Соотношение хвойной и листовой составляющих и величина листового опада смешанных хвойно-лиственных лесов подзоны подтайги

Опад представляет собой количество органического вещества, заключенного во всех ежегодно отмирающих частях растений, надземной и подземной сфер сообщества. Листовой опад – это органическое вещество, заключенное в опадающих частях деревьев и кустарников, т.е., листьях, цветках, плодах, хвое и т.п. [1–3]. Ежегодная масса органического вещества в опаде в лесных биоценозов достигает 2,0% всего органического вещества, содержащегося в растительном сообществе.

С опадом в почву лесов поступает значительное количество химических элементов. Так, ежегодное поступление химических элементов в почву ельников составляет 20–150 кг∙га, а в хвойно-лиственных и лиственных лесах достигает 200–400 кг∙га [1].

Приведенные данные свидетельствуют об актуальности изучения состава и величины листового опада в лесных насаждениях.

Материалы и методы

Исследования проводились на территории Тюменского федерального заказника. Заказник расположен в пределах Нижнетавдинского района Тюменской области, в югозападной части Западно-Сибирской низменности, в системе Тарманского озерноболотного массива, в междуречье среднего течения Тавды и Туры.

Территория федерального заказника представляет собой пологоволнистую равнину с абсолютными высотами в пределах от 60 до 100 м, постепенно понижающуюся в южном направлении. Поверхность равнины значительно заозерена и заболочена. Господствующими ландшафтами являются пологоволнистые равнины с сосново-березовыми и березовыми парковыми травяными лесами на дерново-подзолистых многогумусных почвах правобережья Тавды и достаточно дренированные высокие междуречные равнины.

Растительный покров. Находясь в поясе зоны подтайги, территория госзаказника характеризуется сложной мозаикой распределения преимущественно лесных и болотных типов растительных формаций, среди которых по суходолам, на местах старых вырубок разбросаны участки хлебных полей и разнотравных лугов, используемых под сенокосы и пастбища.

Как видно на приведенных данных (табл. 1), наибольшую площадь в заказнике занимают леса (46,1%), а также различные типы болот и водоемы (40,8%). На открытые суходольные пространства, включающие в себя возделываемые человеком кормовые поля, а также естественные разнотравные луга, приходится всего 10,2% [4] его общей площади.

Таблица 1

Распределение ландшафтов на территории Тюменского федерального заказника

Элемент ландшафта	Площадь, га	% к общей площади
Вторичные высокоствольные лиственные леса с преобладанием березы и осины	18330	34,3
Сложные сосняки с примесью других хвойных и лиственных пород	6030	11,4
Темнохвойная тайга с преобладанием ели и пихты	1280	2,4
Разнотравные луга	1540	2,9
Посевы силосных культур	3940	7,3
Ромовые и кустарниково-травяные болота	18030	33,7
Озера, речки	3885	7,1
Населенные пункты, грунтовые дороги	530	0,9
Итого общая площадь заказника	53,385	100

Вторичные высокоствольные лиственные леса с преобладанием березы и осины . Высокоствольные лиственные леса с преобладанием березы и осины образовались в основном в местах лестных пожаров в сосняках и темнохвойной тайге, прошедших в конце прошлого и в начале нынешнего столетия на многих участках заказника.

Основными лесообразующими породами первого яруса в этих лесах являются береза и осина, к которым на отдельных участках в небольшом количестве примешиваются представители хвойных пород: сосна, ель, пихта, составляющие не более 4–5% древостоя.

Сложные сосняки с примесью других хвойных и лиственных пород. Почти все сосняки на территории заказника в последние десятилетия подвергались и до настоящего времени подвергаются интенсивным вырубкам, приведшим к резкому разреживанию, а местами к полному нарушению структуры этих лесов, т.к. на многих участках сплошных вырубок происходит замена материнских пород бурно развивающимся подростом из осины, липы и других кустарников.

Основной лесообразующий породой первого яруса в этих лесах является сосна, к которой в различных участках примешивается от 10–30% березы и осины, а в более сырых местах ель, пихта, кедр.

Темнохвойная тайга с преобладанием ели и пихты . Небольшие площади темнохвойной тайги разбросаны отдельными пятнами в различных участках заказника.

Лесообразующими породами первого яруса являются ель и пихта, к которым примешивается от 15–35% березы и осины, а на отдельных участках кедра.

Разнотравные луга . В пределах заказника суходольные разнотравные луга образовались в результате вырубок лесов в процессе освоения человеком территории. В настоящее время эти луга занимают, как видно из вышеприведенных данных, около 3% его общей площади, будучи раскинутыми отдельными полосами среди березовоосиновых и хвойных лесов.

Посевы силосных культур занимают немного более 7% территории заказника.

Рямовые и кустарниково-травяные болота . На территории заказника различные типы болот занимают около 34% общей площади, из которой примерно 25% занято сосново-березовыми рямами и 75% кустарниково-травяными болотами [4].

В качестве объекта исследования были выбраны образцы зеленой части листового опада, которые составляют наибольшую его часть [5].

Отбор образцов листового опада проводился на предварительно отмеренных трех учетных площадках, площадь которых составляет 0,25 га.

Площадка 3 представлена березово-сосновым с липой лесом (рис. 1), площадка 1 – папоротниковым сосняком с примесью березы (рис. 2), площадка 2 – липово-березовым лесом (рис. 3). На первой площадке преобладают сосны, на второй – липы, на третьей преобладают сосны и березы. Липы доминируют на площадке 2. Количество осин незначительно на всех площадках. Наиболее значительный древесный покров характерен для площадки 2.

Рис. 1. Учетная площадка 3

Рис. 2. Учетная площадка 1

Рис. 3. Учетная площадка 2

Таблица 2

Распределение деревьев по учетным площадкам

№ площадки	Количество деревьев
	Сосны	Березы	Осины	Липы	Всего
1	163	46	6	0	215
2	—	92	12	219	323
3	74	86	18	56	234

В соответствии с методикой [6] для сбора опада были изготовлены деревянные ящики с площадью дна 1 м2. Дно ящиков была выстлано пластиковой пленкой с отверстиями для стока дождевой воды. В конце августа 2016 г., перед началом периода листопада, по 10 ящиков были установлены в случайном порядке на каждой из трех площадок. Сбор образцов опада был проведен во второй декаде октября 2016 г. перед выпадением снегового покрова. Образцы из каждого ящика отбирали в отдельный пластиковый мешок, после чего высушивали на атмосферном воздухе. Затем проводили взвешивание образцов опада на технических весах, опад разделяли на листовую и хвойную фракции. Количество листового опада рассчитывали путем сложения массы листового опада в 10 ящиках с последующим пересчетом на 1 га.

Результаты исследования

Результаты определения количества листового опада и соотношения листовой и хвойной фракций приведены в табл. 3.

Таблица 3

Количество листового опада (г/м) и соотношение листовой и хвойной фракций (%)

№ учетной площадки	Учетная площадка 1			Учетная площадка 2		Учетная площадка 3
Фракция	Листовая фракция	Хвойная фракция	Суммарная масса	Листовая фракция	Суммарная масса	Листовая фракция	Хвойная фракция	Суммарная масса
Масса (г) Соотношение фракций (%)	47,0/50,7	45,7/49,3	92,7	182,3	182,3	85,4/66,5	43,0/33,5	128,4
	15,2/13,2	99,7/86,8	114,9	205,0	205,0	72,0/42,8	96,1/57,2	168,1
	59,1/71,4	23,7/28,6	82,8	289,2	289,2	73,3/48,6	77,5/41,4	150,8
	80,7/60,0	53,6/40,0	134,3	97,1	97,1	134,9/69,3	59,9/31,7	194,8
	15,6/13,8	97,6/86,2	113,2	285,1	285,1	216,1/86,8	32,9/13,2	249,0
	13,0/14,5	76,7/85,5	89,7	167,8	167,8	149,0/100	0,0	149,0
	58,1/54,7	48,1/45,3	106,2	294,5	294,5	58,4/40,7	85,2/59,3	143,6
	31,2/25,9	89,3/84,1	120,5	150,4	150,4	33,0/31,8	70,8/68,2	103,8
	11,2/12,6	77,7/87,2	88,9	238,6	238,6	50,2/33,4	100,3/66,6	150,5
	18,5/20,3	72,8/79,7	91,3	279,5	279,5	40,6/50,7	39,7/49,5	80,3
M/m	80,7/11,2	99,7/23,7	82,8	294,5/97,1	294,5/97,1	216,1/33,0	100,3/32,9	249,0/80,3
Средняя масса (г) Соотношение фракций (%)	35,0/33,8	68,5/76,2	103,5	219,0	219,0	91,2/66,6	60,5/33,4	136,9

Примечание . Над чертой – количество листового опада в г/м; под чертой – содержание фракции в %; M – наибольшая величина, m – наименьшая величина.

Как следует из представленных в табл. 3 данных, наибольшее количество листового опада характерно для учетной площадки 2 , представленной липово-березовым лесом, затем следует площадка 3 , представленная березово-сосновым с липой лесом, наименьшим количеством листового опада характеризуется учетная площадка 1 – папоротниковый сосняк с примесью березы; количество листового опада составляет 219,0; 136,9 и 103,5 г/м соответственно.

Таким образом, прослеживается связь между видовым составом древесных пород-эдификаторов и количеством листового опада: наибольшее количество листового опада соответствует наибольшему числу деревьев лиственных пород (березы, липы, осины) на учетной площадке 2 , а наименьшее количество листового опада характерно для площадки 1 с преобладанием хвойной породы – сосны.

Соотношение хвойной и листовой фракций опада также коррелирует с видовым составом древесных пород-эдификаторов. Так, наибольшее содержание хвойной фракции (76,2%) характерно для учетной площадки 1 – папоротникового сосняка с примесью березы, на которой доминирует хвойная порода – сосна, содержание листовой фракции (33,3%) в листовом опаде на этой площадке невелико в связи с небольшим числом лиственных деревьев. В листовом опаде площадки 3, представленной березовососновым с липой лесом, напротив, преобладает листовая фракция (66,6%), а содержание хвойной фракции невелико (33,4%), что также объясняется преобладанием на этой площадке деревьев лиственных пород. На учетной площадке 2 с липово-березовым лесом отсутствуют хвойные деревья, в связи с чем листовой опад представлен только листовой фракцией.

В ходе исследований был проведен расчет количества листового опада, поступающего на площадь с различным видовым составом древесных пород-эдификаторов. Количество листового опада составило: для папоротникового сосняка с примесью березы – 103,5 кг/га; для липового-березового леса – 219, кг/га; для березового-соснового с липой лесом – 136,9 кг/га.

Поскольку на территории Тюменского федерального заказника преобладают вторичные высокоствольные лиственные леса с преобладанием березы и осины (табл. 1), большую часть листового опада составляет листовая фракция.

Заключение

Количество листового опада в смешанных хвойно-лиственных лесах подзоны южной подтайги определяется видовым составом деревьев-эдификаторов. Наибольшее количество листового опада характерно для участков с преобладанием лиственных пород.

Соотношение хвойной и листовой фракций опада коррелирует с видовым составом древесных пород-эдификаторов.

Ввиду преобладания на территории Тюменского федерального заказника вторичных высокоствольных лиственных лесов с преобладанием березы и осины, большую часть листового опада составляет листовая фракция.

Полученные в ходе исследования данные о количестве листового опада будут в дальнейшем использованы при расчетах динамики макро- и микроэлементов в биологическом круговороте в смешанных хвойно-лиственных лесах подзоны южной подтайги.

• V.A. Boev

Tyumen State University, Tyumen

• V.V. Boev

National Research Tomsk Polytechnic University, Tomsk

The ratio of coniferous and leaf components and the amount of leaf litter mixed conifer-deciduous forest subzone pottage