AMPACT OF RENEWAL FILLING IN PINE STANDS ON GROUND VEGETATION

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	1,06	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

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

14,55

2,6

106,18

10,4

Луговые

синантропы

0,0

119,78

7,0

15,48

1,4

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

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.

Scientific journal
Modern problems of science and education

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

Modern problems of science and education
Scientific journal | ISSN 2070-7428 | CertJournal