Год: 
2013
RU
Выпуск: 
2
Аннотация: 

Проведенные исследования позволили определить количество детрита в сосновых лесах Южной Карелии. Запас варьирует от 0 до 80 м3/га и в среднем увеличивается с 3 м3/га в молодняках, до 43 м3/га в спелых насаждениях. Обнаружена взаимосвязь запаса детрита с таксационными показателями насаждения — запасом, возрастом, густотой и суммой площадей сечений. 

Текст: 

Состояние вопроса

Как известно, на всем протяжении существования насаждения в нем происходит отмирание деревьев. Процесс этот обусловлен множеством факторов, закономерен и в большинстве случаев значительно растянут по времени. Причины и масштабы образования древесного детрита различны — от естественных и незначительных (конкуренция, болезни, старение растений), до случайных (спорадических) и массовых (ветровалы, вспышки массового размножения вредителей, пожары). Сухостой, валеж выполняют многообразные функции в экосистеме — от создания местообитания для многих видов флоры и фауны, до обогащения почвы органическими веществами при разложении древесины. Существует общее определение всех компонентов мертвой древесины насаждения — Coarse Woody Debris (CWD) в англоязычном представлении и крупные древесные остатки (КДО) или крупный древесный детрит (КДД) — в русскоязычном.

Общепризнано, что древесный детрит является важным звеном углеродного цикла наземных экосистем [3, 12 и др.]. Так, по данным Замолодчикова с соавторами [1], вклад пула мертвой древесины лесов может достигать 8 % общей величины стока углерода. При этом информации о запасах КДО в лесах России недостаточно, что, по мнению Р.Ф. Трейфельда и О.Н. Кранкиной [8], является одной из основных причин расхождений в существующих оценках общих запасов и потоков углерода в лесах России. Таким образом, целью данной работы являлось определение запасов крупных древесных остатков сосновых лесов Южной Карелии для дальнейшего изучения их вклада в общий баланс углерода.

Объекты и методика

Изучение проводилось на постоянных и временных пробных площадях Института леса Карельского научного центра РАН в 2011– 2012 годах. Пробные площади (далее ПП) расположены в Прионежском, Пряжинском и Олонецком районах Карелии (южная агроклиматическая зона республики). Всего учеты был осуществлены на 140 временных и 17 постоянных пробных площадях. Площадь временных пробных площадей составляла от 200 до 800 м2, постоянных — от 800 до 4000 м2. Учетами охвачены сосновые насаждения основных типов леса в возрасте от 15 до 160 лет.

На пробных площадях производился сплошной перечет растущей части древостоя, описание подроста, подлеска и живого напочвенного покрова. Отдельно учитывался детрит: сухостой по двухсантиметровым ступеням толщины, валеж — путем обмера длины и диаметра в верхнем и нижнем концах бревна. Объем пней и корней определялся по таблицам [4, 5]. Учет запасов КДО на ПП производился с учетом класса разложения в соответствии со шкалой, предложенной В.Г. Стороженко [6].

При камеральной обработке рассчитывались основные таксационные показатели насаждения (состав, запас, полнота, бонитет и т. д.) и запас мертвой древесины. Полученные материалы распределялись и оценивались по группам возраста насаждений — с целью возможности дальнейшей экстраполяции на материалы Государственного лесного реестра (далее ГЛР), а также без группировки — с целью более детального анализа данных. Для определения массы древесины КДО использована ее базисная плотность по классам разложения [9]. Все полученные результаты обработаны с применение методов математической статистики.

Результаты исследований

Согласно полученным результатам, запасы КДО в сосняках Южной Карелии колеблются в довольно широких пределах — от 0 до 80 м3/га. Динамика запасов детрита по группам возраста представлена в таблице 1. Наименьшим запасом детрита характеризуются молодняки, наибольшим — спелые и перестойные насаждения. Максимальное приращение мертвого древесного органического вещества происходит в группе средневозрастных насаждений.

В первую очередь следует отметить очевидную положительную связь между увеличением возраста насаждений и запасом КДО. Тенденция к стабилизации прослеживается, лишь начиная с группы спелых насаждений. Возрастное увеличение запасов детрита обусловлено, в первую очередь, заметным ростом объема стволов отпада. При этом наибольшей линейностью характеризуется динамика запасов валежа. Кроме того, заметны отличия и в распределении запасов по фракциям. В молодняках и средневозрастных насаждениях запас мертвой древесины представлен сухостоем и валежом практически в равных долях, в приспевающих, несмотря на незначительные отличия в количестве мертвых растений, с более чем 30-процентной разницей в запасе, преобладает сухостой. В спелых насаждениях соотношение сухостой / валеж почти выравнивается, в перестойных доминирует валеж.

Распределение запасов детрита относительно запаса древостоя в целом согласуется с приведенным выше (рис. 1). Наименьшее соотношение отмечено в молодняках — менее 3 %, наибольшее — в спелых древостоях (15,4 %). Средневозрастные и приспевающие насаждения по данному показателю практически не отличаются (10,2 и 9,9 % соответственно). Нелинейность зависимости запаса мертвой древесины от возраста, по-видимому, обусловлена резким усилением внутрии межвидовой конкуренции и, соответственно, естественного изреживания в молодняках и средневозрастных насаждениях.

На рис. 2 представлено возрастное изменение количества и состава детрита в сосновых насаждениях Южной Карелии. В молодняках количество мертвых стволов небольшое (в среднем менее 400 экз./га), отпад представлен в основном сухостоем. Увеличение общего числа стволов детрита в средневозрастных насаждениях, на наш взгляд, объясняется переходом в категорию «отпад» деревьев, ослабленных в результате конкурентных отношений в более раннем возрасте.

Заметное снижение количества стволов в группах спелых и перестойных насаждений обусловлено стабилизацией пространственной структуры насаждения и, как следствие, падением остроты конкурентных отношений в древостое. Некоторый рост показателя в перестойных насаждениях вызван усилением отпада деревьев старшего поколения, а с учетом уменьшения размеров среднего ствола категории сухостой — еще и вовлечением в отпад отставших в росте представителей молодого поколения сосны.

Анализируя общий массив данных (без учета групп возраста), можно отметить следующее: существует закономерная положительная связь между запасом детрита и рядом таксационных показателей насаждения. Наибольшая сопряженность показателей наблюдается между запасом детрита и запасом насаждения (r = 0,55, т. е. средней тесноты), несколько меньшая — между запасом детрита и возрастом—0,45(рис.3и4).

Обнаружена также зависимость запаса КДО от абсолютной полноты, количества растущих деревьев и размера среднего дерева, но она еще менее выражена. Корреляции между запасом детрита и долей лиственных в насаждении, при их участии до 2 единиц, не обнаружено. Существует слабая отрицательная зависимость между запасом детрита и густотой насаждения.

Оценивая взаимосвязь показателей в массиве данных раздельно для сухостоя и валежа, следует отметить значительно меньшую тесноту связи запасов сухостоя с таксационными показателями. В частности, корреляции с запасом насаждения практически не обнаружено, в отличие от валежа, где r = 0,52 (рис. 5).

По-видимому, эта особенность обусловлена быстротой «отклика» биогеоценоза на изменение условий роста древесных растений и внешние воздействия (конкуренция, механические повреждения, болезни и т. д.), а также различной продолжительностью периода нахождения отмершего растения в вертикальном положении (на корню) в зависимости от его породы, размеров и т. д. Валеж характеризуется более равномерным накоплением запаса с увеличением возраста древостоя. Вероятно, это связано не только со стабильным пополнением этой фракции сухостойными деревьями, но и периодически — ветровалом и буреломом, а также длительным сроком разложения древесины сосны, особенно крупномерной.

Полученные результаты несколько отличаются от имеющихся в литературе. Так по данным B. Ekbom [10], запас КДО в сосняках и ельниках бореальной зоны Европы составляет в среднем 14 м3/га, а по информации J. Fridman, M. Walheim [11], в сосновых лесах Швеции всего 4,9 м3/га. Несколько ближе результаты Р.Ф. Трейфельда для Ленинградской области [7], где запас детрита увеличивается с 11 м3/га в молодняках до 31 м3/га в спелых, после чего стабилизируется. Наиболее близкими к полученным нами оказались данные С.С. Зябченко и А.А. Иванчикова [2], согласно которым запас детрита в насаждениях возрастом до 50 лет не превышает 10 м3/га, к 70 годам — 32 м3/га и к 90–100 летнему возрасту достигает максимума — 30–50 м3/га (10 % от запаса древостоя).

Выводы

По результатам исследований установлено следующее:

— запасы детрита в сосновых насаждениях Южной Карелии колеблются от 0 до 80 м3/га. Количество КДО увеличивается с возрастом древостоя в среднем с 3 м3/га в молодняках до 43 м3/га в спелых насаждения, в дальнейшем прослеживается некоторая тенденция к стабилизации;

— обнаружена зависимость между запасом детрита, возрастом, запасом насаждения и суммой площадей сечений. Наиболее тесная связь отмечена с запасом насаждения. Корреляции между запасом мертвой древесины и долей участия лиственных (до 2 единиц) не обнаружено;

— наибольшее количество стволов сухостоя и валежа наблюдается в средневозрастных насаждениях, что обусловлено усилением конкуренции и, соответственно, изреживания в молодняках, наименьшее количество — в спелых. Некоторое увеличение числа отмерших деревьев наблюдается также в перестойных насаждениях, по-видимому, за счет вовлечения в процесс изреживания угнетенных верхним пологом представителей молодого поколения сосны и березы;

— процессы накопления сухостоя и валежа в насаждениях происходят по-разному. В молодняках детрит сформирован в основном за счет сухостоя, к возрасту спелости запасы сухостоя и валежа практически выравниваются, в перестойных преобладает валеж. В целом можно отметить, что валеж в насаждении в большей степени определяет взаимосвязь запаса детрита с таксационными показателями, чем сухостой.

Для выявления причин различий в запасах КДО, полученных в ходе исследования и по литературным данным, уточнения взаимосвязи с таксационными показателями насаждений необходимы дальнейшие исследования.

Библиографический список: 

1. Замолодчиков Д.Г., Коровин Г.Н., Гитарский М.Л. Бюджет углерода управляемых лесов Российской Федерации // Лесоведение. 2007. No 6. С. 23–34.

2. Зябченко С.С., Иванчиков А.А. Формирование смешанных сосняков черничных южной Карелии и биологические предпосылки рубок ухода в них // Вопросы лесоведения и лесоводства в Карелии. Петрозаводск: Тип. им. Анохина, 1975. С. 38–50.

3. Карелин Д.В., Уткин А.И. Скорость и параметры разложения древесного дебриса в лесных экосистемах: результаты анализа базы данных // Проблемы лесной фитопатологии и микологии. Мат-лы 6 междунар. конф. 18–22 сентября 2005 г. Москва-Петрозаводск, 2005. С. 134–138.

4. Лесотаксационные таблицы / Под ред. Казимирова Н.И. Петрозаводск, 1976. 32 с.

5. Лесотаксационный справочник по Северо-Западу СССР. Л.: Изд. Ленинградской лесотехнической акад. 1984. 320 с.

6. Стороженко В.Г. Устойчивые лесные сообщества (теория и эксперимент). М.: ЗАО «Гриф и К», 2007. 192 с.

7. Трейфельд Р.Ф. Запасы и масса крупного древесного детрита (на примере Ленинградской области). Автореф. дис. канд. с.-х.н. С-Пб, 2001. 24 с.

8. Трейфельд P.O., Кранкина О.Н. Определение запасов и фитомассы древесного детрита на основе данных лесоустройства // Лесное хозяйство No4. 2001, С. 23–26.

9. Шорохова Е.В., Шорохов А.А. Характеристика классов разложения древесного детрита ели, березы и осины в ельниках подзоны средней тайги // Тр. СПбНИИ лесн. хоз.. С-Пб, 1999, Вып .1 (2). С. 17–23.

10. Ekbom B., Schroeder L.M., Larson S. Stand specific occurrence of coarse woody debris in a managed boreal forest landscape on central Sweden // Forest Ecology and Management. 2006. Vol. 221. P. 2–12.

11. Fridman J., Walheim M. Amount, structure, and dynamics of dead wood on managed forestland in Sweden // Forest Ecology and Management. 2000. Vol. 131. P. 23–36.

12. Harmon M. E., et al. Ecology of Coarse Woody Debris in Temperate Ecosystems // Adv. Ecol. Res. 1986. V. 15. P. 133–202.

Оригинал: 
http://journal.spb-niilh.ru/pdf/2-2013/spbniilh-proceedings-2-2013-4.pdf