КЛАССИФИКАЦИЯ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ ДЕРЕВЬЕВ В МОЛОДНЯКАХ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ ( L.) В ЗАУРАЛЬЕ Ермакова М.В.

Ботанический сад УрО РАН


Номер: 4-1
Год: 2017
Страницы: 34-41
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

Pinus sylvestris, молодняк, морфологические нарушения ствола, Pinus sylvestris, young growth. morphological violations of trunk

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

Представлены результаты изучения и классификации различных типов посттравматических морфологических нарушений ствола деревьев сосны обыкновенной. Морфологические нарушения ствола формируются в результате процессов посттравматической регенерации после повреждения центрального апикального побега дерева. Основные типы морфологических нарушений у сосны - нарушение моноподиальности и нарушение одноствольности. Установлена взаимосвязь изменения доли деревьев с морфологическими нарушениями ствола с густотой молодняков и возрастанием признаков рекреационной дигрессии.

Текст научной статьи

Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.), представляет собой один из важнейших лесообразующих видов бореальной зоны Евразии. Как древесный вид она характеризуется способностью произрастать и формировать устойчивые и продуктивные насаждения в различных экологических условиях [2; 14;15]. Формирование деревьев сосны, как живого организма реализуется в процессе онтогенеза - генетически обусловленной последовательности этапов развития особи от зарождения до естественного отмирания или преждевременной смерти, который протекает в условиях воздействия абиотических и биотических факторов окружающей среды [1; 18; 23]. Молодняки, в этой связи, представляют собой основополагающий период в формировании насаждения, на котором определяются дальнейшая структура древостоев и ранговый статус деревьев [5; 6; 8; 15; 19]. Повреждение стволов и побегов у деревьев сосны на ювенильной стадии онтогенеза, возможно в результате воздействия таких абиотических явлений как весенние и осенние заморозки, резкое понижение температуры воздуха в начале зимнего периода, налипание мокрого снега, ожеледь, бурелом, охлестывание соседними деревьями и шквальный ветер. На стволы и побеги молодых деревьев сосны неблагоприятное воздействие оказывают также различные факторы биотической природы: дикие животные, а также многочисленные грибные заболевания и энтомовредители. Наиболее сильное неблагоприятное воздействие на деревья сосны на ювенильной стадии онтогенеза оказывают антропогенные факторы, в том числе хозяйственная деятельность и рекреация. Последнее отражается в массовом механическом повреждении побегов и почек (апикального побега) молодых деревьев, что, несомненно, серьезно влияет на процесс формирования молодняков хозяйственно-ценных хвойных древесных видов [16; 17; 24; 25;]. Однако, в зависимости от целей и задач каждого конкретного исследования, используются самые разнообразные термины: поврежденные, сломанные, многовершинные, фаутные и т.д., что не позволяет достоверно сопоставлять результаты исследований и проводить количественные сравнения при изучении последствий воздействия как различных абиотических и биотических факторов, так и одного и того же фактора. Прежде всего, необходимо понимать, что имеется в ввиду при определении повреждения. На наш взгляд, в понятие «поврежденные» необходимо включать как деревья с признаками недавнего слома, так и деревья прошедшие (или находящиеся в процессе) посттравматической регенерации. Однако, необходимо отметить, что до настоящего времени, закономерности процесса постравматической (репаративной) регенерации стволов деревьев исследованы весьма незначительно. Ранее нами было установлено [3; 4], что в процессе травматической регенерации ствола поврежденных ювенильных деревьев сосны у деревьев сосны обыкновенной на этапе прогрессирующего роста «устойчивого сеянца» старше 5-летнего возраста ювенильной стадии онтогенеза [15] в условиях Зауралья формируются два основных типа морфологических нарушений (рис. 1-2) - замена осевого побега (нарушение моноподиальности) и нарушение одноствольности (образование двух, реже трех стволов). Рис. 1. Нарушение моноподиальности у ювенильного дерева сосны обыкновенной Рис. 2. Нарушение моноподиальности одноствольности у ювенильного дерева сосны обыкновенной На основании результатов многолетних исследований посттравматических морфологических нарушений ствола нами была разработана оригинальная методика определения морфологических групп ювенильных деревьев в молодняках сосны Зауралья. Установление характеристик морфологических нарушений проводилось в сопоставлении с параметрами архитектурной биоморфологической модели Rauh (Rauh`s model): «модель дерева одноствольного, кронообразующего, поликарпического с пазушными соцветиями на ветвях кроны; формируется в результате ритмичного нарастания моноподиального ствола и ортотропных ветвей кроны» [1,109], представляющей собой видимое выражение генетически закрепленной программы развития. Определение морфологических нарушений ствола сопровождалось изучением особенностей изменения базисной плотности древесины ствола в продольном направлении от основания к вершинке [3; 4]. Целью нашей работы являлась оценка возможности практического применения установленных морфологических групп ювенильных деревьев при оценке состояния естественных и искусственных молодняков сосны в условиях ненарушенных и слабонарушенных лесных фитоценозов Зауралья. Объекты и методы. Объекты исследований располагались в пределах Западно-Сибирской лесорастительной области на территории Свердловской и Курганской областей. Район проведения работ в Свердловской области относится к лесной (таежной), а в Курганской области - к лесостепной ландшафтно-географической зоне (рис 3). Территория района проведения исследований в пределах лесной зоны находилась в границах Западно-Сибирской равнинной лесорастительной области. Согласно лесохозяйственному районированию Б.П. Колесникова и др. [7] район исследований располагается в пределах зоны защитного (лесохозяйственного) направления развития лесного хозяйства. Рис. 3. Краткая схема района проведения исследований Исследовано 26 пробных площадей (ПП) искусственных и естественных молодняков сосны I класса возраста. ПП закладывались в искусственных и естественных молодняках сосны с высотой деревьев, позволяющей беспрепятственно оценивать морфологическую структуру ствола и были представлены достаточно широким спектром типов леса, экотопов и густоты [3; 7]. Лесоводственно-таксационное описание и определение типов леса на ПП проводили согласно по соответствующим методикам [21; 22; 26]. Исследования на пробных площадях (ПП) молодняков выполнялись в соответствии с общепринятыми методическими указаниями [11;13; 8; 9; 10]. На каждой пробной площади было изучено не менее 100 деревьев. У каждого дерева измерялись диаметры на середине высоты (Д 0,5Н) и высота (Н ств.), а также устанавливалось наличие и высота появления морфологических нарушений ствола, на основании чего делалось заключение об отнесении данной особи к той или иной морфологической группе. Типы морфологических нарушений структуры ствола определялись на основе ранее разработанных [3; 4] характеристик морфологических групп ювенильных деревьев сосны: Н - нет нарушений; Нс - нарушение моноподиальности в нижней, средней и (или) верхней части при сохранении одноствольности или единичное нарушение одноствольности в нижней или верхней части ствола (основное - нарушение моноподиальности); Ан - нарушение одноствольности в средней части ствола, часто, в сочетании с нарушением моноподиальности в разных частях ствола (основное - нарушение однствольности). Оценка стадий рекреационной дигрессии проводилось с учетом существующих требований [12]. Дополнительно, по состоянию живого напочвенного покрова, все исследованные ПП подразделялись на четыре категории: 1К. травяной ярус не поврежден, отсутствуют тропинки; 2К. травяной ярус не поврежден или поврежден незначительно (суммарная площадь, вытоптанная до минерального горизонта, составляет < 1,0 % от общей площади участка) и отсутствуют тропинки; 3К. травяной покров поврежден незначительно (суммарная площадь, вытоптанная до минерального горизонта составляет от 1,0 до 5,0 % от общей площади участка) при наличии 1-2 тропинок; 4К. травяной покров поврежден незначительно (суммарная площадь, вытоптанная до минерального горизонта составляет от1,0 до 5,0 % от общей площади участка) при наличии более, чем 2-х тропинок. Результаты Лесоводственно-таксационное описание исследованных пробных площадей приведено в табл. 1. Таблица 1 Характеристика объектов исследований № ПП Тип леса Средний возраст, лет Густота, тыс. экз./га Средние, см (M ± m) Д 0,5 Н Н Искусственные молодняки 1 С зл. ртр. 12 5,04 3,9 ± 0,13 370,8 ± 9,01 2 С бр. ч. 9 4,70 2,6 ± 0,08 248,8 ± 5,50 3 С бр. ч. 8 5,60 2,5 ± 0,06 227,7 ± 3,57 4 Б ртр. зл. 12 3,48 4,5 ± 0,10 403,9 ± 5,78 5 С бр. 12 2,68 4,4 ± 0,09 393,9 ± 6,98 6 С яг. 12 3,35 4,2 ± 0,11 329,3 ± 5,50 7 С ртр. 12 1,17 3,3 ± 0,08 227,7 ± 5,70 8 С ртр. 10 3,54 3,3 ± 0,07 297,8 ± 5,90 9 С тр. 9 3,47 3,2 ± 0,08 233,2 ± 3,90 10 С орл. 5 4,33 1,3 ± 0,08 86,5 ± 8,00 11 С ртр. 10 4,61 3,8 ± 0,14 303,6 ± 8,00 12 С бр. 6 3,27 1,6 ± 0,04 111,5 ± 2,77 13 С яг. 9 5,05 2,5 ± 0,09 229,6± 7,08 14 С яг. 10 2,96 4,6 ± 0,19 355,6 ± 8,32 15 С ртр 12 3,19 4,9 ± 0,15 378,6 ± 8,22 Естественные молодняки 16 С лиш.-бр. 13,5 ± 0,14 122,50 1,2 ± 0,11 253,6 ± 10,63 17 С бр. 13,4 ± 0,11 71,25 2,6 ± 0,25 316,2 ± 9,54 18 С бр. 7,7 ± 0,07 12,38 1,1 ± 0,03 91,0 ± 2,33 19 С бр. 7,7 ± 0,17 8,35 1,0 ± 0,05 87,1 ± 4,02 20 С ртр. 7,1 ± 0,13 1,77 1,0 ± 0,05 63,9 ± 2,91 21 С яг. 13,1 ± 0,17 15,11 2,1 ± 0,13 226,8 ± 12,12 22 С ртр 9,6 ± 0,16 5,00 1,8± 0,11 130,9 ± 7,44 23 С ртр 6,1 ± 0,20 3,66 0,4 ± 0,04 33,6 ± 3,27 24 С яг. 9,0 ± 0,14 4,40 0,9 ± 0,04 78,2 ± 3,12 25 С яг. 8,2 ± 0,09 12,14 0,6 ± 0,03 67,1 ± 2,40 26 С ртр. 11,2 ± 0,20 8,23 2,2 ± 0,20 206,8 ± 13,36 Изучение состояния молодняков сосны I класса возраста показало, что в них, независимо от лесорастительных условий и возраста, всегда присутствуют деревья с различными нарушениями структуры ствола, полностью соответствующие параметрам установленных морфологических групп. В молодняках сосны I класса возраста, деревья с морфологическими нарушениями ствола отмечены, даже, в условиях отсутствия признаков рекреационного воздействия (табл. 2). ПП как искусственных, так и естественных молодняков сосны заметно различались по количеству деревьев разных морфологических групп (табл. 2). В искусственных молодняках количество деревьев морфологической группы Н во всех случаях превосходило группы Нс и Ан. На ПП естественных молодняков количество деревьев морфологической группы Н в некоторых случаях было сопоставимо, или даже несколько уступало, количеству деревьев с морфологическими нарушениями, особенно группы Нс. Как в искусственных, так и в естественных молодняках, наибольшее количество деревьев морфологической группы Ан (нарушение одноствольности) отмечено в условиях наибольшего (для наших исследований) антропогенного воздействия (наличие более чем 2 тропинок), а наименьшее, при его фактическом отсутствии (травяной покров не поврежден и отсутствуют тропинки). Таким образом, проявляется определенная тенденция возрастания доли деревьев с нарушением одноствольности с увеличением признаков рекреационной дигрессии (рис. 4-5). Для деревьев без морфологических нарушений (группа Н) и с нарушением моноподиальности (группы Нс) такой тенденции не выявлено. Однако, установлена значимая корреляционная зависимость между густотой молодняков сосны и количеством деревьев группы Нс (R = 0,709 при р =0,0030 для искусственных и R = 0,726 при р =0,0114 для естественных молодняков). Подобная связь, в частности, демонстрирует вероятность того, что с увеличением густоты возрастает и интенсивность повреждения верхушечных почек у деревьев в результате охлестывания их ветвями более крупных соседей. Отметим, что между количеством деревьев морфологических групп Н и Ан и густотой искусственных молодняков такой взаимосвязи не обнаружено. Таблица 2 Характеристика морфологической структуры молодняков сосны по категориям состояния ЖНП № ПП Категория состояния ЖНП Доля деревьев морфологической группы от общего количества деревьев, % Н Нс Ан Искусственные молодняки 12, 13 1К 72,0 - 75,6 22,3 - 24,0 2,0 - 4,0 3, 6, 11 2К 74,3 - 79,0 23,3 - 30,9 5,5 - 9,5 5, 7, 10, 15 3К 63,9 - 68,0 12,0 - 17,1 7,8 - 12,0 1, 2, 9,4, 8, 14 4К 49,0 - 65,2 20,0 - 34,9 14,8 - 17,9 Естественные молодняки 18, 24 1К 78,2 - 80,5 18,5 - 19,1 1,0 - 2,7 19, 20, 21, 25 2К 61,8 - 72,4 25,3 - 30,3 2,3 - 7,9 16, 17, 26 3К 34,6 - 47,4 41,2 - 55,8 9,6 - 11,8 22, 23 4К 41,4-65,9 9,8 - 22,4 24,4-36,2 Рис. 4. Изменение доли деревьев разных морфологических групп с увеличением признаков рекреационной дигрессии в искусственных молодняках сосны Заключение. Таким образом, результаты наших исследований, показали, что разработанная нами классификация морфологических нарушений ствола, позволяет унифицировать систему оценки состояния молодняков сосны после повреждения стволов в результате действия различных факторов абиотического и биотического происхождения. В искусственных и естественных молодняках сосны выявлена тенденция постепенного увеличения количества деревьев с нарушением одноствольности (Ан) и снижения количества деревьев без морфологических нарушений (Н) с усилением антропогенного (рекреационного) воздействия. Рис. 5. Изменение доли деревьев разных морфологических групп с увеличением признаков рекреационной дигрессии в естественных молодняках сосны Разработанная нами классификация морфологических нарушений ствола и данные по представленности деревьев с различными морфологическими нарушениями стволов в структуре древостоев могут служить основой для дальнейшей разработки классификации молодняков сосны по морфологическим нарушениям стволов деревьев.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.