Россия
Цель исследования – определить степень соответствия древесных видов условиям среды и их жизненное состояние в полезащитных лесных полосах (ПЗЛП) на юге Средней Сибири. Исследование проводили в 2020 г. на двух объектах. В Абаканской степи изучали систему, созданную в 1977 г. из 11 чередующихся однорядных лесных полос одного видового состава в каждой полосе: Ulmus pumila L., Larix sibirica Ledeb., Betula pendula Roth, Populus balsamifera L. На момент обследования березовые ПЗЛП не сохранились. В Минусинской лесостепи обследовали 4рядную тополевую и 2рядную сосновую ПЗЛП. Оценку жизненного состояния древесных видов в насаждениях проводили визуально для 100 экземпляров по методике В.А. Алексеева. В сухостепной подзоне на богарных землях в тополевых ПЗЛП сохранились отдельные экземпляры деревьев. Жизненное состояние двух насаждений, представленных лиственницей сибирской, оценивали в одной как здоровое, в другой – как поврежденное, вязом приземистым – как сильно поврежденное. Густота стояния особей лиственницы сибирской в первой ПЗЛП – 0,31 и во второй – 0,44 тыс. шт/га, сохранность – 14,1 и 20,0 % соответственно, вяза приземистого в ПЗЛП – 2,1 тыс. шт/га, сохранность – 95 %. В степной зоне жизненное состояние тополя бальзамического и сосны обыкновенной в ПЗЛП – здоровое. Густота стояния особей тополя бальзамического равнялась 0,45 тыс. шт/га, сохранность – 20,5 %, сосны обыкновенной – 3,3 тыс. шт/га, сохранность – 100 %. Мелиоративные функции выполняли в сухостепной подзоне ПЗЛП, созданные из вяза обыкновенного, в степной зоне – из сосны обыкновенной и тополя бальзамического. Из четырех исследованных видов наиболее устойчивыми являлись: в степной зоне – сосна обыкновенная, в сухостепной подзоне – вяз приземистый. Вяз приземистый и сосна обыкновенная соответствовали условиям произрастания.
полезащитные лесные полосы, жизненное состояние, древесные породы, сохранность.
Введение. Мелиоративная эффективность и защитные свойства полезащитных лесных полос (ПЗЛП) зависят от жизненного состояния слага- ющих их древесных растений [1]. Диагностика жизненного состояния насаждений дает возмож- ность определить степень соответствия того или иного древесного вида условиям среды.
Изучение опыта выращивания лесных полос и формирования их конструкций позволяет определить степень соответствия того или иного древесного вида условиям среды [2]. Вырастить полезащитные лесные полосы в степи с высокой эффективностью средорегулирующей роли – довольно трудоемкая задача, поэтому нужно подбирать такой ассортимент видов, которые были бы долговечными и характеризовались хорошим жизненным состоянием.
Соответствие условиям среды определяет долговечность древесных растений. В степ- ных условиях этот факт становится особенно актуальным, так как защитные лесные насажде- ния постоянно испытывают отрицательное воз- действие жестких условий [3].
Для определения долговечности видов изу- чают биологическую устойчивость древесных растений в ПЗЛП. Выводы о биологической устойчивости делаются на основе определения сохранности и приживаемости деревьев [4], а также на основе изучения жизненного состояния и лесоводственно-таксационных показателей насаждений [5]. Исследования, проведенные в Туве, показали, что сохранность растений в лес- ных полосах зависит от доступности для корней грунтовых вод, первоначальной густоты посадки, ширины лесополос, их конструктивных особен- ностей, а также от биотических и абиотических факторов [6]. Определение жизненного состо- яния деревьев, их биологической устойчивости является актуальной и малоизученной темой.
Цель исследования: определить степень соответствия древесных растений разного ви- дового состава условиям среды и их жизненное состояние в ПЗЛП на юге Средней Сибири.
Задачи исследования: определить сохран- ность посадок; охарактеризовать жизненное со- стояние и устойчивость древесных растений раз- ного видового состава в ПЗЛП.
Материалы и методы исследования. Ис- следование проводилось в 2020 г. в Минусинской котловине на двух объектах залежных земель, обустроенных в период эксплуатации пашни си- стемами полезащитных лесных полос. 1-й объект находился в равнинной части Абаканской степи (ее сухостепной подзоны) в 1,5 км западнее с. Кирба Алтайского района Республики Хакасия [7]. Система ПЗЛП была создана как эксперимен- тальный участок Сибирского научно-исследова- тельского института гидротехники и мелиорации (СибНИИГиМ) (г. Красноярск) в 1977 г. на пло- щади 109 га под руководством В.К. Савостьяно- ва. В момент создания система состояла из 11 чередующихся чистых по составу однорядных лесных полос следующих видов: Ulmus pumila L., Larix sibirica Ledeb., Betula pendula Roth, Populus balsamifera L. ПЗЛП ориентированы с северо-за- пада на юго-восток. Расстояние между древес- ными растениями в ряду равнялось 1–1,5 м. Про- тяженность ПЗЛП составляла 780 м. На момент обследования березовые ПЗЛП не сохранились. 2-й объект исследования находился в 7 км восточнее г. Минусинска Красноярского края. ПЗЛП расположены в холмисто-увалистой Мину- синской лесостепи [7], они ориентированы с се- вера на юг. Рядом произрастали естественные насаждения из Pinus sylvestris L. Обследовались чистые по составу две ПЗЛП протяженностью 850 м. Тополевая ПЗЛП расположена на север- ном склоне с крутизной 2–5°. ПЗЛП состояла из 5 рядов, расстояние между рядами равнялось 3 м, между растениями в ряду – 1,5 м. С обеих сторон тополевой ПЗЛП находились залежные поля. Двухрядная сосновая ПЗЛП располагалась на вершине склона, расстояние между ряда- ми составляло 2 м, между растениями в ряду – 1–1,5 м. Прилегающие поля использовались как
сенокосные угодья.
В исследовании применялась общепринятая методика. Оценка жизненного состояния дре- весных пород проводилась визуально для 100 экземпляров по методике В.А. Алексеева [8]. Определялись следующие показатели: густота облиственности кроны (опадение или недоразви- тость листьев); процентное соотношение мерт- вых или усыхающих и живых ветвей в верхней половине кроны; повреждение (объедание, скру- чивание, ожог, хлороз, некроз) листьев, хвои. В лиственничных и тополевых полосах на 1-м объ- екте деревья погибли в большом количестве, поэтому в учет взяты все сохранившиеся экзем- пляры. В вязовой ПЗЛП на 1-м объекте, сосновой и тополевой ПЗЛП на 2-м объекте обследование проведено согласно методике.
Индекс жизненного состояния деревьев рас- считывали по числу деревьев по следующей формуле:
Ln 100 n1 70 n2 40 n3 5 n4 ,
N
где Ln – относительное жизненное состояние насаждения, рассчитанное по числу деревьев; n1 – число здоровых; n2 – ослабленных; n3 – сильно ослабленных; n4 –отмирающих деревьев на пробной площади; N – общее число деревьев (включая сухостой) на пробной площади. При по- казателе Ln, равном 80–100 %, жизненное состо- яние насаждения оценивали как «здоровое», при 50–79 – насаждение считали поврежденным (ос- лабленным), при 20–49 – сильно поврежденным (сильно ослабленным), при 19 % и ниже – пол- ностью разрушенным. Обработку материалов проводили с использованием вариационной ста- тистики. Определяли следующие статистические показатели: среднее арифметическое значение выборки, ошибку среднего арифметического зна- чения выборки, коэффициент вариации.
Результаты исследования и их обсуж- дение. Климат в районе исследования резко континентальный. 1-й объект находился в уме- ренно теплом засушливом агроклиматическом районе. Лето здесь короткое и жаркое. Средняя температура июля составляла около 20 °С, сред- няя температура января – около 21 °С. Абсо- лютный максимум достигал +39 °С, минимум – минус 48–52 °С. Продолжительность безмороз- ного периода равнялась 105–125 дням, с темпе- ратурой выше 5 °С – 160 дням. Средняя годовая сумма осадков изменялась от 250 до 350 мм. В весенний период из-за недостатка осадков не создавался нужный запас влаги в почве, необхо- димый для начала вегетации растений [7].
2-й объект находился в недостаточно теплом, недостаточно увлаженном агроклиматическом районе. Средняя температура июля составляла около 18–19,5 °С, средняя температура янва- ря – около –20 °С. Абсолютный максимум до- стигал +37–39 °С, минимум – минус 45–54 °С. Продолжительность безморозного периода равнялась 84–138 дням, продолжительность с температурой выше 10 °С – 117–120 дням. Сред- няя годовая сумма осадков варьировала от 250 до 300 мм [7].
По результатам исследования была получена лесоводственно-таксационная характеристика и данные по распределению деревьев в ПЗЛП по категориям жизненного состояния (табл. 1, 2). На изученных объектах при наличии фиксировали усохшие ветви, а повреждения, вызванные не- доразвитием, скручиванием, опадением листьев и хвои, а также хлорозом, ожогом, некрозом и объеданием их насекомыми не обнаружены. Сохранились отдельные участки тополевых по- лезащитных полос. Лиственничные ПЗЛП прой- дены пожаром в 2013 г.
Таблица 1
Распределение деревьев в ПЗЛП по категориям жизненного состояния
|
ПЗЛП, порода |
Число деревьев в лесополосе, шт. |
|||||
|
Сухостой |
Усыхающие |
Сильно поврежденные |
Поврежденные |
Здоровые |
Всего |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
В сухостепной подзоне |
||||||
|
ПЗЛП № 1, лиственница |
0 |
1 |
0 |
17 |
55 |
73 |
|
ПЗЛП № 2, лиственница |
2 |
1 |
7 |
65 |
31 |
106 |
|
ПЗЛП № 3, тополь |
8 |
1 |
0 |
10 |
15 |
34 |
Окончание табл. 1
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
ПЗЛП № 4, вяз |
5 |
37 |
45 |
10 |
3 |
100 |
|
В степной зоне |
||||||
|
ПЗЛП № 5, тополь |
2 |
4 |
0 |
6 |
88 |
100 |
|
ПЗЛП № 6, сосна |
0 |
0 |
0 |
0 |
100 |
100 |
Рассчитано жизненное состояние насажде- ний, представленных ПЗЛП:
в сухостепной подзоне
в степной зоне
Лесоводственно-таксационная характеристика деревьевв ПЗЛП и статистическая обработка данных
Таблица 2
|
ПЗЛП, порода |
Высота ствола, м |
Диаметр кроны, м |
Диаметр ствола, см |
Высота начала кроны, см |
Численность, тыс. шт/га |
Число стволов особи, шт. |
|
В сухостепной подзоне |
||||||
|
ПЗЛП № 1, лиственница |
7,0±0,2 |
4,5±0,8 |
15,0±1,2 |
181,0±13,0 |
0,31 |
1 |
|
Коэффициент вариации, % |
7 |
52 |
23 |
22 |
||
|
ПЗЛП № 2, лиственница |
5,8±0,2 |
3,1±0,4 |
13,3±0,6 |
178,0±12,8 |
0,44 |
1 |
|
Коэффициент вариации, % |
11 |
49 |
19 |
27 |
||
|
ПЗЛП № 3, тополь |
8,0±0,3 |
3,7±0,7 |
13,0±1,6 |
36,0±6,0 |
0,11 |
2,5±0,5 |
|
Коэффициент вариации, % |
10 |
48 |
30 |
41 |
48 |
|
|
ПЗЛП № 4, вяз |
6,8±0,4 |
3,3±0,2 |
22,4±1,7 |
220,0±0,3 |
2,20 |
2,0±0,1 |
|
Коэффициент вариации, % |
23 |
32 |
30 |
50 |
34 |
|
|
В степной зоне |
||||||
|
ПЗЛП № 5, тополь |
9,6±0,7 |
4,1±0,4 |
29,4±0,2 |
64,0±0,2 |
0,45 |
1 |
|
Коэффициент вариации, % |
25 |
37 |
36 |
10 |
||
|
ПЗЛП № 6, сосна |
19.5±0.2 |
2,8±0.1 |
21,7±1,0 |
593,0±0,3 |
3,30 |
1 |
|
Коэффициент вариации, % |
5 |
15 |
17 |
24 |
||
В сухостепной подзоне жизненное состояние деревьев в лиственничной ПЗЛП № 1 оценивали как здоровое; в ПЗЛП № 2 – как поврежденное; в вязовой ПЗЛП № 4 – как сильно поврежденное; небольшое количество древесных растений в то- полевой ПЗЛП № 3 – как поврежденное. В степной зоне жизненное состояние деревьев тополевой ПЗЛП № 5 было намного лучше, чем жизненное состояние деревьев в сухостепной подзоне. Наса- ждение в степной зоне было здоровым. Сосновые насаждения также были здоровыми.
Как было сказано выше [4], кроме жизненного состояния для оценки биологической устойчивости необходимо знание данных по сохранности деревьев. В лиственничных полосах первоначально было высажено 2,2 тыс. шт/га саженцев, сохран- ность составила в ПЗЛП № 1 – 14,1 %, в ПЗЛП
№ 2 – 20 %. Это очень низкая сохранность (отмечены спилы деревьев 10-летней давности). Поэтому, несмотря на здоровое или поврежденное состояние деревьев, по причине больших просветов в рядах и низкой сохранности посадок эти ПЗЛП уже не могли в полном объеме выполнять функции защиты полей от неблагоприятных факторов.
Больше всех из исследуемых видов условиям среды не соответствовал тополь бальзамиче- ский, так как сохранность посадок имела очень низкое значение – 5 %. Можно констатировать, что тополевая ПЗЛП погибла. Проведенные исследования подтверждают ранее сделанный учеными вывод: в сухостепной зоне без полива или на участках с отсутствием близкого залега- ния грунтовых вод, тополь в посадках не устой- чив, поэтому тополевые ПЗЛП в богарных усло- виях создавать не следует [6].
В сухостепной подзоне из трех видов в наихуд- шем жизненном состоянии находились особи вяза приземистого. Однако сохранность посадок была наилучшей, она составила 95 %. Вязовые ПЗЛП, несмотря на сильно поврежденное сос- тояние на момент обследования, выполняли свои мелиоративные функции. Усыхание ветвей в кроне способствовало формированию ажурной конструкции насаждений.
В степной зоне сохранность тополя лучше, чем в сухостепной подзоне. В тополевой поло- се было высажено 2,2 тыс. шт/га саженцев, со- хранность составила 20,5 % – это очень низкая сохранность. Несмотря на то, что в ПЗЛП ме- стами имелись просветы, но, благодаря хорошо развитой кроне 5 рядов первоначальной посад- ки, насаждение следовало отнести к действую- щим. Конструкция насаждения – продуваемая. Условия произрастания степной зоны также не
совсем благоприятны для создания ПЗЛП из то- поля бальзамического.
Наилучшими лесоводственными показателями по сравнению с другими видами характеризова- лась сосна обыкновенная: самая максимальная высота, высокое очищение стволов от сучьев, что способствовало формированию хорошей проду- ваемой конструкции ПЗЛП, самая высокая густо- та стояния особей, что обеспечивалось 100 % сохранностью посадок и положительным обра- зом влияло на средорегулирующую роль ПЗЛП. Вследствие того, что расстояние между рядами было узкое, крона деревьев сосны обыкновенной в середину ПЗЛП была недоразвита и имела фла- гообразную форму. Усыхающие на 10–25 % ветви находились в той части кроны, которая была обра- щена в середину ПЗЛП, а крона, обращенная на- ружу, была хорошо развита, и в ней отсутствовали сухие ветви. Повреждений хвои не обнаружено.
Выводы. В Абаканской степи по прошествии
43 лет с момента посадки неустойчивыми, а значит не соответствующими условиям среды, оказались посадки тополя бальзамического. В ПЗЛП, созданных из лиственницы сибирской, гибель растений произошла из-за прошедших по- жаров и незаконных вырубок. Благодаря высокой сохранности, вяз приземистый следует отнести к устойчивым видам.
В Минусинской лесостепи наиболее биологи- чески устойчивой и соответствующей условиям среды являлась сосна обыкновенная. Вяз призе- мистый в сухостепной подзоне и сосна обыкно- венная в степной зоне – это лучшие древесные виды для использования в лесомелиоративном обустройстве сельскохозяйственных земель.
Диагностика жизненного состояния ПЗЛП и определение сохранности посадок дают возмож- ность оценить соответствие древесных видов условиям среды. Исследования могут быть ис- пользованы при лесомелиоративном обустрой- стве сельскохозяйственных земель.
1. Мартынова М.А., Мамышев К.В. Санитарное состояние и сохранность вяза приземистого в полезащитных лесных полосах на территории ФГУП «Черногорский» в сухостепной зоне Республики Хакасия // Ботан. иссл. в Сибири. 2014. Вып. 22. С. 92–93.
2. Лобанов А.И., Вараксин Г.С., Поляков В.И. и др. Опыт выращивания лиственничных полезащитных лесных полос на черноземах аридной зоны Средней Сибири // Известия вузов. Лесной журнал. 2008. № 5. С. 7–13.
3. Ковылина О.П., Ковылин Н.В., Сухенко Н.В. Исследование роста защитных лесных полос разного видового состава в Ширинской степи Хакасии // Хвойные бореальной зоны. 2011. Т. 28, № 1-2. С. 27–33.
4. Лобанов А.И. Устойчивость лиственничных полезащитных насаждений на разных стадиях жизненного цикла в аридной зоне Средней Сибири // Вестник КрасГАУ. 2007. № 3. С. 107–112.
5. Лобанов А.И., Вараксин Г.С. Влияние способа посадки и микрорельефа на рост и состояние вяза приземистого в полезащитных лесных полосах сухостепной зоны Хакасии // Известия вузов. Лесной журнал. 2012. № 2. С. 28–34.
6. Вараксин Г.С., Лобанов А.И., Шангова О.Г. и др. Устойчивость лесных полос на пахотных землях в степных условиях Республики Тыва // Вестник КрасГАУ. 2011. № 6. С. 94–97.
7. Агроклиматический справочник по Красноярс- кому краю и Тувинской автономной области / ред. Н.П. Бахтин, А.С. Герасимова, М.А. Калу гина [и др.]. Л.: Гидрометеоиздат, 1961. 288 с.
8. Алексеев В.А. Диагностика жизненного состояния деревьев и древостоев // Лесоведение. № 4. 1989. С. 51–57.
