CC BY
54
ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ЛЕСА
ного фонда, который является результатом хозяйственной деятельности в прошлом.
Переход к устойчивому лесопользованию - достаточно трудная задача, тем не менее важно определить стратегию лесоуправления, параметры ресурсной базы устойчивого лесопромышленного производства, а также программу лесохозяйственных мероприятий, направленные на сохранение устойчивости ресурса без ущерба для окружающей среды.
Обеспечение восстановления хозяйственноценных пород на не покрытых лесной растительностью землях и на вырубках текущего периода должно осуществляться преимущественно за счет использования естественных возобновительных способностей лесных земель, с использованием мер содействия естественному возобновлению леса (сохранение подроста, оставление семенников, минерализация поверхности почвы и пр.) и путем создания лесных культур.
Библиографический список
1. Леса России. Федеральное агентство лесного хозяйства России. - М.: ВНИИЦлесресурс, 2007.
- 20 с.
2. ФАО. Глобальная оценка лесных ресурсов, 2010 год. Основные выводы. - Рим: ФАО, 2010. - 375 с.
3. Чулошников, А.П. Феодальные отношения в Башкирии и башкирские восстания 17 и первой половины 18 вв. / А.П. Чулошников // Матер. по истории Башкирской АССР, 1936. - Ч 1. - С. 1-631.
4. Истомина, Э.Г. Лесоохранительная политика России в XVIII - нач. XX века / Э.Г. Истомина // Отечественная история - 1995 г. - № 4. - С. 34-35.
5. История народного хозяйства СССР 1917- 1959 гг.
- М.: Социэкогиз, 1960. - 243 с.
6. Колданов, В.Я. Очерки истории советского лесного хозяйства / В.Я. Колданов. - М.: Экология, 1992
- 256 с.
7. Писаренко, А.И. Лесовосстановление и лесоразведение - основа решения глобальных проблем изменения климата / А.И. Писаренко // Лесное хоз-во России: начало третьего тысячелетия. К Всемирному лесному конгрессу. - М.: ВНИИЛМ, 2003. - C. 31-47.
ВОЗРАСТНАЯ ДИНАМИКА ПРОДУКТИВНОСТИ СОСНОВЫХ НАСАЖДЕНИЙ В ЗАВиСиМОСТи ОТ ПОЧВЕннЫХ УСЛОВиЙ
О.В. МАРТЫНЕНКО, доц. каф. почвоведенияМГУЛ,
Д.Г. ЩЕПАЩЕНКО, проф. Межд. инст. прикл. сист. анализа г. Лаксенбург, Австрия, д-р биол. наук,
В.Н. КАРМИНОВ, доц. каф. почвоведения МГУЛ, канд. с.-х. наук,
М.В. ЩЕПАЩЕНКО, доц. каф. ботаники и физиологии растений МГУЛ, канд. биол. наук
[email protected]; [email protected]; [email protected]
Почвенная информация по-прежнему остается практически невостребованной в лесном хозяйстве и недостаточно используется в экологических работах. Тем не менее очевидно, что почвенная информация необходима для выполнения задач, декларированных в Лесном кодексе. Среди этих задач можно назвать устойчивое управление лесами, повышение их потенциала; использование лесов с учетом их глобального экологического значения; обеспечение многоцелевого, рационального использования лесов. Указанные принципы, а также развитие арендных отношений в лесном хозяйстве, неминуемо должны привести к увеличению потребности в почвенной информации и количественных данных о зависимости
продуктивности древесных насаждений от почвенных условий.
Сбор почвенной информации весьма трудоемок и требует существенных финансовых затрат. В то же время значительное количество почвенной информации было накоплено в советский период и хранится в лесхозах и учебных центрах (техникумах и ВУЗах). В частности, кафедра почвоведения МГУЛ в течение 20 лет (1970-е и 1980-е гг.) проводила почвенную съемку по заказу и параллельно с лесоустройством. В ходе этих работ составлены почвенные карты, покрывающие территорию около 1 млн га лесов только в Московской области. Ведущая роль в организации этих работ принадлежала В.Д. Зеликову.
62
ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 7/2010
ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ЛЕСА
Д Гл су.л ДАл Т1П2 огл суп. ДАл П2Д Гл су.л ДАл Т1П2 огл су.л ДАл Т1П2 огл су.л ФГ Т1П2 Гл су. л ДАл Т1П2 Гл су.л ФГ Т1П2 Гл су.с ФГ Т1П1 огл су.л ДАл Т1П1 огл су. л ФГ Т1П1 Гл су.с ДАл Т1П1 Гл су. л ДАл Т1П2 огл су.с ФГ Т1П3 огл суп. ДАл Т1П3 огл п.св ДАл Т1П3 огл су.с ДАл Т1П3 огл су.с ФГ Т1П3 огл су.л ДАл Т1П3 огл су. л ФГ П3Д Гл су. с ДАл П3Д Гл су. л ДАл П3Д Гл суп. ФГ ПЗДГл су.с ПС П3Д Гл су.с М П3Д Гл су.л М Т1П3 огл су.с ПС Т1П3 огл су. л М Т3 Гл су. с ДАл Т3 Гл су.с ФГ Т3 Гл су.т ФГ Т3 Гл су. с ДАл Т3 Гл су.л ФГ Т3 Гл су. л ДАл Т3 Гл су.л ФГ Т3 Гл су. т М Т3 Гл су. с М Т3 Гл су.л М Т3 Гл су.с ПС Т3 Гл суп. ДАл Т3 Гл су. с М Т3 Гл су.л М Т3 Гл су. с ДАл Т2 Гл су.с ФГ Т2 Гл су. л ДАл Т2 Гл су.л ФГ Т2 Гл су.л М Т2 Гл су. с М Т2 Гл су. с ДАл Т2 Гл су.с ФГ Т2 Гл су. с М Т2 Гл вер. суп. ДАл Т2 Гл вер. су. с М П1Д огл п.св ДАл П1Д огл суп. ДАл П2Д огл суп. ДАл П2Д огл п.св ДАл П2Д огл суп. ФГ П3Д огл п.св ДАл П3Д огл суп. ДАл П3Д огл суп. ФГ П1Д огл су. с ДАл П1Д огл су.с ФГ П1Д огл су. л ДАл П1Д огл су.л ФГ П2Д огл су. л ДАл П2Д огл су.л ФГ П2Д огл су. с ДАл П2Д огл су.с ФГ П3Д огл су. л ДАл П3Д огл су.л ФГ П3Д огл су. с ДАл П3Д огл су.с ФГ П2Д огл су. с ПС П2Д огл су. с М П2Д огл су. л М П1Д огл су. с М П1Д огл су. л М П1Д огл суп. М П3Д огл су. с ПС П3Д огл су. с М П3Д огл су. л М П3Д огл су. т М П1Д суп. ДАл П1Д суп. ФГ П1Д п.св ФГ П2Д суп. ДАл П2Д суп. ФГ П2Д п.св ФГ П3Д суп. ДАл П3Д п.св ФГ П1Д су. л ДАл П1Д су. л ФГ П1Д су. с ДАл П1Д су. с ФГ П1Д су. т ФГ П2Д су. с ДАл П2Д су. с ФГ П2Д су. л ДАл П2Д су. л ФГ П3Д су. с ДАл П3Д су. с ФГ П3Д су. л ДАл П3Д су. л ФГ П1Д_су.л ПС П1Д су. л М П1Д суп. ПС П1Д суп. М П2Д су. с ПС П2Д су. с М П2Д су. т ПС П1Д су.с ПС П1Д су. с М П2Д су. л ПС П2Д су. л М П3Д су. с ПС П3Д су. с М П3Д су. л М
Евклидово расстояние
Рис. 1. Группировка почв по их свойствам и бонитету сосновых древостоев
ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 7/2010
63
ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ЛЕСА
Мы поставили себе цель проанализировать зависимость продуктивности насаждений от почвенных условий на основе производственных материалов: полевой почвенной съемки и данных лесоустройства. Объектом были выбраны сосновые насаждения Щелковского учебно-опытного лесхоза (ЩУОЛХ). Данные о почвах и лесе получены независимо друг от друга. Полевая почвенная съемка проведена кафедрой почвоведения МГУЛ. Таксационные данные получены в ходе лесоустройства.
В предыдущей публикации на эту тему [6] было отмечено, что поиск взаимосвязи почвы и продуктивности леса на производственных материалах обычно бывает неудачен. Среди причин этого можно назвать следующее:
1. Низкая требовательность древесных растений к почвенному плодородию и приспособляемость их к особенностям среды.
2. Недостаточная формализованность и точность измерений почвенных и лесных показателей, несогласованность их определений.
3. Неудачный выбор показателей и объектов для поиска взаимосвязи почв и растений.
Было показано [6], что наибольшее влияние на бонитет сосновых насаждений ЩУОЛХ оказывают мощность органогенного горизонта и степень оглеения почв. Также было статистически подтверждено изменение класса бонитета сосняков в процессе их роста.
В данной работе мы поставили задачу классифицировать почвы по уровню продуктивности сосновых насаждений и проследить возрастную динамику продуктивности. Проблема использования почвенной информации заключается еще и в том, что генетическая почвенная классификация весьма неоднозначно сочетается с классификацией продуктивности древостоя. Так, в ЩУОЛХ выделено 127 почвенных разрядов, на которых растет сосна, и только 6 классов бонитета сосняков. Соотнести эти две классификации, не потеряв при этом прогнозный потенциал почвенной классификации, представляется важной научной и практической задачей.
Мы провели кластерный анализ всего многообразия почв (127 разрядов), встречающихся под сосновыми лесами ЩУОЛХ. Исходными данными послужили материалы лесоустройства и материалы почвенного картографирования. Показателем продуктивности насаждений была выбрана высота в 100 лет (бонитет насаждений). Почвы характеризовались следующими показателями:
- мощность органических горизонтов, см;
- мощность гумусового горизонта, см;
- мощность подзолистого горизонта, см;
- гранулометрический состав (процент физической глины) верхнего минерального горизонта;
- степень увлажнения почвенного профиля, %;
- глубина залегания глееватых горизонтов, см;
- степень оглеения, %;
- гранулометрический состав (процент физической глины) материнской породы.
Все многообразие почв было разделено на 5 групп в зависимости от показателя продуктивности насаждений и свойств самих почв (рис. 1):
1. Дерново-подзолистые (ПД).
2. Дерново-подзолистые глееватые (ПД огл).
3. Торфянисто-подзолистые глееватые и дерново-подзолистые глеевые (Т1П огл).
4. Болотные торфяно-глеевые (Т2 Гл).
5. Болотные торфяные верховые (Т3 вер).
Выделенные группы представляют собой единый естественный ряд по степени увлажнения от хорошо дренированных авто-морфных почв к сильно переувлажненным болотным почвам. Свойства выделенных групп почв представлены в табл. 1.
Выделенные группы почв существенно отличаются друг от друга по своим свойствам. Продуктивность сосновых насаждений также существенно отличается, кроме первых двух групп (дерново-подзолистые и дерновоподзолистые глееватые, рис. 2.).
64
ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 7/2010
ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ЛЕСА
Таблица 1
Свойства выделенных групп почв
Показатели Группы почв
ПД ПД огл Т1П огл Т2 Гл Т3 вер
Мощность органического горизонта, см Средняя 2,6 4,1 11,7 27,6 53,4
Мин. 2 3 5 25 50
Макс. 3 5 15 28 55
Ст. откл. 0,50 0,83 4,44 1,09 2,39
Мощность гумусового горизонта, см Средняя 13,5 12,8 0,0 0,0 0,0
Мин. 12 11 0 0 0
Макс. 15 14 0 0 0
Ст. откл. 1,27 1,25 0,0 0,0 0,0
Мощность подзолистого горизонта, см Средняя 10,4 13,1 19,0 0,0 0,0
Мин. 1 1 0 0 0
Макс. 23 25 27 0 0
Ст. откл. 8,91 10,03 9,80 0,0 0,0
Содержание физической глины, % Средняя 26,3 25,8 26,1 29,3 30,0
Мин. 10 10 10 15 15
Макс. 45 45 35 35 35
Ст. откл. 9,88 9,75 7,55 6,46 6,32
Глубина залегания глееватого горизонта, см Средняя 200,0 50,0 45,0 42,1 54,4
Мин. 200 50 30 15 50
Макс. 200 50 55 60 70
Ст. откл. 0,00 0,00 9,26 16,14 8,15
Степень оглеения, % Средняя 5,0 35,0 72,4 91,8 100,0
Мин. 5 35 70 80 100
Макс. 5 35 80 100 100
Ст. откл. 0,00 0,00 3,30 6,08 0,00
Содержание физической глины в материнской породе, % Средняя 22,7 21,0 17,7 20,0 22,5
Мин. 10 10 10 10 10
Макс. 40 40 40 40 40
Ст. откл. 12,51 13,16 11,52 13,30 13,54
Рис. 2. Средняя высота сосновых древостоев в 100 лет для разных почвенных групп
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 7/2010
65
ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЛЕСА
Рис. 3. Возрастная динамика бонитета насаждений (высота в 100 лет) на различных почвах
Таблица 2
Динамика таксационных и биопродукционных показателей сосновых насаждений на различных группах почв
Класс возраста Площадь, га Полнота Класс бонитета Запас, м3/га Фитомасса насаждения, т/га Общая продуктивность фитомассы, т/га Чистая первичная продукция, г С /м2/год
Группа почв: ПД
1 269 0,73 Ia,9 72 51 102 441
2 1801 0,75 Ia,6 168 110 250 543
3 1762 0,73 Ia,6 234 150 410 525
4 1661 0,68 Ia,9 278 181 576 444
5 2830 0,65 I,0 300 198 724 400
6 1554 0,62 I,3 300 200 834 375
7 76 0,52 I,8 249 176 901 365
Группа почв: ПД огл
1 31 0,72 Ia,9 83 55 109 440
2 329 0,72 Ia,8 156 102 228 525
3 473 0,71 Ia,9 223 143 391 503
4 455 0,67 I,1 263 171 545 440
5 275 0,63 I,1 282 186 680 398
6 94 0,61 I,6 290 198 815 376
Группа почв: Т1П огл
2 30 0,64 II,1 114 79 188 416
3 19 0,64 II,5 153 105 302 443
4 36 0,62 II,3 190 130 445 421
5 19 0,62 II,4 237 165 652 396
6 18 0,60 II,4 256 180 810 378
Группа почв: Т2 Гл
2 2 0,65 III,0 120 91 223 336
3 8 0,63 III,0 138 101 309 382
4 10 0,61 III,3 153 111 406 386
5 21 0,60 III,1 190 139 590 378
Группа почв: Т3 вер
2 14 0,57 IV, 2 58 47 122 271
3 81 0,61 IV, 2 108 84 275 323
4 64 0,60 IV, 4 125 96 377 344
5 17 0,59 IV,0 170 130 599 351
6 7 0,55 III,8 180 139 733 353
66
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 7/2010
в. Бонитет б. Запас, м3/га а. Полнота
ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ЛЕСА
Класс возраста
....ПД ......■ ПД огл-----Т1П огл --------Т2 Гл ------Т3 вер
Рис. 4. Динамика некоторых таксационных показателей с возрастом (а - полнота, б - запас, в - бонитет)
ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 7/2010
67
ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ЛЕСА
Однако мы считаем важным сохранить эти две группы, не объединяя их. Вторая группа отличается от первой наличием заметного глеевого процесса. Степень его развития еще не ограничивает рост сосняков, но является важным показателем гидрологического режима. Глеевый процесс является очень динамичным, и дальнейшее его развитие может существенно повлиять на рост и продуктивность насаждений.
Рост сосновых насаждений на дерновоподзолистых (1 группа) и дерново-подзолистых глееватых (2 группа) почвах укладывается в основном в нормативы I класса бонитета. Третья группа почв - торфянисто-подзолистые поверхностно-глееватые обеспечивают продуктивность сосновых древостоев по II классу бонитета. Сосновые древостои III класса бонитета в основном наблюдаются на торфяно-подзолистых глеевых почвах (4-я группа). И, наконец, 5-я группа - болотные торфяные верховые почвы наблюдаются в основном под сосновыми древостоями IV класса бонитета.
Известно, что рост лесных насаждений в одних климатических условиях, при одном уровне хозяйственного воздействия и нарушений определяется почвенными условиями. На основании этого мы поставили задачу проанализировать возрастную динамику сосняков в различных почвенных условиях. На рис. 3 представлена возрастная динамика бонитета сосняков на различных группах почв. Только первая и вторая группы почв демонстрируют достоверное падение бонитета с возрастом.
Мы вычислили средние таксационные показатели сосновых насаждений по классам возраста для различных групп почв (табл. 2). Исходными данными для этого послужило таксационное описание лесных выделов ЩУОЛ, совмещенное с почвенной картой.
Показатели биологической продуктивности сосновых насаждений были вычислены на основании средних таксационных показателей и региональных моделей динамики биологической продуктивности сосновых насаждений (модальные сосновые древостои европейской части России - экорегионы южной тайги, зон смешанных, лиственных лесов и лесостепи) [5].
Возрастная динамика некоторых таксационных показателей насаждений на различных группах почв представлена на рис. 4. Мы видим падение полноты с возрастом, особенно выраженное у высокопродуктивных древостоев. Запас древостоев закономерно увеличивается с возрастом. Только древостои на наиболее продуктивных почвах начинают разрушаться в возрасте более 100 лет. Падение бонитета наблюдается в возрасте более 80 лет только на двух наиболее продуктивных группах почв.
Динамика некоторых показателей биологической продуктивности насаждений (включая древостой и нижние яруса леса - подрост, подлесок и живой напочвенный покров) представлена на рис. 5.
Общая фитомасса насаждений растет с возрастом до 100 лет, падая только у самых высокопродуктивных в перестойном возрасте. Насаждения накапливают к 100-летнему возрасту от 140 до 200 т сухой органической массы на 1 га в зависимости от почвенных условий.
Общее количество произведенного органического вещества сосновым насаждением за 100 лет своего развития составляет от 700 до 800 т/га. Причем этот показатель меньше зависит от почвенных условий. Дело в том, что в разных почвенных условиях значительно отличается структура фитомассы, а ее общее количество варьирует меньше. У высокопол-нотных и высокобонитетных насаждений велика доля стволовой фитомассы, а у низкопол-нотных - нижних ярусов леса. Этот результат подчеркивает экологическую роль низкобони-тетных лесов. Если с хозяйственной точки зрения их роль невелика, то с точки зрения производства органического вещества и связывания углекислого газа они незначительно уступают высокобонитетным насаждениям.
Чистая первичная продукция (ЧПП) существенно изменяется с возрастом и, в зависимости от почвенных условий, варьирует от 270 до 540 г углерода на м2 в год. Чем лучше почвенные условия, тем раньше наблюдается максимум ЧПП. Если у первой и второй группы почв мы наблюдаем максимум во втором классе возраста, то у пятой группы почв ЧПП растет вплоть до 6 класса возраста.
68
ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 7/2010
ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ЛЕСА
250
200 Н 150 100 О cd S о 50 d ,Х ' " X’ ' /'' X ^ ^ х' / / X / S s .X* .х‘ /X—^ 7* V'
0
1000
900 н о 800 и Л g Ъ 700 U нГ | § 600 500 § и 3 -е 400 Ю 300 ю 200 х£ XX У'- X л .у // .** * ,Х •Р' XX -X V' XL /
100
0
600
550 & 500 0 & 450 1 -§ 400 D |"н 350 300 tr 250 \ // ч /У Ч'У... •чХ*., X* . X’
200 1 2 3 4 5 6 7 Класс возраста
... ПД ...... ПД огл--Т1П огл -----Т2 Гл -----Т3 вер
Рис. 5. Динамика некоторых биопродукционных показателей с возрастом насаждений (а - фитомасса насаждения, б - общая продуктивность фитомассы, в - чистая первичная продукция)
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 7/2010 69
