CC BY
21
Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии.
2018. - Т. 27, № 1. - С. 185-190.
УДК 574.38; 630*181 Б01: 10.24411/2073-1035-2018-10007
О ЛЕСООБРАЗУЮЩЕЙ РОЛИ ТЕМНОХВОЙНЫХ ПОРОД В РАЙОНАХ ШИРОКОЛИСТВЕННО-ТЕМНОХВОЙНЫХ И ГОРНОТАЕЖНЫХ ТЕМНОХВОЙНЫХ ЛЕСОВ ЮЖНОГО УРАЛА
© 2018 Ю.П. Горичев, А.Н. Давыдычев, А.Ю. Кулагин
Южно-Уральский государственный природный заповедник Уфимский институт биологии РАН, г. Уфа (Россия)
Поступила 11.04.2017
В статье на основе анализа и обобщения результатов исследований сделаны выводы об участии темнохвойных пород ели сибирской и пихты сибирской в лесообразовательном процессе в районах широколиственно-темнохвойных и темнохвойных лесов Южного Урала
Ключевые слова: Южный Урал, лесообразовательный процесс, широколист-венно-темнохвойные леса, темнохвойные породы, ель сибирская, пихта сибирская.
Gorichev Yu.P., Davydychev A.N., Kulagin A.Yu. On the forest forming role of dark coniferous breeds in the areas of broadleaf-dark coniferous and mountain taiga dark coniferous forests of the Southern Urals. - In article on the basis of analysis and generalization of results of researches the conclusions on the participation of dark coniferous species of Siberian spruce and Siberian fir in the forest formation process in the areas of broad-leaved-dark coniferous and dark coniferous forests of the southern Urals
Key words: southern Urals, forest-formation process, broadleaved-dark coniferous forest, coniferous breeds, Siberian spruce, Siberian fir.
Темнохвойные породы ель сибирская Picea obovata Ledeb. и пихта сибирская Abies sibirica Ledeb. участвуют в лесообразовательном процессе в двух ботанико-географических районах Южного Урала - районе горнотаежных темно-хвойных лесов и районе широколиственно-темнохвойных лесов.
Стационарные и маршрутные исследования лесных экосистем проведенные нами в данных районах (Горичев и др., 2007, 2012; Давыдычев и др., 2011) позволяют сделать некоторые выводы об участии темнохвойных пород в лесо-образовательном процессе. Определены экото-пические ареалы пород. Проанализированы показатели фитоценотической активности пород -
Горичев Юрий Петрович, кандидат биологических наук, [email protected]; Давыдычев Александр Николаевич, кандидат биологических наук, [email protected]; Кулагин Алексей Юрьевич, доктор биологических наук, профессор, [email protected]
плотность древостоя, запаса древесины, плотность подроста по 5 пробным площадям (ПП) в районе горнотаежных темнохвойных лесов и по 10 ПП - в районе широколиственно-темнохвойных лесов.
Многими исследователями отмечается, что экологические и фитоценотические свойства ели сибирской и пихты сибирской во многом схожи. При этом отмечаются определенные различия. В частности, отмечается требовательность ели к условиям грунтового увлажнения (Порфирьев, 1947; Поликарпов и др., 1986), а пихты к условиям атмосферного увлажнения (Кулагин, 1978; Крылов и др., 1986).
Как показали наши исследования, активное участие темнохвойных пород в лесообразова-тельном процессе наблюдается в районе горнотаежных темнохвойных лесов. Лесораститель-ные условия района в полной мере благоприятны для пород. Темнохвойные породы являются эдификаторами коренных насаждений, где абсолютно доминируют. Экотопические ареалы
ели и пихты охватывают практически весь спектр лесорастительных условий (ЛРУ), за исключением экстремальных (высокогорья и болота). В избыточно увлажненных экотопах и в высокогорьях фитоценотические позиции пихты, по сравнению с елью, более ослаблены. В данном районе исследованы 5 темнохвойных насаждений II-III класса бонитета, из которых 3 насаждения - коренные, 2 насаждения - условно-коренные. Все насаждения отнесены к одному типу - пихто-ельник травяной. В состав древостоя условно-коренных насаждений, занимающих инсолируемые покатые и крутые склоны, входят сосна обыкновенная и лиственница Сукачева. Темнохвойные породы абсолютно доминируют в древесном ярусе (8-10 единиц). Участие ели в составе древостоя составляет от 2 до 6 единиц, запас древесины -85-277 м3/га. Участие пихты в данных насажде-
ниях от 3 до 8 единиц, запас древесины - 108279 м3/га. В исследованных насаждениях пихта превосходит ель по плотности древостоя (числу деревьев на 1 га) в 1,3-6,0 раз. Плотность деревьев ели составляет 100-368 шт./га, пихты -468-924 шт./га. По запасу древесины пихта также превосходит ель в большинстве насаждений (рис. 1). Темнохвойные породы активно участвуют в возобновлении. Во всех насаждениях крупный подрост пихты более многочислен, чем, ели - соответственно 0,3-2,2 тыс. шт/.га и 0,1-0,3 тыс. шт./га (рис. 2). В 3 насаждениях (ПП-15, ПП-16, ПП-17) мелкого подроста пихты также больше, чем ели - соответственно 2,4-4,4 тыс. шт./га и 0,8-1,2 тыс. шт./га. В 2 насаждениях (ПП-18, ПП-19) мелкий подрост ели более многочислен - соответственно 3,2 тыс. шт./га и 1,2-2,0 тыс. шт./га.
в в
в в
в в
в в
в в
Рис. 1. Запас древостоя ели и пихты в горнотаежных темнохвойных насаждениях
4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1
0,5 0
С
с
с с
с с
с с
с с
Рис. 2. Плотность подроста ели и пихты в горнотаежных темнохвойных насаждениях
600
500
400
200
100
0
В районе широколиственно-темнохвойных лесов по сравнению с районом горнотаежных темнохвойных лесов роль темнохвойных пород в лесообразовательном процессе ослабевает. Это, прежде всего, проявляется в сужении эко-топических ареалов пород. Темнохвойные породы в районе широколиственно-темнохвойных лесов доминируют в формируемых ими темнохвойных насаждениях, занимающих холодные и контрастно-холодные клима-топы. Они также входят в состав смешанных широколиственно-темнохвойных насаждений, занимающих прохладные климатопы. Экотопи-ческий ареал ели уже, чем пихты. Ареал доминирования ели охватывает экотопы со свежими
и влажными ЛРУ - днища долин горных рек, ручьев и временных водотоков (где формируются т.н. приручьевые типы леса), а также пологие и вогнутые склоны, нижние части длинных склонов, куда поступает дополнительное увлажнение. Вне экотопического ареала ели находятся теплые климатопы, занимаемые широколиственными насаждениями. Экотопиче-ский ареал пихты несколько шире, чем у ели. Наибольшая активность пихты, как лесообра-зователя, наблюдается на склонах северных экспозиций со свежими ЛРУ. Пихта входит в состав некоторых типов широколиственных насаждений (кленовников).
ПП-6 ПП-14 ПП-42
ПП-4 ПП-31 ПП-34
Темнохвойные насаждения контрастно-холодных
Темнохвойные насаждения холодных климатопов
Широколиственно-темнохвойные насаждения
Рис. 3. Запас древостоя ели и пихты в темнохвойных и широколиственно-темнохвойных насаждениях в районе широколиственно-темнохвойных лесов
Ослабление лесообразующией роли темно-хвойных пород в районе широколиственно-темнохвойных лесов можно объяснить ухудшением лесорастительных условий, и прежде всего, условий увлажнения. В районе широко-лиственно-темнохвойных лесов по сравнению с районом горнотаежных темнохвойных лесов количество осадков снижается с 800 до 670 мм, при некотором увеличении показателя испаряемости. Обе породы испытывают недостаток увлажнения. Режим и условия увлажнения выступают основным лимитирующим фактором, негативно сказывающимся на фитоценотиче-скую активность обеих пород и ограничивающим их экотопические ареалы. В данном районе в лесообразовательном процессе активно
участвуют широколиственные породы, создающие конкуренцию темнохвойным породам.
В исследованных коренных и условно-коренных темнохвойных насаждениях холодных климатопов 1-111 класса бонитета участие темнохвойных пород в составе древостоя составляет 9-10 единиц. Пихта превосходит ель по плотности древостоя в 1,9-3,2 раза. Плотность деревьев пихты составляет 512-672 шт./га, ели - 192-264 шт./га, в условно-коренном насаждении превышение составляет 10,8. По запасу древесины в коренных насаждениях ель превосходит пихту в 1,8-2,9 раз. Участие ели составляет от 1 до 7 единиц, запас древесины 48-227 м3/га, участие пихты в данных насаждениях от 2 до 8 единиц, запас древе-
сины 77-315 м /га (рис. 3). Плотность крупного шт./га (рис. 4). Плотность мелкого подроста ели подроста ели и пихты примерно равная, соот- и пихты соответственно 0,2-2,2 тыс. шт./га и ветственно 0,1-1,1 тыс. шт./га и 0,3-0,9 тыс. 0,8-1,4 тыс. шт./га.
н Э
6
5
¡5 4
« н
о
О &
ч о С
о о S H о П
И
3
2
0
Ш Ель мелкий 1Ш Ель крупный □ Пихта мелкий Пихта крупный
Те м нохв ойные насаждения
холодных климатопов
Темнохвойные : насаждения контрастно-холодных
ПП-4
Широколиственно-темнохвойные насаждения
Рис. 4. Плотность подроста ели и пихты в темнохвойных и широколиственно-темнохвойных насаждениях в районе широколиственно-темнохвойных лесов
« и
ю
^
И
s
«
ta «
&
ч
и «
С
«
со
600
500
400
300
200
100
ПП-12 ПП-29 ПП-22 ПП-23
ПП-32
Осинники
Березняки
Рис. 5. Запас древостоя ели и пихты в производных насаждениях в районе широколиственно-темнохвойных лесов
1
0
В исследованных темнохвойных насаждениях контрастно-холодных климатопов II класса бонитета участие темнохвойных пород в составе древостоя коренных насаждений достигает 10 единиц, условно-коренных насаждений -7 единиц. Участие ели в составе древостоя составляет от 4 до 6 единиц, запас древесины 167180 м3/га. Участие пихты в данных насаждениях от 2 до 4 единиц, запас древесины 96-133 м3/га. Плотность деревьев ели в коренном насаждении 196 шт./га, пихты - 368 шт./га, в условно-коренном насаждении (ПП-14) - соответственно 360 и 620 шт./га. Пихта превышает ель по плотности древостоя в коренном насаждении в 1,7-1,9 раза, в условно-коренном насаждении (ПП-6) превышение составляет 3,2. По запасу древесины ель превосходит пихту в коренном насаждении в 1,9 раз, в условно-коренных насаждениях - 1,7-3,2 раза. Плотность крупного подроста пихты значительно выше, чем ели - соответственно 2,7-5,7 тыс. шт./га и 0,2-0,4 тыс. шт./га. Плотность мелкого подроста пихты ели также выше, чем ели - соответственно 0,8-1,6 тыс. шт./га и 0,2-0,4 тыс. шт./га.
В исследованных широколиственно-темнохвойных насаждениях II класса бонитета, занимающих прохладные климатопы, участие темнохвойных пород в составе древостоя достигает 8 единиц, в условно-коренных насаждений - 6-8 единиц. Участие ели в составе древостоя в коренных насаждений составляет 6-7 единиц, условно-коренных насаждений -3-4 единицы, запас древесины соответственно 227-262 и 111 -141 м3/га. Участие пихты в данных насаждениях составляет соответственно 12 и 2-5 ед., запас древесины 42-94 и 56-184 м3/га. Плотность деревьев ели в коренных и условно-коренных насаждениях 108-172 шт./га, плотность деревьев пихты в коренных и насаждениях - 372-452 шт./га, в условно-коренных насаждениях она выше - 448-832 шт./га. Пихта превышает ель по плотности древостоя в коренных насаждениях в 2,2-4,2 раза, в условно-коренных насаждениях превышение составляет 3,4-7,7 раза. По запасу древесины ель превосходит пихту в коренных насаждении в 2,8-5,5 раз, в условно-коренном насаждении (ПП-31) запас древесины ели в 1,7 раза меньше, чем пихты. Плотность крупного подроста пихты во всех исследованных насаждениях значительно выше, чем ели - соответственно 0,5-2,9 тыс. шт./га и 0,1 тыс. шт./га. Плотность мелкого подроста ели варьирует в значительных пределах - от 0,6 до 2,2 тыс. шт./га, плотность пихты более стабильна - 0,2-0,8 тыс. шт./га. В услов-
но-коренном насаждении отмечен «взрыв возобновления» пихты до 16 тыс. шт./га.
В исследованных производных насаждениях, возникших на месте коренных широко-лиственно-темнохвойных насаждениях после сплошных рубок - осинниках и березняках участие темнохвойных пород в составе древостоя достигает 2-3 единиц. Участие ели в составе древостоя в осинниках достигает 1 единицы, запас древесины от 7 до 51 м3/га, в березняках участие ели менее единицы, запас древесины от 5 до 13 м3/га (рис. 5). Участие пихты в осинниках и березняках достигает 2 единиц, запас древесины составляет соответственно - от 16 до 95 м3/га и от 44 до 63 м3/га. В 2 насаждениях -осиннике (I II1-22) и березняке (ПП-23) ель в составе древостоя отсутствует. По плотности деревьев, как в осинниках, так и в березняках (256-332 шт./га и 404-428 шт./га), пихта многократно превосходит ель (соответственно 8-96 шт./га и 4-12 шт./га). В насаждениях, где отсутствует ель, пихта единично встречается в осиннике (4 шт./га), в березняке ее больше (88 шт./га). Редкий подрост ели встречен лишь в 2 насаждениях - березняках. В одном из них (I II1-32) учтен крупный подрост (0,1 тыс. шт./га), в другом (I II1-30) - мелкий (0,2 тыс. шт./га). Во всех насаждениях встречен подрост пихты, плотность крупного подроста составляет от 0,1 до 2,5 тыс. шт./га, мелкого - от 0,1 до 1,2 тыс. шт./га. В березняке отмечен взрыв возобновления (9,2 тыс. шт./га).
В широколиственных насаждениях, занимающих теплые климатопы ель отсутствует. !ихта входит в состав древостоя некоторых типов насаждений (кленовники) (до 1 единицы), запас древесины 10-32 м3/га. Встречен редкий крупный подрост (до 0,1 тыс. шт./га).
ВЫВОДЫ
Как показали исследования, более активное участие темнохвойных пород в лесообразова-тельном процессе наблюдается в районе горнотаежных темнохвойных лесов. Экотопические ареалы ели и пихты охватывают практически весь спектр лесорастительных условий. Темнохвойные породы являются эдификаторами коренных насаждений, доминируют в древостое, активно участвуют в возобновлении. В районе широколиственно-темнохвойных лесов роль темнохвойных пород в лесообразовательном процессе ослабевает. Сужаются экотопические ареалы пород. Темнохвойные породы доминируют в темнохвойных насаждениях, занимающих холодные и контрастно-холодные климатопы. В смешанных широколиственно-темнохвойных насаждениях, занимающих про-
хладные климатопы в состав древостоя, наряду с темнохвойными, входят широколиственные породы, оказывающие определенную конкуренцию. Возобновление темнохвойных в этих насаждениях затруднено. Экотопический ареал
ели занимает узкий спектр лесорастительных условий. Ареал пихты несколько шире, пихта входит в состав некоторых типов широколиственных насаждений (кленовников), где ель отсутствует.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Горичев Ю.П., Давыдычев А.Н., Кулагин А.Ю., Алибаев Ф.Х., Юсупов И.Р. Горнотаежные темнохвойные леса Южно-Уральского заповедника, состояние и особенности возобновления // Вестн. Оренбург. гос. ун-та. Спец. вып. (75). 2007. С. 84-87.
Горичев Ю.П., Давыдычев А.Н., Алибаев Ф.Х., Кулагин А.Ю. Широколиственно-темнохвойные леса Южного Урала: пространственная дифференциация, фитоценотические особенности и естественное возобновление. Уфа: Гилем, 2012. 176 с.
Давыдычев А.Н., Горичев Ю.П., Кулагин А.Ю., Сулейманов Р.Р. Лесовозобновитель-ные процессы под пологом древостоя в широ-
колиственно-темнохвойных лесах Южного Урала // Лесоведение. 2011. №1. С. 39-48.
Крылов Г.В., Марадудин И.И., Михеева Н.И., Козакова Н.Ф. Пихта. М.: Агропромиз-дат, 1986. 239 с.
Кулагин Ю.З. Хвойные лесообразователи и экологическое прогнозирование // Экология хвойных / БФАН СССР. Уфа, 1978. С. 5-21.
Поликарпов Н.П., Чебакова Н.М., Назимова Д.И. Климат и горные леса Южной Сибири. Новосибирск: Наука, 1986. 226 с.
Порфирьев В.С. К познанию пихтовых ценозов Татарской АССР // Учен. зап. Казан. пед. ин-та. 1947. Вып. 5. С. 17-55.
