Особенности естественного лесовозобновления в условиях южной тайги на примере ельников заповедника "Кологривский лес"

Автор: Волков С.Н., Мухин А.С., Чистяков С.А., Налепин В.П., Кондрашина Е.С.

Журнал: Лесохозяйственная информация @forestry-information

Статья в выпуске: 2, 2021 года.

Бесплатный доступ

Рассмотрены проблемы естественного возобновления древесных пород на примере коренных еловых лесов заповедника «Кологривский лес» Костромской обл. Естественное возобновление древесных пород - одна из актуальнейших проблем лесного хозяйства, так как искусственное восстановление леса со временем может привести к необратимым экологическим последствиям. Целью проведенной работы является изучение естественного возобновления ельников района исследований. В статье приведены методики и результаты полевых обследований. Сделан вывод, что формирование хвойных насаждений естественным путем зависит от количества и качества подроста, а также показателей его жизнеспособности и условий произрастания. Наибольшие потери прироста по высоте происходят в неблагоприятных условиях произрастания подроста ели, утрачивающего жизнеспособность.

Еще

Естественное возобновление, ель европейская (Picea abies), заповедник, Кологривский лес

Короткий адрес: https://sciup.org/143175759

IDR: 143175759 | DOI: 10.24419/LHI.2304-3083.2021.2.04

Текст научной статьи Особенности естественного лесовозобновления в условиях южной тайги на примере ельников заповедника "Кологривский лес"

Введение

Сохранение коренных лесов является приоритетной задачей, поставленной Организацией Объединенных Наций (ООН) в Конвенции о сохранении биологического разнообразия [1]. При этом одно из обязательных условий – естественное лесовозобновление. Искусственное восстановление леса может привести к потере биоразнообразия и со временем к необратимым экологическим последствиям (например, к нарушению механизмов средообразования и изменению среды обитания, непосредственно влияющей на все живое), что может оказать губительное воздействие на леса, особенно в современных условиях изменения климата.

Определение качественных и количественных характеристик естественных сукцессий в местных растительных сообществах, направления их развития, длительности и наступления конечной фазы всегда было одной из сложных задач биогеоценологии. Во многих случаях смена коренных пород вторичными является естественной частью природной сукцессии. Проведенные исследования позволили в определенной степени установить тенденцию и характер наблюдаемого процесса смены пород. Для детального изучения необходимо на постоянной основе проводить мониторинг на Кологривском участке, представленном как девственными еловыми лесами, расположенными в ядре участка, так и еловыми насаждениями разного смешения, произрастающими в государственном природном заповеднике «Кологривский лес» Костромской обл. [2].

Ядро Кологривского участка заповедника представляет собой уникальный массив коренных южно-таежных еловых лесов, которые никогда не вырубали, и они развивались стихийно без непосредственного вмешательства человека. Предыдущие исследования [3–10] показали, что за последние 30 лет здесь значительно сократилось участие ели и липы в составе насаждений при увеличении участия березы.

В настоящее время коренные еловые леса заповедника «Кологривский лес» являются малоизученными, что и обусловливает актуальность выбранной темы.

Цель работы – исследование естественного возобновления ельников заповедника «Коло-гривский лес».

Методика исследований

Таксационные показатели насаждений заповедника «Кологривский лес» определены по результатам подеревного перечета на постоянных пробных площадях в соответствии с ОСТ 56-69–83 «Площади пробные лесоустроительные. Метод закладки» [11]. Данные перечета позволили установить ход роста еловых насаждений в естественных условиях. В 2019 г. было заложено 7 постоянных пробных площадей (ППП), на которых проводили измерительно-перечислительную таксацию насаждений [12–14]. Сомкнутость полога древостоя определяли глазомерно. Для описания растительного покрова использовали метод Браун-Бланке [15].

Естественное возобновление учитывали перечислительным методом путем закладки учетных площадок размером 1 х 1 м 2 параллельными рядами на одинаковом расстоянии друг от друга и по диагоналям каждой постоянной пробной площади [11].

При сплошном перечёте подроста учитывали породу, возраст, высоту и количество растений. По возрасту подрост подразделяли на 4 группы: 1 – до 5 лет; 2 – 5–10 лет; 3 – 10–15 лет; 4 – старше 15 лет; по высоте на 3 группы: до 0,5 м – мелкий, от 0,51 до 1,5 м – средний, от 1,51 и более – крупный [16–20].

По результатам перечета все экземпляры подроста были распределены на 3 группы по ка-тегорям качества (состояния): жизнеспособный, сомнительный и нежизнеспособный. К жизнеспособному отнесен подрост, имеющий густое охво-ение; зеленую или темно-зеленую хвою; заметно выраженную мутовчатость; островершинную или конусообразную симметричную крону протяженностью не менее 1/3 ствола с неутраченным за последние 3–5 лет приростом по высоте; прямые неповрежденные стволики; гладкую или мелкочешуйчатую кору. К категории сомнительного подроста относились экземпляры, которые имели переходные признаки качества; к нежизнеспособному подросту – экземпляры с явными признаками неудовлетворительного качества [21–23].

Постоянные пробные площади охватывали разнообразные и контрастные местообитания, типичные и не типичные для данной местности. На каждой пробной площади работы проводили в следующем порядке: в полевом дневнике указывали номер точки; описывали физические особенности местообитания и растительного сообщества; составляли перечень всех видов растений, произрастающих в данной точке.

Геоботанические описания постоянных пробных площадей выполняли с использованием общепринятых методов. При рекогносцировочном изучении флоры составляли список произрастающих в данной местности растений по основным типам биотопов [24].

Результаты исследований

Преобладающим элементом леса в фитоценозах является ель европейская (Picea abies L.). Кроме того, в составе древостоев на постоянных пробных площадях встречаются липа сердцевидная (Tilia cordata L.), береза повислая (Betula pendula Roth), осина (Populus tremula L.), ольха серая (Alnus incana L.). Таксационная характеристика насаждений приведена в табл. 1.

Подрост представлен елью европейской, осиной, липой сердцевидной, березой повислой (табл. 2).

На основе данных табл. 2 можно сделать вывод, что во всех типах древостоев доля здорового подроста составляет более половины суммарного количества подроста.

В ельнике папоротниковом на долю здорового хвойного подроста приходилось 92% его общего количества (ППП 5/81), тогда как в ельнике черничном – всего 66% (ППП 03/14). При этом наибольшая доля подроста зафиксирована на ППП 01/14 в ельнике черничном (16 %), а наименьшая – на ППП 5/81 в ельнике папоротниковом (2 %).

Наибольшее число мелкого подроста наблюдается в ельнике черничном на ППП 02/14 и 4/81, среднего подроста – на ППП 4/81 и 5/81 в типах леса ельник черничный и ельник папоротниковый и крупного подроста – на ППП 02/14 и 14/83 в черничном типе леса.

Таким образом, в ельниках заповедника преобладает здоровый средний подрост.

Распределение подроста по возрастным группам показало, что наибольшее его количество приходится на возрастные группы до 5 лет (32 %) и старше 15 лет (34 %).

Таблица 1. Таксационная характеристика насаждений пробных площадей

№ ППП Состав древостоя 2 i о S 2 < c 5 < T m co 2 Cl о co I S s s <5 e e и Запас, древесины, м3/га 14/83 6Е3Лп1Б 0,25 III ЕЧ Е 110 24,0 26,5 424 23,38 313 Лп - 25,0 25,2 36 1,79 20 Б - 32,0 40,0 80 10,07 141 5/81 6Б2Е2Ос+Лп 0,20 IV ЕПРК Е 150 21,0 18,5 210 5,67 62 Б - 24,5 28,7 260 16,83 193 Ос - 32,0 50,8 25 5,06 74 Лп - 18,5 15,8 40 0,79 6 окончание табл. 1

№ ППП	Состав древостоя	5 з¹О Е	< S т 2 5	< с г	н т 2 m	1— со	2		о I S £ э	< < A S 2 с £ <5 е е и	Запас, древесины, м³ / га
03/14	7Е3Б	0,06	III	ЕЧ	Е	70	16,0	13,0	1456	19,26	174
03/14	7Е3Б	0,06	III	ЕЧ	Б	-	16,0	10,8	1168	10,62	84
02/14	6Е4Б	0,06	III	ЕЧ	Е		11,0	9,6	336	2,41	16
02/14	6Е4Б	0,06	III	ЕЧ	Б	-	10,0	10,5	240	2,09	11
04/14	8Б2Лп ед. Е	0,06	II	ЕПРК	Б	90	23,0	14,0	1504	23,20	248
					Е	-	11,5	11,0	368	3,52	27
					Лп	-	25,5	25,6	64	3,28	40
01/14	5Е4Б1Ос ед. Лп	0,06	II	ЕЧ	Е	80	19,0	13,8	2256	24,71	211
					Б	-	17,5	13,9	1280	19,34	182
					Ос	-	18,0	12,0	256	2,90	27
					Лп	-	13,0	10,2	32	0,26	2
4/81	5Е4Лп1Б	0,50	II	ЕЧ	Е	100	24,5	27,5	178	10,54	143
					Лп	-	24,5	35,4	120	11,82	130
					Б	-	30,0	40,1	22	2,78	36

Примечание. ЕЧ – ельник черничный; ЕПРК – ельник папоротниковый

Таблица 2. Распределение подроста по состоянию и категориям крупности

№ ППП	Состав насаждения	Тип леса	Состав подроста	Количество подроста, шт./га		Распределение подроста по состоянию						Распределение подроста по категориям крупности
№ ППП	Состав насаждения	Тип леса	Состав подроста	О	5 т 2 О м	5 3 о м	со о о о	5 3 )S S т 2 О	< со ё; О О о	2 н 3 )S о	< со О О I О	)S о о т н со )S S < ^ 2 3	< со ё; О О 1 о	)S о т н со )S i s 5 з	< со ё; О О I О	)S о о т р со )S h	со ё; О О I О
14/83	6Е3Лп1Б	ЕЧ	10Е	3500	3500	2625	75	420	12	455	13	875	25	1225	35	1400	40
5/81	6Б2Е2Ос+Лп	ЕПРК	8Б2Е	4000	800	3680	92	240	6	80	2	1200	30	1800	45	1000	25
03/14	7Е3Б	ЕЧ	10Е	4200	4200	2772	66	420	10	1008	24	1344	32	1680	40	1176	28
02/14	6Е4Б	ЕЧ	9Е1Б	5000	4500	3600	72	600	12	800	16	1500	30	1350	27	2150	43
04/14	8Б2Лп ед. Е	ЕПРК	5Лп3Б2Е	1200	240	900	75	168	14	132	11	240	20	360	30	600	50
01/14	5Е4Б1Ос ед. Лп	ЕЧ	6Е2Б2Ос	3800	2660	2584	68	608	16	608	16	1330	35	1710	45	760	20
4/81	5Е4Лп1Б	ЕЧ	8Е1Лп1Б	4900	3920	3528	72	686	14	686	14	1862	38	2058	42	980	20

Условием успешного естественного возобновления является наличие в пологе окон возобновления. На большинстве рассматриваемых постоянных пробных площадей подрост имеет групповое размещение. Образовавшиеся отдельные группы елового подроста тяготеют к местам вывалов 15–30 лет назад крупных деревьев ели.

Подлесок состоит в основном из рябины обыкновенной ( Sorbus aucuparia L.), в незначительном количестве встречаются шиповник майский ( Rosa majalis Herrm.), шиповник мохнатый ( R. villosa L.), шиповник собачий ( R. canina L.), смородина черная ( Ribes nigrum L.), смородина колосистая ( R. spicatum E. Robson).

В живом напочвенном покрове выявлен 61 вид растений, которые относятся к 37 семействам. Наиболее представленными семействами являются Вересковые (Ericaceae) – 11%, Розовые (Rosaceae) – 7 %, Злаки (Poaceae) – 7 %, Бобовые (Fabaceae) – 5 %, Лютиковые (Ranunculaceae) – 5% и Ситниковые (Juncaceae) – 5%. Из видов растений максимальной встречаемостью характеризуются черника миртолистная (Vaccinium myrtillus L.), часто встречаются седмичник европейский (Trientalis europaea L.), майник двулистный (Maianthemum bifolium L.), кислица обыкновенная (Oxalis acetosella L.), золотарник обыкновенный (Solidago virgaurea L.).

Выводы

Исследование естественного лесовозобновления ядра Кологривского участка заповедника «Кологривский лес» имени М.Г. Синицына показало, что в изучаемых насаждениях доминирует еловый подрост, тогда как лиственное молодое поколение приурочено к насаждениям с долей елового элемента леса в составе менее 60 %. Под пологом еловых древостоев преобладает средний по высоте подрост. Жизнеспособные экземпляры составляют более 60 % общего количества подроста, что указывает на успешность процесса естественного лесовозобновления.

В целом количество подроста достаточно для успешного возобновления лесного массива благодаря высокой численности здоровых особей.

Список литературы Особенности естественного лесовозобновления в условиях южной тайги на примере ельников заповедника "Кологривский лес"

Конвенция о биологическом разнообразии [Электронный ресурс]. - URL: https://www.un.org/ru/ documents/declconv/conventions/biodiv.shtml (дата обращения: 12.11.2020).
Динамика лесов заповедника «Кологривский лес» / Н.Н. Дубенок, П.В. Чернявин, А.В. Лебедев, А.В. Гемо-нов // Вестник Поволжского ГТУ. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. - 2016. - № 3 (31). - С. 5-18.
Иванов, А.Н. Многолетняя динамика коренных южно-таежных ельников в заповеднике Кологривский лес / А.Н. Иванов, Е.А. Буторина, Е.А. Балдина // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5: География. - № 3. - 2012. - С. 74-79.
Гидролого-морфологическая характеристика постоянных водотоков заповедника «Кологривский лес» / Н.Н. Дубенок, П.В. Чернявин, А.В. Лебедев, А.В. Гемонов // Мелиорация и водное хозяйство. - 2017. - № 5. - С. 44-50.
Гемонов, А.В. Некоторые особенности почвенного покрова заповедника «Кологривский лес» / А.В. Гемонов, А.В. Лебедев, П.В. Чернявин // Научные труды ГПЗ «Кологривский лес». - Кологрив, 2017. - С. 52-59.
Гемонов, А.В. Динамика насаждений на узколесосечных вырубках в коренных ельниках южной тайги / А.В. Гемонов, А.В. Лебедев // Доклады ТСХА : сб. ст. конференции (5-7 декабря 2017, Москва). - М. : Российский ГАУ - МСХА им. К.А. Тимирязева, 2018. - С. 307-309.
Криницын, И.Г. Экологическая характеристика местообитаний ценопопуляций липы сердцевидной и ели обыкновенной в заповеднике «Кологривский лес» / И.Г. Криницын, А.В. Лебедев // Природообустрой-ство. - 2019. - № 3. - С. 121-126.
Оценка гумусового состояния дерново-подзолистых почв Лесной опытной дачи РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева / В.Д. Наумов, Н.Л. Поветкина, А.В. Лебедев, А.В. Гемонов // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. - 2019. - № 4. - С. 5-18. - DOI 10.34677/0021-342-2019-4-5-18.
Гумусовое состояние дерново-подзолистых почв лесной опытной дачи РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева / В.Д. Наумов, Н.Л. Поветкина, А.В. Лебедев, А.В. Гемонов // Вклад особо охраняемых природных территорий в экологическую устойчивость регионов. Современное состояние и перспективы : матер. всерос. (с междунар. участием) конф. (20-21 сентября 2018, Кологрив) ; отв. ред. А.В. Лебедев. - Кологрив : ГПЗ «Кологривский лес», 2018. - С. 77-82.
Лебедев, А.В. Изучение изменения растительного покрова заповедника «Кологривский лес» по материалам дистанционного зондирования Земли / А.В. Лебедев // Лесохозяйственная информация. - 2020. - № 2. - С. 43-53.
ОСТ 56-69-83 «Площади пробные лесоустроительные. Метод закладки».
Опыт применения беспилотных летательных аппаратов для оперативного мониторинга лесных биогеоценозов при возникновении чрезвычайных ситуаций / К.Ю. Смирнов, А.В. Гемонов, А.В. Лебедев [и др.] // Вклад особо охраняемых природных территорий в экологическую устойчивость регионов. Современное состояние и перспективы : матер. всерос. (с междунар. участием) конф. (20-21 сентября 2018, Кологрив). - Кологрив : ГПЗ «Кологривский лес», 2018. - С. 284-289.
Лебедев, А.В. Динамика роста и развития смешанного древостоя на узколесосечной вырубке / А.В. Лебедев // Науч. тр. ГПЗ «Кологривский лес» : сб. науч. тр. ; отв. ред. А.В. Лебедев. - Кологрив : ГПЗ «Кологривский лес», 2017. - С. 13-23.
Промежуточные итоги реализации программы по изучению динамики нарушенных растительных сообществ в заповеднике «Кологривский лес» / А.В. Лебедев, С.А. Чистяков, А.В. Гемонов, П.В. Чернявин // Вклад особо охраняемых природных территорий в экологическую устойчивость регионов. Современное состояние и перспективы : матер. всерос. (с междунар. участием) конф. (20-21 сентября 2018, Кологрив). - Кологрив : ГПЗ «Кологривский лес», 2018. - С. 35-39.
Braun-Blanquet, J. Pflanzensoziologie, Grundzüge der Vegetationskunde : 3rd Edition / J. Braun-Blanquet. -Wien, 1964. - 865 s.
Зубкова, Е.В. О некоторых особенностях диапазонных экологических шкал растений Д.Н. Цыганова / Е.В. Зубкова // Известия Самарского научного центра РAН. - 2011. - Т. 13. - N S. - С. 48-S3.
Санников, Ю.Г. Способ оценки естественного возобновления / Ю.Г. Санников, A.C Баранцев // Лесное хозяйство. - 1983. - N 10. - С. 38.
Почвенно-таксационная характеристика постоянных пробных площадей Лесной опытной дачи Р^-У-MСХA имени Тимирязева в условиях дерново-подзолистых почв / С.Н. Волков, A^. Гемонов, ТА. Федорова, A.A. Терехин // Вестник РУДН. Сер.: Aгрономия и животноводство. - 2016. - N 4. - С. 27-3S.
Естественное возобновление под пологом леса в Среднем Поволжье / Е.И. Успенский, СА. Денисов, К.К. Калинин [и др.] // Лесной журнал. - 2002. - N 4. С. 46-S3.
Шаньгина, Н.П. Естественное возобновление ельников черничных в северной подзоне тайги / Н.П. Шань-гина, ПА. Феклистов // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. - 2010. - N 193. - С. 43-49. Лебедев, A^. Ход естественных процессов в древостоях ядра заповедника «Кологривский лес» / A^. Лебедев // Вклад особо охраняемых природных территорий в экологическую устойчивость регионов. Современное состояние и перспективы : матер. всерос. (с междунар. участием) конф. (20-21 сентября 2018, Кологрив). - Кологрив : ГПЗ «Кологривский лес», 2018. - С. 6-14.
Лебедев, A^. Ход естественных процессов в древостоях ядра заповедника «Кологривский лес» / A^. Лебедев // Вклад особо охраняемых территорий в экологическую устойчивость регионов. Современное состояние и перспективы : матер. всрос. (с междунар. участием) конф. (20-21 сентября 2018, Кологрив). - КологривГПЗ «Кологривский лес», 2018. - С. 6-14.
Итоги реализации программы научных исследований по изучению нарушенных лесных территорий заповедника «Кологривский лес» за S лет / СА. Чистяков, A^. Лебедев, A^. Гемонов, И.Г. Криницын // Докл. ТС^ (3-S декабря 2019, Москва). - М. : Российский тУ - MСХA им. КА. Тимирязева, 2020. -С. SS2-SSS.
Изменение характеристик лесного фонда заповедника «Кологривский лес» / П.В. Чернявин, A^. Лебедев, A^. Гемонов, СА. Чистяков // Науч. тр. ГПЗ «Кологривский лес» : сб. науч. тр. - Кологрив, 2017. - С. 6-12.
Лебедев, A^. Характеристика действующих постоянных пробных площадей в ядре заповедника «Кологривский лес» по данным учетов 1981-2019 годов / A^. Лебедев, СА. Чистяков // Мониторинг состояния природных комплексов и многолетние исследования на особо охраняемых природных территориях. - 2019. -N 3. - С. 63-68.

Еще

Статья научная