Scientific journal
Advances in current natural sciences
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,775

DIFFERENTIATION OF TREES AS AN INDICATOR OF THE SANITARY CONDITION OF OAK FORESTS IN THE ULYANOVSK REGION

Churakov R.A. 1 Churakov B.P. 1
1 Ulyanovsk State University
One of the significant factors in reducing the viability and deterioration of the sanitary condition of oak forests is the influence of environmental conditions. In addition, the health status of oak forests is strongly negatively affected by deficiencies in forest management, which violate the structure of oak forests. Increasing anthropogenic loads on oak forests lead to a significant reduction in the area of oak plantations, which is accompanied by a deterioration in the breed and age composition of oak forests, as well as a decrease in their stability. One of the important parameters of the sanitary condition of oak stands is considered to be the differentiation of trees by the shape of the crown. 5 forms of oak tree crowns are distinguished: spreading, umbrella-shaped, extended, mixed and one-sided. The purpose of the work: to study the differentiation of oak trees by crown shape in stands of growth origin in various forest conditions of the Ulyanovsk region. The research was carried out in oak stands of the third class of Bonita in the field period of 2019. For the survey in various types of oak trees (snytevo-sedge, small-grass and snytevo-yasmennikovye) laid dimensionless test areas of 100 trees in each six-fold repetition. On each trial area, a continuous list of trees was conducted with their division by crown shape in each of the 6 categories of condition. The research results show that the overall condition of oak stands is characterized as weakened, since almost 50 % of the trees are classified as severely weakened, withering and dead trees. In the surveyed stands, the largest number of trees are trees with a spreading and mixed crown shape, the smallest number are trees with an umbrella-shaped and one-sided crown shape. The greatest contribution to the deterioration of the sanitary condition of the surveyed coppice oak stands contribute: in oak snitovo-sedge trees from the mixed and one-sided crown shape; in mellotronen oak trees with a spreading and mixed; the oak snitovo-Armenicum trees with mixed unilateral and crown shape.
oak trees
oak
tree differentiation
forest types
crown shape
phytosanitary condition of oak forests
1. Arefyev Yu.F., Mamedov M.M. Prediction and Control of Pathogenesis in Forest Ecosystems // IVUZ. Lesnoy zhurnal. 2017. № 3. P. 61–69 (in Russian).
2. Kaplina N.F., Selochnik N.N. Current and Long-term State of the English Oak in Three Contrasting Forest Types in Southern Foreststeppe // Lesovedeniye. 2015. № 3. P. 191–201 (in Russian).
3. Zolotukhin A.I., Ovcharenko A.A., Shapovalova A.A., Kabanina S.V., Zangina M.A. Factors and levels of anthropogenic transformations of floodplain oak forests of Preopera // Sostoyaniye antropogenno narushennykh ekosistem Prikhoper’ya. Saratov: SGU, 2009. P. 37–42 (in Russian).
4. Kharchenko N.A., Mikhno V.B., Kharchenko N.N. Degradation of oak forests of the Central Chernozem region. Voronezh: Voronezh. lesotekh. akademiya, 2010. 604 p. (in Russian).
5. Storozhenko V.G. Forest stability. Theory and practice of biogeocenotic research. M.: Tovarishchestvo nauch. izd. KMK, 2018. 171 р. (in Russian).
6. Chebotarevа V.V., Chebotarev P.A., Storozhenko V.G. Degradation of Russian oak forests and ways of their restoration // 21 vek: fundamental’naya nauka i tekhnologii: materialy VI mezhdunarodnoy konferentsii. M.: Izd. tsentr «Akademicheskiy», 2015. Vol. 1. P. 1–4 (in Russian).
7. Selochnik N.N. The status of Central Russian forest-steppe oak forests and their fungal communities. SPb.: Institut lesovedeniya RAN, 2015. 215 p. (in Russian).
8. Storozhenko V.G., Chebotarev P.A., Kotkova V.M., Chebotareva V.V. Wood-destroying fungi and rotting fautes of ripe and perestroika oak forests of Tellermanovsky forest (Voronezh region) // Gribnyye soobshchestva lesnykh ekosistem: sbornik statey. Petrozavodsk, 2018. Vol. 5. P. 105– 117 (in Russian).
9. Guidelines for planning, organizing and conducting forest pathology surveys. M.: Rosleskhoz, 2008. 16 p. (in Russian).
10. Tuzov V.K. Analysis of the main factors that determine the unsatisfactory condition of the petiolate oak // Povysheniye ustoychivosti i produktivnosti dubrav. Cheboksary – Kazan’, 2005. P. 37–40 (in Russian).

Одним из существенных факторов снижения жизнеспособности и ухудшения санитарного состояния дубовых древостоев является влияние условий окружающей среды. По данным Ю.А. Арефьева и М.М. Мамедова [1, с. 61–67] по силе влияния на жизнеспособность дубрав доминируют факторы окружающей среды. Н.Ф. Каплина и Н.Н. Селочник [2, с. 191–201] отмечают, что на санитарное состояние дубрав сильное негативное воздействие оказывают недостатки в ведении лесного хозяйства, которые нарушают структуру дубрав. Усиливающиеся антропогенные нагрузки на дубравы приводят к значительному уменьшению площади дубовых насаждений, что сопровождается ухудшением породного и возрастного состава дубрав, а также снижением их устойчивости [3, с. 37–42; 4, с. 604]. В.Г. Стороженко [5, с. 171] отмечает, что устойчивость растительного сообщества зависит от структурного строения не только биогеоценоза, но и микоценоза. Важнейшей гетеротрофной структурой, ослабляющей дубовые древостои, являются возбудители стволовых гнилей. Одним из негативных последствий деградации дубрав является постепенная трансформация ценных дубовых лесов в менее ценные лиственные древостои [6, с. 1–4].

Одним из самых важных параметров санитарного состояния дубовых древостоев Н.Н. Селочник [7, с. 215] считает дифференциацию деревьев по форме кроны. Ею выделены 4 формы кроны: раскидистая, зонтиковидная, протяженная и смешанная. Нами выделена еще одна форма – односторонняя. Исследования В.Г. Стороженко и др. в дубравах Теллермановского леса [8, с. 106–117] показали, что сердцевинные гнили деревьев дуба не имеют значительной связи с внешним состоянием крон.

Цель исследования: изучение дифференциации деревьев дуба по форме кроны в древостоях порослевого происхождения в различных лесорастительных условиях Ульяновской области.

Материалы и методы исследования

Материалами для исследования дифференциации деревьев дуба черешчатого (Quercus robur L.) по форме кроны послужили порослевые дубовые древостои Кузоватовского участкового лесничества Ульяновской области. Исследования проводились в полевой период 2019 г. Обследуемые древостои относились к III классу бонитета. Лесотаксационная характеристика обследованных дубовых насаждений представлена в табл. 1.

В каждом типе дубняков закладывалось по 6 безразмерных пробных площадей по 100 деревьев в каждой и проводился сплошной перечёт деревьев с подразделением их по категориям состояния, а в каждой категории состояния еще и по форме кроны. При исследовании были выделены 5 форм кроны: раскидистая (Р), зонтиковидная (З), протяженная (П), смешанная (С) и односторонняя (О).

Степень ослабления насаждения определялась по формуле

Кср. = churak01.wmf

где Кср. = средневзвешенная величина состояния насаждения;

Р1–5 = доля каждой категории состояния в процентах;

К1–5 = индекс категории состояния дерева (1 – здоровое, 2 – ослабленное, 3 – сильно ослабленное, 4 – усыхающее и 5 – свежий и старый сухостой, ветровал и бурелом). При этом, если значение средневзвешенной величины не превышает 1,5, насаждения относят к здоровым; 2,5 – к ослабленным; 3,5 – к сильно ослабленным; 4,5 – к усыхающим; более 4,5 – к погибшим [9, с. 16].

Результаты исследования и их обсуждение

Форма кроны деревьев, наряду с такими показателями, как общее состояние дерева, наличие на нём морозных или громобойных трещин, сухобокости, прорости, водяных побегов, плодовых тел грибов, механических повреждений и др., служит хорошим параметром санитарного состояния насаждения в целом. Хотя сам термин «состояние» имеет весьма неопределенное содержание и может варьировать в разных случаях с различным значением. Одним из важных показателей санитарного состояния древостоя является форма кроны слагающих его деревьев [7, с. 215]. В связи с тем, что распределение деревьев дуба по форме кроны интересно рассмотреть в различных категориях их санитарного состояния, предварительно была изучена дифференциация деревьев по санитарному состоянию. В табл. 2 приведены результаты исследований по распределению деревьев по категориям состояния в разных типах дубняков.

Таблица 1

Лесотаксационная характеристика дубовых насаждений

№ квартала

№ выдела

Площадь, га

Состав

Возраст, лет

Сред. высота, м

Сред.

диам.,

см

Полнота

Тип леса,

ТУМ

Запас, м3/га

Всего, м3

23

9

9,4

9ДН1Ос

70

16

23

0,7

МТР, С1

80

752

12

15

11,2

10ДН

70

15

22

0,6

СНОС, С1

70

784

31

12

8,7

8ДН2Л

70

15

23

0,6

СНЯС, С1

90

783

Примечание: ТУМ – тип условий местопроизрастания, МТР – дубняк мелкотравный, СНОС – дубняк снытьево-осоковый, СНЯС – дубняк снытьево-ясменниковый.

Данные табл. 2 показывают, что в среднем наибольшее количество деревьев (67 %) относится к категориям ослабленных и сильно ослабленных. Такая картина характерна для всех изученных типов дубняков. Все обследованные древостои относятся к категории сильно ослабленных, так как средневзвешенная величина состояния (Кср.) во всех типах дубняков выше 2,5. Полученные результаты распределения деревьев по категориям состояния в исследованных древостоях дуба можно считать несколько условными по нескольким причинам. Во-первых, распространение стволовых гнилей дуба, который является ядровой древесной породой, чаще всего носят скрытый характер. Например, по данным В.К. Тузова [10, с. 37–40], 35–40 % внешне здоровых деревьев дуба поражены стволовой гнилью. Во-вторых, невозможно провести чёткую границу между отдельными категориями состояния деревьев. Кроме того, почти все деревья дуба поражены мучнистой росой и нередко заселены зеленой дубовой листоверткой, в связи с чем в принципе невозможно провести границу между внешне здоровыми и ослабленными деревьями и тем более выделить категорию деревьев, которые можно было бы условно отнести к здоровым.

Таблица 2

Распределение деревьев дуба по категориям состояния

№ кварт.

№ выдела

Тип леса

Количество деревьев по категориям состояния, шт.

Всего

I

II

III

IV

V

VI

23

9

СНОС

100

12 ± 0,7

42 ± 1,4

27 ± 0,9

11 ± 0,7

4 ± 0,3

4 ± 0,2

12

15

МТР

100

14 ± 0,8

40 ± 1,3

24 ± 1,1

14 ± 0,8

5 ± 0,5

3 ± 0,3

31

12

СНЯС

100

15 ± 1,0

43 ± 1,4

24 ± 1,0

12 ± 0,9

4 ± 0,4

2 ± 0,2

Сред

   

100

14

42

25

12

4

3

 

Таблица 3

Распределение деревьев по форме кроны

Категория состояния

Количество деревьев по форме кроны, шт.

р

з

п

с

О

Всего

Дубняк снытьево-осоковый

 

I

3 ± 0,8

2 ± 0,4

2 ± 0,8

3 ± 0,4

2 ± 0,6

12

II

11 ± 1,1

8 ± 0,7

9 ± 0,9

8 ± 1,0

7 ± 0,9

42

III

4 ± 0,9

5 ± 0,6

6 ± 0,6

7 ± 0,8

5 ± 0,5

27

IV

2 ± 0,7

2 ± 0,3

2 ± 0,5

3 ± 0,8

2 ± 0,6

11

V

1 ± 0,6

1 ± 0,6

1 ± 0,6

1 ± 0,4

4

VI

1 ± 0,7

1

1 ± 0,4

1 ± 0,6

4

Итого

21

18

20

23

18

100

Дубняк мелкотравный

 

I

3 ± 0,7

2 ± 0,5

3 ± 0,6

3 ± 0,5

3 ± 0,7

14

II

11 ± 1,2

6 ± 0,9

8 ± 0,9

10 ± 1,1

5 ± 0,8

40

III

7 ± 1,0

3 ± 0,7

6 ± 1,0

4 ± 0,7

4 ± 0,8

24

IV

4 ± 08

2 ± 0,7

3 ± 0,5

3 ± 0,6

2 ± 0,7

14

V

2 ± 0,6

1 ± 0,6

1 ± 0,6

1 ± 0,6

5

VI

1 ± 0,7

1 ± 0,4

1 ± 0,5

3

Итого

28

13

22

22

15

100

Дубняк снытьево-ясменниковый

 

I

5 ± 0,9

2 ± 0,8

3 ± 0,6

3 ± 0,2

2 ± 0,7

15

II

14 ± 1,3

7 ± 0,7

9 ± 0,8

8 ± 0,5

5 ± 0,3

43

III

8 ± 1,1

2 ± 0,6

5 ± 0,7

6 ± 0,4

3 ± 0,6

24

IV

3 ± 0,8

2 ± 0,5

2 ± 0,6

3 ± 0,6

2 ± 0,3

12

V

1 ± 0,6

1 ± 0,6

1 ± 0,2

1 ± 0,4

4

VI

1 ± 0,6

1 ± 0,4

2

Итого

32

13

20

22

13

100

 

В табл. 3 представлены данные по распределению деревьев по форме кроны в каждой категории состояния.

Анализ результатов распределения деревьев показывает, что в дубняке снытьево-осоковом в среднем количество деревьев с различной формой кроны примерно одинаково, хотя заметна тенденция к снижению количества деревьев с зонтиковидной и односторонней формами кроны. В дубняке мелкотравном наибольшее количество деревьев имеют раскидистую форму кроны (28 %), наименьшее (13 %) – зонтиковидную форму. В дубняке снытьево-ясменниковом 32 % деревьев имеют раскидистую форму кроны, а наименьшее количество деревьев имеют зонтиковидную и одностороннюю форму кроны (по 13 %). Следовательно, по мере улучшения лесорастительных условий от дубняка снытьево-осокового к дубняку снытьево-ясменниковому наблюдается тенденция к увеличению деревьев с раскидистой формой кроны и уменьшению – с зонтиковидной и односторонней формами кроны.

В дубняке снытьево-осоковом по всем категориям состояния выявлено примерно одинаковое количественное распределение деревьев с различной формой кроны. В дубняке мелкотравном в I категории состояния наблюдается примерно равномерное распределение деревьев с различной формой кроны, во II категории состояния наибольшим количеством представлены деревья с раскидистой (11 %) и смешанной (10 %) формами кроны, в III – с раскидистой (7 %) и переходной (6 %) формами кроны. В IV, V и VI категориях деревья с различной формой кроны распределены примерно равномерно. В дубняке снытьево-ясменниковом в I, II и III категориях состояния преобладают деревья с раскидистой кроной, в IV, V и VI категориях состояния деревья распределены примерно равномерно.

Наибольший вклад в ухудшение санитарного состояния древостоев вносят сильно ослабленные и усыхающие деревья, а также свежий и старый сухостой, т.е. деревья III, IV, V и VI категорий состояния, поэтому представляет научный и практический интерес вопрос о том, деревья с какой формой кроны вносят наиболее существенный вклад в ухудшение санитарного состояния дубовых древостоев. В табл. 4 представлены данные по распределению деревьев с различной формой кроны в популяциях дуба III–VI категорий состояния.

Анализ данных табл. 4 дает основание констатировать следующее. В дубняке снытьево-осоковом ухудшение санитарного состояния древостоев идет в основном за счет деревьев со смешанной и односторонней формами кроны (соответственно 52 и 50 %). В дубняке мелкотравном основной вклад в снижение жизнеспособности древостоев вносят деревья с раскидистой и смешанной формами кроны (по 50 %). Ослабление древостоев в дубняке снытьево-ясменниковом идет в основном за счет деревьев со смешанной и односторонней формами кроны (соответственно 50 и 46 %).

Таблица 4

Распределение деревьев с различной формой кроны в III–VI категориях

Показатели

Форма кроны

Р

З

П

С

О

Всего

Дубняк осоковый

1.

21

18

20

23

18

100

2.

8

8

9

12

9

46

3.

38

44

45

52

50

46

Дубняк мелкотравный

1.

28

13

22

22

15

100

2.

14

5

11

9

7

46

3.

50

38

50

41

47

46

Дубняк снытьево-ясменниковый

1.

32

13

20

22

13

100

2.

13

4

8

11

6

42

3.

41

31

40

50

46

42

Примечание: 1 – общее количество деревьев (шт.), 2 – суммарное количество деревьев III, IV, V и VI категорий состояния (шт.), 3 – относительное количество деревьев III, IV, V и VI категорий состояния ( %).

Заключение

Состояние порослевых дубовых древостоев по итогам обследования в целом характеризуется как ослабленное, поскольку почти 50 % деревьев во всех типах дубняков относятся к категориям сильно ослабленных, засыхающих и отмерших деревьев, а средневзвешенная величина состояния (Кср.) во всех типах дубняков выше 2,5.

В обследованных древостоях наибольшим количеством представлены деревья с раскидистой и смешанной формами кроны, наименьшим – деревья с зонтиковидной и односторонней формами кроны.

По мере улучшения лесорастительных условий от дубняка снытьево-осокового к дубняку снытьево-ясменниковому постепенно увеличивается количество деревьев дуба с раскидистой формой кроны и уменьшается количество деревьев с зонтиковидной и односторонней формами кроны.

Наибольший вклад в ухудшение санитарного состояния обследованных порослевых дубовых древостоев вносят: в дубняке снытьево-осоковом деревья со смешанной (52 %) и односторонней (50 %) формами кроны; в дубняке мелкотравном – деревья с раскидистой и смешанной (по 50 %); в дубняке снытьево-ясменниковом – деревья со смешанной (50 %) и односторонней (46 %) формами кроны.

В связи с неудовлетворительным состоянием порослевых дубовых древостоев рекомендуется проведение комплекса лесохозяйственных мероприятий с целью улучшения фитосанитарного состояния дубрав, в том числе выборочных санитарных рубок и реконструкции низкопродуктивных древостоев дуба лесокультурными способами.