Исследование пойменных лесных массивов Оренбуржья

Введение. Лесистость Оренбургской области составляет 697,4 тыс. га, или 5,6 % её общей земельной площади, тогда по России достигает 1187,4 млн. га или 45 % от всей её территории, что составляет 21,7 % запасов от мирового лесного фонда, занимая лидирующее место в мире по площади лесного массива. Леса Оренбургского района занимают 39694 га или 19,36 % от общей территории области. По данным лесоустройства 1996 г в г. Оренбурге общая площадь городских лесов составляла 1656 га.

В результате интенсивного рекреационного использования лесов, его рубки, выпаса скота, пожары, изменение гидрологического режима пойм рек, а также туризма ослабляется биологическая устойчивость, снижается продуктивность лесного массива, сокращается лесопокрытая площадь. Существенно изменяется травянистый ярус, один из существенных компонентов леса. Поэтому оценка флористического состава и продуктивности травянистого яруса также важна и необходима для разработки лесохозяйственных мероприятий (Дылис, 1974; Грибова и др., 1980; Нестеренко, 2006; Azevedo et al., 2014). Отсюда основной целью данной работы является мониторинг процессов сукцессии и продуктивности пойменных лесных биоресурсов.

Методика. Объектом исследования являются фитоценозы пойменного леса Оренбуржья. Исследование лесных массивов проводили в соответствии с приказом МИР РФ от 6 февраля 2008 г. N 31 «Об утверждении Лесоустроительной инструкции». При изучении лесообразовательного процесса (сукцессии по В.Н. Сукачеву) использованы принципы генетико-географической классификации. Выделяются вековые или возрастные этапы его развития с учетом структуры лесных формаций и анализа лесорастительных условий. Для характеристики растительных сообществ заложено 6 участков, отличающихся положением в рельефе. Размер пробных площадей составляет не менее 0,25 га (50*50 м). Исследования древеснокустарниковой растительности производились согласно общепринятым методикам: «Программа и методика биогеоценологических исследований», 1974; «Методические указания к изучению типов леса» В.Н.Сукачева, С.В. Зонна, 1961. При описании учитывали древостой, подрост и естественное возобновление, подлесок, травяной покров, особенности лесорастительных условий поймы.

Рис. 1 . Карта-схема расположения исследуемых участков в пойме реки Урал (г. Оренбург)

При изучении динамики содержания влаги в травянистых растениях и накопления образцы брали два раза за сезон. Фитомассу травяно-кустарничкового яруса учитывали методом учетных площадок размером 1 м2. Таксономическая идентификация собранных растений производилась по «Определителю сосудистых растений Оренбургской области» Рябининой З.Н., Князева М.С. и методике Черепанова С.К. Описание исследуемых участков: № 1 расположен на правом берегу прирусловой части поймы р. Урал; № 2, 3 находятся в районе старицы рекреационной части Зауральной рощи левого берега р. Урала; № 4, 5 -в районе лесного массива «Дубки» правого берега центральной части поймы р. Урал; № 6 размещается в районе лесного массива «Дубки» прирусловой части правого берега р. Урала (табл. 2).

Результаты и обсуждение. Участки лесной степной зоны растительности занимают поймы рек и их песчаные террасы. Структура широколиственных лесов разнообразна. Для пойменного леса характерны смешанные двухъярусные древостои тополево-вязовые. В результате ботанического видового учета растений, 79% составляют травянистые растения, 11 % - древесные растения и 9% кустарники и 1% полукустарничков. Основу спелого древостоя составляет тополь чёрный (Populus nigra) с примесью дуба черешчатого (Quercus robur), вяза мелколистного (Ulmus parvifolid). В районе исследования встречается несколько видов вяза {Ulmus glabra, Ulmus laevisY Средний возраст пойменного леса района исследования 50-80 лет. Усредненные данные диаметра спелого древостоя составляет 60,55 см. Средняя высота 1 яруса - 8,5 м, максимальная -17 м. Лесной массив района исследования имеет среднюю полноту - 0,6 -0,7 (табл. 1). В широколиственных лесах развивается ярус подлеска. В районе исследования подлесок образуется с участием рябины обыкновенной (Sorbus aucupariaY шиповника майского (Rosa majalisY крушины ломкой (Frangula alnusY Подлесок из этих пород улучшает почву, защищает всходы на вырубках от сильных заморозков, предохраняет почвы после рубки леса от выдувания ветром и смыва водой [1,2, 7]. Состав древесных растений, меняя характер и силу светового потока, оказывает сильное влияние на видовой состав травянистых растений. При сомкнутости крон составляющей 0,4, больше произрастают светолюбивые виды трав. Под пологом леса при сомкнутости крон 0,6 чаще встречаются тенелюбивые и теневыносливые виды растений (чистотел большой (Chelidonium majusY земляника лесная (Fragaria vescaY кирказон обыкновенный (Aristolochia clematitisY окопник лекарственный (Symphytum officinaleY белена черная (Hyoscyamus nigerY

Таблица 1

Краткая характеристика участков лесного массива

Примечание: Тч - тополь черный, Кл - клен американский, В - вяз мелколистный, И - ива трехтычинковая, С - сирень обыкновенная, Сп - спирея городчатая, Ш -шиповник майский, Р - рябина обыкновенная, Д - дуб черешчатый, Б - береза бородавчатая, Ч - черемуха обыкновенная, Сл - слива прибрежная. D (1,3), см -средний диаметр древостоя, на высоте 1,3 м., Нд, м - высота деревьев, м.

Общее количество выявленных видов, произрастающих в районе исследования, составило 121 из 38 семейств и 99 родов. В травянистом ярусе района исследования самым многочисленным являлось сем. Asteraceae Dumort. - астровые -27 видов, другие семейства были представлены меньшим количеством видов: сем. Rosaceae Juss. -розанные -13 видов, сем. Apiaceae Lindl. - зонтичные - 9 видов, сем. Poaceae Barnhar - мятликовые - 9 видов, сем. Fabaceae Lindl. - бобовые -7. Описанные виды были ранжированы по Раункеру. Установлено, что среди травянистых форм преобладает гемиокриптофиты - 62 вида, криптофиты - 20 видов, хамефиты- 2 вида, терофиты- 10 видов (без учета фанерофитов). В результате ранжирования растений по экологическим группам было получено: мезофитов - 74, ксеро-мезофитов -10, гигрофитов - 5, гидрофитов - 3, гигро-гидрофов - 1, ксерофитов -1. В пойменном лесу доминируют мезофиты. Бонитет древостоев 111 класса. Более подробное описание лесного массива и анализ флористического состава травянистого яруса под пологом леса представлены в таблице 1.

На исследуемых участках надземная фитомасса пойменных лугов достигает в среднем 1,28 т/га, а фитомасса травянистого яруса пойменных широколиственных лесов 0,57 т/га (табл. 2). Скорее всего, это связано с нехваткой светового потока под пологом леса, поэтому в лесных массивах основные физиологические процессы, протекающие под влиянием лучистой энергии, имеют место в верхних слоях растительного покрова.

Таблица 2

Усредненные данные биомассы растений исследуемых участков в вегетационный период

Огромное значение для леса имеет лесная подстилка. Она защищает почвы от эрозии, препятствует испарению влаги, там идут обменные процессы. В период вегетации количество подстилки возрастает. Динамика подстилки фитоценозов составляет энергетический потенциал биогеоценоза, так как основную массу представляет опад текущего года, микроорганизмы, грибы, бактерии, гумифицирующиеся растительные остатки. Исследуемые участки № 1, 2, 3 пойменных лугов характеризуются ежегодным затоплением, изреженным древостоем, незначительным подстилом 0,21 т/га (табл. 2), поэтому процессы гумификации растительных остатков в почве идут медленнее. В высокополнотном лесном массиве на исследуемых участках № 4, 5 количество подстила содержится 0,45 т/га, где показатель сомкнутости крон выше (табл. 2).

С каждым годом пойменные леса г. Оренбурга приобретают всё большее рекреационное значение, являясь зоной массового отдыха жителей. В пойменном ландшафте г. Оренбурга тополёвые массивы играют природоохранную роль. К 1 группе относят категории лесов, которые расположены в лесохозяйственной части зелёной зоны вокруг городов и населённых пунктов, а также в запретной лесополосе вокруг рек.

В пойменном лесу в районе исследования на участке №3 в результате ветровалов образуются окна (поляны), открытые лучам солнца. На них интенсивнее идёт естественное возобновление леса, быстрее развивается молодой подрост. На участках рекреационного значения №№ 1, 2 и 4 наблюдается интенсивная несанкционированная вырубка тополя чёрного (Populus nigra). К сожалению, на исследуемых участках не проводятся санитарные лесохозяйственные мероприятия, о чем свидетельствует большое количество деревьев, поваленных ветром, и сгнившего древостоя. Больше всего пострадали малостойкие породы вязовых (Ulmus glabra, Ulmu slaeviY Многочисленные ветровалы, буреломы могут явиться причиной возникновения пожаров под воздействием природных или антропогенных факторов. Для достижения более длительного срока службы пойменных лесов целесообразно проводить лесохозяйственные мероприятия (уход, размещение экологических знаков, аншлагов и т.д.).

Заключение. Таким образом, основу спелого древостоя района исследования составляет тополь чёрный (Populus nigra) с примесью дуба черешчатого (Quercus roburY вяза мелколистного (Ulmus parvifoliaY Бонитет древостоя участков в условиях пойменных лесов относится к 3 классу.

Общее количество выявленных видов растений, произрастающих в районе исследования, составляет 121, семейств -38 и родов - 99. Из общего числа видов, произрастающих на территории района исследования леса, 79% составляют травянистые растения, 11% - древесные растения и 9% кустарники и 1% полукустарничков.

Надземная фитомасса пойменных лугов формирует в среднем 1,28 т/га, тогда как фитомасса травянистого яруса пойменных широколиственных лесов 0,57 т/га, это связано с нехваткой светового потока под пологом леса, поэтому в лесных массивах основные физиологические процессы, протекающие под влиянием лучистой энергии, имеют место в верхних слоях растительного покрова.

Основу лесной подстилки составляет опад текущего года, микроорганизмы и гумифицирующиеся растительные остатки. Количество лесной подстилки исследуемых участков зависит от уровня увлажнения почв, от видового состава лесного массива, от фитоценозов под пологом леса. Наиболее интенсивно процессы разложения происходят в лесостепных районах. Среднее количество лесной подстилки исследуемых участков составило 0,45 т/га, это значительно превышает количество подстилки пойменных лугов 0,21 т/га.

Несмотря на незначительные площади леса Оренбуржья, имеют большое видовое разнообразие, они выполняют исключительную роль в защите окружающей среды, а также создают противоэрозионные, санитарно-гигиенические, оздоровительные и другие полезные функции. В этой связи все леса Оренбуржья отнесены к категориям защитных лесов.