Рост и состояние сосны кедровой сибирской в смешанных культурах при интродукции в Московской области

Сосна кедровая сибирская ( Pinus sibirica Du Tour) относится к основным лесообразующим породам и имеет не только ценную древесину, но и съедобные семена [1, 2], что обусловливает интерес к её интродукции в европейскую часть России [3–6].

Успешность интродукции зависит от двух факторов – приспособляемости растений к новым климатическим условиям (акклиматизация) и их фитоценотического потенциала, т. е. возможности внедриться в новый фитоценоз [7]. Выращивание и изучение сосны кедровой сибирской показали её хорошую приспособляемость (особенно отдельных географических происхождений) к новым климатическим условиям [8, 9]. Фитоценотические условия, в которые попадает интродуцент, во многом зависят от типа лесных культур и проведения в них лесоводственных мероприятий.

В литературе есть данные о связи густоты стояния деревьев в насаждениях сосны кедровой сибирской с их семеношением. Степень сомкнутости древостоев во многом определяет возраст начала семеношения [10]. Так, у свободно растущих деревьев сосны кедровой сибирской семе-ношение наступает уже в 20–30-летнем возрасте [11]. При этом их урожайность в 2–3 раза выше, чем в сомкнутых древостоях [12, 13]. Повышение урожайности сосны кедровой сибирской при свободном стоянии объясняется хорошим развитием кроны [14].

Изреживание в насаждении обеспечивает поступление света в нижние и средние части кроны, что способствует иссушению воздуха и создает в достаточно влагообеспеченных районах лучшие условия для закладки генеративных органов и опыления [12]. М.М. Котов [12] указывал на целесообразность выращивания имеющихся и вновь созданных культур в разреженном состоянии, чтобы сформировать постоянные семенные участки.

При интродукции часто создавали культуры сосны кедровой сибирской в смешении с сосной обыкновенной и елью европейской. Рост кедра в смешанных культурах изучали в Московской обл. [15, 16]. При этом было установлено, что при смешении с сосной обыкновенной угнетение сосны кедровой сибирской наступает уже к 10–15-летнему возрасту. Предпочтение отдавалось чистым культурам, но допускалось создание смешанных елово-кедровых культур, где ель используется в качестве «уплотнителя» первые 10–20 лет, а в дальнейшем за счёт неё осуществляют изреживание. Однако детальные исследования роста сосны кедровой сибирской с елью не проводились. Поэтому изучение сосны кедровой сибирской в интродуцированных культурах и определение зависимости её роста и развития от смешения с разными породами остается актуальным.

Цель исследований – изучение роста и состояния сосны кедровой сибирской при конкуренции с елью европейской в смешанных лесных культурах с высокой исходной густотой их закладки.

Объект и методика исследований

Исследования проводили в производственных смешанных 27-летних елово-кедрово-лиственничных культурах в условиях Клинско-Дмитровской гряды на севере Московской обл. (Васильевское участковое лесничество, Сергиево-Посадский филиал ГАУ «Мособллес»). Тип условий местопроизрастания – С2. Почвы – дерново-среднеподзолистые, среднесуглинистые. Рельеф ровный. Культуры заложены 2-летними сеянцами под бурав Редькина после сплошной обработки почвы сельскохозяйственным плугом.

Смешение порядное: один ряд сосны кедровой сибирской, два ряда ели европейской, один ряд лиственницы сибирской, два ряда ели европейской. Расстояние между рядами – 1,5 м, в ряду – 0,75 м, густота посадки – 9 тыс. шт./га.

При исследовании лесных культур измеряли высоту деревьев, диаметр на высоте 1,3 м, ширину кроны вдоль и поперек ряда (впоследствии усреднялась), а также определяли сохранность и состояние деревьев.

С целью детального изучения процесса конкуренции в насаждении нами были спилены 22 модельных дерева сосны кедровой сибирской из числа недавно усохших. У этих деревьев измеряли приросты в высоту по годам. На уровне земли были сделаны спилы, на которых с помощью бинокулярной лупы с окуляр-микрометром измеряли прирост по диаметру с точностью ±0,05 мм в двух направлениях – вдоль и поперек ряда (затем данные усреднялись).

Статистическая обработка данных проводилась в программе Excel.

Результаты и обсуждение

Обследование лесных культур показало, что к 27-летнему возрасту ель доминировала в насаждении, её сохранность составляла 58%. Лиственницы в насаждении осталось в 2 раза меньше, чем ели, – её сохранность 29%. Сохранность сосны кедровой сибирской составила 17%, что меньше в 3,4 раза, чем у ели, и 1,7 раза, чем у лиственницы.

Результаты исследований биометрических показателей 27-летних смешанных лесных культур приведены в таблице.

Как видно из таблицы, сосна кедровая сибирская в елово-кедрово-лиственничных лесных культурах без рубок ухода не выдерживает конкуренции с елью. Наблюдается сильная элиминация сосны кедровой сибирской, её угнетение, отставание по всем параметрам. Ель почти на 39% превосходила сосну кедровую сибирскую по высоте. Среди оставшихся деревьев сосны кедровой сибирской только 19% находились в хорошем состоянии, 65% – в удовлетворительном, 16% деревьев – в сомнительном, т.е. были близки к усыханию; отпад сосны кедровой сибирской в насаждении продолжался.

У всех видов наблюдается повышенный и высокий коэффициент вариации биометрических показателей, что указывает на сильную конкуренцию в насаждении.

С целью более детального изучения процесса конкуренции в насаждении, приведшего к усыханию сосны кедровой сибирской, нами был исследован прирост по высоте и диаметру модельных деревьев сосны кедровой сибирской из числа недавно усохших. На основании обмеров были найдены средние значения прироста по высоте и диаметру по годам и построены эмпирические графики (рис. 1 и 2). Изменение по годам отношения высоты к диаметру (Н/Д) показано на рис. 3. Графики выровнены методом скользящей средней (по трем точкам).

Как показывает анализ графиков (см. рис. 1, 2), прирост по высоте и диаметру достигает максимума к 10-летнему возрасту. С этого времени проявляется неблагоприятное воздействие ели, и интенсивность прироста сосны кедровой сибирской по всем параметрам начинает снижаться. Довольно резко уменьшается её прирост по диаметру. Прирост по высоте снижается постепенно и на этапе с 15 до 19 лет стабилизируется. Это связано с тем, что сосна кедровая сибирская за счёт роста в высоту пыталась конкурировать с елью за свет, и подтверждает мнение В.В. Миронова [17], который указывал, что именно недостаток освещения приводит

Показатели роста деревьев в 27-летних смешанных лесных культурах

Показатель	Сосна кедровая сибирская		Лиственница сибирская		Ель европейская
	M± m	V, %	M± m	V, %	M± m	V, %
Высота, м	6,4±0,28	29	9,2±0,30	18	9,7±0,52	29
Диаметр ствола на высоте 1,3 м, см	6,5±0,33	31	13,7±0,76	31	10,8±0,75	36
Диаметр кроны, м	1,27±0,06	31	3,23±0,15	25	2,17±0,09	23

Примечание: М – среднее арифметическое, ±m – ошибка средней, V – коэффициент вариации.

Н/Д                                Прирост по диаметру, мм                                    Прирост в высоту, см

Возраст лесных культур, лет

Рис. 1. Прирост сосны кедровой сибирской в высоту, см

Возраст лесных культур, лет

Рис. 2. Прирост сосны кедровой сибирской по диаметру, мм

Возраст лесных культур, лет

Рис. 3. Изменение отношения высоты к диаметру (Н/Д)

к сохранению у деревьев больших приростов в высоту при малом приросте по диаметру. Происходит модификация деревьев, вследствие которой меняется соотношение высоты и диаметра

ствола, отношение высоты к диаметру (Н/Д) начинает увеличиваться (см. рис. 3).

Дальнейшее затенение елью обусловливает полную депрессию роста сосны кедровой сибирской и её усыхание. У выживших деревьев показатель относительной высоты (Н/Д) продолжает увеличиваться. Это совпадает с мнением С.А. Мамаева [18], который указывал, что показатель Н/Д отражает итог развития дерева в насаждении в зависимости от его сомкнутости и светового режима. Чем больше густота стояния и чем меньше света, тем выше значение Н/Д; при этом деревья с малой относительной высотой отличаются более сильным семеношением. По нашему мнению, показатель относительной высоты (Н/Д) может стать мерой конкуренции за свет как в смешанных, так и в чистых лесных культурах.

Заключение

Таким образом, в процессе усыхания сосны кедровой сибирской, вследствие конкуренции в фитоценозе смешанных лесных культур, можно выделить три стадии:

• 1)    стадия свободного роста, когда отсутствует конкуренция между особями, – длится с момента посадки до начала конкурентных отношений;

• 2)    стадия модификации, когда кедр путем перестройки морфологической структуры пытается выжить в условиях конкуренции с другими породами;

• 3)    стадия усыхания, во время которой происходит затухание всех жизненных функций.

Причина более низкой конкурентной способности сосны кедровой сибирской относительно ели заключается в её меньшей теневыносливости и более низких темпах роста [10]. Поэтому для достижения в культурах сосны кедровой сибирской высоких приростов и сохранности, а впоследствии максимального семеношения, необходимо своевременным разреживанием поддерживать в насаждении стадию свободного роста.

Обследованные культуры отличались высокой исходной густотой закладки. Более редкое, чем в рассмотренном примере, размещение посадочных мест при таком же смешении, по нашему мнению, может отодвинуть сроки прохождения указанных стадий, однако полностью межвидовой конкуренции в насаждении оно не исключит и неизбежно приведёт к усыханию сосны кедровой сибирской. Поэтому при интродукции сосны кедровой сибирской следует ориентироваться, главным образом, на чистые культуры. Если же создавать лесные культуры сосны кедровой сибирской в смеси с елью, то необходимо вырубать ель до 10-летнего возраста. При этом ель может быть использована для реализации в качестве «новогодних елок».

Работа выполнена в рамках государственного задания ГБС РАН по теме № 122042700002-6.