Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,931

EXPERIMENTAL STUDY OF GROWTH PINE UNDERGROWTH IN THE FRESH PINE FORESTS

Zlenko L.V. 1 Koshurnikova N.N. 2 Buryak L.V. 1
1 Siberian State Technological University
2 Siberian Federal University
В статье приводятся результаты экспериментальных исследований по изучению факторов, влияющих на ростовые процессы соснового подроста при различной полноте древостоя в свежих борах. Показано сравнение количества и линейных параметров подроста в свежем и травяном типе леса в ленточных борах Приобского левобережного района Алтая. Полученные результаты показали, что с увеличением полноты материнского древостоя стабильный рост и развитие подроста притормаживается, такое же явление наблюдается и в чрезмерно разреженных древостоях (0,3-0,4). Оптимальными условиями для нормального роста соснового подроста в условиях сосновых свежих боров признана полнота 0,6. На 12-летней вырубке свежего бора отмечается разрастание травянистого покрова с созданием подросту сосны дополнительной корневой конкуренции со стороны трав. Полученные данные по 10-летнему подросту показали наибольший средний прирост и большее число подроста под пологом в типе леса свежий бор в сравнении с травяным. Несмотря на достаточное увлажнение травяного бора естественное возобновление сосны обыкновенной под пологом проходит неудовлетворительно, линейные и количественные характеристики подроста в травяных борах значительно хуже в сравнении со свежими.
The article presents the results of experimental studies on the factors influencing the growth processes at various pine regrowth completeness stand in fresh elections. Shows a comparison of the number and the linear parameters of undergrowth in the fresh grass and forest type in tape pine forests of the Ob Left Bank district of Altai. The results showed that with increasing maternal completeness stand steady growth and development of young growth slows down, the same phenomenon is observed in an extremely sparse stands (0.3-0.4). The optimal conditions for normal growth pine regrowth in a pine fresh elections recognized completeness 0.6. On the 12-year-old cutting fresh boron marked overgrowth of grass with the creation of pine undergrowth additional root competition from grasses. The data on the 10-year-old undergrowth showed the greatest average growth and an increasing number of undergrowth under the canopy of a forest type boron fresh in comparison with grass. Despite adequate moisture herbal boron natural regeneration of Scots pine under the canopy goes poorly, linear and quantitative characteristics of the undergrowth in the forests of herbal significantly worse in comparison with fresh.
Scots pine (Pinus sylvestris L.)
natural regeneration
linear indices
growth
fresh boron

Алтайский край расположен на юго-востоке Западной Сибири. Его протяженность составляет с севера на юг 500 км, с запада на восток - 600 км и с северо-запада на юго-восток - 950 км. Территория Алтайского края включает равнинные и горные местности. Равнины являются составной частью Западно-Сибирской низменности [2].

Основной категорией земель лесного фонда ленточных боров является покрытая лесом площадь, занимающая 76,7 %. Она представлена как насаждениями естественного происхождения (69,2 %), так и лесными культурами (7,5 %). Непокрытая лесом площадь составляет 4,3 %. На гари, погибшие насаждения и вырубки приходится около 0,5 % площади.

В Приобском левобережном районе преобладающей породой является сосна (68,3 %). Значительный удельный вес имеют лиственные насаждения, и в частности береза (22,7 %) и осина (5,4 %). Площадь прочих древесных пород составляет 3,6 %.

Насаждения Приобского левобережного района имеют высокую производительность. Средний класс бонитета составляет II,2, а сосновых насаждений повышается до II,0. Преобладают насаждения II класса бонитета. Средняя полнота всех древесных пород составляет 0,69, сосновых насаждений - 0,71. Средний возраст всех насаждений 71 год, сосновых - 84 года [2].

Породный состав насаждений ленточных боров беден и состоит преимущественно из сосны обыкновенной (84,2 %), которая в силу своей долговечности является наиболее продуктивной породой для данного региона [1].

Относительное значение конкуренции в сфере надземных и подземных частей лесных ценозов сильно меняется в зависимости от физико-географических условий, видового состава и структуры сообществ.

На Алтае особенностями роста и развития подроста под пологом материнского древостоя занимались [1, 3, 4, 6]. Однако в настоящее время недостаточно полно изучено влияние древостоев с различными таксационными показателями на ход естественного возобновления. Для полной картины лесовосстановительных процессов необходимо учитывать данные по размещению и плотности подроста под пологом материнских древостоев[5].

Цель исследования

Экспериментальная оценка ростовых процессов подроста сосны обыкновенной под пологом при различной полноте материнского древостоя и в разных типах лесорастительных условий.

Материал и методы исследования

Научные исследования проводились в полевой сезон в центральной части Касмалинской и северо-восточной Барнаульской лент в ленточных борах Приобского левобережного района Алтая.

На участках, отвечающих задачам работы, проводилось рекогносцировочное обследование материнских древостоев, определялись таксационные характеристики и состояние насаждений с учетом методических указаний В.Н Сукачева, С.В. Зонна [8]. Учет подроста под пологом древостоя и на гарях осуществлялся по методическим рекомендациям Побединского [7].

Постоянные пробные площади закладывали в августе, когда ростовые процессы подроста замедляются либо останавливаются. На каждой пробной площади размещали не менее 15 опытных площадок 1*2 м, где проводился сплошной перечет подроста по составу, количеству, высоте и жизнеспособности с измерением линейных показателей.

Для изучения влияния условий освещенности на прирост подроста специально подбирались древостои с полнотой от 0,3 до 1,0, относящиеся к одним и тем же лесорастительным условиям (свежий бор) и в качестве контроля была заложена пробная площадь на открытой местности (вырубка с семенниками сосны обыкновенной).

На отобранных постоянных пробных площадях проведены измерения приростов у подроста сосны обыкновенной в разных условиях освещенности (разнополнотные древостои).

Анализ влияния затенения на рост и развитие подроста под пологом леса из-за разности световых условий дня весьма сложен. Рассеянная радиация распределяется в лесу довольно равномерно в пасмурную погоду. В ясную погоду прямые и рассеянные лучи проходят под полог через фильтр крон деревьев. Кроме того, от прямых солнечных лучей образуются блики под пологом леса, которые перемещаются в течение дня, меняя освещенность микроучастков фитоценоза.

При этом на освещенность оказывает влияние и сезон. Так, в начале вегетационного периода, освещенность под пологом значительно выше и показатели ее понижаются к спаду скорости ростовых процессов соснового подроста и переходу его в состояние покоя. Следовательно, и освещенность подроста сосны, растущего под пологом, существенно выше в начале вегетационного периода.

Результаты исследований и их обсуждение

Свежие боры занимают приподнятые ровные места, нижние части склонов дюн, всхолмлений и западины. Характеризуются песчаными почвами с хорошо выраженным гумусовым горизонтом.

В подлеске таволга (Filipendulastepposa Juz.) и желтая акация (Caraganaarborescens Lam.)иногда, в низкополнотных насаждениях, образуют сплошные заросли.

Растительный покров: осокаприземистая (Carexsupina Willd. exWahlenb.), полынь(Artemisiavulgaris), подмаренник северный(Galiumboreale L.), вероникалекарственная (Veronicaofficinalis), хвощ зимующий (Equisetumhyemale L.), вейник наземный (Calamagrostisepigeios (L.) Roth), сон-трава (Pulsatillapatens (L.) Mill.), по микровпадинам встречаются зеленые мхи.

Для чистоты эксперимента подбирались насаждения сосны обыкновенной без примеси лиственных пород в равнинных условиях. Сравнительная характеристика линейных показателей сплошным перечетом проводилась у 10-летнего подроста сосны обыкновенной в свежем бору, усредненные данные представлены в таблице 1.

С увеличением полноты материнского древостоя стабильный рост и развитие подроста притормаживается, такое же явление наблюдается и в чрезмерно разреженных древостоях (0,3-0,4). Оптимальными условиями для нормального роста соснового подроста в условиях свежих боров признана полнота 0,6.

На 12-летней вырубке свежего бора отмечается разрастание травянистого покрова и созданием подросту сосны дополнительной корневой конкуренции со стороны трав, при этом большая часть площадей занимается осокой приземистой (Carexsupina Willd. exWahlenb.).Различия режима увлажнения в лесу, обусловлены меньшим поступлением в почву атмосферных осадков, большая часть которых задерживается кронами, и высоким расходом почвенной влаги на транспирацию древостоев.

На вырубке при достижении подростом сосны обыкновенной 8-9 летнего возраста теряется главный корень и за счет развития и разрастания боковых корней осуществляется поглощение влаги из почвы. В данной ситуации главным конкурентом соснового подроста является травяной ярус. Поэтому немаловажным фактором роста и развития подроста является увлажнение почвы.

Таблица 1

Влияние условий освещенности на прирост соснового подроста в свежем бору

п/п

Характеристика древостоя

Характеристика подроста

состав

возраст, лет

полнота

состав

количество, тыс.шт./га

среднее значение

высота, м

текущий прирост, см

1

6С4С

140/100

1,00

10С

7,9+0,16

1,55+0,10

7,8+0,07

2

8С2С

120/90

0,92

10С

7,2+0,22

1,32+0,26

7,6+0,24

3

8С2С

55/85

0,85

10С

8,6+0,53

1,17+0,41

8,2+0,16

4

6С4С

140/90

0,72

10С

7,8+0,29

1,18+0,13

8,5+0,17

5

6С4С

90/70

0,60

10С

6,5+0,17

1,45+0,19

10,4+0,006

6

6С4С

120/100

0,53

10С

6,6+0,26

1,57+0,28

10,1+0,11

7

6С4С

95/130

0,39

10С

3,7+0,42

1,23+0,30

8,9+0,23

8

7С3С

90/70

0,32

10С

2,4+0,17

1,14+0,11

9,3+0,16

9

ед. С

140

вырубка

10С

4,5+0,24

1,78+0,12

13,6+0,18

По изменению режима влажности почвы мы попытались установить интенсивность корневой конкуренции, т.к. режим влажности значительно отличается в разных типах леса. Мы сравнили количество и линейные параметры соснового подроста в свежем и травяном бору при полноте древостоя 0,6 (таблица 2).

Таблица 2

Характеристика соснового подроста в различных типах леса

Характеристика подроста

Тип леса

свежий бор

травяной бор

Состав подроста

10С

10С

Количество подроста, тыс.шт./га

6,5+0,17

3,1+0,14

Средняя высота подроста, м

1,45+0,19

1,27+0,18

Прирост, см

10,4+0,006

8,5+0,23

Полученные данные по 10-летнему подросту показали наибольший средний прирост и большее число подроста под пологом в типе леса свежий бор в сравнении с травяным.

Поскольку при прочих равных условиях количество влаги в травяном бору выше, чем в свежем, логично было бы предположить, что и подрост в нем будет развиваться лучше. Однако, в силу конкурентной борьбы за влагу и питательные вещества, поступающие с ней к корневым системам подроста, в травяном бору сосновый подрост вынужден бороться за достаточное поступление воды для корневой системы не только с материнским древостоем, но и с обильной травянистой растительностью в этих лесорастительных условиях.

Козловский [9]отмечает, что конкуренция корней наименьшая при низкой освещенности и наибольшая на полном свету. Наблюдается некая закономерность: при отмирании всходов в лесу из-за недостатка влаги, нельзя недооценивать нехватку света, так как при лучшей освещенности сеянцы меньше чувствительны к недостатку влаги.

Чем четче выступает ограничивающий фактор (влага, питание), тем меньше разнобоя в экспериментальных данных. Однако в естественной обстановке, когда все эти отношения связаны и взаимны, расхождения в оценке значений выражается в физико-географических условиях при проведении экспериментов, разницей в экологии исследуемого фактора.

Амплитуда варьирования жизненности растения в широком спектре изменяющихся условий увлажнения и освещенности может дать более точное представление об экологии изучаемых видов.

Результаты наблюдений могут быть полезными при прогнозировании хода естественного возобновления сосны обыкновенной и при разработке плана мероприятий по его содействию.

Выводы

Сосна чувствительна к свету и наилучшее развитие ее наблюдается на вырубке при освещенности 90- 95 %. Под пологом свежего бора максимальный прирост отмечен при полноте древостоя 0,6, при которой создаются оптимальные условия. В травяном бору естественное возобновление сосны обыкновенной проходит неудовлетворительно, линейные и количественные характеристики подроста в травяных борах значительно хуже в сравнении со свежими. При высокой степени задернения отмечается резкое снижение прироста.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, РФФИ-РГО № 13-05-41506.

Рецензенты:

Матвеева Р.Н., д.с.-.х.н., профессор, ФГБОУ ВПО «Сибирский Государственный Технологический Университет», г. Красноярск;

Шевелев С.Л., д.с.-.х.н., профессор, заведующий кафедрой "Лесная таксация, лесоустройство и геодезия", ФГБОУ ВПО «Сибирский Государственный Технологический Университет», г. Красноярск.