Запас и энергетический потенциал ивовых насаждений в северной подзоне тайги

Род ива имеет обширное видовое разнообразие, а также разностороннее применение биомассы [1]. Хозяйственную ценность имеют практически все компоненты фитомассы ивы, что дает возможность использовать комплексно и естественные, и искусственные ее насаждения [2]. Учеными Т.Ю.Браславской и А.С.Паховым изучены популяционные механизмы первичной сукцессии древесной растительности, определена и проанализирована связь между характеристикой местообитаний и популяционной плотностью ивы различного состояния и уровня жизненности. Виды S. viminalis и S. acutifolia имеют тесную связь популяционной плотности с высотой местоположения, а вид Salix triandra имеет тесную связь популяционной плотности с растительным покровом [3]. Закономерности накопления запаса стволовой древесины и изменения санитарного состояния с возрастом древостоев ивы, произрастающей в поймах средних и малых рек центрального черноземья, изучены А.И.Горобцом. Интенсивный прирост ивы ломкой по высоте и по диаметру отмечен в возрасте до 30 лет, а прирост по объему и интенсивное увеличение запаса отмечен с 10 до 30 лет. [4] Результаты исследований позволяют сравнить их с данными распределения запаса и изменения санитарного состояния ивы в поймах рек Архангельской области. Одним из источников ископаемого топлива может стать биомасса быстрорастущих пород, например, ивы. Представители рода Salix L. способны давать большую продуктивность. Древесина является наиболее широко используемым видом биомассы для выработки тепловой и электрической энергии. Изучение потенциала быстрорастущих подвидов и гибридов ивы сегодня активно проводится в ряде зарубежных стран, таких как Швеция, Канада, Польша и др. Среднегодовой урожай при 4-летней ротации ивы в соответствии с результатами, достигнутыми в ряде зарубежных стран, может достигать до 10–15 т древесины влажностью 10 % с гектара (Швеция, США, Канада). [5] Биомассу можно сравнивать с углем. Однако зольность названных источников значительно ниже, чем угля. Обычно биомассу ошибочно причисляют к низкосортным видам топлива, однако она обеспечивает большую гибкость снабжения энергоносителями [6, 7]. Результаты подобных исследований могут быть использованы при реализации программ мониторинга лесов и окружающей среды и использования биомассы в биоэнергетике.

Цель работы заключается в изучении видового и возрастного состава ивовых ценозов, определении их фитомассы и теплотворной способности. Нами были заложены пробные площади на заброшенных площадях, вышедших из-под сельскохозяйственного пользования, в северной подзоне тайги ( г.Архангельск): в пойме реки Юрас (ПП1), в осушительном канале (ПП2) и в пойме реки Северная Двина (ПП3). В качестве объектов исследования использовались: ива прутовидная (S. viminalis L), ива трехтычинковая (S. triandra L.), ива остролистная (S. acutifolia L.). Вес стволов определялся методом взвешивания на технических электронных весах. В учетах популяций всех видов ив в качестве счетной единицы служил один стволик.

В процессе обследования на площадях установлен характер распространения ивовых ценозов по элементам рельефа, их видовой состав (таблица 1), определена фитомасса и взяты образцы древесины для определения заключенной в них энергии. Высушенную до абсолютно сухого состояния кору и заболонную часть древесины модельных деревьев каждого вида ивы сжигали для определения удельной теплоты сгорания на калориметре сгорания бомбовом АБК-1В.

На пробных площадях присутствует значительное количество усохших деревьев. На ПП2 отмечено их преобладающее количество – 52%.

Таблица 1Возрастная структура ценозов ивы

Исследуемые ивовые ценозы – порослевого происхождения. Возраст насаждений 4-5 лет. Суммарная фитомасса на ПП1 18,4 т/га, на ПП2 – 2,8 т/га, на ПП3 – 17,9 т/га. Следовательно, более высокой энергией роста обладают насаждения в пойме реки на окультуренных почвах.

Максимальный запас фитомассы приходится на растения вида S. triandra L. на первой пробной площади и S. triandra L. и S. viminalis L. - на третьей пробной площади (таблица 2).

Таблица 2 Фитомасса ценозов кустарниковых ив в пересчете на абсолютно сухое вещество

Исследуемые ивовые ценозы – порослевого происхождения. Возраст насаждений 3-8 лет. Суммарная фитомасса на ПП1 16,72 т/га, на ПП2 – 6,25 т/га, на ПП3 – 39,46 т/га. Следовательно, более высокой энергией роста обладают насаждения, произрастающие на ПП3, в пойме реки. Низкий уровень фитомассы на площади в осушительном канале, вероятно, связан с низкой дыхательной активностью корней ввиду их подтопления. Разница между площадями выражена также в том, что на одной из них (ПП1) полностью отсутствует Salix acutifolia.

Рассматривая энергоемкость различных видов ивы, произрастающих в естественных условиях важно отметить, что она напрямую зависит от значения фитомассы в абсолютно сухом состоянии. Большим энергетическим потенциалом в естественных ценозах обладает S. acutifolia L., далее следует S. triandra L. Самый маленький, по сравнению с выше перечисленными, показатель энергоемкости имеет S. viminalis L. (рисунок 1).

Таким образом, наибольшей энергией роста отличаются ивы, произрастающие в пойме реки Северная Двина. Низкий уровень фитомассы на площади в осушительном канале, вероятно, связан с низкой дыхательной активностью корней ввиду их подтопления. Наличие сухостоя отмечено на всех трех пробных площадях в значительном количестве. Большим энергетическим потенциалом обладает вид S. acutifolia.