входящих в зеленомошную и травяную группы типов леса.
Объектом исследования явился лесной массив с абсолютным преобладанием лиственничных древостоев, расположенный в пределах Чунского лесничества.
В соответствии с лесорастительным районированием, разработанным Институтом леса СО РАН им. В.Н. Сукачева, территория, на которой расположен объект исследования, относится к Нижнеангарскому таежному району (Коротков,1963).
Лесной массив состоит из 549 таксационных вы-делов, имеет естественные границы - с запада р. Кы-чет, а с северо - востока р. Такучет. Населенные пункты отсутствуют, сеть путей транспорта не развита. Лесные дороги проходят вдоль рек.
В исследуемом лесном массиве преобладают насаждения разнотравной группы типов леса.
Методической основой проведения работ явились разработки H. Grossman (1953, 1961, 1963), Н.М. Глазова (1976), А.Г. Мошкалева и др. (1982),. И.И. Красикова, С.Л. Шевелева (2009).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ
Предварительный анализ структуры лесного массива показал, что он сформирован как древостоями с преобладанием лиственницы сибирской, так и дре-востоями сосны, береза, ели, пихты и осины. Доля лиственничных древостоев в лесном массиве составила 40,7%. Типологический состав лесного массива представлен древостоями зеленомошной (15%) и раз-нотравной(73,8%) групп типов леса.
Результаты первичной статистической оценки рядов средних таксационных признаков лиственничных древостоев показан в таблице 1.
Таблица 1 - Статистическая обработка основных таксационных показателей насаждений
Статистические показатели Высота сред., м Диаметр сред., см Полнота Бонитет Возраст сред., лет Запас на 1 га, дес. м3
Среднее 23,6 26,6 0,63 2,78 126 21,45
Стандартная ошибка 0,14 0,23 0,01 0,02 1,43 0,21
Медиана 24,00 26,00 0,60 3,00 120,00 22,00
Мода 25,00 26,00 0,60 3,00 110,00 22,00
Станд. отклонение 3,29 5,27 0,25 0,46 33,51 4,92
Интервал 29,00 48,00 5,70 3,00 207,00 39,50
Минимум 1,00 1,00 0,30 2,00 5 0,50
Максимум 30,00 48,00 0,90 5,00 210 40,00
Коэффициент варьирования,% Точность опыта,%о 13,95 0,60 19,81 0,85 40,11 1,71 16,51 0,71 26,60 22,91 1,14 0,98
Хвойные бореальной зоны, XXXVII, № 5 - 6, 2016
Полученные данные говорят, что лесной массив представлен достаточно крупномерными древостоями -средний диаметр - 26,6 см и средней высотой 23,6 м. древостои модальные, средняя полнота 0,63, мода 0,6. Средний возраст 126 лет. Класс бонитета - III.
Определяющим фактором в формировании как лесного массива, так и отдельных древостоев является возраст. Рассматриваемый лесной массив представлен, в основном, спелыми и перестойными насаждениями, что по мнению Н.М. Глазова (1976) свидетельствует о его малой нарушенности.
Основная масса таксационных выделов относится к VI и VII классам возраста. Совокупно они представляют почти половину насаждений в массиве (46,8%).
Доля молодняков лиственницы незначительна -всего 0,7%. На рисунке 1 приведен график иллюстрирующий распределение насаждений в лесном массиве по возрасту.
ч* •_
il.»1 / e\
"I?1
♦J* / \*
/ \
■ „.«> t -л . , V.
80.0 120.0
160.0 200.0
Группа возраста
Показатели
Коэффициент вариации, % Точность опыта, %
средне- приспе- спелые и возрастные вающие перестойные
20,6 3,6
16,0 1,7
21,5 1,1
Оказалось, что запасы древостоев в массиве имеют относительно низкую и умеренную (для ряда распределения подобного рода) изменчивость. Коэффициенты вариации лежат в пределах 16,021,5 %, согласно классификации, разработанной Н. Grossman, позволяет отнести рассматриваемый лесной массив к категории однородных. Анализ рядов запаса, средней высоты, среднего диаметра и относительной полноты показал, что они с высокой степенью адекватности могут быть отображены кривыми нормального вида и аппроксимированы функцией (1):
Коэффициенты уравнений и показатели адекватности приведены в таблице 3
Таблица 3 - Коэффициенты уравнений и показатели адекватности
Коэффициенты Таксационный уравнений
показатель
abc
Стандартная R2 ошибка^) уравнения
Средний диаметр, см Средняя высота, м Запас, м3
35,65 25,87 4,21 0,991 1,78 36.90 27.79 2.07 0.993 1.79 42,34 239,31 45,39 0,998 1,14
Возраст, лет
Рисунок 1 - Распределение насаждений лиственницы по возрасту.
Ряд аппроксимируется функцией Гаусса
y=a*exp((-(b-x)A2)/(2*cA2)), (1)
где a=24,59 b=130,63 c=33,08
Адекватность уравнения характеризуется коэффициентом детерминации (R2) равном 0,97 при стандартной ошибки уравнения S=2,28. Ряд распределения насаждений по возрасту соответствует нормальному ряду, что еще раз подтверждает малую нарушенность лесного массива.
Grossman (1953, 1961, 1963), в своих работах приводит шкалу степени нарушенности лесных массивов, исходя из величины показателей изменчивости запасов.
В таблице 2 показана изменчивость запасов дре-востоев по группам возраста.
Таблица 2 - Изменчивость запасов лесного массива
Определенный интерес для характеристики производительности древостоев в лесном массиве имеет распределение запаса между древостоями различного диаметра (таблица 4)
Таблица 4 - Распределение запаса в древостоях лиственницы различного среднего диаметра
Д ср,
см
8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 итого
Запас,
дес. 2 110 449 1259 4137 3638 1459 638 36 - 24 11752 м3
Запас,
%
0,9 3,8 10,7 35,2 31,0 12,4 5,4 0,3 - 0,2 100
Оказалось, что наибольший запас в лесном массиве имеют древостои со средними диаметрами 24-28 см, на их долю приходится 66,2 %.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате проведенных исследований установлено, что лесной массив сформированный древостоя-ми с преобладанием лиственницы сибирской в целом типичный для лесов Нижнего Приангарья, характеризуется значительной долей спелых и перестойных древостоев (46,8%), что говорит о его малой нару-шенности. Это подтверждается и характером рядов распределения основных таксационных признаков насаждений, которые с высокой степенью адекватности, аппроксимируются функцией, соответствующей нормальному распределению.
Древостои лиственницы, слагающие лесной массив, крупномерны, достигают среднего диаметра 48 см.
Основная доля запасов (66,2%) приходится на древостои, имеющие средние диаметры 24-28 см.
Вместе с лиственничниками лесной массив сформирован насаждениями сосны, березы, пихты, ели и осины.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Бузыкин А.И., Горбачев В.Н., Коротков И.А. и др. Леса
Среднего Приангарья . - Новосибирск,1977. - 264с. Глазов, Н.М. Статистический метод в таксации и лесоустройстве [Текст] / Н.М. Глазов. - М.: Лесная промышленность, 1976. - 144 с. Зиганшин, Р.А. Структура насаждений Хамар-Дабана [Текст] / в кн. Структура и рост древостоев Сибири / В.А. Соколов и др. - Красноярск.: 1993.- С.7-27. Коротков, И.А. Лесорастительное районирование России и республик бывшего СССР [Текст]/ И.А. Коротков // В кн. Углерод в экосистеме лесов и болот России под.ред. В.А. Алексеева, Р.А. Бердси.- Красноярск, 1994.-170 с. Красиков, И.И. Структура лесных массивов в Республике Тыва / И.И. Красиков, С.Л. Шевелев. - Красноярск: СибГТУ, 2013. - 119 с.
Мошкалев, А.Г. Таксация товарной структуры древостоев [Текст] / А.Г. Мошкалев, А.А. Книзе, Н.И. Ксенофонтов и др. - М.: Лесная промышленность , 1982. - 160 с.
Российская Федерация. Законы. Лесной кодекс Российской Федерации [Текст]: [федер. закон № 200: принят Гос. Думой 8 ноября 2006 г. - М. : 2007. - 98 с.
Сочава В.Б. Лиственничные леса / Растительный покров СССР. Пояснительный текст к геоботанической карте СССР. Т - 1. -М - Л.,1956. - C. 249 - 318.
Сукачев В.Н. Дендрология с основами геоботаники. - Л., 1934. - 614с.
Шевелев С.Л. Структура лесных массивов в республике Тыва / С.Л Шевелев, И.И. Красиков // Журнал «Хвойные бореальной зоны». - 2009. т. XXVI № 2-2.- с.266-273.
Grossman, H. Die Hohe der Variabilitats koeffizienten der Massenhaltigkeit in Abhangigkeit von verschidenen Faktoren und ihre Bedeutung fur Forstwesen / H. Grossman, 10, h - 3. - 1961. - S. 328-330.
Grossman, H. Ergebnisse der in Jare 1957 durchgefuhrten Holzvorrats und Zuwachsinventur im Plenterwald Keula / H. Grossman // «Arch. Fur Ferstwesen», 1959. - S. 666-680.
Grossman, H. Versuche zur Rationalisierung der Met ho- dik von Holzvarrotsinventuren auf mathematisch - statistischer Grundlage / H. Grossman, G. Wolff. //«Arch. Fur Ferstwesen» 12, 1963. - S. 77-101
Поступила в редакцию 10.06.16 Принята к печати 29.12.16
