CC BY
32
УДК 620*187+581.55
ЛЕСОТИПОЛОГИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫРУБОК ЗАУРАЛЬСКОЙ ХОЛМИСТО-ПРЕДГОРНОЙ ПРОВИНЦИИ
© 2012 Е.С. Золотова, Н.С. Иванова
Ботанический сад Уральского отделения РАН Поступила 11.03.2012
В данной статье приведены результаты лесотипологических исследований вырубок, вырубок-гарей Зауральской холмисто-предгорной провинции (Средний Урал) на основе оригинального отечественного направления - генетической лесной типологии. Представлены количественные данные структуры травяно-кустарничкового яруса и почвенного покрова.
Ключевые слова: вырубки, классификация растительности, генетическая типология леса, темнохвойные леса, биоразнообразие, лесные почвы.
Сплошные рубки и пожары - основные факторы трансформации структуры, функций и динамики лесов [7]. На Урале развитие промышленности обусловило интенсивную эксплуатацию лесного покрова и, как следствие, сокращение площади лесов, увеличение площади открытых местообитаний. Остро актуальным является лесовосстановление.
Целью наших исследований является на основе подходов генетической типологии [4] выявить эко-топологические особенности структуры и динамики лесной растительности после сплошных рубок и пожаров, а также взаимосвязи физико-химических характеристик почв и структуры растительности Зауральской холмисто-предгорной провинции.
Исследования проводились на сплошных вырубках и вырубках-гарях в сосновых и еловых лесах южно-таежного округа Зауральской холмисто предгорной провинции [5] между 57°00'-57°05' с.ш. и 60°15'-60°25' в. д. Пробные площади подбирались по положению в рельефе, градиенту увлажнения, согласно классификации Б. П. Колесникова [5]. Район изучения - расчлененное предгорье. Абсолютные высоты 200-500 м над ур. м. [5]. Изучались вырубки 1-12-летней давности в широком градиенте лесорастительных условий: от неглубоких ложбин с глееватыми тяжелыми почвами и периодическим переувлажнением до верхних частей крутых склонов и вершин гор с мелкими и непол-норазвитыми каменистыми почвами (20-40 см) и крайне неустойчивым режимом увлажнения (табл. 1). Проведены комплексные геоботанические исследования [6], заложены почвенные разрезы, описана морфология (названия даны в соответствии с Б.П. Колесниковым и др. [5] и В.П. Фирсовой [9] (табл. 2), взяты образцы для определения основных физико-химических характеристик почв. Почвы и растительность условно-коренных лесов изучены нами ранее [2, 3]. Сопряженная классификация условно-коренных лесов и сплошных вырубок приведена в табл. 1.
В условно-коренных лесах диагностические ви-
Золотова Екатерина Сергеевна, аспирант, старший инженер, e-mail: [email protected]; Иванова Наталья Сергеевна, к.с-х.н., с.н.с., e-mail: [email protected]
ды типа леса часто являются доминантами [3]. На вырубках во всем градиенте изучавшихся лесорастительных условий доминирует преимущественно Calamagrostis агип^паееа. Однако видовой состав [1], проективное покрытие, фитомасса, видовая насыщенность и высота травянистого яруса топоэко-логически специфичны (табл. 3).
В районе исследований на вырубках, как и в условно-коренных лесах, преобладают бурые горнолесные почвы в сочетании с примитивно-аккумулятивными на хорошо инсолированных крутых склонах и вершинах холмов. Мощность почв для изученных типов вырубок, как правило, увеличивается от верхних элементов рельефа к нижним (табл. 2), что хорошо согласуется с литературными данными [8]. Устойчивость водного режима на дренированных участках зависит от экспозиции склонов и мощности почв: чем она больше, тем стабильнее режим увлажнения, так как выше буферные свойства.
Примитивно-аккумулятивные почвы формируются в условиях пониженного увлажнения, отличаются небольшой мощностью почвенного профиля (не более 40 см) и сильной щебнистостью. По механическому составу легкосуглинистые или супесчаные, рыхлого сложения (табл. 2). Подобно примитивно-аккумулятивным, бурые горно-лесные почвы склонов формируются в условиях ксеро-морфного почвообразования и выветривания [10]. Для бурых горно-лесных почв характерен легкий механический состав верхних горизонтов (легкие суглинки, супеси) с рыхлым сложением. При продвижении вглубь почвенного профиля, как правило, происходит «утяжеление» состава (средний суглинок, глина) и сложение становится плотным или даже слитным. Хотя имеет место и обратная тенденция для липняковых вырубок. Мощность бурых горно-лесных почв колеблется от 45 см до 112 см. Дальнейшее увеличение вниз по склону влажности приводит к появлению дерново-глеевых супесчаных и дерново-среднеподзолистых тяжелых почв, с мощностью профиля около 100 см, и признаками оглеения в горизонте В.
Таблица 1. Лесорастительные условия, типы условно-коренных лесов и вырубок по Б.П. Колесникову и др. [5]
Положение в рельефе Индекс Условно-коренной тип леса, шифр Тип вырубки
Устойчиво сухие
резко очерченные вершины возвышен- 311 сосняк вейниково-бруснично-
ностей, хорошо инсолированные крутые склоны. лишайниково-брусничниковый; С лиш. бр. ракитниковые
Периодически сухие
вершины и верхние половины склонов 321 сосняк брусничниковый; С вейниковые
возвышенностей бр.
Устойчиво свежие
вершины спокойных возвышенностей, 331 сосняк ягодниковый; вейниковые, ракитниково-
пологие склоны, реже надпойменные С яг. вейниковые
террасы
верхние части придолинных склонов и 332 сосняк ягодниково- липняково-вейниковые, вейни-
вершины невысоких холмов липняковый; С яг. лп. ковые
придолинные склоны со щебнем горных 333 ельник-сосняк зеленомошни- ягодниково-разнотравно-
пород ково-ягодниковый; Е-С зм. яг. вейниковые, ракитниково-ягодниково-вейниковые
средние и нижние части пологих склонов 334 сосняк орляковый; С орл. орляково-вейниковые, разно-травно-вейниковые
Свежие, периодически влажные
ровные слегка приподнятые участки 341 сосняк разнотравный; злаково-разнотравные, кипрей-
водоразделов, пологие склоны С ртр. но-вейниковые
слегка приподнятые участки ровных 342 сосняк с темнохвойным яру- кипрейно-вейниковые, малино-
водоразделов и депрессий сом мшисто-черничниковый; С-Тх мш. чер. во-кипрейно-вейниковые
Влажные, периодически сырые
дренированные шлейфы придолинных склонов, днища ложбин с временными или небольшими постоянными водото- 361 сосняк-ельник высокотравный (приручьевой); С-Е втр. высокотравные
ками
неглубокие ложбины и котловины на 362 ельник мшистый; Е мш. высокотравно-злаковые,
ровных водоразделах злаковые
Таблица 2. Почвы вырубок
Индекс Характеристика почв
Название почвы Горизонт Мощность, см. Цвет Состав Сложение Включения
311 горно-лесные примитивно аккумуля-тивные Ао о-2 мхи, слаборазложившаяся трава
А1 2-6 серый супесь рыхлое много корней, угли
ВС 6-2о бурый супесь рыхлое крупный песок, угли
321 горно-лесные примитивно-аккумуля-тивные Ао о-2 мхи, слаборазложившаяся трава
А1 2-14 темно-бурый легкий суглинок рыхлое много корней
ВС 14- до 4о бурый легкий суглинок с песком уплотненное много мелких камней
331 бурые горнолесные Ао о-3 мхи, слаборазложившаяся трава, хвоя
А1 3-11 темно-серый легкий суглинок рыхлое много корней, мелкие камни
В 11-25 бурый средний суглинок с песком рыхлое есть корни
ВС 25-53 светло-бурый средний суглинок с песком плотное камни
332 бурые горно-лесные Ао о-2 слаборазложившийся опад (трава, листья)
А1 2-12 темно-серый тяжелая супесь рыхлое много корней, есть угли
АВ 12-2о светло-бурый тяжелая супесь рыхлое много корней
В 2о-55 бурый легкая супесь рыхлое мелкие корни
ВС 55-7о серо-бурый песок рыхлое мелкие и крупные камни
333 бурые горно-лесные Ао о-3 слаборазложившаяся трава
А1 3-1о темно-серый супесь рыхлое много корней
В 1о-15 (3о) бурый легкий суглинок уплотненное много корней
Индекс Характеристика почв
Название почвы Горизонт Мощность, см. Цвет Состав Сложение Включения
ВС 15-48 светло-бурый средний суглинок плотное есть корни, камни
334 бурые горно-лесные А0 0-3 слаборазложившаяся трава
А1 3-15 серый легкий суглинок рыхлое мелкие корни
В1 15-35 бурый средний суглинок плотное мелкие камни
В2 35-45 серо-бурый средний суглинок плотное корней мало
ВС 45-80 бурый глина слитное есть корни
335 бурые горно-лесные А0 0-2 слаборазложившаяся трава
А1 2-10 темно-серый легкий суглинок рыхлое много корней
В 10-23 бурый тяжелая супесь с песком рыхлое есть корни
ВС 23-45 бурый песок рыхлое много камней
341 бурые горнолесные на суглинистом элювии-делювии горных пород А0 0-6 мхи, слаборазложившийся опад (трава)
А1 6-16 темно-серый легкий суглинок рыхлое много корней
В1 16-33 бурый средний суглинок с песком плотное мало корней
В2 33-52 серо-бурый средний суглинок с песком слитное мелкие камни
ВС 52-112 бурый глина слитное мелкие камни
342 неполно-развитые бурые горно-лесные А0 0-3 слаборазложившаяся трава
А1 3-15 серый супесь рыхлое много мелких корней
ВС 15-40 бурый песок с глиной рыхлое много камней
361 дерново-глеевые А0 0-2 слаборазложившаяся трава, ветки
А1 2-15 серый средний суглинок рыхлое много мелких корней
В1 15-47 темно-серый, оглеение тяжелая супесь рыхлое нет
В2 47-65 серо-бурый средняя супесь рыхлое есть мелкие камни
ВС 65-100 светлосерый песок рыхлое мелкие камни
362 дерново-среднеподзоли-стые поверхностно оглеенные тяжелые почвы А0 0-2 слаборазложившаяся трава, ветки
А1 2-23 темно-серый легкий суглинок рыхлое есть корни
а2 23-33 светлосерый, оглеение глина с крупным песком плотное нет
а2в 33-43 светло-бурый глина с примесью песка плотное нет
В 43-73 темно-бурый, оглеение глина с примесью песка плотное нет
ВС 73-90 бурый средний суглинок рыхлое мелкие камни
Таблица 3. Характеристика травяно-кустарничкового яруса сплошных вырубок
Тип вырубки, индекс лесорастительных условий Проективное покрытие, % Высота, см Абсолютно сухая масса, г/м2 Число видов на 1 м2
Вейниково-бруснично-ракитниковые, 311 10-15 50-60 5-15 6-9
Вейниковые, 321 15-25 60-80 10-40 6-10
Вейниковые, ракитниково-вейниковые, 331 60-70 110-170 50-150 10-15
Липняково-вейниковые, вейниковые, 332 70-80 110-170 90-200 10-20
Ягодниково-разнотравно-вейниковые, ракитниково-ягодниково-вейниковые, 333 70-80 110-170 100-250 12-20
Орляково-вейниковые, разнотравно-вейниковые, 334 80-100 130-170 200-300 15-21
Вейниково-разнотравно-липняковые, 335 80-100 130-170 250-350 10-12
Злаково-разнотравные, кипрейно-вейниковые, 341 80-100 130-170 300-400 10-12
Кипрейно-вейниковые, малиново-кипрейно-вейниковые, 342 90-100 160-180 400-500 7-10
Высокотравные, 361 90-100 160-180 400-500 10-14
Высокотравно-злаковые, 362 90-100 160-180 400-500 10-13
Таким образом, проведен второй этап изучения типологического разнообразия растительности в Зауральской холмисто-предгорной провинции. Выявлено типологическое разнообразие вырубок (условно-коренные леса были изучены на первом этапе). Полученные данные дополнили имеющийся кадастр типов леса [5] детальными характеристиками почв.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Иванова Н.С., Быстрай Г.П. Модель формирования структуры древесного яруса на вырубках. Часть 1. Управляющие параметры //Аграрный вестник Урала. 2010. №5. С. 85-89.
2. Иванова Н.С., Быстрай Г.П., Охотников С.А., Золото-ва Е.С. Модель восстановительно-возрастной динамики лесов Зауральской холмисто-предгорной провинции // Современные проблемы науки и образования. 2011. № 4. URL: www.science-education.ru/98-4754
3. Иванова Н.С., Золотова Е.С. Факторы типологического и видового разнообразия лесов Зауральской холмисто-
предгорной провинции // Фундаментальные исследования. 2о11. № 12 (часть 2). С. 275-28о.
4. Колесников Б.П. Кедровые леса Дальнего Востока. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1956. 264 с.
5. Колесников Б.П., Зубарева Р.С., Смолоногов Е.П. Лесо-растительные условия и типы лесов Свердловской области. Практическое руководство. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1974. 176 с.
6. Программа и методика биогеоценотических исследований / Отв. Ред. Н.В. Дылис. М.: Наука, 1974. 4о2 с.
7. Санников С.Н. Экология и география естественного возобновления сосны обыкновенной. М.: Наука, 1992. 264 с.
8. Фильрозе Е.М., Рябчинский А.Е., Гладушко Г.М., Кона-шов А.В. Экология лесов Западной Башкирии. Свердловск: УрО РАН СССР, 199о. 2оо с.
9. Фирсова В.П. Почвы таежной зоны Урала и Зауралья. М.: Наука, 1977. 176 с.
10. Фирсова В.П., Ржанникова Г.К. Почвы Уралмашевско-го лесхоза Свердловской области // Лесные почвы Урала. Научн. тр./Ин-т биологии УФАН АН СССР, 1966. Вып.55. С.47-68.
TYPOLOGICAL RESEARCH OF CLEAR CUTTING IN ZAURALSKY HILLY PIEDMONT
PROVINCE
© 2012 E.S. Zolotova, N.S. Ivanova
Botanical Garden of Ural Branch RAS
This article presents the results of forest-typological research of clear cutting and burned clear cutting in Zauralsky hilly piedmont province (Middle Urals). Research is based on original national trend - a genetic forest typology. Quantitative data of herb-shrub layer structure and soil are presented.
Keywords: deforestation, classification ofplants, genetic typology of the forest, coniferous forests, biodiversity, forest soils.
Ekaterina Zolotova, Post-graduate student, Engineer, e-mail: [email protected]; Natalya Ivanova, Doctor of Agriculture, the senior research assistant, e-mail: [email protected]
