Леса-долгожители вблизи города Перми и их структура

Ранее мы описывали самые крупные и старые деревья в лесах по всему Пермскому краю, в лесах г. Перми, в его скверах и на улицах, в заповеднике Вишерский [1,2], доступные по ссылкам и .

Объектами охраны могут быть также наиболее старые и продуктивные леса. Такие леса выделяют в лесные генетические резерваты; часть из них вошла в ООПТ, часть остались без надлежащей охраны. После изучения лесов г. Перми в 2014 г. нам удалось выделить лесные массивы в возрасте 130-180 лет. Большая их часть оказалась пройдена проходными рубками 1980-1997 гг., когда в них через 50 м прорубались технологические коридоры-просеки шириной 5 м. Такое нарушение структуры понизило их устойчивость к ветрам и эстетическую оценку, и они уже не могли стать эталонами, хотя они и сохраняют в целом хорошее санитарное состояние.

Без нарушений структуры удалось обнаружить лишь отдельные участки сосновых лесов в Кировском районе, сейчас отнесенных частично к ООПТ «Красные горки». Эти участки находятся в 0,7 км на северо-запад от остановки автобуса «Ул. адм. Ушакова» и имеют возраст более 150 лет. Такой же лес начинается к северу от остановки автобуса «Церковь святого князя Владимира», и он тянется на расстояние 1.5 км полосой в 600 м до ул. Сысольской, параллельно берегу р. Кама. Наиболее же старый сосновый лес удалось найти в кв. 1 бывших лесов завода им. С.М. Кирова, южнее остановки автобуса «ТЭЦ-14». В чистом массиве такого леса площадью 37 га был обнаружен участок с наличием нескольких десятков очень крупных деревьев с диаметрами до 68 см, равномерно встречающихся на площади 2 га, где и начались наши исследования.

Известно, что в естественных сосняках деревья отличаются возрастом не более чем на 10-15 лет, а часто вообще на 3-5 лет, что связано с быстрым заселением территорий сосной. Возраст определили по кернам древесины у 6 деревьев, и число слоев древесины на высоте ствола 1,3 м колебалось от 173 до 175 лет. Получается, что данная территория была пройдена рубками в 1830-е годы и возраст деревьев, с учетом достижения высоты 1.3 м за 7 лет, составляет 180 лет; здесь повсеместно встречаются следы давнего пребывания человека - одиночные ямы от землянок и ямы группами по 3-4 шт. в местах выжигания древесного угля. Рядом обнаружена древняя гужевая дорога и заросшие колеи уже современных лесных дорог, проложенных 35 и 12 лет назад для вывозки сухостойной и аварийной древесины после ветровала 2003 г. Древостой оставляет хорошее впечатление; его структура не нарушена, так как при уборке сухостоя и аварийной древесины в лесной даче завода им. С.М. Кирова в 1947-2005 гг. прорубку специальных волоков не практиковали, а пользовались прогалами между деревьями. Данный участок, как лес-эталон, используется для практики студентов по лесоведению уже 5 лет. Более 700 деревьев здесь нанесены на план и пронумерованы, территория разбита на секторы-клетки со стороной 20 м, проставлены вешки.

Таксационная характеристика первого яруса насаждения в 2017 г. оказалась следующей: состав ЮС, возраст 170 лет, средняя высота 32-33 м, средний диаметр 40 см, тип леса сосняк кисличник, класс бонитета 1, абсолютная полнота 50 м2/га, относительная полнота 1.05, запас древесины 700 м3/га. В некоторых местах полнота повышена, и запасы достигают 800 м3/га. Крупный подрост ели представлен поколением в 35 лет, возникшим после низового пожара и обильного урожая семян 1982 г. Единично встречается ель в возрасте 120 лет с диаметрами 20-45 см, образующая второй ярус.

В методике исследования структуры древостоя вместо полигонов почвенного питания, которые отражают среду обитания отдельных деревьев, мы построили цепочки взаимодействий между деревьями. Эго позволило далее понять, как выстраивается структура ценоза. Суть такой модели структуры понятна - при малом расстоянии взаимодействие сильное, а при большем оно ослабевает, причем «работает» квадрат расстояния (площадь), т.е. при расстояниях между деревьями 7.0 и 5.0 м второе в 2 раза сильнее (7² / 5² = 1.96). В северной части участка, практически на половине его территории размером 118«84 м густота древостоя составила 343 дерева, и площадь питания 1 дерева оказалась 28.9 м² Квадратный корень из этой величины дает среднее расстояние между деревьями (Lcp), равное 5.4 м. Деревья-соседи бывают разного размера, и Lcp использовано пока лишь как первый ориентир для выстраивания цепочек взаимодействия деревьев, без учета их диаметра. Были приняты 7 уровней взаимодействия между деревьями (таблица).

Таблица

Распределение расстояний между деревьями по уровням взаимодействия при среднем расстоянии между деревьями Lcp = 5.4 м

По этим оценкам мы составили четыре слоя карты, где соединили в цепочки соседние деревья, при следующих расстояниях между ними:

• а)    0.5-2.7 м, взаимодействие высокое

(био тру ины);

• б)    2.71 - 3.70 м, взаимодействие повышенное

• в)    3.71 - 6.03 м, взаимодействие среднее;

• г)    6.04 - 8.5 м, взаимодействие пониженное.

  
  
  

Рисунок - Структура 180-летнего древостоя сосны на территории 100хЦ6 м; соединены деревья с расстоянием между ними от 0.8 до 8.75 м; тонкие линии обозначают связи с деревьями ели с диаметром более 20 см, треугольниками обозначены пни от вырубленных 20-50 лет назад сухостойных деревьев.

Низкое и очень низкое почти отсутствующее взаимодействие на карте не отмечалось. Первый слой оказался близок к параметрам выделения так называемых «биогрупп», обсуждаемых в литературе [1], где расстояния между соседствующими деревьями принимают равным 0.5-1.5 м для плотных и 1.6-2.5 м для обычных био группы. На нашем участке расстояния между деревьями после их градуировки, и далее объединения всех четырех слоев карты в один слой выстроились в неповторимую мозаику (рисунок).

В этой картине структуры спелого леса весьма неожиданно для нас оказалось до 30% «пустых» мест, с расстоянием между деревьями от 8.76 до 15-16 м, где взаимодействие между деревьями было отнесено к низкому и очень низкому уровню, с ослаблением значений (Lcp/L)2 до 0.15-0.28 от нормы, рассчитанной для 5.4 м. При этом по отношению к наиболее часто встречающейся градации расстояний между деревьями, с пределами расстояний 3.71— 6.03 м, ослабление связей составило 4-6 раз по отношению к их уровню взаимодействия, равным 1.38 для этой градации расстояний (см. табл.).

Исследования только начались, и пока отметим, что такие «пустые» места мы обследовали особенно тщательно. На части их площади найдены следы от старых пней после вырубки сухостойных деревьев, но

Рябина, ива, осина, ирга и подрост ели заселили их с меньшей густотой, чем за их пределами. Следовательно, можно предположить, что «пустые» места растения «не любят», и они появились давно; по крайней мере, 50 лет назад они уже были.

Отсюда следует, что посадки древесных пород по таким, более свободным местам между деревьями, которые иногда практикуют в лесопарках, скорее всего, будут недолговечны и погибнут. Поиску возможных естественных причин образования таких «пустых» мест будут посвящены наши дальнейшие исследования, в которых мы задействуем геоботанические и почвенные исследования, а также исследования по неотектонике Земли, с изучением малых геодинамических активных зон [3].