Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,775

ВЕКОВАЯ ДИНАМИКА ТАКСАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЛИСТВЕННИЧНЫХ РЕДКОЛЕСИЙ У СЕВЕРНОЙ ГРАНИЦЫ АРЕАЛА НА ОСТРОВЕ ТИТ-АРЫ (НИЗОВЬЯ РЕКИ ЛЕНЫ)

Исаев А.П. 1, 2 Габышева Л.П. 1, 2 Михалёва Л.Г. 1
1 ФГБУН «Институт биологических проблем криолитозоны СО РАН»
2 ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова»
В статье рассмотрена вековая динамика таксационных показателей древостоев лиственничных лесов на острове Тит-Ары в дельте р. Лены. Это лесное насаждение является одним из самых северных лесных массивов на северо-востоке России. Первые научные исследования лесов острова Тит-Ары проведены в 1901 г. финским ученым А.К. Каяндером. Современные лесоводственные исследования лесного массива проведены в 2009–2014 гг. Растительный покров в районе исследования представлен притундровыми редкостойными лиственничными редколесьями и тундровыми сообществами. После сплошной рубки леса в 1940-х годах новое поколение деревьев практически достигло показателей высоты (3–5 м) древостоя, описанного А.К. Каяндером (1903), а по толщине стволов уступает показателям начала ХХ века. За последние 60 лет густота стояния деревьев постепенно снизилась с 1,5 до 0,7 тыс. экз./га. Основная часть современного поколения древостоя появилась в 1960–1980-х годах. Климатические условия начала нынешнего столетия благоприятствуют росту и развитию лиственницы на северном пределе ее распространения.
дельта р. Лены
остров Тит-Ары
таксационные показатели
притундровые лиственничные редколесья
лиственница Каяндера
1. Андреев В.Н. Заселение тундры лесов в современную эпоху // Растительность Крайнего Севера и ее освоение. – Вып. 1. – М.-Л., 1956. – С. 27–45.
2. Андреев В.Н. Растительность и районы восточной части Большеземельской тундры // Тр. Полярной комиссии. Вып. 22. – Л.: Изд-во АН СССР, 1975. – 97 с.
3. Егорова Г.Н. Природные условия дельты реки Лены и севера Хараулахских гор в пределах проектируемого заповедника // Природа Якутии и ее охрана. – Якутск, 1965. – С. 174–189.
4. Перфильева В.И., Тетерина Л.В., Карпов Н.С. Растительный покров тундровой зоны Якутии. – Якутск: ЯНЦ СО РАН, 1991. – 194 с.
5. Полозова Т.Г. О самых северных местонахождениях лиственницы (Larix dahurica Turcz.) и кустарной ольхи (Alnaster fruticosus Ldb.) в низовьях реки Лены // Материалы по растительности Якутии. – Л., 1961. – С. 291–294.
6. Растительный и животный мир дельты реки Лены / Лабутин Ю.В., Перфильева В.И., Ревин Ю.В. и др. – Якутск: Изд-во ЯФ СО АН СССР, 1985. – 140 с.
7. Тихомиров Б.А., Штепа В.С. К характеристике лесных форпостов в низовьях р. Лены // Ботан. журн. – 1956. – Т. 41. – № 8 – С. 1107–1122.
8. Щербаков И.П. О восстановлении лесной растительности на крайнем северном пределе в Евразии. // Изв. СО АН СССР. Сер. биол. и медицин. наук. – 1965. – № 8. – Вып. 2. – С. 54–61.
9. Bunge A.A. Naturhistorische Beobachtungen u. Fahrten in d. Lena-Delta // Melanges biologiques, tires du Bulletin de l’Academie imperiale des sciences de St. Petersbourg, v. XII, 1888.
10. Cajander A.K. Studien uber die Vegetation des Urwaldes am Lena-Fluss // Acta Soc. Sci. Fennical. – Helsingfors. 1904. – T. 32. – № 3.

Остров Тит-Ары является одним из самых северных крупных массивов лесной растительности на северо-востоке России. История изучения растительных экосистем этого острова и сопредельной территории имеет более чем вековую историю. Первые упоминания об острове можно найти в дневниках Бунге [9], а также в работах финского ученого А.К. Каяндера [10]. В момент посещения последним острова в 1901 г. лесная растительность занимала лишь центральную, несколько повышенную часть острова, т.е. высокую надпойменную террасу. Сомкнутость древостоя А.К. Каяндер оценил равной 0,4, высоту деревьев 3–5 м, деревья были сильно искривленными с неправильным развитием кроны. Известно, что этот лес был полностью вырублен в 1942–1943 гг. По оставшимся после сплошной вырубки пням Б.А. Тихомиров и В.С. Штепа (1956) установили, что возраст деревьев составлял 300–400 лет.

Более или менее регулярные исследования лиственничных редколесий на острове Тит-Ары начались в 1955 г. Результатом исследований явился ряд работ [1–8].

По данным И.П. Щербакова [8], посетившего остров в 1962 г., лесом была занята не только вторая надпойменная терраса, но и первая. На 1 га Щербаков насчитал от 100 до 1500 экз. лиственницы в зависимости от террасы. Средняя высота 0,9 м, максимальная – 2,0 м. Всходов не было, весь подрост появился через 1–2 года после рубки.

Исследования по изучению динамики самого северного лесного массива в дельте р. Лены возобновлены на территории Булунского района на о. Тит-Ары в 2009–2014 гг. в рамках комплексной экспедиции Института биологических проблем криолитозоны СО РАН.

В настоящее время лесной массив сформирован на увале второй надпойменной террасы в центральной части острова на всем его протяжении, на первой надпойменной террасе в западной части острова в виде групповых лиственниц, единичные лиственницы встречаются на второй пойменной террасе на валиках полигонально-валиковой тундры. Распространены кустарниково-моховой, кассиопово-моховой, голубично-багульниково-моховой, багульниковой типы лиственничных редколесий.

Таксационные показатели древостоев. На всех пробных площадях деревья большей частью далеко отстоят друг от друга, сомкнутость всегда ниже 0,3. Количество деревьев на 1 га достаточно высокое – от 700 до 2750 стволов при средней высоте 1,45–3,15 м и среднем диаметре – 1,66–6,17 см. Максимальные показатели высоты – 6,5 м, диаметра – 12 см (табл. 1).

Стволы многих деревьев искривленные, наблюдается многовершинность и многоствольность. Наиболее благоприятные условия для роста деревьев наблюдаются на южном склоне увала на юге острова, где деревья характеризуются более крупными размерами и сбежистыми широкими кронами. Для сравнения приводим данные об основных таксационных показателях древостоев в вековом измерении (табл. 2). Как видно из нее, с 1955 года густота стояния деревьев постепенно снизилась с 1,5 до 0,7 тыс. экз./га. По показателям высоты (3–5 м) деревья практически достигли, по толщине значительно уступают показателям дорубочного насаждения.

Таблица 1

Таксационная характеристика древостоев в лиственничных редколесьях, о. Тит-Ары, Булунский район Республики Саха (Якутия)

Номер описания

Тип лиственничных редколесий

Количество стволов, экз./га

Высота, м

Диаметр, см

Средний возраст, лет

Всего

в т.ч. выше 1,3 м

средняя

максимальная

средний

максимальный

5

Кустарничково-моховое

2300

850

1,45

2,9

2,03

5,5

39,5

10

Кассиопово-моховое

1150

800

2,73

5,3

6,17

12

42,6

6

Голубично-багульниково-моховое

4400

2250

2,11

3,4

1,74

4,1

44,3

9

Багульниковое

3200

2750

3,15

6

3,4

8,8

62,2

13

Пушицево-моховое

1350

700

2,15

3,55

2,06

4,7

41,3

Х-4

Багульниково-лишайниково-моховое

3000

900

1,91

2,6

1,66

2,8

33,4

Таблица 2

Динамика основных таксационных показателей лиственничного редколесья пушицево-мохового за 110 лет

Годы наблюдений

N, тыс.экз./га

H, m

DBH, cm

1901

нет данных

3–5

нет данных

1942

нет данных

до 5

10–15

1942–1943

был вырублен

1955

1,5

нет данных

нет данных

1962

1,5

нет данных

1–4

1984

1,5

0,3–1,6 (2,5)

нет данных

1988

нет данных

0,3–3,0

2 (4)

1989

0,8

1,9–2,8

1,5 (3,5)

2009–2014

0,7

2,15 (4, 5)

2,06 (4,7)

Примечания: число стволов – N, господствующая высота – H, господствующий диаметр – DBH.

И.П. Щербаков [8] на первой надпойменной террасе острова описал так называемое «кольцевое» размещение лиственниц. В настоящее время эти «кустарниковые» лиственницы также произрастают на острове, кроны их постоянно объедаются зайцами, сами «кусты» постоянно заносятся песком, что, на наш взгляд, и является причиной формирования «кольцевых» лиственниц: стволы в этом кольце являются на самом деле ответвлениями одного стелющегося ствола, засыпанного песком.

Возрастная структура древостоев. В древостоях доминируют 4 поколения лиственницы – старше 80, 40–50, 25–30, менее 20 лет (рис. 1). Это свидетельствует о том, что 4,35–46,88 % всех деревьев появились до сплошной рубки леса в годы Великой Отечественной войны и представляли собой низкорослый подрост, невостребованный даже в военные годы в условиях острейшего дефицита дров. После войны отмечено три основных волны возобновления – младшие поколения деревьев появились соответственно в 60-е, 70-е и 80-е годы ХХ века.

Динамика роста древостоев. Установлено, что в последние годы (2002–2013 гг.) отмечается резкое увеличение приростов лиственницы Каяндера старшего поколения (рис. 2), что в определенной мере является отражением изменения климатических показателей в эти годы.

pic_46.tif

Рис. 1. Возрастная структура лиственничных древостоев на острове Тит-Ары: Оп. 5 – лиственничное редколесье кустарничково-моховое; Оп. 6 – лиственничное редколесье кассиопово-моховое; Оп. 9 – лиственничное редколесье голубично-багульниково-моховое; Оп. 10 – лиственничное редколесье багульниковое; Оп. 13 – лиственничное редколесье пушицево-моховое

pic_47.tif

Рис. 2. Средние приросты осевых побегов лиственницы Каяндера на острове Тит-Ары: 1 – до 2001 года; 2 – после 2001 года

Если у лиственниц, произраставших внутри лиственничного массива, средние приросты осевых побегов за предыдущие годы составляли в среднем 3,05 см, то в последние годы они повысились более чем в 2 раза и достигли 7,66 см. У лиственниц, произрастающих на склонах южной экспозиции, эти показатели составили соответственно 3,35 и 15,6 см, а у одиночных лиственниц, произрастающих в тундре, – 2,47 и 4,88 см.

Выявлены также различия реакции лиственниц, произрастающих в разных условиях, на климатические показатели. Если у одиночных деревьев среди тундры и деревьев, произрастающих на вершине террасы, низка вариативность осевых приростов, то у деревьев, произрастающих на склоне южной экспозиции, осевые приросты заметно различаются по годам (рис. 3).

При этом выявлено, что все деревья весьма чувствительны к температурным условиям года, а осадки играют важную роль в изменении ростовых процессов только у одиночных деревьев, произрастающих на повышениях полигонально-валиковой тундры (табл. 3).

pic_48.tif

а

pic_49.tif

б

pic_50.tif

в

Рис. 3. Осевые приросты лиственниц из разных экотопов острова Тит-Ары: а – одиночные деревья среди тундры; б – лиственничное редколесье на вершине увала; в – лиственничное редколесье на склоне южной экспозиции увала

Таблица 3

Коэффициенты корреляции между показателями осевого прироста лиственницы и некоторыми климатическими показателями

Климатические характеристики

Осевые приросты

отдельные деревья среди тундры

деревья в лиственничном редколесье

Осадки за вегетационный сезон

0,60

0,14

Сумма осадков за год

0,52

0,20

Средняя температура за летние месяцы

0,66

0,63

Средняя температура за год

0,59

0,82

Наряду с таксационными характеристиками лесов были изучены некоторые особенности семеношения лиственницы за последние 4 года – 2006–2009 гг. (табл. 4). Высокая сохранность шишек разных лет и хорошая возможность дифференциации старых шишек по «возрастам» позволила провести ретроспективную оценку урожайности. Выявлено, что за исследуемый период самым урожайным был 2006 год, когда в среднем на модельной ветке насчитывалось до 20,82 экз. шишек или 239,43 – на 1 дереве. 2009 год был самым малоурожайным – 3,18 и 35,58 экз. шишек соответственно. При этом отмечена следующая закономерность. Чем выше урожай шишек, тем меньше их линейные размеры (табл. 5). Так в самый урожайный год средняя высота и ширина шишек были наименьшими (1,22 и 1,32 соответственно), а в 2009 г., когда отмечалась низкая урожайность, наивысшими (1,38 и 1,61 см соответственно). Это подтверждается также значениями коэффициента корреляции между показателями: коэффициент корреляции (r) между количеством шишек и их средней высотой равен –0,8068, между количеством шишек и их шириной – 0,8514.

Таким образом, исследования лесного массива о. Тит-Ары показали, что леса представлены притундровыми лиственничными редкостойными лесами. Выявлено, что основное поколение лесного массива острова появилось в 60–80-е годы XX столетия. За последние 60 лет густота стояния деревьев постепенно снизилась с 1,5 до 0,7 тыс. экз./га. После рубки леса в 1940-х годах показатели высоты (3–5 м) деревьев практически достигли, а по толщине уступают показателям дорубочного насаждения. Исследования показали, что климатические условия начала нынешнего столетия благоприятствуют росту и развитию лиственницы на северном пределе ее распространения, что отражается на увеличении осевых приростов лиственницы в последние 10–14 лет. Выявлено различие реакции на изменение климатических показателей деревьев (по осевым приростам), произрастающих посреди тундры и в массиве, а также роль в ростовых процессах температурного режима и отсутствие связи с режимом осадков прироста деревьев, произрастающих в массиве.

Таблица 4

Оценка урожайности Larix cajanderi в 2006–2009 гг. на острове Тит-Ары, низовья р. Лены

Год

Балл урожайности по Капперу

Общее количество модельных веток, шт.

Общее количество исследованных шишек, шт.

Количество шишек на модельной ветке, шт.

Количество шишек, шт. в среднем на 1 дерево

М ± m

max

min

V, %

2006

5

11

229

20,82 ± 13,44

51

4

78,9

239,43

2007

5

11

194

17,64 ± 6,76

31

3

19,2

202,85

2008

1

11

41

3,73 ± 2,43

10

0

84,9

42,90

2009

1

11

35

3,18 ± 1,72

10

1

81,7

36,58

Таблица 5

Морфометрические показатели шишек Larix cajanderi урожаев 2006–2009 гг. остров Тит-Ары, низовья р. Лены

Год

Высота шишек, см

Ширина шишек, см

Отношение ширины к высоте

М ± m

max

min

V, %

М ± m

max

min

V, %

2006

1,22 ± 0,02

1,9

0,6

22,7

1,32 ± 0,02

2,7

0,7

20,5

0,9218

2007

1,36 ± 0,01

1,9

0,7

13,6

1,55 ± 0,01

2,1

1,0

12,1

0,8750

2008

1,50 ± 0,04

2,2

1,0

17,4

1,71 ± 0,03

2,2

1,2

12,5

0,8814

2009

1,38 ± 0,04

1,9

0,9

17,0

1,61 ± 0,03

2,8

1,1

14,0

0,8768

Работа выполнена в рамках проектов VI.52.2.8 и II.2П/VI.52-3 программ фундаментальных исследований Президиума РАН.


Библиографическая ссылка

Исаев А.П., Габышева Л.П., Михалёва Л.Г. ВЕКОВАЯ ДИНАМИКА ТАКСАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЛИСТВЕННИЧНЫХ РЕДКОЛЕСИЙ У СЕВЕРНОЙ ГРАНИЦЫ АРЕАЛА НА ОСТРОВЕ ТИТ-АРЫ (НИЗОВЬЯ РЕКИ ЛЕНЫ) // Успехи современного естествознания. – 2016. – № 4. – С. 77-82;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=35866 (дата обращения: 28.03.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674