Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВОССТАНОВИТЕЛЬНО-ВОЗРАСТНАЯ ДИНАМИКА ТЁМНОХВОЙНЫХ ДРЕВОСТОЕВ НА ЮЖНОМ УРАЛЕ (НА ПРИМЕРЕ СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ ЗАПАДНОГО МАКРОСКЛОНА)

ВАК РФ 06.03.03, Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними

Автореферат диссертации по теме "ВОССТАНОВИТЕЛЬНО-ВОЗРАСТНАЯ ДИНАМИКА ТЁМНОХВОЙНЫХ ДРЕВОСТОЕВ НА ЮЖНОМ УРАЛЕ (НА ПРИМЕРЕ СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ ЗАПАДНОГО МАКРОСКЛОНА)"

На правах рукописи

Андреев Георгий Васильевич

ВОССТАНОВИТЕЛЬНО-ВОЗРАСТНАЯ ДИНАМИКА ТЁМНОХВОЙ-

НЫХ ДРЕВОСТОЕВ НА ЮЖНОМ УРАЛЕ (НА ПРИМЕРЕ СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ ЗАПАДНОГО МАКРОСКЛОНА)

Специальность 06.03.03. - лесоведение, лесоводство, лесные пожары и борьба с ними

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Екатеринбург 2005

¥

Работа выполнена в Ботаническом саду УрО РАН

Научные руководители - доктор биологических наук,

профессор Е.П.Смолоногов;

кандидат сельскохозяйственных наук,

старший научный сотрудник 1Е.М.Фидьрозе|

Официальные оппоненты — доктор сельскохозяйственных наук,

ведущий научный сотрудник Кожевников А.П.;

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Фимушин Б.С.

Ведущая организация - Агентство лесного хозяйства

по Челябинской области

Защита состоится «28 » апреля 2005 г. в_часов на заседании диссертационного совета Д 212. 281. 01 при Уральском государственном лесотехническом университете по адресу: 620100, Екатеринбург, Сибирский тракт, 36.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральского государственного лесотехнического университета

Автореферат разослан «_»_ 2005

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор сельскохозяйственных наук, профессор^^^П.И.Аткина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Промышленная эксплуатация лесов на Южном Урале ведется с середины XVIII века, усилившись в конце XIX века, в 30-х и 50-х годах XX столетия. В результате интенсивных рубок и пожаров произошла смена коренных темнохвойных лесов на лиственные, характеризующимися как пониженными средообразующими функциями, так и дающими древесину, пользующуюся меньшим спросом на рынке. Наиболее полно на Южном Урале была исследована динамика чистых березняков и сосняков восточного макросклона Южного Урала (Лесков, 1967; Гальперин, Коростелей, 1977; Фильрозе, Богданов, 1977). Лишь в тезисной форме освещена изученность динамики темнохвойных древостоев на Южном Урале (Гладушко и др., 1979; Фильрозе, 1979; Коростелев, Галако, 1992; Галако и др., 1993). Причем в последних двух работах не показаны количественные показатели восстановительной динамики, изменений состава древостоев, естественного возобновления под пологом древостоя и параметры изменения структуры насаждений.

Для исследования была выбрана северная часть западного макросклона Южного Урала, где процессы антропогенной динамики лесной растительности выражены очень сильно (Фильрозе, 1967; 1971; Фильрозе и Гладушко. 1981; Фильрозе, 1991 и др.), но изучены слабо.

Работа выполнялась в Ботаническом саду (бывш. Институте леса) УрО РАН по теме лаборатории лесоведения и группы динамики лесных растительных сообществ: «Изучение закономерностей естественной и антропогенной динамики лесных экосистем на Южном Урале».

Цели работы. Выявление региональных и экотопических особенностей лесообразовательного процесса, возрастной и восстановительной динамики темнохвойных лесов на Южном Урале. В качестве объекта был выбран Ката в-Ивановский лесхоз Челябинской области, типичной для северной части западного макросклона Южного Урала.

Задачи работы.

1. Изучить типологическую структуру лесов региона, их пространстве нно-эко логическую дифференциацию и характер антропогенных изменений во времени, на принципах географо-генетической классификации типов леса Южного Урала и используя материалы Свердловской лесоустроительной экспедиции, в работе которой принимал участие автор в 1994 и 1997 гг.

2. Выявить закономерности восстановительно-возрастной динамики темнохвойных лесных сообществ преобладающего типа лесораститель-ных условий по данным автора и таксационным материалам лесоустройства.

ЦНВ МСХА фонд научной литературы

3. Показать динамику таксационных показателей основных лесооб-разующнх видов (ели, пихты, березы, осины и сосны) в разных ценотиче-ских и лесорастительных условиях.

4. На основе полученных результатов предложить модель (дать систему рекомендаций) ведения хозяйства и лесоустройства для преобладающего типа лесорастительных условий на основе выявленных закономерностей восстановительно-возрастной динамики темнохвойных древостое в.

Научное значение н результаты работы.

Впервые для исследуемой территории проведен подробный анализ лесотипологической структуры и степень антропогенной трансформации лесного покрова, выполненный на принципах генетической классификации на уровне типов лесорастительных условий, типов насаждений и типов леса. Получены более точные и объективные данные, чем ранее опубликованные работы по этому региону (ФильроэеД971; Фильрозе, Гла-душко,1981).

На основе материалов автора приведены количественные показатели динамики таксационных показателей основных лес ©образующих видов в разных ценотических и лесорастительных условиях.

Впервые для данного региона сделан подробный математический анализ восстановительно-возрастной динамики древостое в преобладающего типа лесорастительных условий по данным автора и материалам массовой таксации лесоустройства.

Практическое значение работы. На основе анализа типологической структуры рекомендовано выделение особо-защитных участков. Там, где позиции ели и пихты ослаблены и которые необходимо исключить из расчёта главного пользования и системы рубок ухода (участки I группы ТЛУ в западной низко горной провинции, IV и V группы ТЛУ обеих провинций).

Составлены таблицы восстановительно-возрастной динамики дре-аостоев III группы типов лесорастительных условий, а также соотношение роста ели и пихты, березы и осины в разных лесорастительных условиях. Таблицы рекомендованы к применению при проведении лесоустройства.

Предложена модель ведения хозяйства на основе восстановительно-возрастной динамики темнохвойных лесных сообществ.

Апробация. Основные результаты были отражены в докладах на ежегодных конференциях молодых ученых в ИЭРЖ УрО РАН в 19941999гг., Института биологии Коми НД УрО РАН 1994-1999, на региональных и всероссийских конференциях УГЛТА «Вклад ученых и специалистов в развитие х им и ко- л ее но го комплекса» (1997 г.), «Региональные проблемы изучения и использования избыточно увлажненных лесных земель» (2000 г.), "Теоретические и практические проблемы лесовосстановления на Урале", Чебаркуль, 2002; международной конференции "Лесоводство Се-

вера на рубеже столетий" (II Мелеховские чтения), Архангельск, 2000; "Природное и культурное наследие Урала", Челябинск, 2003 и др.

Личное участке автора. Автором был проведен сбор полевых материалов, их обработка и математический анализ. Проведена также выборка из таксационных характеристик древостоев по типам леса из материалов лесоустройства и соответствующая математическая обработка.

Обоснованность н достоверность приведенных в диссертации выводов и положений подтверждается использованием литературных источников по данной проблеме по объекту и другим регионам страны, отражающих морфоструктурные изменения насаждений и опыт применения принципов генетической классификации типов леса Южного Урала, современной вычислительной техники и математи ко-статистических программ.

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 36 публикациях.

Структура it. объем диссертации. Диссертация изложена на 223 страницах машинописного текста, состоит из введения, 8 глав и заключения, списка литературы насчитывающего 401 наименование, в том числе 29 иностранных (том I) и 7 приложений (том 2). Текст иллюстрирован 40 таблицами и 62 рисунками.

Глава I. ВОССТАНОВИТЕЛЬНО-ВОЗРАСТНАЯ ДИНАМИКА ТЕМНОХВОННЫХ ЛЕСОВ

Глава состоит из пяти разделов. В первом разделе рассматриваются вопросы лесной типологии и антропогенной динамики лесной растительности. Во втором приводятся сведения о методах изучения современных изменений древостоев. В третьем - приводится краткий обзор представлений о формировании лесных насаждений из сохранившегося при сплошных рубках подроста и динамике тем нох во иных древостоев на территории бывшего СССР, Изученность динамики пнхто-ельников и производных от них лиственных на Среднем и Северном Урале показана в четвертом разделе. Сведения о распространении, популярной ной, возрастной и типологической структуре, о рубках, естественном возобновлении и изученности хода роста ельников, пихтачей, березняков и осинников на Южном Урале приведены в последнем подразделе.

Обзор научной литературы показал, что динамика темнохвойных древостоев и производных от них лиственных на Южном Урале изучены недостаточно.

Глава 2. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ

В главе описано геологическое строение территории («Геология СССР, 1969»; Кисарев и др., 1992; и др.) и рельефа (Воскресенский, 1968;

Рождественский и др., 1992 и др.), климата (Кильметова, 1992 и др.), лом-венного покрова (Григорьев, 1928; Арефьева, Фильрозе, 1974; Фирсова и др., 1978; Мукатанов, 1982; 1986, Хазиев, Галимов, 1992 и др.) и растительности (Габбасов, 1992; Горчакове кии и др., 1976; Колесников, 196! и др., Крашенинников, Кучеровская-Рожанец, 1941; Курнаев, 1973; Недри-гайлов, 1928; Рябчинский, 1961 и др.).

Исследования (1991-1996 гг.) проводились на территории Катав-Ивановского лесхоза. Согласно лссорастительного районирования исследуемая территория отнесится к Уральской лесной области, Юрюзанско-Верхнеайской провинции, южнотаежных и смешанных лесов (Колесников, 1969).

Анализ структуры покрытых лесом земель показал, что наибольшую долю покрытых лесом земель занимают березняки - 40%, 26% - сосняки, 14% - осинники, а ельники и пихтачи по 8%.

Изучение изменений лесного фонда за период с 1976 по 1986 гг. показало, что в результате рубок площади, занятые елью и пихтой, сократились на 3727,6 га или 3%, что говорит о ведении хозяйства, не соответствующему природе темнохвойных лесов.

Глава 3. МЕТОДИКА И ОБЪЕМ РАБОТ

Сбор полевого материала осуществлялся двумя методами:

1) Математико-статистическая обработка материалов лесоустройства (Лесков, 1954 и др.; Третьяков, 1956; Семечкнн, 1954 и др.; Колесников, Фильрозе, 1967; Смолоногов,19б8; Федосимов, 1986; Моисеев и др., 1967; Шихов, Смолоногов,1984 и др.; Смолоногов,1990; Фильрозе и др.,1990). Была сделана выборка свыше 900 выделов кз таксационных описаний преобладающего типа лесорастительных условий. Они были сгруппированы в 6 рядов восстановительно-возрастной динамики в соответствии с методиками Р.Г, и З.И.Сннельщиковых {1968; 1972) и дополнениями автора.

2) Методом измерительной таксации с использованием общепринятых методик (Анучин,1969; Бараев, 1961; Лесков,! 967; Моисеев и др., 1967; «Наставление по отводу и таксации лесосек в лесах Российской федерации», М. 1994; ОСТ-56-69-83; Побсдинский, 1966; "Справочник по таксации лесов СССР", 1992; Фильрозе. Богданов,1977 и др.).

Лесоводственно-таксационная характеристика собранного автором материала приведена в приложении 3.

Основной экспериментальный материал был собран в нижнем высотном поясе (400 - 550 м н.у.м.) в основном в III группе ТЛУ (пологие, до 4" , склоны с мощными, глубже 60 см, дренированными почвами), а также в IV группе ТЛУ (сырые долины речек и ручьев) и во II группе ТЛУ (на щебнистых повышениях и пологих склонах с почвами средней мощности, от 20 до 60 см).

Общее изучаемых описаний приведено в таблице 3.1.

Всего автором была заложена 791 площадка по В.Биттерлиху, взято 120-1 керна древесины для лабораторного определения возраста и приростов, срублено и обмерено 218 модельных деревьев, общая площадь пробных площадей и ленточных перечетов составила 63 490 м1, было описано 156 сто групп, замеры высот и диаметров были сделаны у 3 464 деревьев, а замеры диаметров у 19 130 деревьев.

Таблица ЗЛ. Количество изученных участков__

Группа ТЛУ Ряды восстановитель! ю-возрасти ой динамики Всего

Пих-то-ель-ннкк Коротко-лроиз водные березняки Длителыю-лроизвод ные березняки Длительно-прошвод- ные осинники Устойчиво-производные березняки Устойчиво-производные ОСИННИКИ

и 7 - 4 1 1 - 13

ш 19 10 5 14 11 17 76

IV 2 1 3 - 16 - 22

Итого i 28 11 12 15 28 17 111

Камеральная математическая обработка замеров морфометрических показателей и выборок из таксационных описаний была проведена с использованием электронных таблиц Microsoft Excel, а также статистических программ SPSS и Statislica и соответствующих методик обработки материала (Анучин, 1982; Кофман, 1986; Кузьмич ев, [977; Свалов, 1977; 1984; Плохинский, 1980 и др.).

Глава 4. АНАЛИЗ ТИПОЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ЛЕСНЫХ ЗЕМЕЛЬ И ТИПОВ НАСАЖДЕНИЙ

В данной главе был проведен детальный анализ типологической (пространственной) структуры покрытых лесом земель и типов насаждений по материалам Свердловской экспедиции, полученный A.M. Шиховым в вычислительном центре Поволжского лесоустроительного предприятия.

В первом подразделе показана схема генетической классификации типов леса Южного Урала составленная Е.М.Фильрозе (1983; 1986).

При лесоустройстве были выделены следующие таксоны: провинции (западных низкогорий и центральных горных хребтов), классы лесорасти-тельных условий (А дренированные участки, Б - слабодренированные и заболоченные участки). В пределах классов выделялись группы типов лесо-растительных условий, различающимися гидрологическими условиями. В классе А выделено три группы типов - 1 группа с крайне неустойчивым водным режимом почвогрунтов с каменистыми маломощными почвами до 20 см на скалах, крутых и покатых склонах южных экспозиций, II группа -с относительно неустойчивым режимом почвогрунтов, почвы более мощ-

ные - до 40-60 см на крутых и покатых склонах северных экспозиций, а также повышениях и пологих склонах со щебнистыми почвами, III группа - с устойчивым водным режимом на пологих, вогнутых склонах разных экспозиций, поверхностях выравнивания и дренированных речных долинах с мощными развитыми почвами, В классе Б выделено две группы - IV с периодическим переувлажнением на плакорах, склонах разных экспозиций, с временно выклинивающимися фунтовыми водами, сырых долинах рек и ручьев и - V группы типов с устойчивым переувлажнением на плакорах, склонах с устойчивым выклиниванием поч вен но-грунтовых вод, а также мокрых долин речек и ручьев. В каждой группе было выделено от 4 до 9 типов лесорастительных условий, определяемых положением участков в рельефе и моещгостью почв.

Элементы генетических рядов, типы биогеоценозов, т.е. типы леса В.Н.Сукачева, в генетической классификации составляют лишь часть типов леса, стадию его развития и названы, в соответствии с терминологией Г.Ф.Морозова типами насаждений. Генетические ряды типов насаждений объединены в типы леса (Фильрозе, 1983),

Выделение рядов восстановительно-возрастной динамики или типов леса производили на основе изменения состава насаждений и возобновления материнскими породами под пологом (Колесников и др., 1973; Побед и иски й, J 991). В исследуемом регионе коренные типы леса (климаксовые сообщества) в результате хозяйственного воздействия и стихийных бедствий отсутствуют. К условно-коренным относили насаждения с преобладанием на всех стадиях возрастной, и восстановительной динамики ели и пихты. Все остальные сообщества относились к производным. Коротко-производные характеризуются временным преобладанием лиственных, но наличия около 3 единиц в составе молодняков ели и пихты. В дальнейшем к возрасту 100-120 лет преобладание переходит к темнохвойным: ель и пихта составляют около 6-7 единиц гю запасу. Они характеризуются также соответствующим успешным естественным возобновлением под пологом древостоев. К длите ль но-производным относили насаждения с преобладанием лиственных и затрудненным восстановлением ели и пихты. В составе древостоев имеется около 1 единицы темнохвойных, их состав с возрастом не претерпевает изменений, но имеется наличие подроста и II яруса ели и пихты. Естественное восстановление происходит за период, превышающий не только возраст рубки березы (61-70 лет) или осины {41-50 лет), но и темнохвойных (101-120 лет). Устойчиво-производные типы леса характеризуются практически полным отсутствием в составе древостоев (менее I единицы), а также в подросте и 11 ярусе ели н пихты. Без активных хозмероприятий (лесных культур) восстановление темнохвойных на таких площадях невозможно {Андреев, 1997),

А.М.Шиховым было сделано объединение; коротко- и длительно-производные древостой показаны вместе, которые автором в главе 4 были названы потенцальными пихто-ельниками.

Структура лесорастительнык условий. Из ^44,5 тыс. га (Андреев, 199В; Фильрозе и др., 1999) 47% покрытой лесом площади лесхоза занимают западные низкогорья (ЗН) и 53% центральные горные хребты (ЦТ) (табл. 4.1,),

Таблица 4.1.

Провинция западных низкогорий Провинция центральных горных хребтов

47 53

Классы типов лесорастительных условий

А Б А Б

97 3 94 6

Группы типов лесорастительных условий

I II Ш ! IV V I И III IV V

13 27 57 1 2 ' 1 3 8 83 3 3

В обеих провинциях свыше 90% площадей занято дренированными участками класса А. Характерна большая расчлененность ЗН при относительно более низких высотах, по сравнению с ЦТ (участки I и II группы ТЛУ занимают соответственно по -13%и27% в ЗН, 3 и 8% - в ЦГ).

Наибольшие площади в каждой провинции занимает III группа ТЛУ (57% плошади в провинции западных низкогорий, и 83% - в центральной горной провинции).

Преобладающим типом лесорастительных условий являются пологие склоны с мощными дренированными почвами, занимающим 74% площади III группы ТЛУ в ЗН и 62% в (ЦГ).

Структура типов насаждений.

Темнохвойные древостой сохранились лишь на 1/6 части обеих провинций. В центральной горной провинции наибольшая доля площадей с преобладанием ели и пихты приурочена к I группе типов с мелкими каменистыми почвами (27% площади группы), а в западных низкогорьях - ко II группе с почвами средней мощности (19% площади группы), В обеих провинциях наиболее продуктивные и доступные участки III группы вырубались в первую очередь, поэтому доля елово-пихтовых дрсвостоев значительно ниже (16%). Наименьшее участие темнохвойных отмечено на каменистых участках I группы типов в западной низкогорной провинции (8%), а также временно и устойчиво-переувлажненных участках IV и V групп в обоих провинциях (не более 7%) (Андреев, 1998; Фильрозе и др., 1999).

На уровне типов л ее растительных условий вндно, что темнохвойные древостой больше приурочены к склонам северных экспозиций II и 111 групп в обоих провинциях (от 20 до 50% площади типов).

На современное распространение ели и пихты громаднейшее влияние оказывает хозяйственное воздействие человека. В преобладающем типе лесорастительных условий доля площадей с преобладанием ели и пихты, а также потенциальных темнохвойных, выше оказалась в провинции западных низкогрий (17% и 26%), чем в центральной горной (12% и 22% соответственно), устойчиво-производные древостой занимают по 2? и 15% соответственно). Это обусловлено более интенсивными рубками: наличием пригодной для сплава леса реки Катав и существовавшей здесь ранее узкоколейной железной дороги Запрудовка - Белорецк (Андреев, 1998).

Таблица 4.2.

Структура типов насаждений преобладающего типа л eco расти тельных условий, %%

Потенци- Устойчиво

Пихто- альные Сосняки Потенциаль- -производные Всего

ельники пихто -ельники ные сосняки Березняки Осинники

Провинция центральных горных хребтов

12 22 23 ^ 16 15 12 100

Провинция западных низкогорий

17 26 33 9 9 6 100

Глава 5. ВОССТАНОВИТЕЛЬНО-ВОЗРАСТНАЯ ДИНАМИКА ТЕМНОХВОЙНЫХ ДРЕВОСТОЕВ

В нижнем таежном высотном поясе (ниже 550 м н у м) без участия в составе древостоев, подросте и подлеске теплолюбивых представителей широколиственного флористического комплекса (лещины, дуба, клена и ильма) на примере наиболее распространенного типа лесорастительных условий III группы ТЛУ (пологие склоны с мощными дренированными почвами) было проведено исследование восстановительной динамики темнохвойных древостоев по данным массовой таксации лесоустройства.

После рубок, в большинстве случаев сплошнолесосечных, в данном типе лесорастительных условий идет преимущественное формирование длительно- и устойчиво-производных насаждений, занимающих 87% площади исследуемого типа (в том числе длительно-производных березняков -48, устойчиво-производных березняков 20, длительно-производных осинников - 5, устойчиво-производных осинников - 10%). Участки, где смена пород не выражена (пихто-ельники, возникшие из сохранившегося подроста) - занимают 8%, коротко-производные древостой - 5%, в том числе березняки - 4, а осинники - 1% (Андреев, 2002).

Таксационно-статистическая характеристика рядов восстановительно-возрастной динамики приведена в приложении №2 диссертации.

Динамика состава древостоев. Динамика состава древостоев по двадцатилетиям показаны в таблице 5.1. Наиболее динамичными оказались гшхто-ельники - доля ели увеличивается с 1,6 до 4,9 единиц к 120 годам, а в коротко-производных березняках - с 0,8 в возрасте до 20 лет до 4,3 к 120 годам. Устойчиво-про из водные осинники являются наиболее чистыми - доля осины варьирует от 8,1 до 9 единиц состава. Немного меньшее участие характерно для березы устойчиво-про из водных березняков,

Таблица5,1.

Динамика состава древостоев

(данные лесоустройства)

f Ряды восстановительно-возрастной динамики

Возраст, лет Пихто-ельники Коротко-производные березняки Длительно-производные березняки Длительно-производные осинники Устой чиво-производные березняки Устойчиво-произ-водиые осинники

i 2 3 4 5 6 7

До 20 лет 1,6Е 4.6П 1.5Б t,80c 0.3 Л п 0,1 Олс 0,8 Е 1,511 5,ЗБ 1,20с 0,7Лп 0,4С 0,2 Ив 0,1 Л 5,5Б 0,7Ос 0,2 Ест 0,611 0,8Лп ОЗОлс 0.3С 0,9Пст 6,00с 2.2Б [,0П 0,1Е 0,5Лл 0,2С 7,1 Б 1.80с 0,5 Л п 0,3 Олс 0,1Л 8,20с 1,ЗБ 0,4 Л п

21-40 2,41£ 4,6П 2,3 Б 0,20с 0,2Лп0,Юлс 0.1С0.1Л ОДЕ 2,4 П 6,0Б l.OOc 0,4 Олс 7,5Б 0,8Ос 0,5Е0,5П 0,ЗС 0,3Лп 0,10лс 5,80с 1.8Б 1,4П 0,ЗЕ 0,20лс 0,2С 0,2Л п 0,Н1в 7,1 Б l,SOc 0,6Лп О.ЗОлс 0,2 С 0,1 Ив 0ЛЛ 8, Юс 1,5Б 0,4 Л п

41-60 3,1Е 3,911 1,9 Б 0,70с 0,2 Л п ОЛС 1,5Е 2,2П 5,ОБ 0,50с 0,ЗЛп ОДОлс 0,2 С 0ЛЛ 7,9 Б 0.50с 0,3 Е 0,4П О.бЛп ОЛС 7,90с 1,5Б 0,ЗП 0,2Е 0,1 Л п 8,7Б 0,70с 0,4 Бет 0.1С 0.1Л 8,40с (>ЗБ 0,ЗЛп

61-80 2,4 Е 4,4 П 1,9Б 0,40с 0.4 С 0,2 Ест 0,1 Лп 0,2Пст 0,1 Л 2,6Е \т 4,6Б 0,40с 0,ЗЛп0,1С 7,2Б O.SOC 1,0Е0,6П 0,2Лп 0,2 С 6,3 Ос 2,3 Б 0,9Е ' 0,4 Л 0,1Лп S.3B 1,30с 0,4 Л п SJOc 1,ЗБ 0,2С

81-100 3.2Е4.4П 2,ОБО,ЗЛп 0,10с 0,1С 2,5Е 3,0П 3,5Б 0,80с 0,3 Л п 6,5 Б 0,60с 1.1Е 1.0П 0.7С 0.1 Jln 0,2Бмл 6,00с 3,0Б 1,0П 6,3 Б 1,70с I.9C 0,1 Л 9,ООс 1,0В

101-120 4,9Е 3,1 П 1,7Б0.2С 0,1 Лп 4,3 Е 2.3П 3,1Б 0,ЗЛп ОЛЕмл 5.8Б 0,3 Ос 2,8Е О.ЗП 1,0С

В преобладающем ряду восстановительно-возрастной динамики в длительно-производных березняках в возрасте до 60 лет доля темнохвой-ных находится на уровне 1 единицы. Увеличение участия ели и пихты наблюдается начиная с 61 года - от ! ,6 до 3,) к 120 годам.

Динамика запасов древостоев. Аппроксимация динамики запасов древостоев лесоустроительных данных выполнена с использованием уравнения Ф.Корсуня

у=ахь+с1пЧ1пу=1па+Ыпх+с1п1х) и приведена в таблице 5.2,

Таблица 5,2

Динамика запасов (мУга) древостоев по данным лесоустройства

Воз- Ряды восстановитель! ю-возрасти ой динамики

раст, Пнхто- Коротко- Длительно- Длителыю- Устой чи- Устой-

лет ельинкн производные производные произнодньге во- ч и во-

березняки березняки осинники производ- 11 ронз-.

ные бе- водные

резняки осинники

I 2 3 4 5 6 7

10 3 11 13 17 12 20

30 63 96 117 120 106 141

50 143 169 184 192 171 209

70 203 208 204 226 194 228

90 238 225 198 236 194 2 22

110 255 227 181

130 258 221 161

До 70 лет пихто-ельники характеризуются достоверно худшим ростом по запасу по сравнению с длительно- и устойчиво-производными осинниками: Р=3,973>Р1а0я с р=0,95 и Г=11,252>Ртавя с р>0,99 соответственно, Наиболее продуктивными в возрасте до 70 лет оказались устойчиво-производные осинники. Лить к 90 годам запасы темнохвойных достигают уровня устойчиво-про из водных осинников (Андреев,2002), Это обусловлено как наиболее быстрым ростом осины по высоте и диаметру, так и наибольшей густотой, связанной с преимущественным корнеотпрысковым происхождением осины на Южном Урале (Косоуров, 1973).

Для производных березняков в возрасте до 70 лет не характерна достоверно большая производительность по сравнению с тем нох войны ми древостоями: Р<РТ4ам с р<0,95.

Возобновлен» е под пологом древостоев.

Помимо динамики состава древостоев одним из элементов, характеризующим разные ряды восстановительно-возрастных смен, является протекание процессов естественного возобновления.

По данным таблицы 5.3. видно, что в насаждениях младшего возраста подрост ели и пихты отсутствует. В пихто-ельниках и коротко-производных березняках он появляется с 40, а в длительно-производных

березняках и осинниках- с 20 лет. Это обусловлено тем, что имеет место предварительное происхождение подроста в длительно-производных березняках и осинниках 21-40 лет.

В пихто-ельниках, длительно-производных березняках и осинниках наблюдается непрерывное увеличение численности подроста. В коротко-производных березняках этого не отмечено, что обусловлено небольшим количеством наблюдений в древостоях 60-100 лет.

Таблица 5.3.

Изменение численности подроста ели и пихты нескольких рядов восстановительно-возрастной динамики (данные лесоустройства)

преобладающего типа лесорастительных условий числитель - состав, знаменатель - количество экз./га

Возраст, лет Ряды восстановительно-возрастной динамики

Пихто-ельники Коротко-производные березняки .Длительно-производные березняки Длительно-производные осинники

До 20 - - . -

21-40 ■ - 9.ЭЕ 0,7П 66 6 2,0Е 8.0П III

41-60 5.3 Е 4.7Г| 500 3.1 Е 6.9П 2100 4.4Е 5.611 1444 2.2Р, 7,811 1283

61-80 3.4Е 6.611 1714 1.6Е 8.411 1653 4.4Е 5.6П 1682 3.1 Е 6.9fl 1765

8ЫО0 3.5Е 6,5П 2786 3.9Е 6.Щ [640 4.0Е 6,011 1927 -

101-120 ЗЛЕ 6.311 3114 3.70 6.511 3042 4.01: 6.0П 375 -

Глава 6. ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ДРЕВОСТОЕВ И

ИЗМЕНЕНИЕ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОСНОВНЫХ ЛЕСООБРАЗУЮЩИХ ВИДОВ В ПРЕОБЛАДАЮЩЕМ ТИПЕ ЛЕСОРАСТИТЕЛЬНЫХ УСЛОВИЙ

Автором основное внимание было уделено изучению основных компонентов лесных экосистем - древостоев на примере преобладающего типа лесорастительных условий, так как особенности естественного возобновления, живого напочвенного покрова и их динамики были выполнены на отдельных описаниях в процессе совместных исследований Н.С.Ивановой (1999).

Структура древостоев и сс динамика. Детальное изучение структуры древостоев разных рядов восстановнтельно-возрастных смен, сделанное автором, показано в таблице 6.1.

Видно, что в теми ох войн ых древостоях спустя 21-40 лет после рубки густота ели в среднем составляет 385 , а пихты - 1523 экэ./га.

п

В длительно-производных дрсвостоях в возрасте до 20 лет количество сохранившегося подроста ели и пихты может доходить до 2000 экз./га, но большая часть не выдерживает конкуренции со стороны березы, а тем более осины, В результате в основном ярусе оказывается в среднем несколько сотен экз./га.

Таблица б, I.

Показатели Ряды восстановительно-возрастной динамики

Михто-ельнкки Коротко-пронз-водные березняки Длитель- НО-ИрОИЗ' водные эсинникн Дпитель-нопроиз-водные березняки Устой-чкво-производные березняки Устойчиво-производные осинники

Количество ели / пихты предварительного происхождения формирующихся в древостоях 1 яруса экз./га 385 1523 960 116(1 111 100 100 - б 30

Доля еди и пихты по количеству деревьев, % 54-87 33-94 6-71 3-74 2-42 1-24

Доля ели и пихты по запасу, % 61-78 32-58 14-39 11-33 2-20 0-10

Доля ели н пихты предварительного происхождения по количеству деревьев, % /по запасу, % 79-1 \ 78-42 Ш 33-0 15-2 20-7 1Ы 23-7 М 14-2 Ы 4-0

Доля ели и пихты последующего происхождения по количеству деревьев, % /по запасу, "Л 0-72 0-36 0-93 0-47 0-71 0-21 ¡ш 0-15 0-39 0-6 0-22 0-6

Разница в возрасте основного и последующего поколения ели /пихты, лет 20-90 30-120 40-80 2Мо 25-50 25-65 0-50 40

15-50 30-40 50

Время появления первого последующего поколения ели относительно основного элемента древостоя *, лет 15-70 0-45 0-50 0-50 0-30 0-10

Бремя появления первого последующего поколения пихты относительно возраста основного элемента древостоя *, лет 15-70 0-45 0-40 0-50 0-50 0-50

* примечание • 0 означает время рубки

Коротко-производные березняки занимают промежуточное положение между темнохвойными древостоями и длительно-производными березняками и осинниками, спустя 5 лет после рубки численность ели и пихты составляет около 2000, а спустя 25 лет - около 1200 эк./га. В форми-

рутощнхся устойчиво-производных березняках и осинниках в 1 ярусе оказывается всего несколько десятков экз,/га ели и пихты иди же вообще их полное отсутствие.

Время появления первого последующего поколения ели и пихты относительно возраста основного элемента древостоя в зависимости от истории развития каждого участка варьирует в темнохвойных от 15 до 70 лет, о в производных березняках и осинниках до 70 лет.

С возрастом наблюдается усложнение возрастной структуры древо-стоев за счет появления новых поколений ели и пихты (Андреев, 1995; Иванова, Андреев, Иванов, 1996): увеличивается доля последующих генераций темнохвойных по количеству деревьев и запасу: в темнохвойных до 72 и 36% к 160 годам, коротко-производных березняках - до 93 и 47%, длительно-производных березняках - до 71 и 21% к 120 годам, осинниках -до 71 и 15% соответственно. Отмеченная закономерность не наблюдается в устойчиво-производных березняках и осинниках, где последующее возобновление ели и пихты практически отсутствует.

Изменение количественных показателей ели, пихты, березы » осины I яруса.

Уравнения хода роста по высоте характеризуются наибольшими коэффициентами детерминации (г1), превышающими 0,9. Среди основных лесообразуюшич видов они наибольшим оказались у осины, что характеризует ее как самый быстрорастущий вид в данных лесорастительных условиях. Как показали исследования автора, наблюдается сходный рост по высоте ели и пихты I яруса, а также березы и осины в разных рядах восстановительно-возрастной динамики в условиях преобладающего типа лесорастительных условий (Р<Гта<5Л). То есть, динамика высот является количественным показателем, характеризующим типы лесорастительных условий, которая в меньшей степени зависит от густоты и состава древотоев. Поэтому изменение данного таксационного показателя используют для определения потенциальной продуктивности лесорастительных условий (бонитирования насаждений).

Уравнения динамики диаметров характеризуются меньшими коэффициентами детерминации. Это обусловлено влиянием не только возраста, но и густоты, а возможно и состава древостоев, на рост по диаметру. Ель и пихта основного яруса, а также осина характеризуются практически одинаковым ростом по диаметру разных рядов восстановительно-возрастной динамики. Достоверно лучше растет береза по диаметру в темнохвойных древостоях по сравнению с коротко- и устойчиво-производными березняками (Р=8,485>Гта6л с р=0,99 и Р=5,554>Р1а6„ с р=0,95 соответственно). Это обусловлено меньшей густотой пихто-ельников по сравнению с производными березняками и осинниками.

Уравнення динамики количества деревьев характеризуются наименьшими коэффициентами детерминации по сравнению с уравнениями

динамики высот и диаметров. Это связано с генезисом и историей развития древостоя на каждом конкретном участке и следствием этого - густота даже основного элемента оказалась наиболее вариабельным таксационным показателем.

Формирование и динамика поколений ели и пихты II яруса. Время появления поколений подроста и второго яруса по сравнению с возрастом основного элемента древостоя приведено в таблице 6.2.

Видно, что в темнбхвойных древостоях поколения подроста и II яруса имеют последующее происхождение, а в длительно- и устойчиво-производных березняках и осинниках как предварительное, так и последующее происхождение.

Таблица 6.2.

Соотношение возрастов (лет) поколений подроста _и II яруса в рядах восстановления_

1 я Ряды восстановитель но-возрастной динамики

Пихто-ельникн Коротко-производные березняки Длительно-производные осинник» Устойчиво-производные березняки Устойчиво-производные осинники

Ель 30-130 Е 0-75 П ОтОдо! 15 Б 0-1-25* до 50 Ос От-15 до 50 Б 0т-20 до25 Ос

Пихта 10-145 Е 20-90 П От-15ло 95 Б От-27до 45 Ос От-15 до 50 Б От-18 до 50 Ос

* - знак минус показывает, ель и пихта [| яруса имеют предварительное происхождение, 0 - ель или пихта появились одновременно с основным элементом древостоя.

положительные значения указывают на последующее происхождение

Таблица 6.3.

_Рост по высоте и диаметру ели и пихты II яруса_

Ель Пихта

Коротко- Длительно- Коротко- Длительно-

Воз- Пихто- производ- производ- Пихто- производ- производ-

раст, лет ельникн ные ные осин- елышки ные ные осин-

березняки ники березняки ники

н, Д, н. н, Д, н. Д, н, д, н. Д.

м СМ м см м СМ м СМ М см м см

10 0,1 0.1 0,2 0,2 0,1 0,1

30 1.6 1.6 1.8 2.5 2,9 1.3 1.7

50 5,4 6,4 5,0 6,1 4,9 7,1 7,8 8.9 5,2 5.8 5,3 6.6

70 11,5 12,8 10,2 11,5 9,8 13,6 13,4 16,4 11,7 12,4 10,7 13,3

90 17,7 20,4 17,2 16,5 16,2 22,0 16,6 21,8 15,4 19,2 16.0 19,8

110 21,6 27.5 17,6 24,2 1

На полученных материалах удалось сравнить динамику высот и диаметров второго яруса ели и пихты в темпохвойных древостоях, з также в

коротко-производных березняках и длительно-производных осинниках (табл. 6.3).

Рост подроста и II яруса ели по высоте и диаметру достоверно не различается в темнохвойных и в коротко-производных и длительно-производных осинниках (Г<Ртабл).

Достоверно лучшим ростом по высоте и диаметру характеризуется пихта Н яруса в темнохвойных древостоях по сравнению с коротко-производными березняками (Р=5,613 с р=0,975 и Р=21,586 с р=0,99), а также с длительно-производными осинниками (Р»4,612 с р=0,95 Р=9,888 с р=0,95).

Это обусловлено меньшей густотой пихто-ельников по сравнению с коротко-производным и березняками и длителько-производнымн осинниками и, возможно, большей приуроченностью пихты И яруса к окнам основного полога в темнохвойных древостоях.

Таблица 6.4.

Изменение густоты темнохвойных II яруса

Числитель - количество деревьев II яруса экз./га, знаменатель - состав

1 Ряды восстановительно-возрастной динамики Возраст экземпляров II яруса ели и пихты по 20-ти летиям

53 21-40 41-60 S 1 81-100 101-120

Пихто-ельникн Ш2 2,9Е 7,111 2Ш 1,9Е 8,1 П 461 3,6Б 6,4П Ш 5,5Е 4,511 146 3,6Е 6,4 П Ш 1,2Е8,8П

Коротко-производные березняки 4287 1.SE 8,5П 2927 ЗЛЕ 6,8 П £¿4 1.SE 8,2П Ш б,4Е 3.6П Ш 4,1 Е 5,9П -

Длительно-производные осинники 2250 3,3 Е 6,7П 2391 1Т6Е 8,4П Ш2 0.9Е 9,Ш ш 3.2Е 6,Ш HI 3,8Е 6,211

-

Устойчиво-производные березняки - 164 0,6Е 9,4 П : Х22 2,2Е 7,8Г1 I IS 6,IE 3.9П - -

Устойчиво-производные ОСИННИКИ - 205 4.9Е 5,1 П Ш 3,8Е 6,2П 11 10,08 31 10,0Е 6 3,3E 6,711

Установлен возраст массовой элиминации ели и пихты 11 яруса (табл. 6.4) В пихто-ельниках и коротко-производных березняках, начиная с 41 года, а в длительно-производных осинниках с 21 наблюдается сильное уменьшение количества деревьев ели. Резкое уменьшение количества пихты в темнохвойных древостоях, а также в коротко-производных березняках происходит по достижении им возраста 41 лет, а в длительно-производных

п

осинниках - 61 года. Во всех рядах восстановитель но-возрастной динамики во II ярусе исследуемого типа лесорастительных условий преобладает пихта (Андреев, 2004).

Изменение таксационных показателей дпевостоев нескольких рядов восстановительно-возрастной динамики. Основными таксационными показателями, характеризующими каждый ряд восстановительно-возрастных смен, является общее количество деревьев основного яруса и запасы всего древостоя. Возраст пихто-ельников из сохранившегося подроста был в среднем на 30 лет старше производных лиственных.

Сравнительный анализ динамики количества деревьев основного яруса показал (табл.6.5), что пихто-ельники из сохранившегося подроста характеризуются значительно меньшей густотой по сравнению с производным» лиственными. Это обусловлено, возможно, относительно низкой сохранностью подроста в процессе лесозаготовок, а также его гибелью в результате резко изменившихся условий на сплошных вырубках.

Таблица 6.5.

Изменение густоты (экз./га) основного яруса разных рядов восстановительно-возрастной динамики

Воз- Ряды восстановительно-возрастной динамики

Коротко- Длительно- Длнтельно- Устойчиво- Устой Ч ПВО-

раст, Пихто- производ- производ- пронзвод- проювод- производ-

лет ельннки ные берез- ные ные ОСИННИ- ные берез- ные

няки березняки КИ няки осинники

10 3750 4633 7395 18308 6733 9022

30 1730 2733 3923 3230 3190 3823

50 999 1850 2081 1442 1620 1799

70 653 1268 1104 847 925 968

90 461 833 586 570 573 572

110 344 486 311 415 377 362

130 266 197 165

По данным автора в количественном отношении исследуемые тем-нохвойные древостой не имеют преимуществ в росте по запасу по сравнению с производными березняками и осинниками: достоверность различия среднего уровня динамики темнохвойных и производных лиственных запасов Р находится в пределах от 0,004 до 2,688<Р14бд,

Тем не менее, тенденция наибольшей производительности (табл. 6.6.) характерна для длительно- и устойчиво-производных осинников, а также коротко- и длительно-производных березняков. Это обусловлено самым быстрым ростом и густотой осинников по сравнению с другими видами на всех этапах онтогенеза в данном типе лесорастительных условий. Другой причиной относительно невысокой продуктивности темнохвойных является их антропогенная трансформация: начиная с 81 года, в соответст-

вии с установленными ранее возрастом рубок слн и пихты в эксплуатационных лесах, высокопродуктивные ел ово-пихтовые древостой вырубались в первую очередь, а оставшиеся участки представляют собой недорубы прошлых лет (Андреев, 1999),

Таблица 6.6.

Изменение по запасу (м'/га) разных рядов восстановительно-воз расти ой динамики_

Воз- Ряды восстановите ьно- возрастной динамики

Коротко- Дттедьно- Дл а тел ь но- Устой чиво- У с тойч нео-

раст, Пихто- производ- производ- прои1вод- производ- производ-

лет ельннки ные берез- НЫ£ ные оскнни- ные берез- ные

няки березняки ки няки осинники

10 54 11 13 18 12 21

30 138 130 130 153 110 160

50 216 257 256 260 217 258

70 272 310 322 314 269 310

90 303 328 333 334 277 321

ПО 314 324 314 334 263 310

130 312 310 283 1 !

Глава 7. АНАЛИЗ ДИНАМИКИ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕН ЕЛИ, ПИХТЫ, СОСНЫ, БЕРЕЗЫ И ОСИНЫ В РАЗНЫХ ЛЕСОРАСТИТЕЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ

В данной главе приводятся количественные характеристики динамики высот и диаметров основных лесообразуюших пород (ели, пихты, березы, сосны и осины) во II, III и 14' группах типов лесорастнтельных условий.

На основе соотношения динамики высот ели и пихты из сохранившегося подроста с березой и осиной в трех исследуемых группах ТЛУ расчетным путем получены параметры высоты и возраста, при которых подрост может конкурировать с березой и осиной, 13 менее благоприятных экологических условиях как на пологих склонах со щебнистыми почвами, так и в условиях сырых долин речек и ручьев конкуренция со стороны лиственных ослаблена. Но имеются и общие закономерности. В исследуемых лесорастнтельных условиях может конкурировать с березой, а тем более с осиной, только крупный, наименее угнетенный подрост и тонкомер (табл.7.1) (Андреев, 1998; Андреев, Алесенков, 2003).

Следовательно, во всех трех исследуемых типах лесорастнтельных условий необходимо лесохозяйственными мероприятиями добиваться перевода мелкого и среднего подроста ели и пихты в категорию крупною и тонкомера до соотношения высот и возраста, при которых он может составить конкуренцию березе и осине.

Таблица 7.5,

Характеристики оптимального возраста и минимальной высоты подроста _ели и пихты предварительной генерации в момент рубхи_

Группы ТЛУ Ель Пихта

Относительно березы Относительно осины Относительно березы Относительно осины

11 20 лет >1,5 м 30 лет > 2 м 30 лет >2 м 35 лет >2,5м

III 30 лет >2,5 м 35 лет >5 м 30 лет >2,5 м Неконкурентна

IV 25 лет >2 м - 35 лет > 3 м -

Следует отметить, что в данных лесорастительных условиях ель н пихта предварительного происхождения, которые могут составить конкуренцию березе и осине в росте по высоте, характеризуются значительно лучшим ростом по диаметру. Таким образом, подрост предварительной генерации обеспечивает выход более крупной хвойной древесины по сравнению с древесиной лиственных (Андреев, Алесенков, 2003).

На Южном Урале используемый вариант генетической классификации (Колесников, 1956) типов леса (Фильрозе, 1983 и 1986) не подтвержден количественными показателями динамики высот основных лесообра-зующих видов. Отсутствие соответствующих характеристик типов лесорастительных условий является одним из препятствий при использовании типов леса в лесоустройстве и лесном хозяйстве.

Динамика высот основных лесообразующих пород в разных лесорастительных условиях показана в табл. 7.2.

Лучше всего реагирует на изменение лесорастительных условий береза, Для нее характерно одинаковое, статистически достоверное, ухудшение роста по высоте и диаметру как в условиях относительного неустойчивого водного режима почвогрунтов повышений и пологих склонов со щебнистыми почвами (F=27,400>Fta6n с р=0,995), так и периодически переув-лажненых сырых долинах речек и ручьев (F=33,3>Fri6,1 с р>0,995), Во II группе ТЛУ береза растет примерно на уровне JV класса бонитета шкалы М.М.Орлова, разработанной для порослевых древостоев. В II! группе ТЛУ рост по высоте соответствует уровню III класса бонитета. В условиях периодического переувлажнения на начальных этапах онтогенеза береза растет на границе IV и V классов бонитета, а к возрасту 70-80 лет - на границе Ш и IV классов бонитета (Андреев,1995 и 1996).

Ель основного яруса сильнее реагирует на переувлажнение почв (F=75,107>FTI6» с р>0,995), чем на увеличение щебнистости (F=32,88l>FTile,„ с р=0,995). Это обусловлено ее поверхностной корневой системой.

Таблица 7.2.

Динамика высот основных лесообразу ющих пород

в разных лесорастительных условиях__

Й i 1 Береза Ель Пихта Сосна Оси на

Группы ТЛУ Группы ТЛУ Группы ТЛУ Группы ТЛУ Группы ТЛУ

II 111 IV II III IV И III IV II III IV II III

10 3,1 4,0 2,3 0,1 0,1 0,1 0,1 0,2 2,5 2,9 0,8 3,0 4,8

30 8,5 11,5 8,0 2,2 2,4 2,4 1,3 2,5 1,5 9,4 11,3 5,7 10,3 12,1

50 12,9 16.5 12,9 7,7 8,5 6,7 5,8 8,4 4.0 14,2 17,9 10,6 15,6 17,5

70 16,4 19,7 16.4 13.7 15,2 11,4 11,6 14.2 7.2 17,3 21,1 14,51 19,5 21,8

90 19,0 21,7 18.9 18,5 20,6 15,5 16,2 18.3 10,9 19,5 22,8 17,5 22,5 25,0

ПО: 20,5 22,9 20,7 21,9 24,2 18,8 18,4 20,7 14.6 21,1 23,6 19,7 27,5

130 24.0 26,4 21,2 22,1 22,3 24,0 21,2

150 25,4 27,7 22,9

Для пихты, сосны и осины на полученных материалах не удалось выявить достоверность различия роста по высоте и диаметру в разных лесорастительных условиях. Тем не менее, полученные уравнения динамики высот характеризуются высокими значениями коэффициента детерминации - около 0,9 и выше, что говорит об адекватности используемых моделей и схемы генетической классификации типов леса Южного Урала.

Пихта основного яруса характеризуется наилучшим ростом по высоте и по диаметру в условиях III, немного худшим во И группе и наихудшим в условиях IV группы ТЛУ.

Ход роста ели и пихты по высоте не соответствует общебон итиро-вочной шкале для семенных древостоев, а также имеющимся таблицам хода роста, составленных на бонитетной основе. С возрастом наблюдается увеличение классов бонитета у ели и пихты во всех исследуемых типах лесорастительных условий (Андреев, 1995; 1996).

Наилучший рост по высоте и диаметру характерен для сосны пологих склонов с мошными дренированными почвами, а наихудший — для сосны сырых долин речек и ручьев. Сосна II группы характеризуется промежуточным ростом по сравнению с III и IV группами ТЛУ. В возрасте старше 60 лет наблюдается ухудшение роста сосны по высоте в III группе ТЛУ - с границы I и II классов бонитета - до границы II и III классов к 100 годам. Это обусловлено тем, что в исследуемых древостоях старшего возраста сосна находится как примесь в виде крупных единичных деревьев, которые характеризуется замедленным ростом по высоте.

Осина лучше растет по высоте в условиях III группы по сравнению со II группой ТЛУ, а по диаметру растет практически одинаково. Последнее обусловлено, вероятно, меньшей густотой древостоев, где встречалась осина в условиях повышений и пологих склонов со щебнистыми почвами.

Глава 8. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ВОССТАНОВИТЕ;]Ь-НО-ВОЗРАСТНОЙ ДИНАМИКИ ДРЕВОСТОЕВ ПО ДАННЫМ АВТОРА И ЛЕСОУСТРОЙСТВА

В данной главе на примере преобладающего типа лесораст и тельных условий сделан анализ изменения высот и диаметров основных лесообра-зуюших видов, а также запасов нескольких рядов восстанови тел ьно-возрастной динамики по данным автора и обработанных материалов лесоустройства.

Оказалось, что наибольшее различие авторских и лесоустроительных данных в росте по высоте и диаметру характерно для ели и пихты. Наблюдается достоверное завышение высот лесоустроителями до 100-130 летнего возраста (Р=93,5 и 186,2 с р>0,99 соответственно). В возрасте до 80 лет лесоустроители завышают диаметры, а у ели и пихты старше 100 - занижают - наблюдается достоверное различие непараллельности хода роста по диаметру (Г=б,1 и 9,9 соответственно с р>0,99). У березы наблюдается достоверное завышение высот по данным лесоустройства в возрасте 30110 лет (Р=29,5 с р>0,99), а в росте по диаметру различий не наблюдается (Р=0,0239 с р<0,95). Осина, характеризуются близким ростом по высоте (Р=0,198 и <РТ14„). хотя имеет место статистически достоверная (Р=6,3 с р>0,99) тенденция немного лучшего роста по диаметру по материалам лесоустройства, которая в абсолютных значениях небольшая. Для сосны характерен близкий и достоверно неразличимый рост по высоте (как по среднему уровню Р=1,174<р„(п, так и не па рал дельности динамикн Р=2,753<Р„6л), В возрасте старше 60 лет наблюдается существенное и достоверное занижение диаметров сосны по лесоустроительным материалам (статистически различается как средний уровень - Р=33,831 с р>0,99, так и непараллельность динамики - Р=6,202 с р>0,99).

Для лесоустроительных данных характерны немного меньшие, но близкие значения коэффициентов детерминации уравнений (г3) динамики по запасу (0,635 до 0,852) по. сравнению с авторскими данными (от 0,768 до 0,876), но в то же время для них характерны большие значения относительных среднеквадратических отклонений уравнений (£%) в пределах от 35 до 58% (глазомерное определение запасов), но большая точность уравнений в пределах от 2 до 6% (за счет массовости материалов) (Андреев, 2004).

Производные лиственные древостой данных автора характеризуются достоверно большими запасами по сравнению с лесоустроительными материалами: Р>Ртаол с р= 0,05 и выше и находится в пределах от 4,720 до 25,924. Динамика запасов пихто-ельников авторских данных характеризуется достоверной непараллельностью по сравнению с данными массовой таксации: Р=3,032>Ртаб1, с р=0,975.

В соответствии с этим необходимо проводить корректировку таблиц восстановительно-возрасти ой динамики древостоев, составленных на основе лесоустроительных материалов (Андреев, 2004),

ВЫВОДЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Анализ типологической структуры лесных земель и типов насаж-ДениГц

На основе структуры типов лесорастительных условий и типов насаждений показано проявление как экологических особенностей основных лесообразующих видов в исследуемом лесорастительном регионе, так и степень антропогенной трансформации и обратимость восстановления лесных экосистем на нескольких иерархических уровнях - провинций классов, групп и типов лесорастительных условий.

Наблюдается сильное разрушение структуры лесных экосистем: в результате рубок и пожаров на большей части территории произошла смена коренных и условно-коренных темнохвойных древостоев на коротко-, длительно- и устойчиво-производные сосняки, березняки, осинники.

2. Восстановительная динамика темнохвойных лесов на примере преобладающего типа лесорастительных условий по данным лесоустройства.

Показано, что наблюдаются затруднение процессов естественного восстановления пнхто-ельников в исследуемом типе лесорастительных условий - преобладает длительно- и устойчиво-производный тип формирования. Относительно небольшая доля формирования коротко-про из водных березняков и древостоев без смены пород обусловлена малой сохранностью подроста ели и пихты в процессе лесозаготовок, гибелью сохранившегося подроста в результате резко изменившихся условий среды на вырубках, а также тем, что береза и осина обгоняют в росте по высоте мелкий и средний подрост. По данным лесоустройства достоверно лучшей производительностью характеризуются осинники по сравнению с пихто-ельниками в возрасте до 60-70 лет, хотя в возрасте старше 100 положение меняется на противоположное: большие запасы характерны для темнохвойных.

3. Формирование, структура н динамика таксационных показателей, древостоев разных рядов восстановительно-возрастных смен.

Разные ряды восстановите ль но-возрасти ой динамики формируются в зависимости от количества и цеиотического положения подроста ели и пихты относительно появившихся березы и осины.

Приведены количественные показатели динамики основных лесообразующих видов в зависимости от их цеиотического положения, структуры древостоев на примере преобладающего типа лесорастительных условий.

Показано, что производительность пихто-ельннков из подроста относительно производных лиственных древостоев осталась на одном уровне, но тенденция лучшего роста характерна для длительно- и устойчиво-производных осинников, а также коротко- и длительно-производных березняков.

4. Конкурентноспособность сохранившегося подроста ели и пихты относительно березы и осины.

В трех исследуемых группах типов лесораетительных условий на основании соотношения хода роста по высоте оказалось, что конкуренцию на вырубках березе, а тем более осине, может составить крупный подрост и тонкомер ели и пихты. Подрост ели и пихты, способный конкурировать с березой и осиной, характеризуется значительно лучшим ростом по диаметру относительно лиственных. Получается выход более крупной древесины хвойных по сравнению с лиственными,

5. Ход роста по высоте и диаметру основных лесообразуюшнх видов в разных лесораетительных условиях.

Наилучший рост по высоте (наибольшая протенциальная производительность) характерен для III группы ТЛУ по сравнению со II и IV группами. Для ели и березы различие оказалось статистически достоверным, а для пихты, сосны и осины удалось лишь уловить тенденцию различий. Тем не менее, рост по высоте основных лесообразующих видов разных групп ТЛУ характеризуются высокими коэффициентами детерминации, что говорит об адекватности используемых уравнений и генетической классификации типов леса Южного Урала.

6. Сравнение динамики таксационных показателей данных автора н лесоустройства п оказал о с л еду ющее.

Оказалось, что наибольшее различие авторских и лесоустроительных данных в росте по высоте и диаметру характерно для ели и пихты. Береза, а тем более осина, характеризуются близким ростом по высоте и диаметру. Сосна характеризуется близким ростом по высоте. В возрасте старше 60 лет наблюдается существенное занижение диаметров по лесоустроительным материалам.

Производные березняки и осинники данных автора характеризуются достоверно большими запасами по сравнению с лесоустроительными материалами, Динамика запасов пихто-ельников характеризуется достоверной непараллельностью по сравнению с данными массовой таксации, (занижением запасов лесоустроителями в возрасте до 80-100 и занижением в более позднем).

В соответствии с этим можно проводить корректировку таблиц восстановительно-возрастной динамики древостоев, составленных на основе лесоустроительных материалов.

7. Практические рекомендация.

Предложена модель ведения лесного хозяйства на основе восстановительно-возрастной динамики темнохвойных древостоях на примере наиболее распространенного типа лесорастигельных условий {Андрев, 2002), Рекомендовано уменьшение наиболее трудоемких и дорогостоящих хозме-роприятий: лесных культур, а также рубок ухода в молодняках (осветлений и прочисток) за счет отказа от сшюшнолесосечных рубок и переходом к несплошным рубкам в темнохвойных и потенциально-темнохвойных древостоях, а также за счет реконструктивных рубок с целью осветления подроста и Л яруса ели и пихты.

Основные работы, опубликованные по теме диссертационной работы.

1. Фильрозе Е.М., Андреев Г.В., Гладушко Г.М. Динамика прироста ели, пихты и березы в онтогенезе коротко-производных древостоев в разных регионах Южного Урала // Вид и продуктивность в ареале / Материалы VI международного совещания. - Санкт-Петербург, 1993. с.341-343.

2. Андреев Г.В. Восстановительно-возрастная динамика древостоев в западных низкогорьях Южного Урала // Механизмы поддержания биологического разнообразия. /Материалы молодежной конференции ИЭРиЖ. -Екатеринбург, 1995. с.3-5.

3 Андреев Г.В, Особенности динамики высот ели, пихты, березы и осины в западных низкогорьях Южного Урала // Актуальные проблемы лесоведения. — Екатеринбург, 1996. — с, 7-8,

4 Андреев Г.В. Типы восстановления древостоев в западных низкогорьях Южного Урала // Материалы научных чтений, посвященных памяти Б.П.Колесникова.- Екатеринбург, 1997, с.34-37.

5 Новогородова Г.Г., Андреев Г.В. Трансформация почв в связи с антропогенной динамикой ельников западных низкогорий Южного Урала // Леса Башкортостана: современное состояние и перспективы / Материалы научно-практической конференции, — Уфа, 1997. — с. 125-126.

6. Андреев Г.В Анализ типологической структуры лесных земель южноуральской провинции южнотаёжных и смешанных лесов // Современные проблемы лопуляционной, исторической и прикладной экологии / Материалы конференции молодых учёных ИЭРиЖ, Екатеринбург, 1993. - с. 231-233.

7. Андреев Г.В. Антропогенная трансформация лесной растительности северной части западного макросклона Южного Урала// Экологические проблемы промышленных регионов. / Материалы научно-практической конференции на международной выставке «УРАЛ ЭКОЛОГИЯ-ТЕХ НОГЕ Н-99». Екатеринбург, 1999 - с.88-89.

8. Андреев Г.В. Рост ели и пихты из сохранившегося подроста и березы и осины в преобладающем типе лссорастительных условий на Южном Урале «Актуальные проблемы биологии и экологии» VI Моло-

дежная научная конференция / Материалы научной конференции. - Сыктывкар, 1999, -с.8-9.

9. Андреев Г.В, Рост подчиненных поколений ели и пихты разных рядов восстановительно-возрастной динамики древостоев на Южном Урале // Развитие идей академика С.С, Шварца в современной экологии. / Сборник трудов конференции молодых ученых-экологов Уральского региона. - Екатеринбург, 1999. с,3-4,

10. Андреев Г.В. Динамика запасов древостоев нескольких рядов восстановительно-возрастных смен на Южном Урале // Б.П. Колесников -выдающийся отечественный лесовед и эколог. Екатеринбург, 1999, - С.8-9,

U, Фильрозе K.M., Андреев Г.В,, Иванова Н.С, Оценка уровня дигрессии лесной растительности в горах Южного Урала Н Лесная таксация и лесоустройство.-Красноярск, 1999, - с, 148-154,

12. Андреев Г.В. Типологическая структура лесных земель и восста-новительно-возрзстная динамика темнохвойных древостоев на Южном Урале // Материалы международной научно-практической конференции «Лесоводство Севера на рубеже столетий» (И Мелеховские чтения / Труды XI съезда русского reoграфического общества), — Санкт-Петербург, 2000. Т8,—с,12-15.

13. Андреев Г. В. Восстановительно-возрастная динамика темно-хвойных древостоев на Южном Урале // Исследования лесов Урала / Материалы научных чтений, посвященных памяти Б.П.Колесникова. Екатеринбург: УрО РАН, 2002. С.5-10.

14. Андреев Г.В. Модель организации и ведения хозяйства на Южном Урале на основе восстановительно-возрасти ой динамики темнохвойных древостоев // Теоретические и практические проблемы лесовоссганов-ления на Урале / Екатеринбург. 2002. С.33-36.

15. Андреев Г.В. Темнохвойные леса Южного Урала // Природное и культурное наследие Урала / Материалы I региональной научно-практической конференции. Челябинск. 2003, С.42-48,

16. Андреев Г.В., Алесенков Ю.М. Предпосылки успешного формирования х вой но-лиственных молодняков из предварительного подроста ели и пихты на Южном Урале // Лесное хозяйство и зеленое строительство в Западной Сибири. Томск: ТГУ, 2003. С.22-28.

17. Андреев Г.В. Динамика запасов древостоев по данным автора и лесоустройства на Южном Урале // Экологические, экономические и социальные аспекты лесоустройства и лесозащиты. Брянск, 2004, С,78-80,

18. Андреев Г.В. Формирование и рост поколений ели и пихты II яруса нескольких рядов восстановитель но-возрастных смен на Южном Урале !! Лесной и химический комплексы - проблемы н решения, -Красноярск, 2004. С. 206-210.

/Я - ^ ^^ .

Подписано в печать 09.03.2005. Формат 60x84 1/16 Печать офсетная. Бумага писчая. Заказ №180. Уел, печ. л. 1,5. Тираж 120 экз.

Типография УрО РАН

620219, г. Екатеринбург, ГСП-169, ул. С. Ковалевской, Ш.

Размножено с готового оригинал-макета в типографии УрО РАН. 620219, Екатеринбург, ГСП-169, ул. С. Ковалевской. 18.

' // Д /.;' '

" г -Л . !

П-5 79 g