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

AMPACT OF RENEWAL FILLING IN PINE STANDS ON GROUND VEGETATION

Bachurina S.V. 1 Zalesov S.V. 1 Kutyeva G.A. 1
1 FGBOY VPO «The Ural state Forestry Engineering University»
Проанализирована лесоводственная эффективность рубок обновления в сосняках разнотравного типа леса подзоны предлесостепных сосново-березовых лесов. Установлено, что при наличии второго яруса из сосны обыкновенной рубки обновления могут быть выполнены в один прием, а при высокой полноте материнского древостоя – в 2-3 приема. Рубки обновления позволяют заменить материнский древостой, не прибегая к искусственному лесовосстановлению. В условиях сосняка разнотравного произрастают 63 вида растений, составляющих живой напочвенный покров, при этом количество видов в разрезе пробных площадей варьируется от 10 до 26. Максимальное количество видов живого напочвенного покрова зафиксировано на пробной площади, где древостой 14 лет назад пройден рубками обновления интенсивностью 35% со снижением относительной полноты до 0,37. Данная пробная площадь характеризуется также максимальной надземной фитомассой живого напочвенного покрова (1,7 т/га в абсолютно сухом состоянии). Особо следует отметить, что многообразие видов и значительная надземная фитомасса живого напочвенного покрова не послужили причиной ухудшения условий для накопления подроста сосны обыкновенной. Количество жизнеспособного подроста на данной пробной площади составило 28 983 шт./га в пересчете на крупный, что вполне достаточно для формирования высокопроизводительного соснового древостоя. Минимальная надземная фитомасса живого напочвенного покрова (9467 кг/га) зафиксирована в 40-летнем сосновом древостое, сформировавшемся спустя 14 лет после сплошной рубки. Рубки обновления слабой интенсивности приводят к уменьшению количества видов живого напочвенного покрова, однако способствуют накоплению подроста сосны обыкновенной. На двух пробных площадях зафиксированы виды живого напочвенного покрова, занесенные в Красную книгу. Последнее свидетельствует о сохранении экологической обстановки при проведении рубок обновления, а следовательно, об их экологичности. Распределение видов живого напочвенного покрова по ценотипам показало, что на абсолютном большинстве пройденных площадей доминируют лесные виды и на некоторых — лесолуговые. Доля видов других ценотипических групп невелика, что также свидетельствует о минимальном воздействии рубок обновления на экологическую обстановку.
Silvicuetural effectiveness of renewal felling in many-herbal forest types of pine stands in sub zone of pre forest steppe of pine-birch forest has been analysed. At has been determined that when there is the second layer that consists of comman pine renewal felling can be carried our in one step, but under high density of parent stand in 2 or 3 steps. Renewal felling maxes possible to change the parenr forest ctand avoiding artificial reforestation. An many – herbal pine stands 63 plant species grow, they constitute ground vegetation, the number of species as concerns forest trials is varied from to 26 there. The maximum number of ground vegetation species was fixed on the forest trial where renewal felling with intensity 350, was carried unt 14 years ago, the relative density reducing up to 0,37. The above mentioned forest trial is characterized, as well by maximum epiterranean biomass of ground vegetation (1.7 t/ha in absolutely ary condition. At is worth of pointing out that species diversity and considerable amount of epiteranean biomass did not resuet in worseniug the condition for undergrowth of common pine accumulation. The number of viable undergrowth on the forest trial runs to 28983 p/ha in terms of large ones, that is quite enough to form highly productive pine stands. The minimum epiterranean biomass of ground vegetation (9467 kg/ha) has been fixed in 40-aged pine stands that has been formed 14 years later after final felling. The renewal felling of weak intensity results in species number of ground vegetation decreasing but it contributes to common pine undergrowth accumulation. Species of ground vegetation put down into Red Book has been fixed on 2 forest trials/ The later teshfies to ecological situation preservation under renewal felling carrying out and hence to its ecologieness. Species of grond vegetation distribuhon according to their price-types has shown that on absolutely large number of worked out plots forest species and on some of the grasslands species prevail. The share of some other price-typex groups are small that also teshifies to minimum impact of renwal felling on ecological situation.
forest trial
epiterranean biomass
price-type
reforestation
stand depletion intensity
gronnd vegetation
renewal felling
pine stand
Живой напочвенный покров (ЖНП) представляет собой важнейший компонент лесных экосистем. Любое изменение структуры древостоя, в том числе проведение рубок, отражается на состоянии нижних ярусов растительности. Как правило, на снижение полноты древостоя ЖНП реагирует изменением его фитомассы и структуры [1, 5]. ЖНП оказывает большое влияние на возобновление леса. Поскольку этот компонент во многом определяет среду для прорастания семян, развития всходов и самосева древесных пород, то изучение влияния рубок обновления на структуру и динамику ЖНП в различные периоды после проведения рубок является актуальным.

Цель и методика исследований

Целью изучения является установление видового разнообразия и надземной фитомассы живого напочвенного покрова в рекреационных сосняках Кыштымского лесничества (подзона предлесостепных сосново-березовых лесов) после проведения в них рубок обновления.

В основу исследований положен метод пробных площадей (ПП), заложенных в соответствии с требованиями ОСТ 56-69-83 [6] и методических рекомендаций [2].

Каждая ПП ограничивалась в натуре визирами, а по углам закреплялась столбами. Размер ПП устанавливался с учетом коэффициента варьирования диаметров и заданной точности определения его среднего значения.

Живой напочвенный покров описывался на учетных площадках размером 0,5 х 0,5 м по 15 шт., равномерно размещенных на каждой ПП. На каждой учетной площадке срезался весь живой напочвенный покров на уровне поверхности почвы. Затем он сортировался по видам и взвешивался. Для определения влажности бралась навеска каждого вида и высушивалась до абсолютно сухого состояния (24 ч при температуре + 105°С). Определение видов ЖНП проводилось с использованием определителя сосудистых растений Челябинской области [4].

Объекты исследования

Объектами исследования являлись спелые сосновые насаждения разнотравного типа леса, пройденные рубками обновления равномерно-постепенным способом различной интенсивности.

В 2014 г. было заложено 7 пробных площадей (ПП) с целью установления видового разнообразия и надземной фитомассы ЖНП.

Рубки обновления проводились равномерно-постепенным способом с 1991 по 2011 гг. Таксационная характеристика древостоев ПП на момент проведения исследований (2014 г.) приведена в таблице 1.

Таблица 1

Основные таксационные показатели сосновых древостоев и подроста после проведения рубок обновления

№ ПП

Состав

древостоя

Возраст, лет

Полнота

Запас, м3/га

Интенсивность рубки, %

Состав подроста

Количество подроста, в перечете на крупный шт./га

1

2

3

6

7

8

10

11

Давность рубки 22 года, 1-й прием

1

10С

67

0,9

170

99

10СедБ

5225

едС

172

-

25

 

 

 

итого

 

0,9

195

 

 

 

Давность рубки 9 лет, 2-й приема

3

10С

50

0,6

178

50

8С2Б

14816

Давность рубки 15 лет, 1-й прием

5

1 ярус

10С

160

1,06

368

40

9С1ЛцедБ

26617

2 ярус

10С

40

6

 

 

 

итого

   

1,66

374

 

 

 

Давность рубки 20 лет, 1-й прием

6

10С

40

0,9

221

99

10С

1592

Давность рубки 14 лет, 1-й прием

9

6С4Б

120

0,37

147

35

10С

28983

Давность рубки 7 лет, 1-й прием

15

7С3Б+Е+П

112

0,6

165

32

10С+Б едЛцедЕ

30420

 

1

2

3

6

7

8

10

11

Давность рубки 14 лет, 1-й прием

19

6С4БедЕедОс

99

0,6

186

16

8С2ОседБ

18001

Давность рубки 14 лет, 1-й прием

20

6С4БедЕедОс

104

0,8

290

17

7С2Б1Ос+

ольха

8918

Давность рубки 4 года, 1-й прием

21

9С1БедОс

125

0,5

215

21

10С+Б+Ос

46667

Материалы таблицы 1 свидетельствуют, что интенсивность изреживания на ПП варьирует от 16 до 99 %, что согласно существующей шкале [7] соответствует группам: слабая - 11-20%, умеренная - 21-30% и умеренно-высокая - 31-40%. Интенсивность рубки устанавливалась сообразно исходным таксационным характеристикам древостоев. Как правило, большей первоначальной полноте соответствовала большая интенсивность.

В настоящее время на ПП сформировались насаждения с запасом от 147 до 374 м3/га. Из всех исследуемых нами насаждений высокополнотными (с полнотой древостоя 0,8 и 0,9) являются произрастающие на ПП-20. В них необходимо проведение второго приема рубки со снижением полноты древостоя до 0,6. На ПП-1 и ПП-6 были проведены одноприемные рубки обновления, поскольку на момент их проведения под пологом материнского древостоя произрастал второй ярус из древостоев сосны обыкновенной. На ПП-3 девять лет назад проведен завершающий прием двухприемных рубок обновления. Поскольку на указанных ПП в настоящее время произрастают сосновые древостои полнотой 0,6-1,06 можно констатировать высокий лесоводственный эффект проведения рубок обновления.

На остальных ПП проведен только первый прием рубок обновления с целью накопления подроста сопутствующей генерации.

Результаты исследования

При исследовании сосняков в Кыштымском лесничестве Челябинской области нами было зафиксировано 63 вида живого напочвенного покрова, которые в соответствии с их биологическими особенностями были объединены в ценотипы (экосистемные группы): лесные, луговые, лесолуговые, лесные синантропы и луговые синантропы (табл. 2).

Таблица 2

Распределение видов ЖНП по ценотипам и хозяйственному значению

Вид

Хозяйственное значение

Ценотип

1

2

3

Бедренец-камнеломка

Pimpinella saxifrage L.

Лекарственное, пищевое, кормовое, медоносное, техническое, сорное

Луговой

Бодяк разнолистный

Cirsium heterophyllum Hill

Лекарственное, кормовое, пищевое

Лесной

Брусника

Vaccinium vitis-idaea L.

Лекарственное, пищевое, витаминоносное

Лесной

Бубенчик лилиелистный

Adenofora liliefolia L.

Кормовое, медоносное, декоративное

Лесолуговой

Будра плющевидная

Glechoma hederacea L.

Лекарственное, витаминоносное, медоносное, пищевое, ядовитое, кормовое

Лесолуговой

Буквица лекарственная

Betonica officinalis L.

Лекарственное, кормовое

Луговой

Василистник малый

Thalictrum minus L.

Лекарственное, ядовитое

Луговой

Вейник наземный

Calamagrostis epigeios L. Both

Кормовое, декоративное

Лесолуговой

Венерин башмачок настоящий

Cypripedium calceolus L.

Декоративное

Лесолуговой

Вероника дубравная

Veronica chamaedrys L.

Лекарственное, медоносное, кормовое

Лесолуговой

Вероника лекарственная

Veronica officinalis L.

Лекарственное

Лесолуговой

Вороний глаз

Páris

Лекарственное, ядовитое

Лесной

Герань лесная

Geranium sylvaticum L.

Лекарственное, красильное, медоносное, дубильное, витаминоносное

Лесной

Горошек мышиный

Vicia cracca L.

Лекарственное, медоносное, кормовое, витаминоносное

Лесолуговой

Горошек призаборный

Vicia sepium L.

Лекарственное, медоносное, кормовое, витаминоносное

Лесолуговой

Горянка корейская Epimedium

 

Декоративное

Луговой

Гравилат речной

Géum rivále

Лекарственное

Лесолуговой

 

Грушанка круглолистная Pyrola rotundifolia L.

Лекарственное, кормовое, пищевое

Лесной

 

Грушанка малая

Pyrola minor

Лекарственное, кормовое, пищевое

Лесной

 

Дудник лесной

Angelica sylvestris L.

Лекарственное, пищевое, кормовое, медоносное

Лесной

Дягиль лекарственный Archangelica officinalis

Лекарственное

Лесной

 

Земляника лесная

Fragaria vesca L.

Лекарственное, витаминоносное, пищевое, медоносное, кормовое

Лесной

Иван-чай узколистный

Chamerion angustifolium L. Holub

Медоносное, кормовое, декоративное

Луговой синантроп

Клевер луговой

Trifolium retense L.

Лекарственное, кормовое, медоносное, техническое

Лесной

Клевер люпиновидный

Trifolium lupinaster L.

Кормовое, медоносное, техническое

Луговой

Клевер ползучий

Trifolium repens L.

Лекарственное, пищевое, кормовое, сорное

Луговой

Клубника луговая

Fragaria viridis

Лекарственное, витаминоносное, пищевое, медоносное, кормовое

Луговой

Копытень европейский Asarum europaeum

Лекарственное, декоративное, ядовитое

Лесной

Костяника

Rubus saxatilis L.

Лекарственное, медоносное, кормовое, пищевое, витаминоносное

Лесной

Кочедыжник женский

Athyrium filix-femina L. Roth

Лекарственное, техническое, ядовитое

Лесной

Кошачья лапка двудомная

Antennaria dioica L. Gaerth.

Лекарственное, декоративное

Лесной

Крапива двудомная

Urtica dioica L.

Лекарственное, витаминоносное, пищевое, кормовое, красильное

Луговой синантроп

Кровохлебка лекарственная

Sanguisorba officinalis L.

Лекарственное, пищевое, дубильное, красильное, медоносное, кормовое, декоративное

Лугово-лесной

Кукушкин лен обыкновенный Polýtrichum commúne

Лекарственное, техническое

Лесной

Лапчатка гусиная

Potentilla anserina

 

Лекарственное, медоносное, жирное масло, дубильное

Луговой синантроп

Лапчатка прямостоячая

Potentilla erecta L. Raeschel

Лекарственное, дубильное, красильное, кормовое

Луговой

Люпин

Lupinus

Кормовое, лекарственное, декоративное

Луговой

 

Майник двулистный

Majanthemum bifolium L. F.W. Schmidt

Лекарственное

Лесной

Манжетка обыкновенная

Alchemilla vulgaris L.

Медоносное

Луговой

Мать-и-мачеха обыкновенная

Tussilago farfara L.

Лекарственное, пищевое, сорное

Луговой

Медуница мягчайшая

Pulmonaria dacica Simonk.

Медоносное, витаминоносное

Лесной

Мятлик луговой

Poa pratensis L.

Кормовое, декоративное

Луговой

Мятлик узколистный

Poa anguistifolia L.

Кормовое, декоративное

Лесолуговой

Нивяник обыкновенный Leucanthemum vulgare Lam.

Лекарственное, медоносное, сорное

Луговой

Одноцветка крупноцветковая

Monesis uniflora L. A. Gray

Декоративное

Лесной

Орляк обыкновенный

Pteridium aquilinum L.

Пищевое, кормовое, ядовитое, сорное

Лесной

Ортилия однобокая

Orthilia secunda L. House

Декоративное

Лесной

Осот полевой

Sonchus arvensis L.

Сорное

Луговой

Очиток

Sédum

Кормовое

Луговой

Первоцвет весенний

Primula veris L.

Лекарственное, пищевое, кормовое, медоносное, декоративное

Лесолуговой

Подмаренник мягкий

Galium mollugo L.

Медоносное

Лесолуговой

Подмаренник северный

Gallium boreale L.

Кормовое, медоносное, красильное

Лесной синантроп

Подорожник большой Plantágo májor

Лекарственное, сорное

Луговой

Подорожник ланцетолистный Plantigo lanceolata L.

Лекарственное

Лесной синантроп

Седмичник европейский

Trientalis europea L.

Ядовитое

Лесной

Сныть обыкновенная

Aegopodium podograria L.

Медоносное, пищевое, красильное

Лесной

Тимофеевка луговая

Phleum pratense L.

Кормовое

Лесолуговой

Тмин обыкновенный

Cárum cárvi

Лекарственное, медоносное, эфирное, пищевое

Лесной

Толокня́нка обыкнове́нная Arctostáphylos úva-úrsi

Дубильное, красильное, лекарственное, кормовое

Лесной

 

Тысячелистник обыкновенный

Achillea millefolium L

Лекарственное, декоративное

Луговой синантроп

Черника

Vaccinium myrtillus L.

Лекарственное, медоносное, пищевое, витаминоносное

Лесной

Черноголовка обыкновенная

Prunella vulgaris L.

Лекарственное, витаминоносное, медоносное, кормовое, эфиромасличное, дубильное, декоративное

Луговой

Чина весенняя

Lathyrus vernus L. Bernh.

Лекарственное, медоносное, кормовое

Лесной

Ятрышник шлемоносный Orchis militaris

Декоративное

Лесной

Под ценотипами понимаются экотопы, возникшие под влиянием ценотипического окружения (т.е. сформировавшиеся в разных растительных сообществах) или под влиянием других биотических факторов [6]. Группа лесных видов включает травянистые, кустарничковые растения и мхи, произрастающие в обычных условиях под пологом древостоев, группа луговых - на лугах. Группа лесолуговых включает виды, произрастающие преимущественно в изреженных древостоях и в рединах. К группе лесных синантропов относятся представители ЖНП, произрастающие под пологом древостоев при наличии существенных рекреационных нагрузок. К группе луговых синантропов относятся представители ЖНП, произрастающие на лугах при наличии существенных рекреационных нагрузок.

К группе лесных видов на экспериментальных объектах относится 27 представителей ЖНП. Доминируют следующие представители травянистой растительности: черника (Vaccinium myrtillus L.), брусника (Vaccinium vitis-idaea L.), герань лесная (Geranium sylvaticum L.), земляника лесная (Fragaria vesca L.), костяника (Rubus saxatilis L.), майник двулистный (Majanthemum bifolium L. F.W. Schmidt).

Из 19 луговых видов, произрастающих на ПП, доминирующими являются: клевер луговой (Trifolium pratense L.), бедренец-камнеломка (Pimpinella saxifrage L.), буквица лекарственная (Betonica officinalis L.).

Представителями лесолуговой группы являются 12 видов ЖНП. Типичными из них являются мятлик узколистный (Poa anguistifolia L.), вейник наземный (Calamagrostis epigeios (L.) Both), вероника дубравная (Veronica chamaedrys L.), подмаренник мягкий (Galium mollugo L.) и др.

В таблице 3 представлено распределение надземной фитомассы видов ЖНП по ценотипам.

Таблица 3

Распределение надземной фитомассы видов ЖНП по ценотипам, кг/га / %

Группы ценотипов

Распределение надземной фитомассы по ПП

1

3

 

5

 

6

 

9

 

15

 

19

 

20

 

21

Лесные

 

576,24

61,0

1105,85

66,9

194,94

25,0

183,6

39,3

244,29

13,8

705,68

63,2

506,89

80,6

215,48

35,5

370,83

34,0

Лесолуговые

 

207,34

22,0

370,49

22,4

484,94

62,3

233,92

50,1

1057,23

59,9

318,61

28,5

92,29

14,7

322,87

53,2

489,31

44,9

Луговые

 

121,0

12,8

104,53

6,3

47,44

6,0

44,2

9,5

275,79

15,6

76,89

6,9

29,57

4,7

53,53

8,8

124,6

11,4

Лесные

синантропы

 

39,68

4,2

72,06

4,4

58,69

7,5

4,93

1,1

68,8

4,0

0

0,0

0

0,0

14,55

2,6

106,18

10,4

Луговые

синантропы

0

0,0

0

0,0

0

0,0

0

0,0

119,78

7,0

15,48

1,4

0

0,0

0

0,0

0

0,0

Всего

944,26

100

1652,93

100

786,01

100

466,65

100

1765,89

100

1116,66

100

628,75

100

606,75

100

1090,92

100

Количество видов, шт

22

30

15

24

26

19

10

16

25

Материалы таблицы 3 свидетельствуют, что наибольшая надземная фитомасса ЖНП зафиксирована на ПП-9 (1765,89 кг/га), наименьшая фитомасса - на ПП-6 (466,65 кг/га).

Особо следует отметить наличие на ПП видов семейства Орхидные (Orchidaceae), входящих в «Перечень объектов растительного мира, занесенных в красную книгу РФ»: на ПП-1 это Венерин башмачок настоящий (Cypripedium calceolus L.) и на ПП-21 Ятрышник шлемоносный (Orchis militaris). Наличие Венерина башмачка на ПП-1 свидетельствует, что рубки обновления не ухудшают условий произрастания особо охраняемых видов ЖНП даже при их завершении. Поскольку при проведении рубок обновления отсутствует такая категория земель, как вырубка, можно констатировать их минимальное отрицательное влияние на экологические функции.

Выводы

1. В условиях сосняка разнотравного подзоны предлесостепных сосново-березовых лесов рубки обновления являются эффективным способом омолаживания насаждений без искусственного лесовосстановления.

2. После проведения первого приема рубки обновления количество видов ЖНП варьируется в разрезе пробных площадей от 10 до 26. Максимальным количеством видов ЖНП характеризуется сосновый древостой, пройденный 14 лет назад рубками обновления интенсивностью 35% со снижением относительной полноты до 0,37%.

3. Надземная фитомасса ЖНП варьируется по ПП от 0,5 до 1,8 т/га.

4. Наличие видов ЖНП, занесенных в Красную книгу, требует внимательного отношения при проведении рубок обновления.

Рецензенты:

Усольцев В.А., д.с.-х.н., профессор, главный научный сотрудник ФГБУ науки «Ботанический сад» УрО РАН, г. Екатеринбург;

Нагимов З.Я., д.с.-х.н., профессор, директор «Института леса и природопользования», г. Екатеринбург.