Вторичные сукцессии на землях из-под сельскохозяйственного пользования на территории Кенозерского национального парка

Введение. Кенозерский национальный парк расположен на территории Архангельской области, в среднетаежной подзоне тайги. Территория парка представляет собой природный и историко-культурный комплекс. Для Кенозерско-го национального парка одним из наиважнейших направлений деятельности является сохранение природных и агрокультурных ландшафтов [10]. Под воздействием внешних факторов данные ландшафты не остаются неизменными и постоянно меняются. Динамика ландшафтов происходит с определенными закономерностями, которые характерны для развития как естественных лесных экосистем, так и измененных человеческой деятельностью насаждений. Процессы, происходящие в экосистемах, сложные и требуют постоянного мониторинга, так как утрата определенных ландшафтов негативно скажется на самой структуре природных объектов парка.

Материалы проведенных ранее исследований [3, 5, 7, 8] свидетельствуют о том, что после прекращения использования по целевому назначению сельскохозяйственные угодья зарастают древесно-кустарниковой растительностью. Состав формирующихся молодняков зависит от целого ряда факторов: лесорастительная зона (подзона); вид сельскохозяйственного использования, площадь участка, тип почв, удаленность от стены леса, таксационные показатели произрастающих поблизости древостоев.

На старых пашнях отмечены интенсивный рост и высокий темп накопления биомассы деревьев [1, 2, 4], поэтому на них формируются, как правило, высокопродуктивные насаждения 1 или даже 1а класса бонитета [6].

Цель исследования. Изучение вторичных сукцессий на землях из-под сельскохозяйственного пользования на территории Кенозерского национального парка.

Объект и методы исследования. На территории парка было исследовано 6 выделов бывших сельскохозяйственных угодий: квартал 67, выдел 16 (далее ПП-1); квартал 109, выдел 4 (далее ПП-2); квартал 158, выдел 11 (далее ПП-3); квартал 159, выдел 45 (далее ПП-4); квартал 134, выдел 22 (далее ПП-5); квартал 174, выдел 14 (далее ПП-6). Сбор полевого материала проводился в 2013 и 2014 гг. в период с мая по октябрь. При сборе полевых материалов закладывались временные пробные площади. Учет древесных пород и кустарников производится на круговых площадках постоянного радиуса.

Все исследуемые участки 20–30 лет назад были в сельскохозяйственном использовании, и, как видно из таблицы 1, все участки использовались как сенокосы и два участка кроме сенокоса – как пашня (ПП-1) и выгон (ПП-3).

Таблица 1

Номер ПП	Площадь, га	Примерная давность прекращения использования	Вид земельных угодий	Общее описание травостоя
ПП-1	28,2	20	Пашня, сенокос	Плотнодерновые злаки, крупнотравье
ПП-2	19	Частично используется	Сенокос	Плотнодерновые злаки
ПП-3	16,5	30	Сенокос, выгон	Зверобой, иван-чай, земляника, щавель, клевер, мышиный горошек
ПП-4	3,7	20	Сенокос	Плотнодерновые злаки
ПП-5	31,4	20	Сенокос	Плотнодерновые злаки
ПП-6	4,6	30	Сенокос	Плотнодерновые злаки

Характеристика участков по произрастающей на них растительности

В настоящее время на всех участках, которые использовались только как сенокосы, преобладают плотнодерновые злаки. На территории ПП-1, используемой ранее как пашня, кроме плотнодерновых злаков преобладает крупно-травье. На участке ПП-3 (ранее использованный как выгон и сенокос) хорошо развито разнотравье – зверобой, иван-чай, земляника, щавель, клевер, мышиный горошек.

Почвенные условия на разных участках схожи, но имеют ряд различий (степень задерно- ванности подзола, механический состав). На территории преобладает супесчаная почва, а легкосуглинистая и среднесуглинистая занимают примерно равную площадь (табл. 2). Но данная закономерность может быть вызвана тем, что участки разные по площади.

По степени задернованности доля среднедерново-подзолистых в два раза больше доли сильно дерново-подзолистых почв (табл. 3).

Распределение почвы по механическому составу

Таблица 2

Показатель	Легкосуглинистая	Среднесуглинистая	Супесчаная	Итого
Номер ПП	ПП-1	ПП-2, ПП-4, ПП-6	ПП-3, ПП-5	–
Площадь, га	28,2	27,3	47,9	103,4

Распределение почвы по степени задернованности

Таблица 3

Показатель	Сильно дерново-подзолистая	Среднедерново-подзолистая	Итого
Номер ПП	ПП-2, ПП-4, ПП-6	ПП-1, ПП-3, ПП-5	–
Площадь, га	27,3	76,1	103,4

Результаты исследования и их обсуждение. Молодняк, формирующийся на участках, вышедших из-под сельскохозяйственного использования, имеет невысокое видовое разнообразие и представлен следующими древесными породами: сосна, ель, береза, ольха серая. Такая пионерная порода, как береза, встречается на 100 % пробных площадей, ольха серая – на

100, сосна на – 83, а вот ель – только на 67 % (табл. 4).

Средний возраст молодняка незначителен и не превышает 10 лет. Наибольшая часть пород на участках имеет возраст от 7,0 до 14,5 лет. Сосна (представленная 2 шт/га) на участке ПП-6 имеет возраст 30 лет.

Таблица 4

Возраст и количество подроста на пробных площадях

Порода	ПП-1		ПП-2		ПП-3		ПП-4		ПП-5		ПП-6		Средний возраст, лет
	шт/га	лет	шт/га	лет	шт/га	лет	шт/га	лет	шт/га	лет	шт/га	лет
Сосна	147	7,3	47	6,1	77	13,8	25	9,2	120	10,8	–	–	9,4
Ель	24	8,6	2	8,0	–	–	–	–	4	11,9	2	30,0	14,1
Береза	26	4,8	29	5,8	10	14,5	30	8,8	146	8,3	15	12,5	9,1
Ольха серая	180	7,0	15	8,2	14	6,3	127	7,6	18	6,9	44	7,9	7,3

О том, как происходило заселение подростом на участках, можно судить по возрасту пород (см. табл. 4). Наибольший возраст имеет ель (14,1 год), следовательно, она появилась на участке раньше остальных пород, сосна и береза имеют примерно одинаковый возраст (9,4 и 9,1 год), ольха, имея наименьший возраст, появилась позже всех.

Все участки имеют подрост, состоящий из 34 видов пород. Средняя высота молодняка на всех участках незначительная и колеблется от 1,09 (ПП-1) до 3,33 (ПП-3) м. Средняя высота одной породы на разных участках также колеблется, например ель ПП-2 имеет среднюю высоту 0,3 м, а на территории ПП-6 высота ели составляет 4,0 м. На всех участках наибольшую высоту имеют лиственные породы (ольха, береза).

Численность молодняка на всех участков незначительная, максимальная численность всего 377 шт/га в ПП-1, минимальная численность на территории ПП-6 составляет 61 шт/га. По Н.Н. Соколову (1978), эти участки не относятся даже к относительно разреженным насаждениям (табл. 5).

Таблица 5

Номер ПП	Формула состава	Численность подроста, шт/га	Средняя высота, м
ПП-1	75С12Е13Б	377	1,09
ПП-2	51С2Е31Б13Олс	93	1,84
ПП-3	76С10Б14Олс	101	3,33
ПП-4	14С16Б70Олс	182	2,90
ПП-5	42С1Е51Б6Олс	288	3,16
ПП-6	3Е25Б72Олс	61	3,32

Характеристика подроста по густоте и средней высоте

Видовое разнообразие подлеска всех исследуемых участков крайне низкое и представлено ивами, которые встречаются на 67 % пробных площадей; рябиной и черемухой обыкновенной, которые встречаются на 50 % (табл. 6). Также следует отметить, что на ПП-1 подлесок не обнаружен. Численность подроста составляет максимум 595 шт/га на территории ПП-4.

Таблица 6

Характеристика подлеска

Вид подлеска	Густота на пробных площадях, шт/га
	ПП-1	ПП-2	ПП-3	ПП-4	ПП-5	ПП-6
Ивы кустарниковые	–	391	–	595	280	221
Рябина обыкновенная	–	17	17	51	–	–
Черемуха обыкновенная	–	–	85	51	–	–

Для сосны, ели и ольхи серой наибольшая численность характерна для бывшей пашни, для березы – сенокосы. Наименьшая численность сосны характерна для сенокосов, березы и ольхи серой – для выгонов, ель на территории выгона не встречается.

Для зарастания имеет важное значение вид земельных угодий. Пашни зарастают преимущественно ольхой и сосной (180 и 147 шт/га со- ответственно), ель и береза имеют низкую численность (24 и 26 шт/га). Сенокосы зарастают преимущественно соснами, их численность 67 шт/га, береза и ольха серая на этой территории имеют примерно одинаковую численность (46 и 44 шт/га), численность ели незначительна – всего 3 шт/га. Для территории выгона характерна сходная закономерность с сенокосами, но с полным отсутствием в подросте ели (табл. 7).

Таблица 7

Вид земельных угодий	Сосна	Ель	Береза	Ольха серая
Пашня	147	24	26	180
Сенокос	67	3	46	44
Выгон	77	–	10	14

Зависимость густоты молодняка от вида земельных угодий, шт/га

Зависимость численности подроста от вида земельных угодий подтверждает и корреляционный анализ (табл. 8). Связь для всех пород очень тесная и криволинейная. Корреляционные отношения колеблются в интервале от 0,85 до 0,89, все они достоверны. Коэффициенты корреляции низки и недостоверны. Для ели анализ не проводился в связи с тем, что она присутствует лишь на территории двух видов угодий. В качестве примера приводим зависимость густоты сосны от вида земельных угодий (рис.).

Зависимость густоты молодняка сосны от вида земельных угодий

Таблица 8

Порода	Показатель связи
	r	m r	t r	ƞ	m ƞ	t ƞ
Сосна	-0,11	0,070	1,5	0,86	0,018	46,7
Береза	-0,12	0,070	1,7	0,89	0,015	58,3
Ольха серая	0,08	0,070	1,1	0,85	0,020	43,2

Примечание: r – коэффициент корреляции; m r – ошибка коэффициента корреляции; t r – достоверность коэффициента корреляции; ƞ – корреляционное отношение; m ƞ – ошибка корреляционного отношения; t ƞ – достоверность корреляционного отношения.

Корреляционный анализ зависимости численности молодняка от вида земельных угодий

Численность молодняка на разных типах почв отличается. Наибольшая численность характерна для легкосуглинистых почв, наименьшая – для среднесуглинистых почв. Для развития сосны, ели и ольхи серой наиболее благоприятна легкосуглинистая почва, береза имеет наибольшую численность на супесчаных почвах

(табл. 9). Зависимость численности подроста от вида земельных угодий подтверждает и корреляционный анализ. Связь для всех пород очень тесная и криволинейная. Корреляционные отношения колеблются в интервале от 0,69 до 0,89, все они достоверны. Коэффициенты корреляции низки и недостоверны.

Таблица 9

Зависимость численности молодняка от механического состава почв, шт/га

Состав почвы	Сосна	Ель	Береза	Ольха серая
Легкосуглинистая	147	24	26	180
Среднесуглинистая	36	2	25	62
Супесчаная	99	4	78	16

Численность молодняка на почвах разной степени задернованности отличается. Численность молодняка всех пород на среднедерново- подзолистых почвах значительно превышает численность молодняка на сильнодерновоподзолистых (табл. 10).

Таблица 10

Зависимость численности молодняка от степени задернованности почвы, шт/га

Степень задернованности почвы	Сосна	Ель	Береза	Ольха серая
Сильно дерново-подзолистая	36	2	25	62
Среднедерново-подзолистая	115	14	61	71

Зависимость численности подроста от вида земельных угодий подтверждает и корреляционный анализ (табл. 11). Связь для всех пород очень тесная и криволинейная. Корреляцион- ные отношения для сосны, березы, и ольхи колеблются в интервале от 0,82 до 0,89, у ели он составляет 0,43, все они достоверны. Коэффициенты корреляции низки и недостоверны.

Таблица 11

Корреляционный анализ зависимости численности молодняка от степени задернения почвы

Порода	r	m r	t	ƞ	m ƞ	t
Сосна	0,05	0,071	0,7	0,86	0,018	46,1
Ель	0,04	0,071	0,5	0,43	0,058	7,5
Береза	0,16	0,069	2,3	0,89	0,014	62,0
Ольха серая	0,10	0,070	1,4	0,82	0,024	34,6

Выводы. Результаты анализа полевых работ на 6 зарастающих участках, вышедших из-под сельскохозяйственного использования, показали:

• 1.    Береза встречается на 100 % пробных площадей, ольха серая – на 100, сосна – на 83, ель – только на 67 %.

• 2.    Густота подроста незначительная, участки из-под сельскохозяйственного пользования не могут быть отнесены даже к относительно разреженным молодым насаждениям.

• 3.    Средняя высота молодняка на всех участках незначительная и колеблется от 1,09 до 3,33 м.

• 4.    Видовое разнообразие подроста и подлеска крайне низкое.

• 5.    Быстрее всех на участках заселяется ель, далее заселяется сосна и береза и позднее всех – ольха серая.

• 6.    Численность подроста сосны, ели и ольхи серой наибольшая – на бывшей пашне, а березы – на сенокосе. Пашни зарастают преимущественно ольхой серой и соснами. Сенокосы и выгоны – соснами.

• 7.    Для развития сосны, ели и ольхи серой наиболее благоприятна легкосуглинистая почва, береза имеет наибольшую численность на супесчаных почвах.

• 8.    Численность молодняка всех пород на среднедерново-подзолистых почвах значительно превышает численность на сильнодерново-подзолистых.