Горизонтальная структура нормальных сосновых насаждений левобережной и правобережной пригородной зоны г. Красноярска Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ СТРУКТУРА НОРМАЛЬНЫХ СОСНОВЫХ НАСАЖДЕНИЙ ЛЕВОБЕРЕЖНОЙ И ПРАВОБЕРЕЖНОЙ ПРИГОРОДНОЙ ЗОНЫ Г.КРАСНОЯРСКА

© А. А. Вайс УДК 630.5

ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет» г. Красноярск, Россия

Изучение горизонтальной структуры сосняков проводилось на территории пригородной зоны г. Красноярска. Под горизонтальной структурой насаждений понималось взаимное расположение деревьев и их крон относительно друг друга, обусловленное особенностями местообитания, происхождения и формирования насаждений. Для оценки размещения деревьев использовали индекс рассеивания. Элемент леса делился на более мелкие структурные единицы - биогруппы.

В заповеднике на северо-западном склоне выявлена более тесная связь диаметров стволов и диаметров крон. В условиях лесхоза зависимость между этими признаками слабые.

Размещение деревьев в сосняках случайное.

Древостои правобережной части представлены более крупными деревьями, чем сосняки левобережной части.

Studying of horizontal structure of pine forests was carried out in territory of a residential suburb of Krasnoyarsk. The horizontal structure of plantings was understood as a relative positioning of trees and their crones be relative each other, caused by features of a habitat, an origin and formation of plantings. For an estimation of accommodation of trees used an index of dispersion. The element of a wood shared on fineer structural units - biogroups.

In reserve on a northwest slope closer communication of diameters of trunks and diameters of crones is revealed. In conditions of timber enterprise dependence between these attributes weak.

Accommodation of trees in pine forests casual.

Forest stands of a right-bank part are submitted more large by trees, than pine forests of a left-bank part.

Введение. Изучение горизонтальной структуры насаждений, располагающихся на территории особо охраняемых территориях важно, прежде всего, с точки зрения исследования закономерностей роста деревьев в зависимости от пространственной структуры.

Экспериментальная часть.

Исследования проводились на территории биостанции «Караульная» учебно-опытного лесхоза СибГТУ (левобережье г.Красноярска), заповедника Столбы (правобережье

г. Красноярска) в практически чистых сосновых древостоях нормальной производительности. Помимо месторасположения учитывалась и экспозиция склонов. В заповеднике Столбы пробы закладывались в северо-западной и юговосточной экспозиции (две пробных площади), а в учебно-опытном лесхозе была представлена южная и юго-восточная экспозиция (две пробных площади).

В таблице 1 приведены таксационные характеристики сосняков. Анализ

таксационных показателей указывает на различия насаждений по возрастной структуре (разновозрастные, перестойные сосняки

правобережья и одновозрастные,

приспевающие сосняки левобережья); типу леса (сосняки правобережья зеленомошного

типа леса и разнотравный в левобережной части).

Под горизонтальной структурой насаждений мы понимаем взаимное расположение деревьев и их кронового пространства относительно друг друга, обусловленное особенностями

местообитания, происхождения и

формирования насаждения.

Для оценки размещения деревьев использовали показатель - индекс рассеивания .2

, (1)

где а - индекс рассеивания;

2 ~ 2 о - дисперсия средних расстоянии, м ;

х - среднее расстояние на уровне

растущего дерева, м.

Используя формулу 1, был определён

индекс рассеивания на пробных площадях

(проба №1 - 0,29, проба №2 - 0,61; проба №3

- 0,35; проба №4 - 0,24). Таким образом, все

насаждения характеризуются случайным

размещением деревьев.

Таблица 1 - Таксационные показатели сосновых древостоев

Номер пробы Состав Эле- мент леса Воз- раст, лет Высо- та, м Диа- метр, см Пол- нота Запас, м3/га Бонитет Тип леса

Столбы 1 10СедЛ +Б С 120 23,6 30,0 С

Л 200 1,4 670 3

Б 100 злнм.

Столбы 10С+Л С 200 23,2 30,0 1,2 632 2 С кр.

2 Л 240 злнм.

Караулка 3 10С С 80 20,0 22,0 1,2 582 2 С ос. ртр

Караулка 4 10С С 80 21,0 26,0 1,1 492 2 С ос. ртр

При оценке размещения деревьев на уровне растущего дерева элемент леса был разделён на более мелкие структурные единицы - биогруппы.

Каждую ячейку характеризовало среднее расстояние, определяемое по методике Воронова. Статистический анализ расстояний приведён в таблице 2.

Таблица 2 - Статистический анализ расстояний

Про- ба Рас- стоя- ние, м Стандартное отклонение, м Экс- цесс Асим- метрия Объем выборки, шт Точность опыта, % Стандар- тная ошибка

1 2,9 0,91 -0,407 -0,085 342 1,8 0,049

2 3,9 1,13 0,340 0,629 246 1,7 0,071

3 2,7 0,95 0,068 0,174 236 2,3 0,062

4 3,4 0,80 0,775 0,435 246 1,5 0,051

Для определения среднего расстояния использовалась формула

п

Ё ^

Ь = ^, (2)

п

где Ь - среднее расстояние в биогруппе;

Ь; - расстояние от условного дерева до ближайшего «соседа»; п - число «соседей», шт.

Связь пространственной

структуры с морфологическими

признаками передают модели

таблицы 3 и 4.

Подробный анализ получен на основе графиков, передающих данные

зависимости. Характеризуя связь среднего расстояния до соседнего дерева от

диаметра кроны можно отметить, что

древостои в заповеднике Столбы

отличаются друг от друга по густоте стояния, хотя они оба являются

максимальными по полноте.

Таблица 3 - Модели среднего расстояния и диаметра крон Ь=а+Ь*Бк2+с*Бк

Номер пробы Коэс фициенты уравнения Коэффициенты детерминации, Я2

а Ь с

1 2,83 -0,009 0,978 0,014

2 4,43 0,118 -0,528 0,046

3 2,76 - 0,070 0,005

4 4,02 - -0,021 0,0001

Таблица 4 - Модели связи диаметра стволов и среднего расстояния Б13=а+Ь*Ь2+с*Ь

Номер Коэффициенты уравнения Коэффициенты

пробы а Ь с детерминации, Я2

1 19,47 0,729 0,365 0,232

2 13,47 0,739 7,599 0,172

3 -3,45 -2,859 17,322 0,378

4 14,62 -0,676 5,652 0,009

У проб № 2 и № 1 разница в средних расстояниях составляет около 1 м. В обоих насаждениях разброс точек очень велик (слабая связь). На пробе № 1 различия в диаметре крон проявляются при среднем расстоянии от 2 до 4 метров. У пробы № 2 густота стояния более вариабельна, что не влияет на размеры диаметра крон. Сосняк, произрастающий в Учебно-опытном лесхозе в нижней части склона (№ 3) имеет более высокую

густоту, чем сосняк, расположенный в верхней части склона (№ 4). При одном значении диаметра кроны в верхней части склона наблюдается более низкая полнота размещения деревьев в биогруппах.

Рассматривая связь диаметра ствола и среднего расстояния до дерева в заповеднике Столбы наблюдается следующее: в более густом насаждении просматривается тенденция линии регрессии, связанная с увеличением диаметра ствола и среднего расстояния, что можно объяснить более выраженными конкурентными отношениями. У пробы № 2 такой закономерности не выявлено.

На северо-западном склоне со

случайным размещением деревьев трендовые линии связи средних расстояний и диаметров крон проходят ниже линий насаждений юго-восточного склона. У крупномерных деревьев эти различия сглаживаются. Древостой юговосточного склона имеет более низкую полноту и сомкнутость крон, чем

древостой северо-западной экспозиции. Кроме этого, наблюдается разница в соотношениях диаметров стволов с

диаметрами крон у древостоев различных экспозиций.

В Учебно-опытном лесхозе насаждение верхней части склона более изрежено и имеет большее пространство для роста дерева по диаметру.

В целом в сосняках Учебно-опытного лесхоза деревья по толщине менее

восприимчивы к густоте биогрупп, чем сосняки заповедника Столбы, что можно объяснить достаточным пространством для их роста.

Горизонтальную структуру древостоя образуют три основных показателя: сомкнутость крон, полнота и сомкнутость полога.

Соотношение полноты и сомкнутости крон зависит от многих факторов, учесть которые невозможно. На всех пробах сомкнутость крон меньше полноты древостоев. Так для пробы № 1 разница составляет 0,93, при этом полнота достигает максимальных значений.

На разницу влияет большая густота древостоев, а также неразвитость крон, их неправильная форма (флагообразность). На пробе № 3 сомкнутость крон имеет наибольшее значение, это связано с комплексом факторов: стабильный ход роста древостоя, южная экспозиция и т.д. Аналогичные закономерности выявлены в соотношении сомкнутости полога и полноты.

Графики связи диаметров стволов и диаметров крон на пробах № 1 и 2 имеют одну общую линию развития размеров стволов в зависимости от диаметров крон. Проба № 2 имеет низкие значения

диаметров крон, что связано с размещением деревьев (равномерное). Различий в изменениях диаметров стволов при изменении диаметров крон в верхней и нижней части склона Учебно-опытного лесхоза не наблюдается.

С изменением диаметров крон диаметры стволов закономерно увеличиваются. Различий между сосновыми насаждениями Учебноопытного лесхоза и заповедника Столбы не выявлено. Размеры крон значительно меньше, чем в заповеднике Столбы.

Таблица 5 - Распределение количества деревьев и запаса по ступеням толщины

Ступени толщины, см Заповедник Столбы Учебно-опытный лесхоз

количество деревьев, шт. % запас, м3/га % Пробная площадь №1 Пробная площадь №2

количество деревьев, шт. % запас, м3/га % количество деревьев, шт. % запас, м3/га %

12 30 1,6 2,6 0,2 196 14,0 18,3 3,1 - - - -

16 76 4,0 10,4 0,8 274 19,5 52 8,9 26 3,1 4,6 0,9

20 212 11,3 48,2 3,7 295 21,0 95,5 16,4 170 19,4 50,8 10,3

24 317 16,9 123,7 9,5 323 23,0 160,4 27,5 271 30,9 123,7 25,3

28 456 24,4 257,8 19,8 182 13,0 129,5 22,3 218 24,8 141,8 28,8

32 359 19,1 287,7 22,1 133 9,5 126,7 21,8 178 20,3 155,8 31,7

36 264 14,1 279,9 21,5 - - - - 13 1,5 14,8 3,0

40 81 4,3 156,2 12,0 - - - - - - - -

44 64 3,4 100,3 7,7 - - - - - - - -

48 12 0,6 22,2 1,7 - - - - - - - -

52 6 0,3 13 1,0 - - - - - - - -

Итого 1877 100 1302 100 1403 100 582,4 100 278 100 492 100

Анализ строения сосняков показывает следующее. Различий рядов распределений количества стволов по ступеням толщины в сосняках заповедника Столбы практически не выявлено. В то же время сосняки биостанции имеют явные различия по строению. У сосняков в верхней части склона наблюдается высокое значение эксцесса и правосторонняя асимметричность. Данные строения деревьев по толщине заповедника Столбы были объединены, а для лесхоза приводятся отдельно (таблица 5).

Из таблицы видно, что строение сосняков заповедника Столбы отличается от строения сосняков Караульного лесничества. Древостои правобережной части

представлены более крупномерными деревьями, чем сосняки левобережной части. Связано это прежде всего с различием в возрастной структуре, так как сосняки заповедника имеют возраст 200 и 120 лет, а сосняки Учебно-опытного лесхоза до 80 лет.

Между сосняками, растущими в верхней и нижней части склона также имеются

различия. Сосняки в верхней части склона в своём составе имеют более крупномерные деревья и в распределении по запасу наблюдается выраженная левая

асимметричность.

Выводы

а) Более тесная связь диаметров стволов и диаметров крон наблюдается в заповеднике на северо-западном склоне, а в условиях Учебно-опытного лесхоза различий в изменениях диаметров стволов при изменении диаметров крон в верхней и нижней части склона не выявлено.

б) Размещение деревьев, как в правобережной, так и в левобережной пригородной зоне случайное.

в) Ряды распределений показывают существенные различия в строении по диаметру стволов левобережной и правобережной пригородной зоны, древостои правобережной части представлены более крупномерными деревьями, чем сосняки левобережной части.