Одной из наиболее распространенных древесных пород на территории России и Забайкальского края является лиственница, на долю которой приходится около 36 % и 56 % покрытой лесом площади соответственно (по состоянию на 01.01.2016 г.) [2].
Потребность сохранения генетического потенциала лиственничных лесов и восстановления их естественного видового разнообразия является одной из приоритетных проблем в связи с их интенсивной эксплуатацией, повышением рекреационной нагрузки, многочисленно повторяющимися лесными пожарами, массовым поражением лесными вредителями и болезнями, смены пород, а также климатическими изменениями, направленными на сокращение лесопокрытой площади.
Одним из инструментов сохранения генофонда данной древесной породы в Забайкальском крае, резервом в повышении продуктивности и устойчивости лесов на генетико-селекционной основе могут служить географические культуры лиственницы, которые являются частью плановой работы по созданию и изучению географических культур основных лесообразующих пород, начатой в нашей стране с 1973 г. Однако с 1999 г., когда была проведена последняя всероссийская единовременная инвентаризация географических культур разных лет закладки, детальное изучение объекта в регионе не проводилось [4, 5].
Цель исследований состояла в проведении инвентаризации и отборе перспективных климатипов в географических культурах лиственницы, достигших конца второго класса возраста для лесоразведения в данном регионе.
Материалы и методы исследования
Согласно приказу Рослесхоза № 61 от 09.03.2011 г. географические культуры лиственницы расположены в южно-сибирской горной зоне в забайкальском горном лесном районе [1]. Объект площадью 14,0 га размещен на территории Забайкальского края в Читинском лесничестве в Сивяковском участковом лесничестве в кв. 58, выделе 15, в 40 км на юго-запад от г. Читы, на правом берегу среднего течения р. Ингода и нижнего течения р. Какова, на юго-западном склоне хр. Черского, постепенно переходящего в надпойменную террасу. Макрорельеф – равнина. Высота над уровнем моря – 700–800 м. Почвы – супесчаные, дерновые, слабооподзоленные. До освоения территория представляла собой вырубку 1977 г. лиственничного насаждения III класса бонитета. Объект имеет координаты 51 ° 51’ с.ш., 113 ° 10’ в.д.
Культуры лиственницы, являющиеся частью всесоюзного опыта, были заложены в 1979–1980 гг. Посадка выполнялась после сплошной вспашки почвы без оборота пласта, вручную: культуры 1979 г. – 4-летними, 1980 г. – 3-летними сеянцами. Схема посадки 2,5х0,75 м. Число повторностей зависело от количества стандартного посадочного материала лиственницы. Испытанию подлежали семенные потомства 5 видов и 20 климатических экотипов (далее – климатипов) (табл. 1).
Таблица 1
Географические пункты заготовки семян лиственницы для закладки географических культур
|
№ п/п |
Лесосеменной район |
Происхождение |
Географические координаты |
||
|
Республика, край, область |
Лесхоз |
с.ш. |
в.д. |
||
|
Лиственница Сукачева (Larix sukaczewii Dylis) |
|||||
|
5 |
Ветлужско-Унженский |
Ивановская |
Волжский |
57 °10' |
43 °50' |
|
9 |
Зауральский лесостепной |
Башкирия |
Учалинский |
54 °25' |
59 °35' |
|
12(а) |
Зауральский северо-таежный |
Свердловская |
Ивдельский |
60 °37' |
60 °25' |
|
12 |
Среднезауральский |
Свердловская |
Егоршинский |
57 °30' |
61 °90' |
|
13 |
Среднезауральский |
Свердловская |
Ново-лялинский |
59 °00' |
60 °40' |
|
Лиственница Гмелина (Larix gmelinii Rupr.) |
|||||
|
33 |
Шилкинский |
Читинская |
Могочинский |
53 °50' |
120 °55' |
|
39 |
Приамурский |
Хабаровский |
Амгунский |
51 °37' |
135 °43' |
|
44 |
Зейско-Буреинский |
Амурская |
Свободненский |
51 °30' |
128 °30' |
|
б/н |
Шилкинский |
Читинская |
Читинский |
52 °03' |
113 °29' |
|
Лиственница сибирская (Larix sibirica Ledeb.) |
|||||
|
18 |
Алтайский |
Горно-Алтайская |
Чемальский |
52 °03' |
113 °29' |
|
20(а) |
Салаиро-Кузнецкий |
Хакасия |
Октябрьский |
54 °20' |
89 °55' |
|
20(б) |
Салаиро-Кузнецкий |
Хакасия |
Бирикчульский |
53 °50' |
90 °10' |
|
25 |
Саянский |
Красноярский |
Верхне-Манский |
55 °10' |
93 °45' |
|
27 |
Верхнеленский |
Иркутская |
Качугский |
53 °55' |
106 °00' |
|
29 |
Южноангарский |
Иркутская |
Вихоревский |
56 °50' |
105 °50' |
|
30 |
Джидинский |
Бурятия |
Закаменский |
50 °25' |
104 °25' |
|
46 |
Южно-Алтайский |
Восточно-Казахстанская |
Маркакольский |
48 °38' |
85 °40' |
|
47 |
Южно-Алтайский |
Восточно-Казахстанская |
Курчумский |
48 °50' |
84 °40' |
|
Лиственница Чекановского (Larix czekanowskii Szaf) |
|||||
|
32 |
Южно-Забайкальский |
Читинская |
ПетровскЗабайкальский |
51 °19' |
108 °52' |
|
Лиственница Каяндера (Larix cajanderi Мауг) |
|||||
|
37 |
Алдано-Майский |
Хабаровский |
Охотский |
59 °00' |
142 °00' |
Изучение географических культур проводилось по Программе и методике, утвержденной решением Проблемного совета по лесной генетике, селекции и семеноводству от 05.04.1972 г., которая является единым документом для всех регионов страны [3].
С целью определения сохранности культур в возрасте 35 лет, на каждом блоке обследовали все живые деревья, подсчитывали число усохших деревьев, число пней и число пустых посадочных мест. Эти данные сравнивали с числом сеянцев, высаженных при создании культур. У всех живых деревьев климатипов определяли диаметр на высоте груди (с точностью 1 см). Высоту находили по графикам высот путем измерения высотомером по каждой 1 см ступени толщины. Качество ствола оценивали по баллам (5,4,3,2,1 и 0 соответственно) с разделением на прямые одноствольные, прямые двухствольные, слабо искривленные одноствольные, слабо искривленные двухствольные, сильно и многократно искривленные и кустовидные. Так же определяли протяженность и ширину кроны. Оценку климатипов проводили сравнением со средними значениями по объекту. Статистическую обработку полевых материалов проводили в программе Excel.
Результаты исследований и их обсуждения
Анализ полученных результатов показал, что 35-летние географические культуры лиственницы, в среднем по объекту на 2016 г. имеют невысокую сохранность – 31,6 %, что соответствует 0,6–0,7 тыс. шт./га (табл. 2).
Таблица 2
Таксационная характеристика географических культур лиственницы
|
№ п/п |
Вид лиственницы |
Инвентарный номер |
Происхождение |
Сохранность, % от посаженных на 1999 г. |
Сохранность, % от посаженных на 2016 г. |
Диаметр, см |
Высота, м |
Запас древесины, м3 |
||||
|
Лесхоз |
M, ср. |
± m |
С, % |
M, ср. |
± m |
С, % |
||||||
|
1 |
лиственница Сукачева |
5 |
Волжский |
4,2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
2 |
9 |
Учалинский |
61,4 |
21,2 |
12,0 |
1,6 |
70,0 |
9,2 |
0,5 |
22,6 |
121,2 |
|
|
3 |
12(а) |
Ивдельский |
52,6 |
20,1 |
16,3 |
0,6 |
6,7 |
14,1 |
0,9 |
24,4 |
176,8 |
|
|
4 |
12 |
Егоршинский |
63,1 |
38,2 |
12,6 |
0,9 |
15,2 |
13,0 |
0,9 |
27,8 |
181,3 |
|
|
5 |
13 |
Ново-Лялинский |
54,4 |
38,4 |
16,6 |
0,7 |
9,6 |
15,3 |
0,6 |
15,9 |
129,0 |
|
|
6 |
лиственница Гмелина |
33 |
Могочинский |
51,25 |
23,5 |
16,0 |
2,0 |
17,5 |
14,3 |
0,7 |
20,4 |
153,9 |
|
7 |
39 |
Амгунский |
59,7 |
21,9 |
17,3 |
1,2 |
16,1 |
16,5 |
0,7 |
14,5 |
113,5 |
|
|
8 |
44 |
Свободненский |
61,2 |
28,6 |
14,0 |
2,0 |
20,0 |
15,4 |
0,6 |
16,6 |
180,0 |
|
|
9 |
б/н |
Читинский |
61,7 |
27,3 |
13,6 |
1,2 |
14,7 |
15,5 |
0,6 |
16,8 |
204,8 |
|
|
10 |
лиственница сибирская |
18 |
Чемальский |
68,7 |
36,48 |
11,5 |
1,4 |
18,2 |
13,5 |
0,4 |
14,0 |
189,8 |
|
11 |
20(а) |
Октябрьский |
61,0 |
38,51 |
13,0 |
1,0 |
10,7 |
12,6 |
0,7 |
24,4 |
226,9 |
|
|
12 |
20(б) |
Бирикчульский |
51,0 |
37,06 |
13,5 |
0,5 |
5,1 |
13,7 |
0,8 |
25,5 |
207,5 |
|
|
13 |
25 |
Верхне-Манский |
79,2 |
51,37 |
13,5 |
0,5 |
5,1 |
14,2 |
0,9 |
25,3 |
228,2 |
|
|
14 |
27 |
Качугский |
62,0 |
32,2 |
11,4 |
1,3 |
51,3 |
13,0 |
0,5 |
15,3 |
149,0 |
|
|
15 |
29 |
Вихоревский |
61,2 |
36,0 |
11,0 |
1,8 |
89,0 |
14,3 |
1,6 |
33,1 |
204,5 |
|
|
16 |
30 |
Закаменский |
45,3 |
44,4 |
16,0 |
1,6 |
35,0 |
16,1 |
0,6 |
15,8 |
258,2 |
|
|
17 |
46 |
Маркакольский |
4,2 |
4 |
21,3 |
2,0 |
16,4 |
15,0 |
2,3 |
31,3 |
51,4 |
|
|
18 |
47 |
Курчумский |
1,2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
19 |
лиственница Чекановского |
32 |
ПетровскЗабайкальский |
58,5 |
38,5 |
12,6 |
0,5 |
5,6 |
14,3 |
0,8 |
21,6 |
226,2 |
|
20 |
лиственница Каяндера |
37 |
Охотский |
14,25 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Примечание: M – средний показатель; m – ошибка среднего; С – коэффициент изменчивости.
Сравнение материалов инвентаризации культур 1999 и 2016 годов, показало на снижение сохранности (на 17,1 %). За семнадцатилетний период полностью погибло потомство лиственницы Сукачева из Ивановской области Волжского лесхоза и лиственницы Каяндера из Хабаровского края Охотского лесхоза. Элиминация потомства лиственницы сибирской из Восточно-Казахстанской области Курчумского лесхоза отмечалась еще в первом классе возраста, при инвентаризации 1999 г. Инвентаризация 1999 г. показала, что практически все потомство лиственницы имело сохранность более 50 %. Исключением была лиственница сибирская из Восточно-Казахстанской области Маркакольского лесхоза, у которой сохранность к 2016 г. снизилась на 0,2 %. В настоящее время сохранность выше средней отмечается у потомства лиственницы Сукачева из Свердловской области Егоршинского и Ново-Лялинского лесхозов, лиственницы сибирской из Горно-Алтайской области Чемальского лесхоза, республики Хакасия Октябрьского и Бирикчульского лесхозов, Красноярского края Верхне-Манского лесхоза, Иркутской области Качугского и Вихоревского лесхозов, республики Бурятия Закаменского лесхоза и лиственницы Чекановского из Читинской области Петровск-Забайкальского лесхоза. Лидером по числу сохранившихся особей, по результатам инвентаризации 1999 и 2016 годов, является потомство лиственницы сибирской из Красноярского края Верхне-Манского лесхоза. Столь неоднозначные результаты сохранности по годам как по интродукции разных видов лиственницы, так в пределах вида по месту происхождения исходных популяций свидетельствуют не только о реакции климатипов на новые условия роста, но и о ежегодных лесных пожарах, вызванных палами сухой травы. За семнадцатилетний период 81,3 % климатипов было пройдено верховым и низовым пожарами. Климатипы, не тронутые лесными пожарами, составляют всего 18,7 %.
Основными показателями реакции климатипов на воздействие природных и антропогенных факторов являются их рост и продуктивность.
Анализ таксационных материалов показал, что среднее значение диаметров стволов на объекте – 12,6 см. Изменчивость этого показателя по климатипам, в среднем, значительная – 23,0 %. Это связано с неоднородностью, вариабельностью измерений диаметра (от 4 до 32 см) в зависимости от потомства. Предварительно, в число лучших по диаметру вошли древостои потомств лиственницы сибирской из Восточно-Казахстанской области Маркакольского лесхоза, лиственницы Гмелина из Хабаровского края Амгунского лесхоза. Однако позднее было установлено, что величина диаметра и его изменчивость в определенной степени зависят от сохранности потомства (r = 0,5 и r = 0,2 соответственно). Именно поэтому из категории лучших (по диаметру), на следующем этапе оценки, они были исключены. В то же время сохранность потомства климатипов не отражает густоту стояния деревьев на единицу площади, которая имеет обратную связь с диаметром, т.е. чем выше густота стояния, тем слабее рост по диаметру. Поэтому при сохранности выше 31,6 %, рост по диаметру выше среднего имели климатипы лиственницы Сукачева из Свердловской области Егоршинского и Ново-Лялинского лесхозов, лиственницы сибирской из республики Хакасия Октябрьского и Бирикчульского лесхозов, Красноярского края Верхне-Манского лесхоза и Республики Бурятия Закаменского лесхоза, лиственницы Чекановского из Читинской области Петровск-Забайкальского лесхоза.
Хороший рост в высоту (при сохранности и росте по диаметру выше среднего), который, как правило, более обусловлен наследственностью, чем рост по диаметру, отмечался у всех указанных выше потомств лиственницы. Средняя изменчивость этого показателя между всеми климатипами невелика, составляет 19,2 %.
Для дальнейшей оценки потомств лиственницы рассматривали следующий показатель – запас стволовой древесины на 1 га. При всех средних показателях (сохранности и роста) наибольшая продуктивность стволовой древесины выявлена у потомства лиственницы сибирской Республики Бурятия Закаменского лесхоза, Красноярского края Верхне-Манского лесхоза, республики Хакасия Октябрьского лесхоза, лиственницы Чекановского из Читинской области Петровск-Забайкальского лесхоза. Запас выше среднего имели потомства лиственницы Сукачева из Свердловской области Егоршинского лесхоза и лиственницы сибирской из республики Хакасия Бирикчульского лесхоза. Анализируя полученные экспериментальные данные, следует отметить, что рост и продуктивность выше средних показателей имели климатипы, которые находились в пределах 50–57 ° с.ш. и 59–108 ° в.д.
Даже при хороших показателях сохранности, роста и продуктивности климатипы могут иметь малоценные стволы из-за кривизны и сучковатости. Поэтому оценку климатипов продолжали с рассмотрением качественных характеристик ствола (искривление ствола и степень его очищения от сучьев, развитие живой кроны). Практически все климатипы лиственницы (80 %) имели слабо искривленные стволы. Исключением было потомство лиственницы сибирской из Иркутской области Вихоревского лесхоза, у которого отмечался сильно и многократно искривленный одноствольный и двухствольный древостой. В целом все климатипы были слабо очищены от сучьев. Наименьшая сучковатость, из выделенных ранее климатипов, наблюдалась у потомства лиственницы Чекановского из Читинской области Петровск-Забайкальского лесхоза. Развитие живой кроны является одним из важных показателей продуктивности климатипов, который характеризует протяженность ствола до кроны. У потомств лиственницы этот показатель варьировался от 5,6 до 11,1 м. При всех средних показателях (сохранности, роста, продуктивности стволовой древесины), с учетом отсутствия искривления ствола и средней степени очищения ствола от сучьев, лучшее развитие живой кроны наблюдалось у потомства лиственницы Чекановского из Читинской области Петровск-Забайкальского лесхоза, лиственницы сибирской Республики Бурятия Закаменского лесхоза и лиственницы Сукачева из Свердловской области Егоршинского лесхоза. Доля живой кроны от общей высоты у них составляет 37,8–51,0 %.
Выводы
1. Предварительно, в результате оценки 35-летних географических культур лиственницы, относительно средние показатели по сохранности, росту, продуктивности стволовой древесины, а также по отсутствию искривления ствола, хорошему очищению ствола от сучьев, развитию живой кроны имели потомства лиственницы Чекановского из Читинской области Петровск-Забайкальского лесхоза, лиственницы сибирской Республики Бурятия Закаменского лесхоза и лиственницы Сукачева из Свердловской области Егоршинского лесхоза. Предположительно, указанные климатипы, снижением своего роста демонстрируют противостояние экстремальным средовым факторам.
2. Имеющихся данных по всем климатипам недостаточно для объективной оценки, суждения об их ценности, выделения лучших из них, т.к. 81,3 % потомства лиственницы пройдено верховым и низовым пожарами.
3. Учитывая, что различия между климатипами по всем основным показателям определяются не только генетическими факторами, но и средовыми, необходимо провести дальнейшие исследования с выращиванием и испытанием культур второго поколения лиственницы.