Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,778

КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ И РОСТА ДУБОВО-КЕДРОВЫХ КУЛЬТУР В ЗОНЕ ХВОЙНО-ШИРОКОЛИСТВЕННЫХ ЛЕСОВ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

Бродников С.Н. 1 Лазарева С.М. 1 Хусаинов И.И. 1
1 ФГБОУ ВО «Поволжский государственный технологический университет»
Целью исследования являлось изучение санитарного состояния и роста дубово-кедровых культур в зоне хвойно-широколиственных лесов Среднего Поволжья. Объекты исследования – дубово-кедровые насаждения, произрастающие в условиях свежих дубрав. По результатам исследований нами отмечен положительный результат создания смешанных дубово-кедровых культур при условии посадки дуба между рядами кедра на 10 лет позднее. При данных сроках посадки и схеме смешения формируются благоприятные микроклиматические условия для роста дуба. Культуры кедра, созданные чистыми по породному составу, в возрасте 43 лет имеют более высокие показатели производительности, чем смешанные с дубом. Установлено, что производительность дуба в возрасте 33 лет соответствует II классу бонитета. На всех исследуемых участках кедр характеризуется многовершинностью ствола, доля которой составляла 51,5–61,2 %. Дуб черешчатый отличается своей прямоствольностью (2,12) и малой многовершинностью (6,4 %). Дана комплексная оценка состояния дубово-кедровых насаждений. По запасу и по числу деревьев на всех исследуемых участках преобладают здоровые деревья без признаков ослабления. Процент жизнеспособных деревьев дуба по запасу составляет 90,6 %. Свежий отпад представлен только естественным изреживанием древостоя. На всех участках коэффициент стабильности состояния пород имеет значение более 1000 и насаждения характеризуются стабильным состоянием. Естественное возобновление сосны и березы отличается лучшей прогнозной характеристикой, поэтому необходимо удалить данные породы из состава насаждений.
сосна кедровая сибирская
дуб черешчатый
лесные культуры
рост
продуктивность
санитарное состояние
1. Алексеев И.А., Краснов В.Г., Гусева О.Н. Фауты и фаутность леса: монография. Йошкар-Ола: ПГТУ, 2017. 404 с.
Alekseev I.A., Krasnov V.G., Guseva O.N. Fauty and the Facility of a Forest: a monograph. Yoshkar-Ola: Volga State Technical University, 2017. 404 p. (in Russian).
2. Кудинов А.И., Гладкова Г.А., Сибирина Л.А., Манько Ю.И., Жабыко Е.В., Бутовец Г.Н. Некоторые итоги реконструкции дубовых лесов в Приморском крае // Успехи современного естествознания. 2016. № 3. С. 79–84.
Kudinov A.I., Gladkova G.A., Sibirina L.A., Manko Yu.I., Zhabyko E.V., Butovets G.N. Some results of the reconstruction of oak forests in the Primorye Territory // Modern advances natural science. 2016. № 3. Р. 79–84 (in Russian).
3. Hao Z. et al. Vertical structure and spatial associations of dominant tree species in an old-growth temperate forest. Forest Ecology and Management. 2008. Т. 252. №. 1–3. Р. 1–11. DOI: 10.1016/j.foreco.2007.06.026.
4. Ерёмин Н.В., Карасёва М.А., Карасёв В.Н. Агротехнические и физиологические аспекты успешности выращивания культур сосны кедровой сибирской в Республике Марий Эл // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Лес. Экология. Природопользование. 2010. № 1. С. 29–39.
Eremin N.V., Karaseva M.A., Karasev V.N. Agrotechnical and physiological aspects of successful cultivation of Siberian pine pine crops in the Republic of Mari El // Bulletin of Volga State University of Technology. Series: Forest. Ecology. Nature use. 2010. № 1. Р. 29–39 (in Russian).
5. Карасева М.А., Карасёв В.Н., Мухортов Д.И., Лежнин К.Т. Оценка жизнеспособности деревьев сосны кедровой сибирской в интродукционных культурах Среднего Поволжья // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Лес. Экология. Природопользование. 2018. № 2. С. 29–40.
Karaseva M.A., Karasev V.N., Mukhortov D.I., Lezhnin K.T., Evaluation of the Viability of Siberian Cedar Pine Trees in Introduction Cultures of the Middle Volga Region, Vol. Series: Forest. Ecology. Nature use. 2018. № 2. P. 29–40 (in Russian).
6. Бродников С.Н., Лазарева С.М. Культуры сосны кедровой сибирской в лесах Среднего Поволжья // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Лес. Экология. Природопользование. 2016. № 3 (31). С. 19–29. DOI: 10.15350/2306-2827.2016.3.19.
Brodnikov S.N., Lazareva S.M. Siberian Stone Pine in the Forests of Middle Volga Region // Bulletin of the Volga State Technological University. Series: Forest. Ecology. Nature use. 2016. № 3 (31). P. 19–29 (in Russian).
7. Дроздов И.И., Янгутов А. И. Методические рекомендации по изучению лесных культур интродуцированных пород. М.: МЛТИ, 1984. 40 с.
Drozdov I.I., Yangutov A.I, Guidelines for the study of forest cultures of introduced species. M.: MLTI, 1984. 40 p. (in Russian).
8. Алексеев И.А., Гусева О.Н., Курненкова И.П., Чешуин Е.Н. Интегрированная система защиты леса: учебное пособие. Йошкар-Ола: МарГУ, 2013. 416 с.
Alekseev I.A., Guseva O.N., Kurnenkova I.P., Cheshuin E.N. Integrated Forest Protection System: study guide. Yoshkar-Ola: MarSU, 2013. 416 p. (in Russian).
9. Постановление Правительства РФ от 20.05.2017 № 607 «О Правилах санитарной безопасности в лесах». URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_217315/ (дата обращения: 25.11.2018).
Resolution of the Government of the Russian Federation of 20.05.2017 № 607 «On the Rules of Sanitary Safety in Forests». URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_217315/ (date of access: 25.11.2018) (in Russian).
10. Соколов П.А., Черных В.Л. Вариационная статистика: учебное пособие. Йошкар-Ола: МарПИ, 1990. 104 с.
Sokolov P.A., Chernykh V.L. Variation statistics: uchebnoe posobie. Yoshkar-Ola: MarPI, 1990. 104 p. (in Russian).
11. Гурьев Д.Г. Леса и лесное хозяйство Чувашской АССР. Чебоксары: Чув. кн. изд-во, 1970. 186 с.
Guriev D.G. Forests and forestry of the Chuvash ASSR. Cheboksary: Chuv. Prince Publishing house, 1970. 186 p. (in Russian).

Исследования ряда авторов показали что в Среднем Поволжье ухудшается санитарное состояния дубовых насаждений, во всем ареале произрастания дубов гибнут отдельные экземпляры [1]. Поэтому очень остро стоит вопрос сохранения, повышения устойчивости и производительности дубрав Среднего Поволжья. При создании лесных культур дуба черешчатого (Quercus robur L.) основополагающим принципом является обязательное формирование смешанного состава насаждения с преобладанием дуба и липы мелколистной (Tilia cordata Mill.). Другие древесные породы, такие как клен остролистный (Acer platanoides L.) и ильмовые (Ulmus L.), являются неустойчивыми к воздействию ряда климатических факторов в условиях Среднего Поволжья, поэтому не могут сформировать благоприятные микроклиматические условия для роста дуба [1]. Для дубово-кедровых лесов Южного Приморья характерен длительный период согосподства кедра и дуба (Pinus koraiensis Siebold & Zucc. и Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb.) в течение 70–90 и более лет [2, 3]. Сосна сибирская, или кедр сибирский (Pinus sibirica Du Tour), в условиях лесных фитоценозов Среднего Поволжья отличается своей устойчивостью и производительностью [4–6]. Однако в литературе отсутствует информации о выращивании смешанных культур дуба черешчатого совместно с кедром сибирским.

Цель исследования: изучить санитарное состояние и рост дубово-кедровых культур в зоне хвойно-широколиственных лесов Среднего Поволжья.

Материалы и методы исследования

Для оценки состояния и роста насаждений проводились комплексные исследования различных показателей, с учетом рекомендаций И.И. Дроздова и др. [7], И.А. Алексеева и др. [8]. В соответствии с действующими санитарными правилами [9], определялась категория состояния деревьев и древостоя. Дополнительно рассчитан комплексный показатель оценки прогнозной характеристики (коэффициент стабильности состояния) деревьев и древостоя [8]. Для обработки полученных экспериментальных данных использовались методы вариационной статистики и др. [10].

Объектом исследования являлись лесные культуры сосны кедровой сибирской и дуба черешчатого, произрастающие в Руткинском лесничестве Республики Марий Эл. В 2014 г. проведено детальное обследование более 1000 деревьев. Посадка кедра проводилась по дну плужных борозд, в весенний период, с использованием сеянцев. Размещение растений рядовое, с расстоянием между рядами – 3,0 м, а в ряду – 1,0 м. Тип лесорастительных условий – свежие дубравы (Д2). На одном из участков, в возрасте десяти лет, между рядами кедра были высажены сеянцы дуба черешчатого с расстоянием между растениями – 1,0 м. При данной схеме смешения сформировались благоприятные микроклиматические условия для роста дуба.

Результаты исследования и их обсуждение

Данные, полученные в результате сплошного перечета деревьев на пробных площадях, показывают, что к возрасту 43 лет на участках кедровых культур, изначально созданных чистыми по породному составу, сформировалось высоко-полнотное, неоднородное по своему породному составу насаждение (табл. 1).

Таблица 1

Таксационная характеристика изучаемых насаждений

Показатели, ед. изм.

Пробная площадь

ПП 1К

ПП 2К

ПП 3КД

Древесная порода

Кедр

Кедр

Кедр

Дуб

Возраст, лет

43

43

43

33

Первоначальная густота посадки, шт/га

3333

3333

3333

3333

Сохранность деревьев, %

16,8

18,2

9,5

15,7

Число деревьев, шт/га

558

607

316

523

Средняя высота деревьев (H), м

14,3

14,7

12,7

12,2

Средний диаметр ствола (D), см

26,0

24,3

22,1

13,7

Показатель напряженности роста (H/D)

0,55

0,60

0,57

0,89

Класс бонитета

II

II

III

II

Сумма площадей сечений, м2/га

33,621

31,723

13,762

8,688

Относительная полнота

0,78

0,77

0,38

0,41

Запас растущего леса, м3/га

231,65

227,82

85,02

57,35

Породный состав насаждений, %

88К6С2Лп2Б2Кл

73К18Б5Яс2Кл1Лп

49К33Д8С7Б2Кл

Исследования показали, что полученные средние значения показателей высоты дерева и диаметра ствола на высоте 1,3 м дуба черешчатого, высаженного на десять лет позднее между рядами кедра, соответствуют данным таблиц хода роста семенных древостоев дуба II класса бонитета [11].

Анализ морфометрических параметров кроны в исследуемых культурах показал, что деревья кедра и дуба (ПП 3КД) имеют большую протяженность кроны (54,0–58,0 %) (табл. 2). Однако средний диаметр кроны кедра в чистых культурах в одном случае меньше на 5,4 % (ПП 2К), а в втором – больше на 14,2 % (ПП 1К), чем в варианте с дубово-кедровыми культурами (ПП 3КД).

Таблица 2

Морфометрические параметры кроны

Показатели, ед. изм.

Пробная площадь

ПП 1К

ПП 2К

ПП 3 КД

Древесная порода

Кедр

Кедр

Кедр

Дуб

Диаметр кроны, м

4,8 ± 0,12

3,9 ± 0,10

4,1 ± 0,21

4,4 ± 0,23

Высота до живого сучка, м

7,7 ± 0,11

8,7 ± 0,14

5,3 ± 0,28

5,2 ± 0,21

Площадь кроны, м2

18,9 ± 1,01

12,4 ± 0,65

13,8 ± 1,41

16,8 ± 1,71

Протяженность кроны, м

6,4 ± 0,16

5,9 ± 0,16

7,4 ± 0,31

6,6 ± 0,24

Протяженность кроны, %

44,0

40,0

58,3

54,0

Балл кривизны ствола

2,3 ± 0,06

2,3 ± 0,06

2,4 ± 0,11

2,1 ± 0,06

Многовершинность, %*

61,0

51,0

52,0

6,0

Таблица 3

Характеристика общего санитарного состояния насаждений

№ п/п

Порода

В том числе по категориям санитарного состояния, %

1

2

3

4

5

6

По запасу, м3/га

ПП 1К

88 Кедр

98,4

0,6

0

0

0,2

0,8

ПП 2К

73 Кедр

86,6

7,5

0

0

2,3

3,6

ПП 3КД

49 Кедр

76,4

3,8

0

0

0,7

19,1

33 Дуб

84,8

1,7

0

13,5

По числу деревьев, шт/га

ПП 1К

88 Кедр

88,9

4,2

0

0

2,8

4,2

ПП 2К

73 Кедр

75,0

11,8

0

0

5,3

7,9

ПП 3КД

49 Кедр

50,9

7,3

0

0

1,8

40,0

33 Дуб

72,0

8,0

0

0

0

20,0

На всех исследуемых участках кедр сибирский отличался многовершинностью ствола, доля которой составляла 51,5–61,2 %. Дуб черешчатый отличается своей прямоствольностью (балл кривизны 2,1) и малой многовершинностью (6,4 %).

В табл. 3 показано процентное соотношение категорий состояния лесных культур сосны кедровой сибирской. Как по запасу, так и по числу деревьев во всех насаждениях преобладают здоровые деревья без признаков ослабления. Наибольший процент здоровых деревьев по запасу (86,6–98,4 %), а также по числу деревьев (75,0–88,9 %) наблюдается в монокультурах (табл. 3). Значительно меньшее число здоровых деревьев имеет вариант смешанных дубово-кедровых культур, где по кедру на здоровые деревья приходится всего 76,4 % по запасу и 50,9 % по числу деревьев. Доля здоровых деревьев по дубу составляет 84,8 % по запасу и 72,0 % по числу деревьев. Такое состояние кедра в смешанных культурах можно объяснить большим числом деревьев старого сухостоя, преимущественно естественного отпада, доля которого изменяется до 19,1 % по запасу и от 40,0 % по числу деревьев.

На момент исследования по всем сопутствующим породам отпад был незначительным. Старым сухостоем представлены патологические и случайные отпады кедра. Нами было выявлено, что во время сбора шишек стволы и ветви кедра подвергались механическим повреждениям. Это, скорее всего, и стало причиной случайного отпада. А старый сухостой, по мнению ряда авторов [8], входящий в наличный отпад, в данном случае не только не опасный, но и полезный. Поэтому важно дать характеристику свежего отпада (табл. 4). Исследования показали, что на участках отмечена задержка отпада, свежий отпад представлен только естественным изреживанием древостоя.

Таблица 4

Распределение отпада по группам причин образования

Пробная площадь

ПП 1К

ПП 2К

ПП 3КД

Древесная порода

Кедр

Итого

Кедр

Итого

Кедр

Дуб

Итого

Наличный отпад

Естественный

Nдер

33

33

46

46

16

317

333

М

2,2

2,2

3,6

3,6

1,7

8,4

10,1

Случайный

Nдер

8

8

18

18

16

16

32

М

0,1

0,1

4,7

4,7

1,7

1

2,8

Патологический

Nдер

0

0

28

28

48

32

79

М

0

0

6

6

9,8

4,5

14,3

Суммарный

Nдер

42

42

92

92

79

365

444

М

2,3

2,3

14,3

14,3

13,2

13,9

27,1

Свежий отпад

Естественный

Nдер

17

17

18

18

0

16

16

М

0,44

0,44

1,87

1,87

0

0,46

0,46

Суммарный

Nдер

17

17

18

18

0

16

16

М

0,44

0,44

1,87

1,87

0

0,46

0,46

Примечание. Nдер. – количество деревьев, шт/га; М – запас отпада, м3/га.

Сопоставление фактических и нормативных значений отпада в смешанных кедровых насаждениях в условиях свежих дубрав не выявило никаких отклонений. В культурах кедра, изначально созданных чистыми по составу, в год на 99–100 живых деревьев приходится 1 дерево естественного отпада, в смешанных дубово-кедровых насаждениях по кедру годичный отпад не зафиксирован, а по дубу на 96 живых деревьев приходится 1 дерево естественного отпада. Значения коэффициентов случайного и патологического годичных отпадов принимали нулевые значения. Анализ данных годичного отпада показал, что все пробные площади относятся к нормально продуцирующим насаждениям (табл. 5).

Таблица 5

Коэффициенты годичного отпада

Показатели

Пробная площадь

ПП 1К

ПП 2К

ПП 3КД

Порода

Кедр

Среднее

Кедр

Среднее

Кедр

Дуб

Среднее

Коэффициенты

Knест

100,5

114,2

99,0

135,6

96,0

290,9

Kgест

10,3

10,3

3,1

3,1

3,3

3,3

Kmест

1576,8

1791,8

365,6

500,9

366,6

1110,9

Knсум

100,5

114,2

99,0

135,6

96,0

290,9

Kgсум

10,3

10,3

3,1

3,1

3,3

3,3

Kmсум

1576,8

1791,8

365,6

500,9

366,6

1110,9

Примечание. Коэффициенты годичного отпада Knест, Kgест, Kmест – естественный по количеству деревьев, по площади сечения, по запасу; Knсум, Kgсум, Kmсум – суммарный по количеству деревьев, по площади сечения, по запасу.

Взяв за основу шкалу оценки состояния насаждений И.А. Алексеева [8], мы дали оценку насаждениям кедра и получили вывод, что они характеризуется отличным состоянием (табл. 6). Кедр сибирский на всех участках имеет коэффициент жизнеспособности больше 100 и характеризуется отличным состоянием. Это не зависит от породного состава насаждения. Необходимо отметить, что единичные деревья сосны обыкновенной естественного происхождения имеют наибольшие показатели жизнеспособности (Кж > 1000). Дуб черешчатый, при смешении с кедром имеет более высокий процент жизнеспособных деревьев по запасу (90,6 %) и низкий индекс потери жизнеспособности (0,2).

Таблица 6

Показатели жизнеспособности и прогнозная характеристика насаждений

№ п/п

Долевое участие пород

Q, %

Iпж

Кж

Ксс

Прогнозная

характеристика

ПП 1К

88 Кедр

85,7

89,5

0,3

311

9876

Стабильное состояние

6 Сосна

98,5

98,9

0,1

>1000

19562

Стабильное состояние

2 Липа

60,1

71,3

0,7

82

2506

Стабильное состояние

2 Береза

61,7

71,7

0,7

85

3164

Стабильное состояние

2 Клен

77,6

83,4

0,4

177

15422

Стабильное состояние

Среднее

85,3

89,2

0,3

475

18503

Стабильное состояние

ПП 2К

73 Кедр

79,2

84,1

0,5

158

6300

Стабильное состояние

18 Береза

50,0

63,0

1,0

54

2511

Стабильное состояние

2 Клен

46,4

61,3

1,0

49

4148

Стабильное состояние

1 Липа

33,5

55,4

1,2

34

798

Удовлетв. состояние

5 Ясень

50,0

63,0

1,0

54

1507

Стабильное состояние

Среднее

70,6

77,7

0,6

129

5228

Стабильное состояние

ПП 3КД

49 Кедр

88,4

91,7

0,2

397

11011

Стабильное состояние

8 Сосна

100

100

0,0

>1000

16153

Стабильное состояние

7 Береза

92,3

94,3

0,2

606

13397

Стабильное состояние

2 Клен

50,0

63,0

1,0

54

5225

Стабильное состояние

33 Дуб

90,6

93,0

0,2

459

8206

Стабильное состояние

Среднее

88,7

91,5

0,2

470

10438

Стабильное состояние

Примечание. Q, % – процент жизнеспособных деревьев; Iпж – индекс потери жизнеспособности; Ксс – коэффициент стабильности состояния; Кж – коэффициент жизнеспособности; Iж – индекс жизнеспособности.

Анализируемые нами данные таблицы показывают, что все исследуемые древесные породы и насаждения в целом имеют стабильное состояние (Ксс > 1000). Наличие естественного порослевого возобновления липы характеризуется удовлетворительным состоянием. Необходимо сказать, что естественному возобновлению сосны обыкновенной и березы повислой надо дать лучшую прогнозную характеристику, в сравнении с главной породой. Сказанное заставляет полагать, что в будущем существует угроза снижения долевого участия кедра и дуба в составе насаждения, поэтому в дальнейшем необходимо исключать участие сосны и березы в составе рассматриваемых насаждений.

Выводы

Проведённые исследования показали, что опыт смешения дуба черешчатого с кедром сибирским является положительным. Дуб высаживается через 10 лет после посадки кедра, что способствует формированию благоприятных микроклиматических условий для его роста. При этом производительность дуба, произрастающего совместно с кедром, соответствует второму классу бонитета. Отпад деревьев в рассматриваемых культурах представлен только естественным изреживанием древостоя, а исследуемые древесные породы характеризуются стабильным состоянием. Естественное возобновление сосны и березы отличается лучшей прогнозной характеристикой, поэтому необходимо исключить участие данных пород из состава рассматриваемых насаждений.


Библиографическая ссылка

Бродников С.Н., Лазарева С.М., Хусаинов И.И. КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ И РОСТА ДУБОВО-КЕДРОВЫХ КУЛЬТУР В ЗОНЕ ХВОЙНО-ШИРОКОЛИСТВЕННЫХ ЛЕСОВ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ // Успехи современного естествознания. – 2018. – № 12-1. – С. 30-35;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=36970 (дата обращения: 05.08.2020).

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 = 1.074