Особенности формирования коры стволов березы повислой (Вetula pendula Roth.) в лесостепной зоне Средней Сибири

информ. : электрон. сетевой журн. – 2017. – № 2. – С. 26–35. URL:

Береза повислая ( Betula pendula Roth.) широко распространена в лесостепной зоне Средней Сибири, где является одной из основных лесообразующих пород.

Закономерности роста, развития, товарной структуры березовых древостоев изучали А. В. Тюрин [1–3], А. Г. Мошкалев [4], В. К. Попов [5] и др. Особенности формирования и роста березняков в Сибири нашли отражение в работах Л. М. Морозова [6], В. В. Кузьмичева и Л. М. Морозова [7], В. Н. Игошина [8, 9] и др. Уделено внимание видам рода Betula и в зарубежной специальной литературе [10–12].

Одной из важных составляющих при оценке биологической продуктивности древостоев является кора, которая влияет на форму древесных стволов и сортиментную структуру. Однако вопросам формирования коры деревьев основных лесообразующих пород России до сих пор не уделено достаточного внимания, несмотря на то что на нее приходится, в зависимости от древесной породы, от 10 до 20 % стволового запаса. Отечественные методики оценки древостоев не в полной мере учитывают «фактор коры», в отличие от зарубежных, где толщина коры используется как одна из независимых составляющих при построении объемных таблиц [13].

Первые исследования в области установления закономерностей формирования коры были проведены А. А. Крюденером еще в 1904–1911 гг. в процессе разработки объемных таблиц. К совершенствованию способов ее оценки обращались классики отечественной таксации М. М. Орлов [14] и А. В. Тюрин [2]. Среди более поздних исследований следует отметить работы И. И. Гусева [15], И. А. Нахабцева [16], С. Л. Шевелева, В. Н. Евстафьева [17], А. А. Вайса [18] и др. Некоторые сведения о формировании коры у стволов березы в европейской части России приводятся в работах А. В. Тюрина [1] и В. Е. Шульца [19]. Однако этот вопрос требует более глубокого рассмотрения.

Кора березы применяется в медицине для лечения малярии, водянки, подагры и легочных за- болеваний, как ранозаживляющее и дезинфицирующее средство. Из коры березы получают эфирные масла, которые используют в парфюмерии [20–22].

Цель настоящей работы – изучение особенностей формирования коры у стволов деревьев березы повислой в лесостепной зоне Средней Сибири.

Исследования проведены в Красноярско-Ачинско-Канском лесостепном лесорастительном районе, который характеризуется сравнительно равнинным рельефом с сильно развитой гидрографической сетью.

Климат района континентальный, умеренно-холодный, отличается от соседних регионов более высокой годовой температурой и меньшей влажностью воздуха. Продолжительность безморозного периода – от 106 до 120 сут, годовая сумма осадков – от 325 до 425 мм.

Растительный покров представлен березовососновыми лесами с примесью лиственницы, из кустарников в основном распространены ива, спирея, шиповник. Преобладающая группа типов леса в районе исследования – травяная. В нее входят два основных типа: березняк осочково-разно-травный и березняк вейниково-разнотравный.

Сбор полевых данных осуществлялся в лесном массиве Манского лесничества Красноярского края, разделенного на 596 таксационных выделов.

Возрастная структура лесного массива характеризуется преобладанием средневозрастных древостоев – 52,5 %, доля приспевающих, спелых и перестойных древостоев составляет 42,3 %, мо-лодняков – 5,2 %. В составе приспевающих, спелых и перестойных древостоев 84,5 % деревьев имеет средний диаметр 20–24 см.

Максимальный запас березовых древостоев – 243 м3/га, средний – около 160 м3/га. Средняя относительная полнота – 0,59.

Материалы и методы исследований

Исследования базируются на данных 6 пробных площадей, заложенных в древостоях II класса бонитета в типе леса березняк разнотравный. Методика закладки пробных площадей соответствовала требованиям ОСТ 5669–83 «Пробные площади лесоустроительные. Методы закладки». На пробных площадях срублено и обмерено 147 модельных деревьев. Таксационная характеристика древостоев пробных площадей приведена в табл. 1.

Анализ графика на рис. 1 показывает, что, несмотря на общие закономерности, изменение относительного объема коры с увеличением диаметра ствола на высоте 1,3 м в исследуемых древостоях имеет индивидуальные особенности.

После сопоставления данных проанализирована двойная толщина коры на высоте 1,3 м (2Т 1,3 ).

Таблица 1. Таксационные показатели древостоев пробных площадей

№ пробной площади	Состав	Возраст, лет	Средняя высота, м	Средний диаметр, см	Полнота	Запас, м3/га
1	9Б1Ос	70	23,0	22,0	0,90	194
2	9Б1Лц	55	20,0	18,0	0,80	182
3	10Б	60	21,4	21,1	0,75	176
4	10Бед.Лц	30	15,0	12,1	0,80	121
5	9Б1Лц	90	25,0	30,0	0,90	243
6	10Бед.Ос	75	21,6	20,4	0,74	166

Результаты и обсуждение

На начальном этапе работы сопоставлены значения относительного объема коры стволов березы в районе исследования с данными А. В. Тюрина и В. Е. Шульца для европейской части страны [1, 19].

Для практического использования при построении таксационных нормативов нами предлагается линейное уравнение вида:

2Т 1,3 = 0,092Д 1.3 в к. – 0,218,         (1)

где Д1,3 в к. – диаметр ствола на высоте 1,3 м в коре.

Объем коры, % от объема ствола

Полученные данные

В. Е. Шульц

А. В. Тюрин

Рис. 1. Относительный объем коры деревьев березы разного диаметра

Для перехода от диаметра в коре к диаметру без коры можно использовать коэффициент К , который вычисляется как отношение диаметра ствола без коры ( Д_{б к.} ) к диаметру ствола в коре ( Д_{в к.} ) и характеризует долю древесины в значении диаметра ствола в коре [23]:

К = (Д б к. / Д в к. ) х 100 %. (2)

Статическая обработка проводилась для совокупности модельных деревьев в целом, так как не удалось установить достоверной зависимости коэффициента К от диаметра ствола в коре.

Данные статистической обработки ряда коэффициента К приведены ниже:

Статистический показатель

Среднее значение	Стандартная ошибка	Медиана	Мода	Стандартное отклонение	W, %	P, %
91,9	0,2	92,1	90,0	2,8	3,1	0,2

Динамика двойной толщины коры на высоте 1,3 м у деревьев березы с достаточной адекватностью отображается уравнением вида:

2Т 1, ₃ = 0,3520 х 1,0229 А , (3) где:

2Т1,3 – двойная толщина коры, см;

А – возраст дерева, лет.

Адекватность уравнения характеризуется коэффициентом детерминации (R2), равным 0,60 при стандартной ошибке S = 0,74.

Для оценки степени влияния коры на формирование стволов березы сначала были рассчитаны абсолютные значения ее среднего прироста, которые затем выражены в долях среднего прироста ствола по диаметру на высоте 1,3 м:

Возраст, лет	10	20	30	40	50	60	70	80
А 2Т1,3, %	6,0	6,3	6,5	6,8	7,1	7,6	8,2	9,0

Оказалось, что доля среднего прироста коры достаточно значима и достигает 9 %.

Для установления особенностей формирования коры на отдельных участках стволов березы повислой использованы данные замеров диаметров и двойной толщины коры на разных относительных высотах ствола. Для этой цели использовали сечения: 0 – на основании ствола; на 0,1; 0,25; 0,5; 0,75 высоты ствола.

Средние значения двойной толщины коры на различных участках стволов у деревьев разных ступеней толщины приведены на рис. 2.

Затем был осуществлен переход на относительные значения. За базовый показатель принята двойная толщина коры на сечении 0,1 высоты ствола. Относительная двойная толщина коры на остальных высотах выражалась как доля этого показателя (табл. 2).

Д1,3, см

Рис. 2. Средние значения двойной толщины коры березы на разных относительных высотах ствола

Относительные значения двойной толщины коры у деревьев березы на различных участках ствола характеризуются высокой изменчивостью (табл. 2). Тем не менее, показатели точности опыта подтверждают достаточную достоверность полученных средних значений.

Полученные нами данные сопоставлены с данными, рассчитанными по таблицам объема и сбега А. В. Тюрина [1]. Оказалось, что эти характеристики имеют значительные различия для деревьев отдельных разрядов высот (рис. 3). Так, в ряде относительной толщины коры на сечении ствола 0,25 высоты ее значения изменяются от 60,0 до 77,8 % (при W = 8,2 %); на высоте 0,5 – от 37,5 до 56,0 % (при W = 15,3 %); на высоте 0,75 – от 20,8 до 36,0 % (W = 18,7 %).

Таким образом, можно утверждать, что формирование коры у деревьев березы повислой имеет региональные особенности.

Выводы

При выполнении данной работы удалось установить некоторые особенности формирования коры у деревьев березы повислой. Эти закономер-

Таблица 2. Статистические характеристики рядов относительных значений двойной толщины коры, %

Статистический показатель	Относительная двойная толщина коры по относительным высотам
	0	0,1	0,25	0,5	0,75
Среднее значение	180,79	100,0	76,92	66,49	47,01
Стандартная ошибка	0,04	-	0,02	0,02	0,01
Медиана	160,00	-	74,17	61,54	40,00
Мода	100,00	-	100,00	50,00	50,00
Стандартное отклонение	0,80	-	0,27	0,23	0,16
Дисперсия	0,64	-	0,07	0,05	0,03
Эксцесс	3,05	-	1,04	1,89	2,50
Асимметричность	1,34	-	0,57	1,00	0,84
Коэффициент варьирования (W, %)	44,2	-	35,1	34,8	34,0
Точность опыта (P, %)	2,2	-	2,6	3,0	2,1

Относительные высоты

Полученные данные

А. В. Тюрин, средние значения

А. В. Тюрин, минимум

А. В. Тюрин, максимум

Рис. 3. Сопоставление полученных значений относительной двойной толщины коры с данными А. В. Тюрина

ности могут быть использованы при совершенствовании нормативной базы таксации березовых древостоев в лесостепной зоне Средней Сибири.

В результате проведенной работы:

• ✓    установлены средние значения двойной толщины коры у стволов деревьев березы повислой;

• ✓    получено уравнение связи между двойной толщиной коры на высоте 1,3 м и диаметром ствола в коре;

• ✓    рассчитано среднее значение коэффициента К , обеспечивающего переход от диаметра ствола в коре к диаметру без коры;

• ✓    при расчете среднего относительного прироста коры березы повислой на высоте 1,3 м определено, что на него приходится от 6 до 9 % среднего прироста ствола по диаметру;

• ✓    установлены особенности формирования коры на различных участках древесных стволов;

• ✓    сопоставление относительных величин толщины коры для березы в районе исследования с данными А. В. Тюрина показало на наличие различий в особенностях ее формирования на отдельных участках стволов.