Рост вегетативных органов Picea abies (L.) Karst под влиянием рекреации в различных условиях произрастания

На землях города Петрозаводска и вокруг него леса, используемые для отдыха, представлены главным образом ельниками. Известно, что ельники являются чувствительными к действию рекреационного фактора (Чижова, 1977). Массовый неорганизованный отдых отрицательно сказывается не только на их состоянии, но и на ростовых процессах ели. Цель проведенного нами исследования заключалась в определении показателей роста вегетативных органов P. abies в условиях с различным действием рекреационного фактора.

Исследования проводились в 2003-2005 гг. в городских лесах и лесах зеленой зоны г. Петрозаводска. Объектами исследований служили еловые приспевающие древостои, типы леса – ельник черничный, ельник кисличный, ельник травяной, ельник приру-чейный. Выбор участков осуществлялся на основе результатов ландшафтной таксации, проведенной по соответствующей методике (Моисеев и др., 1977). Рост ели исследовали в городских лесах на участках с изменениями лесной среды средней и сильной степе- ни. В качестве контроля для данного наблюдения был взят участок в лесах зеленой зоны, который расположен в 5 км от городской черты и не имеет признаков изменения лесной среды под действием рекреации. Наблюдения за ростом побегов и хвои P. abies проводили в соответствии с методикой, приведенной В. В. Смирновым (1964). Изучение радиального прироста ствола проводили в соответствии с методикой А. А. Молчанова и В. В. Смирнова (1967).

Изменение лесного биогеоценоза под воздействием рекреации характеризуется стадией рекреационной дигрессии. Наиболее сильно действие рекреации сказалось на ослаблении древостоев в городских лесах на ельнике приручейном и ельнике кисличном, которые имеют IV стадию рекреационной дигрессии. Данные учета деревьев по категориям состояния (Санитарные правила…, 1998) подтверждают значительное ослабление этих древостоев – средневзвешенный балл состояния в ельнике приручейном составил 2,7, а в ельнике кисличном 2,5 (табл. 1). Доля здоровых деревьев в ельнике приручейном составила 29%, в ельнике кисличном – 30%, при этом доля усыхающих деревьев и сухостоя текущего года – 36 и 19% соответственно. Ельник черничный и ельник травяной характеризуются III стадией рекреационной дигрессии, при этом средневзвешенные баллы состояния их древостоев меньше – 2,3 и 2,1 соответственно. Доля здоровых деревьев в этих типах леса составила 34 и 42% соответственно, а доля усыхающих деревьев и сухостоя текущего года – 17 и 15%.

В лесах зеленой зоны ельники во всех изучаемых условиях местопроизрастания оценены I стадией рекреационной дигрессии, т. е. изменений лесной среды не выявлено. В данных древостоях доля здоровых деревьев составила от 71 до 83%, а средневзвешенный балл состояния древостоев – от 1,2 до 1,5, что соответствует условно здоровому древостою. Приведенные результаты позволяют сделать вывод, что с увеличением стадии рекреационной дигрессии в древостое уменьшается количество здоровых деревьев и увеличивается число усыхающих и сухостоя. Данная зависимость подтверждается результатами корреляционного анализа (r = +0,94 – при усилении рекреационного воздействия увеличивается число усыхающих деревьев и сухостоя).

Установлено, что за все годы наблюдений величина годичного прироста побегов P. abies в ельниках с III и IV стадиями рекреационной дигрессии меньше, чем в ельниках зеленой зоны, которые имеют I стадию рекреационной дигрессии (табл. 2). Так, годичный прирост побегов в ельнике кисличном с IV стадией рекреационной дигрессии в среднем меньше на 17,6%, чем в ельнике кисличном с I стадией.

Различие в приростах побегов P. abies в ельниках приручейных с I и IV стадией рекреационной дигрессии достигает в среднем 25,7%. Меньшее различие в приростах побегов выявлено для ельников с I и III стадией рекреационной дигрессии. В ельниках чер- ничных различие в величине годичного прироста побегов составило 3,7%, а в ельниках травяных – 8,7%. Значения годичных приростов побегов в ельниках с III стадией рекреационной дигрессии больше, чем в ельниках с IV стадией, даже для разных условий местопроизрастания. Снижение прироста побегов P. abies в ельниках городских лесов объясняется рекреационным воздействием, причем чем выше стадия рекреационной дигрессии, тем меньше величина годичного прироста побегов. Наличие сильной отрицательной связи между сопоставляемыми показателями подтверждается результатами корреляционного анализа (r = –0,73).

Таблица 1

Характеристика состояния еловых древостоев на пробных площадях

В городских лесах ельник кисличный и ельник при-ручейный, имеющие IV стадию рекреационной дигрессии, характеризуются наиболее высокой долей уплотненной поверхности почвы, что проявляется в наличии вытоптанного напочвенного покрова. Доля вытоптанного напочвенного покрова от общей площади пробы составила 17% в ельнике кисличном и 24% в ельнике приручейном (см. табл. 2). Ельник приручейный интенсивно используется населением в качестве мест массового отдыха, поэтому доля уплотненной поверхности почвы на пробной площади в этом типе леса наибольшая. Доля уплотненной поверхности почвы в ельнике черничном и ельнике травяном, которые имеют III стадию рекреационной дигрессии, меньше – 6 и 8% соответственно. Ельники зеленой зоны имеют I стадию рекреационной дигрессии, а доля уплотненной поверхности почвы (вытоптанного напочвенного покрова) на пробных площадях варьирует от 0,4 до 0,9%. Таким образом, прослеживается прямая зависимость между увеличением стадии рекреационной дигрессии и площади уплотненной поверхности почвы (вытоптанного напочвенного покрова) ельников. Эта зависимость довольно сильная, о чем свидетельствует коэффициент корреляции, который составляет +0,92.

Установлено, что на величину годичного прироста побегов P. abies в исследованных типах леса оказывает влияние интенсивность рекреационного воздействия, которая выражается долей вытоптанного напочвенного покрова от общей площади участка. Данные таблицы 2 демонстрируют закономерное снижение величины годичного прироста побегов в разных типах леса при увеличении доли уплотненной поверхности почвы (вытоптанного напочвенного покрова) ельников. Наименьшее значение величины годичного прироста побегов (48,7 мм – в среднем за период наблюдений) обнаружено для ельника приру-чейного с IV стадией рекреационной дигрессии, который характеризуется наибольшей долей вытоптанного напочвенного покрова – 24% от общей площади пробы. В лесах зеленой зоны годичный прирост побегов в ельнике приручейном с I стадией рекреационной дигрессии составил в среднем за период наблюдений 65,5 мм, при этом доля уплотненной поверхности почвы составила лишь 0,9% от общей площади пробы. В ельнике приручейном в городских лесах отмечено наибольшее снижение величины годичного прироста побегов – 25,7% по сравнению с контролем.

Величина годичного прироста вегетативных органов P. abies в ельниках на различных стадиях рекреационной дигрессии

Таблица 2

Анализ приведенных данных позволяет сделать вывод, что при увеличении доли уплотненной поверхности почвы (вытоптанного напочвенного покрова) в ельниках на 6-24% величина годичного прироста побегов P. abies снижается на 3,7-25,7%. Между показателями интенсивности вытаптывания напочвенного покрова и величиной годичного прироста побегов отмечена сильная отрицательная корреляция (r= –0,89).

Результаты исследований свидетельствуют о том, что для определенного типа леса значения годичного прироста хвои P. abies меньше в условиях более сильного рекреационного воздействия (табл. 2). В условиях III и IV стадий рекреационной дигрессии снижение величины годичного прироста побегов в среднем за период исследований составило от 17,4 до 23,6% по сравнению с показателями в соответствующем типе леса, находящемся в I стадии рекреационной дигрессии. Следовательно, снижение прироста хвои P. abies обусловлено усилением рекреационного воздействия на ельники в пределах определенного типа леса. Наличие тесной отрицательной связи между показателями стадии рекреационной дигрессии и величины годичного прироста хвои подтверждается результатами корреляционного анализа (r= –0,92).

Сравнительный анализ величин годичного прироста хвои P. abies и площади вытоптанного напочвенного покрова в ельниках показал, что во всех исследованных типах леса произошло снижение показателей прироста при увеличении доли уплотненной поверхности почвы (табл. 2). Установлено, что при увеличении доли уплотненной поверхности почвы в ельниках на 6-24% величина годичного прироста хвои P. abies снижается на 17,4-23,6%. Результаты корреляционного анализа подтверждают наличие тесной отрицательной связи между сопоставляемыми показателями (r= –0,81).

Проведенные исследования показали, что за период наблюдений в ельниках, находящихся в условиях меньшего рекреационного воздействия, т. е. в I стадии рекреационной дигрессии, величина годичного радиального прироста ствола P. abies больше, чем в ельниках с III и IV стадиями рекреационной дигрессии.

Распределение величин годичного радиального прироста стволов в исследованных типах леса на разных стадиях рекреационной дигрессии приведено выше в таблице 2. Анализ представленных данных позволил установить, что сокращение величины годичного радиального прироста стволов в ельниках городских лесов достигает 15-38,3% по сравнению с ельниками зеленой зоны. Между показателями стадии рекреационной дигрессии и величины годичного радиального прироста ствола обнаружена сильная отрицательная корреляция (r= –0,83). Это свидетельствует о том, что снижение прироста ствола P. abies происходит при усилении рекреационного воздействия на ельники в пределах определенного типа леса.

В каждом из исследованных типов леса изменение величины годичного радиального прироста стволов P. abies связано с изменением площади уплотненной поверхности почвы в ельниках (см. табл. 2). Наибольшее сокращение величины годичного прироста ствола по сравнению с контролем – 38,3% выявлено в ельнике приручейном в городских лесах. Из исследованных типов леса на данном участке обнаружена максимальная площадь вытоптанного напочвенного покрова (уплотненной поверхности почвы). Установлено, что при увеличении доли уплотненной поверхности почвы на 6-24% в ельниках городских лесов произошло сокращение величины годичного радиального прироста ствола P. abies на 15-38,3% по сравнению с ельниками зеленой зоны. Результаты корреляционного анализа подтверждают отрицательный характер данной зависимости (r= –0,77).

ВЫВОДЫ

• 1.    С увеличением стадии рекреационной дигрессии в древостое происходит сокращение количества здоровых деревьев и увеличивается число усыхающих деревьев и сухостоя. В ельниках с III, IV стадиями рекреационной дигрессии доля здоровых деревьев составляет 29-42% от общего числа, а усыхающих и сухостойных – 15-36%. В ельниках с I стадией рекреационной дигрессии усыхающих и сухостойных деревьев не обнаружено.

• 2.    С увеличением стадии рекреационной дигрессии и площади уплотненной поверхности почвы в ельниках происходит снижение величины годичного прироста вегетативных органов. Так, в ельниках, находящихся в III, IV стадиях рекреационной дигрессии, под влиянием уплотнения почвы (площадь вытоптанного напочвенного покрова выше на 6-24% по сравнению с ельниками в I стадии рекреационной дигрессии) годичный прирост побегов P. abies уменьшился на 3,7-25,7%; хвои – на 17,4-23,6%, а радиальный прирост ствола – на 15-38,3%.