СТРОЕНИЕ И РОСТ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ГЕНЕРАЦИИ ЕЛИ РАЗЛИЧНОЙ ГУСТОТЫ ПОСЛЕ РУБКИ БЕРЁЗЫ В ЮЖНОЙ ТАЙГЕ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
Вестник ПГТУ. 2019. № 3 (43) ISSN 2306-2827
УДК 630221.2:630561
DOI: 10.25686/2306-2827.2019.3.46
СТРОЕНИЕ И РОСТ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ГЕНЕРАЦИИ ЕЛИ
РАЗЛИЧНОЙ ГУСТОТЫ ПОСЛЕ РУБКИ БЕРЁЗЫ
В ЮЖНОЙ ТАЙГЕ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ
А. А. Дерюгин, Н. А. Рыбакова
Институт лесоведения Российской академии наук,
Российская Федерация, 143030, Московская обл., Одинцовский р-н, с. Успенское, ул. Советская, 21
E-mail: root@ilan.ras.ru
По данным 20-летних наблюдений рассматриваются строение и рост ели после рубки
кислично-черничных березняков в связи с густотой ели предварительной генерации в грани-
цах однородных парцелл. Наилучшие ростовые характеристики зарегистрированы в пар-
целлах жердняка с общей густотой ели 4–5 тыс. шт. га -1 при численности деревьев верх-
него яруса около 2,0 тыс. шт. га -1. Через 20 лет после рубки производительность древо-
стоев ели возрастает почти на три класса бонитета, а запас стволовой древесины в воз-
расте 57 лет почти достигает запасов древесины в нормальных еловых древостоях II
класса бонитета.
Ключевые слова: рубка берёзы; парцеллы; предварительная генерация ели; густота;
строение; рост; южная тайга.
Введение. Лесной фонд подзоны юж- ям. Влияние рубки мелколиственных дре-
ной тайги Русской равнины характеризует- востоев на рост и формирование предвари-
ся значительным участием древостоев тельной генерации ели в условиях южной
мелколиственных пород, которые занима- тайги освещены в многочисленных рабо-
ют около 48 % лесопокрытой площади. На тах, в частности в публикациях А.В.
значительной её части (75 %) под пологом Грязькина [6], А.Я. Орлова и А.Ф. Илью-
таких древостоев имеется подрост или шенко [7], А. Коновалова, В. Дудина [8],
тонкомер ели [1]. Эффективный способ А.А. Дерюгина и Ю.Б. Глазунова [9]. Од-
быстрого восстановления ельников в этих нако влияние же густоты этой генерации
условиях – проведение рубки мелколист- ели на строение и производительность
венных древостоев с сохранением предва- ельников, формирующихся после рубки
рительной генерации ели. Такие рубки, как мелколиственных древостоев, остаётся
правило, приводят к существенным изме- слабо изученным.
нениям пространственной структуры фи- Цель работы – изучить строение и
тоценоза [2, 3] и густоты популяций ели. рост еловой популяции различной густо-
Динамика густоты лесных фитоценозов и ты, сохранившейся после рубки мелко-
её влияние на производительность древо- лиственного древостоя, в рамках одно-
стоев была предметом изучения многих родной группы парцелл.
исследователей. Так, история данного во- Объекты и методика исследований.
проса подробно освещена в работах В.В. Исследования проведены в подзоне юж-
Кузьмичева [4] и Ю.П. Демакова [5]. Од- ной тайги (Рыбинский район Ярославской
нако все эти исследования в основном от- обл.) на Северной ЛОС Института лесове-
носятся к лесным культурам или чистым дения Российской академии наук [10].
естественным одновозрастным древосто- Объект исследований – насаждения, обра-
© Дерюгин А. А., Рыбакова Н. А., 2019.
Для цитирования: Дерюгин А. А., Рыбакова Н. А. Строение и рост предварительной генерации ели
различной густоты после рубки берёзы в южной тайге Европейской части России // Вестник Поволжско-
го государственного технологического унивеpситета. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. 2019.
№ 3 (43). С. 46–56. DOI: 10.25686/2306-2827.2019.3.46
46
ISSN 2306-2827 Лес. Экология. Природопользование
зовавшиеся после рубки летом 1992 года подростом ели, с сомкнутым подростом
древостоя составом 7Б3Ос, возраст – 55 (молодняком). Интенсивный рост и диф-
лет, кислично-черничной группы типов ле- ференциация деревьев ели в молодняке
са. Разработка лесосеки проведена по ме- приводят к образованию древостоя с со-
тоду узких лент, ширина пасек 35 м и воло- мкнутым верхним ярусом – «жердняка», к
ков 5–6 м. Валку деревьев проводили бен- которому относили участки с доминиро-
зомоторными пилами под углом 35 к во- ванием ели высотой более 4,0 м при со-
локу, сучья обрубали на пасеках. Хлысты мкнутости полога более 50 %. Следующая
трелевали за вершину тракторами. Приме- стадия онтоценогенеза ели – стадия «воз-
нённая технология позволила сохранить мужалости», в которой происходит акти-
подрост и тонкомер ели на 88 % площади визация ростовых процессов и начало се-
пасек. Через два года после рубки здесь мяношения. Критерием, определяющим
были заложены две постоянные пробные эту стадию онтоценогенеза, принято до-
площади по 0,35 га. Учитывая типологиче- минирование деревьев высотой более 13 м
скую однородность насаждений на проб- при сомкнутости их полога более 50 %.
ных площадях, в процессе анализа данные Для анализа отдельные парцеллы объеди-
по ним были объединены в один массив. нены в группы по однородности строения
На пробных площадях в год закладки, древесного яруса без учёта разнообразия
а затем дважды через каждые десять лет напочвенного покрова парцеллы: с мо-
проводили картирование всех деревьев, лодняком ели (ЕМ), с еловым жердняком
измерение их биометрических характери- (ЕЖ), с елью в стадии возмужалости (ЕВ).
стик, определение возраста, выделение Объектом анализа в данной статье яв-
биогеоценотических парцелл. Парцеллы ляется группа парцелл елового жердняка
выделены по структурным особенностям (ЕЖ), представленная на 43 % площади па-
всех ярусов фитоценоза и обособлены в сек в насаждении, которое формируется по-
пространстве на всю вертикальную толщу. сле рубки березняка. Данная группа пред-
Для выделения парцелл были использова- ставлена участками с общей густотой ели
ны методические подходы к изучению предварительной генерации от 2,76 до 11,31
структуры древесных ценозов ряда авторов тыс. шт. га-1. В дальнейшем для удобства
[11–13] и приняты определённые диагно- изложения эти участки обозначены ЕЖ (2,8),
стические признаки для древесного, ку- ЕЖ (3,8), ЕЖ(4,7), ЕЖ(6,4) и ЕЖ(11,3).
старникового и травяно-кустарничкового В формирующихся после рубки дре-
ярусов фитоценоза. Методика выделения востоях высотная дифференциация дере-
биогеоценотических парцелл подробно из- вьев чётко не выражена, наблюдается вы-
ложена в [3, 14]. В насаждениях, форми- сокая динамичность вертикальной струк-
рующихся после рубки берёзы, основани- туры. Учитывая эти обстоятельства, в
ем для выделения парцелл приняты разли- процессе анализа нами были выделены
чия в ярусности, возрастной стадии (ста- только два яруса древостоя – нижний и
дии онтоценогенеза) верхнего яруса, видо- верхний. К нижнему отнесены деревья
вом составе ярусов (доминирующий и суб- высотой 4,0 м и меньше (по лесоустрои-
доминирующий виды), сомкнутости поло- тельной инструкции такие деревья отно-
га еловой популяции. При выделении пар- сятся к подросту1), к верхнему – осталь-
целл доминирующим в ценопопуляции ели ные деревья. Насаждение на опытном
принимали ярус, обладающий более высо- объекте через два года после рубки берё-
кой сомкнутостью полога. зы характеризуется в (табл. 1).
В ходе анализа парцеллярной струк-
туры фитоценоза в древесном ярусе были 1
Лесоустроительная инструкция: утв. Мини-
выделены парцеллы с доминированием стерством природных ресурсов и экологии Россий-
различных ярусов ели: с несомкнутым ской Федерации 29. 03. 2018 № 122. М., 2018. 76 с.
47
Вестник ПГТУ. 2019. № 3 (43) ISSN 2306-2827
Т а бл и ца 1
Таксационная характеристика насаждений в год закладки ПП
Состав, N, тыс. Средние
Ярус G, м2 га-1 М, м3 га-1
% экз. га-1 А, лет Н, м D, cм
41Б 0,22 42 12,8 10,6 2,15 16
Верхний 21Ос 0,02 56 22,7 21,6 0,77 8
38Е 0,84 40 6,3 7,3 3,46 15
87Ос 26,16 3 0,9 - - -
Нижний
11Е 3,44 22 1,4 - - -
(подрост)
2Б 0,38 2 0,5 - - -
Примечание: N – число деревьев, A – возраст, H – высота, D – диаметр ствола на высоте 1,3 м, G –
сумма поперечного сечения стволов, M – запас стволовой древесины.
Результаты и обсуждение. Динамика На большинстве участков этой груп-
парцеллярной структуры сопровождается пы парцелл в первое десятилетие отпад
изменениями численности составляющих деревьев незначителен и происходит
фитоценоз древесных ярусов. В первые де- главным образом в подросте. Основная
сять лет после рубки березняка на всех изу- же часть отпада приходится на второе де-
чаемых участках группы парцелл ЕЖ сятилетие, когда выпадают в основном
наблюдается увеличение численности дере- экземпляры из сохранившейся части
вьев верхнего яруса, что происходит за счёт подроста. В этот период в парцеллах с гу-
перехода лидирующих деревьев нижнего стотой ели 2,8–6,4 тыс. шт. га-1 наблюда-
яруса. Наиболее интенсивно этот процесс ется уменьшение численности верхнего
протекает на участке ЕЖ(2,8). Здесь за де- яруса. На участке ЕЖ(11,3), несмотря на
сять лет доля деревьев верхнего яруса воз- отпад (10 %), произошло некоторое уве-
росла на 77 %, или на 0,81 тыс. шт. га-1 личение числа деревьев в этом ярусе, что
(табл. 2). Значительное число перешедших в свидетельствует о продолжающемся по-
верхний ярус деревьев подроста (1,00 тыс. полнении этой части древостоя за счёт
шт. га-1) наблюдалось в ЕЖ(4,7). подроста.
Т а бл и ца 2
Динамика численности ели на парцеллярных участках
Число растущих деревьев Отпад за период после рубки,
Участки в группе (тыс. шт. га-1) после рубки через лет
парцелл (начальная 2-12 13-22
Ярус
густота ели, тыс.
шт. га-1) 2 года 12 лет 22 года тыс. тыс.
% от % от
шт. шт.
гр. 3 гр. 4
га-1 га-1
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Верхний 1,03 1,84 1,15 - - 0,69 38
ЕЖ(2,8) Нижний 1,72 0,92 0,12 - - - -
Итого 2,75 2,76 1,27 - - 0,69 25
Верхний 1,71 2,02 1,98 - - 0,30 15
ЕЖ(3,8) Нижний 2,08 1,02 0,20 0,35 17 0,82 80
Итого 3,79 3,04 2,18 0,35 9 1,12 37
Верхний 1,95 2,95 2,41 - - 0,40 14
ЕЖ(4,7) Нижний 2,77 1,62 0,14 0,14 5 1,31 81
Итого 4,72 4,57 2,55 0,14 3 1,71 37
Верхний 2,76 3,15 2,41 0,21 8 0,21 7
ЕЖ(6,4) Нижний 3,67 1,38 0,21 1,50 41 1,17 85
Итого 6,43 4,53 2,62 1,71 27 1,38 30
Верхний 1,47 2,20 2,31 0,21 14 0,21 10
ЕЖ(11,3) Нижний 9,84 8,31 4,05 0,58 6 3,94 47
Итого 11,31 10,51 6,36 0,79 7 4,15 39
48ISSN 2306-2827 Лес. Экология. Природопользование
В рассматриваемой парцеллярной ным группам на участках с разной изна-
группе в интервале общей густоты ели от 4 чальной густотой ели. Для участков с гу-
до 11 тыс. шт. га-1 через 20 лет после рубки стотой ели 2,8 – 6,4 тыс. шт. га-1 вариация
берёзы численность деревьев ели в верх- высоты не превышает 25 % (табл. 3).
нем ярусе находилась в диапазоне 2,0 – Распределение деревьев на ЕЖ(11,3) ха-
2,4 тыс. шт. га-1. Вероятно, эта густота яв- рактеризуется очень высокой вариацией
ляется оптимальной для формирования высоты (40 %), что свидетельствует о не-
еловых древостоев в данных условиях. которой высотной неоднородности сово-
Приведённая густота ели незначительно купности деревьев на участке. На всех
отличается от густоты нормальных еловых рассматриваемых участках высотное рас-
древостоев III класса бонитета в возрасте пределение не отвечает нормальному.
55 лет 2 (2,3 тыс. шт. га-1), что соответству- Абсолютные значения коэффициентов
ет среднему возрасту и производительно- эксцесса или асимметрии превышают
сти ели на участках исследований. критические. Из изложенного следует,
Следует отметить, что по истечении что через 20 лет после рубки при среднем
20 лет после рубки подрост на 81–100 % возрасте ели 55 лет вертикальная струк-
представлен ослабленными деревьями, тура древостоев ели окончательно не
которые при формировании будущих ель- сформировалась.
ников будут иметь второстепенное значе- Следует отметить, что высотные рас-
ние и постепенно перейдут в отпад. пределения деревьев на участках с густо-
В рамках рассматриваемой группы той ели 2,8 – 6,4 тыс. шт. га-1 отличаются
парцелл проанализирована вертикальная от участка ЕЖ(11,3) по представленности
структура верхнего яруса ельников, сфор- относительно высоких (более 13 м) дере-
мировавшихся через 20 лет после рубки вьев. Если на первых участках их доля
берёзы. Деревья этого яруса составляют изменяется от 71 до 80 %, то на последнем
основу формирующихся древостоев. она составляет только 50 %. Наибольшее
На рис. 1 приведено распределение число таких деревьев (2,03 тыс. шт. га-1)
деревьев ели верхнего яруса по высот- наблюдалось на участке ЕЖ(4,7).
Рис. 1. Высотное распределение деревьев ели верхнего яруса через 20 лет после рубки берёзы
в группе парцелл ЕЖ на участках с разной общей густотой ели
2
Общесоюзные нормативы для таксации лесов. Справочник / Загреев В.В., Баранов А.Ф., Гусев Н.Н.
и др. М.: Колос, 1992. 496 с.
49Вестник ПГТУ. 2019. № 3 (43) ISSN 2306-2827
Т а бл и ца 3
Статистические характеристики рядов распределения верхнего яруса ели на участках
парцелл с разной густотой
Участки Значения статистик рядов распределения
в группе Показатель коэффициент эксцесс асимметрия
парцелл вариации, % фактические критические фактические критические
H, м 16 -1,02 0,91 0,04 0,71
ЕЖ(2,8)
D, см 25 -0,57 0,91 0,53 0,71
H, м 25 -0,24 0,84 -0,55 0,41
ЕЖ(3,8)
D, см 42 -0,57 0,84 0,18 0,41
H, м 25 0,63 0,83 -1,11 0,35
ЕЖ(4,7)
D, см 39 -0,24 0,83 0,17 0,35
H, м 25 0,66 0,84 -1,18 0,41
ЕЖ(6,4)
D, см 41 0,26 0,84 0,15 0,41
H, м 40 -1,25 0,85 -0,10 0,56
ЕЖ(11,3)
D, см 53 0,95 0,85 0,89 0,56
Детальный анализ показал, что через шей или большей общей густоте число
20 лет после рубки берёзы часть деревьев деревьев потенциального первого яруса
ели из состава верхнего яруса выходит в уменьшается (рис. 2). Для потенциального
лидеры, начинается формирование потен- второго яруса густота его увеличивается с
циального первого яруса (ель высотой бо- ростом первоначальной густоты ели на
лее 13 м). Отставшие в росте деревья участках парцелл.
формируют второй ярус древостоя. Число Анализ показал, что распределение
деревьев в этих ярусах можно прогнози- деревьев ели по ступеням толщины харак-
ровать по общей численности деревьев теризуется ещё более значительной вариа-
ели сохранившихся после рубки берёзы. цией, чем вариация высоты. Коэффициент
Эти зависимости могут быть представле- вариации диаметра ствола, так же, как и
ны уравнением регрессии общего вида: высоты, достигает максимального значе-
Y-1=A+B/X0.5+C*e(-X), R2=0,94, ния на участке парцеллы ЕЖ(11,3) – 53 %.
Err=0,16, На участках с густотой ели 2,8–6,4 тыс. шт.
Fфакт =14,95…15,72>F0,05=9,02, га-1 распределения деревьев могут быть
где: Y – число деревьев в первом или вто- условно отнесены к нормальным – крити-
ром ярусах, тыс. шт. га-1; X – общее число ческие значения коэффициентов эксцесса и
деревьев ели в группе парцелл после рубки асимметрии больше фактических абсо-
берёзы, тыс. шт. га-1; A, B, C – коэффици- лютных значений. Только для ЕЖ(11,3)
енты в уравнениях регрессии; e – основа- распределение не отвечает требованиям
ние натурального логарифма; R2 – коэффи- нормального распределения – фактические
циент детерминации; Err – ошибка аппрок- значения больше критических (табл. 3).
симации, тыс. шт. га-1; Fфакт, F0,05 – значения В лесотаксационной практике стволо-
F-критерия Фишера соответственно факти- вую древесину принято делить на сорти-
ческий и при уровне значимости 5 %. менты, начиная со ступени толщины 16 см
Согласно установленной зависимости, [15]. На исследуемых участках наименьшая
в рассматриваемой группе парцелл ЕЖ че- доля деревьев с диаметром стволов на высо-
рез 20 лет после рубки берёзы число дере- те 1,3 м более 16 см наблюдалась на ЕЖ(2,8)
вьев, формирующих первый ярус будуще- – 20 % и ЕЖ(11,3) – 22 %, или соответствен-
го древостоя, достигает максимума при но 0,23 и 0,52 тыс. шт. га -1. Эти параметры
общей численности ели сразу после рубки существенно лучше на трёх других участ-
берёзы около 5 тыс. шт. га-1, при этом ках. Здесь доля таких деревьев в древостое
число деревьев в верхнем ярусе может со- составила 28–38 % (рис. 3), а количество их
ставлять 2,0–2,5 тыс. шт. га-1. При мень- изменялось от 0,71 до 0,92 тыс. шт. га-1.
50ISSN 2306-2827 Лес. Экология. Природопользование
Рис. 2. Связь численности деревьев в потенциальных первом и втором ярусах с общей густотой
ели через 22 года после рубки берёзы на участках парцелл ЕЖ
Рис. 3. Распределение деревьев ели верхнего яруса по ступеням толщины через 20 лет после рубки
берёзы в группе парцелл ЕЖ на участках с разной общей густотой ели
Таким образом, через 20 лет после руб- существенно ниже значений на участках с
ки берёзы наиболее хозяйственно ценной меньшей густотой ели (табл. 4).
структурой обладают еловые древостои на Во второе десятилетие (давность рубки
участках группы парцелл ЕЖ с общей гу- 13–22 года) на участках с густотой ели 6,4
стотой ели сразу после рубки 4 – 6 тыс. тыс. шт. га-1 и меньше произошло резкое
экз. га-1, при этом число деревьев верхнего снижение процента прироста у деревьев
яруса составляло 1,7–2,8 тыс. шт. га-1. всех ярусов. Особенно существенно
При возрасте 35 – 44 года ель предва- уменьшился процент прироста по объёму
рительной генерации после рубки берёзы ствола. По-видимому, в этот период обост-
быстро адаптируется к новым условиям ряется внутривидовая конкуренция, а вли-
среды и увеличивает прирост. В первые яние на рост изменившихся условий среды
десять лет наиболее существенно отреаги- отходит на второй план. Только в ЕЖ(11,3)
ровал подрост, увеличив процент средне- через 20 лет после рубки процент прироста
периодического прироста на 7,4–8,0 % по как по высоте, так и по объёму ствола у де-
высоте и на 13,6 – 14,0 % по объёму ство- ревьев верхнего яруса увеличился. Послед-
ла. У деревьев верхнего яруса увеличение нее, вероятно, объясняется тем, что в этот
прироста происходило с меньшей интен- период наблюдался большой отпад ели
сивностью, особенно на участке ЕЖ(11,3). (37 %), сохранившейся после рубки берёзы,
Здесь проценты прироста по высоте что способствовало интенсификации ро-
(3,6 %) и по объёму ствола (5,4 %) были стовых процессов у оставшихся деревьев.
51Вестник ПГТУ. 2019. № 3 (43) ISSN 2306-2827
Т а бл и ца 4
Процент среднепериодического прироста ели в зависимости от давности
рубки берёзы и густоты ели в группе парцелл елового жердняка
Группа парцелл Величина прироста за период, %
в год рубки 2–12 13–22 2–22
Ярус
(начальная по объёму по объёму по объёму
по высоте по высоте по высоте
густота ели, тыс.шт. га-1) ствола ствола ствола
Верхний 6,4 12,1 3,3 6,0 4,6 7,7
ЕЖ(2,8) Нижний
7,5 13,9 3,6 6,5 5,2 8,3
(подрост)
Верхний 5,1 10,6 4,1 6,8 4,3 7,4
ЕЖ(3,8) Нижний
7,7 13,6 3,8 8,2 5,3 8,5
(подрост)
Верхний 5,1 10,7 3,8 6,7 4,2 7,4
ЕЖ(4,7) Нижний
8,0 14,3 4,2 8,6 5,6 8,8
(подрост)
Верхний 5,9 12,0 3,5 6,3 4,5 7,7
ЕЖ(6,4) Нижний
7,4 14,0 2,8 6,2 4,9 8,3
(подрост)
Верхний 3,6 5,4 4,4 7,4 3,8 7,4
ЕЖ(11,3) Нижний
7,8 16,0 4,6 10,0 5,6 9,4
(подрост)
Т а бл и ца 5
Динамика таксационных характеристик верхнего яруса древостоев ели в связи с её густотой
в группе парцелл елового жердняка
Период Средние
Относи- Класс
Группа после N, тыс. M, м3
тельная бони-
парцелл* рубки, шт. га-1 A, лет D1,3, см H, м га-1
полнота тета
лет
2 1,03 35 6,2 5,2 0,21 V 11
Еж(2,8) 12 1,84 45 10,3 9,7 0,64 IV 85
22 1,15 55 13,6 13,9 0,53 III 126
2 1,71 38 7,1 6,0 0,41 V 28
Еж(3,8) 12 2,02 48 11,2 9,0 0,87 IV 112
22 1,98 57 14,4 14,0 1,07 III 282
2 1,95 35 7,2 6,2 0,50 V 32
Еж (4,7) 12 2,95 46 10,5 9,2 1,00 IV 147
22 2,41 57 14,9 15,0 1,23 III 362
2 2,76 35 6,6 6,0 0,57 V 38
Еж (6,4) 12 3,16 43 10,3 9,7 1,14 IV 162
22 2,41 53 13,9 14,8 1,17 III 338
2 1,47 44 7,7 6,7 0,39 V 29
Еж (11,3) 12 2,21 47 9,9 7,8 0,88 IV 96
22 2,31 55 12,1 11,8 1,00 IV 237
*
Примечание: условные обозначения приведены в таблице 1.
В табл. 5 приведена динамика основ- расте наилучшими значениями основных
ных таксационных характеристик верхнего характеристик отличаются участки с общей
яруса формирующихся древостоев с раз- густотой ели 4,7 тыс. шт. га-1 (ЕЖ 4,7) и при
личной после рубки берёзы густотой ели. В численности верхнего яруса сразу после
анализируемых вариантах густоты ели при рубки берёзы 1,95 тыс. шт. га-1. На участках
несущественной разнице в среднем воз- парцелл с численностью ели в интервале
52ISSN 2306-2827 Лес. Экология. Природопользование
3,8–11,3 тыс. шт. га-1 наблюдается посте- ников через 20-летний период после рубки
пенное увеличение относительной полноты ели повышается почти на три класса бони-
формирующихся ельников, которая дости- тета (до рубки берёзы бонитет подполого-
гает максимального значения (1,23) на вой ели соответствовал V классу).
участке парцелл ЕЖ(4,7). Снижение полно- Выводы. В парцеллах с елью в стадии
ты ельника во втором десятилетии, зафик- жердняка в течение 20 лет после рубки бе-
сированное на участке ЕЖ(2,8), объясняется рёзы структура и рост предварительной ге-
отпадом деревьев верхнего яруса – нерации ели во многом зависят от её чис-
0,69 тыс. шт. га-1 (38 %) (см. табл. 2). ленности и состояния деревьев в год рубки.
За 20-летний период на большинстве Формирование структуры ельников,
участков производительность ельников особенно вертикальной, в 20-летний пе-
увеличилась на два класса бонитета, запа- риод не завершается.
сы стволовой древесины – в 9–11 раз. Ис- На рубку берёзы, независимо от гу-
ключение составляет участок ЕЖ(11,3), стоты сохранённой ели, в первые десять
где производительность древостоя воз- лет лучше реагирует подрост: на 7,4 –
росла только на один класс бонитета 8,0 % увеличивается среднепериодиче-
(см. табл. 5). ский прирост в высоту, на 13,6 – 14,0 % по
В ходе анализа установлено, что уве- объёму ствола. У деревьев верхнего яруса
личение общего числа деревьев не всегда увеличение прироста происходит с мень-
приводит к росту запаса стволовой древе- шей интенсивностью, особенно в парцел-
сины верхнего яруса. Для изучаемой груп- лах с высокой общей густотой популяции
пы парцелл наибольший запас древесины (около 11 тыс. шт. га-1). Здесь проценты
через 20 лет после рубки составил прироста по высоте и по объёму ствола
362 м3 га-1 в ЕЖ (4,7). При увеличении об- почти вдвое ниже значений в парцеллах с
щего числа деревьев до 11,3 тыс. шт. га-1 меньшей густотой ели.
запас древесины снизился до 237 м3 га-1. Во второе десятилетие в парцеллах
Причиной явилась излишняя густота дре- жердняка ели с густотой 6,4 тыс. шт. га-1 и
востоя, приведшая к существенному сни- менее процент среднепериодического
жению диаметра ствола и высоты по срав- прироста снижается у деревьев всех яру-
нению с участками, имеющими меньшую сов. В этот период обостряется внутриви-
густоту ели в диапазоне 3,8–6,4 тыс. шт. га-1. довая конкуренция, а влияние на рост из-
Нами проведено сравнение таксацион- менившихся условий среды отходит на
ных характеристик нормальных ельников и второй план. В парцеллах с густотой ели
ельников, сформировавшихся через 20 лет более 11 тыс. шт. га -1 процент прироста
после рубки берёзы с начальной густотой как по высоте, так и по объёму ствола у
ели 4,72 тыс. шт. га-1. Предварительно число деревьев верхнего яруса увеличивается,
деревьев, площадь поперечного сечения что объясняется большим отпадом ели и
стволов и запас древесины на участке соответственно интенсификацией росто-
ЕЖ(4,7) были приведены к относительной вых процессов у оставшихся деревьев.
полноте 1,00. Полученные значения такса- Для парцелл с жердняком ели высокая
ционных показателей верхнего яруса в воз- общая численность деревьев ели сразу по-
расте 57 лет составили: N=1,96 тыс. шт. га-1, сле рубки не всегда ведёт к увеличению
D=14,9 см, H=15,0 м, M=294 м3. Величина производительности еловых древостоев,
этих показателей не столь значительно от- что объясняется меньшими морфометри-
личается от значений для нормальных ель- ческими показателями деревьев в густых
ников II класса в том же возрасте (N=2,05, ельниках.
D=16,1, H=16,6, M=309). Таким образом, Наилучшие ростовые характеристики
производительность рассматриваемых ель- зарегистрированы в парцеллах жердняка с
53Вестник ПГТУ. 2019. № 3 (43) ISSN 2306-2827
общей густотой ели 4–5 тыс. шт. га -1 при Уменьшение или увеличение густоты
численности деревьев верхнего яруса око- популяции ели от этого оптимума в рас-
ло 2,0 тыс. шт. га -1. Через 20 лет после сматриваемых условиях приводит к сни-
рубки производительность древостоев ели жению запаса стволовой древесины ели. В
возрастает почти на три класса бонитета, а первом случае это связано только с чис-
запас стволовой древесины в возрасте 57 ленностью ели, во втором – с меньшими
лет почти достигает запасов древесины в таксационными характеристиками, объяс-
нормальных еловых древостоях II класса няемыми высоким уровнем внутривидо-
бонитета. вой конкуренции.
Список литературы
1. Писаренко А.И. Лесовосстановление. М.: становления во вторичных мягколиственных лесах
Лесная промышленность, 1977. 256 с. // Российская лесная газета. 2004, № 14, апрель.
2. Пегов Л. А. Начальный период формирова- 9. Дерюгин А.А., Глазунов Ю.Б. Рост деревьев
ния структуры молодняков на вырубках в таежной ели предварительного возобновления после рубки
зоне // Лесоведение. 1985. № 3. С. 55-60. березняков в подзоне южной тайги Русской равни-
3. Рыбакова Н.А. Динамика пространствен- ны // Вестник Поволжского государственного тех-
ной структуры фитоценозов на вырубках березня- нологического университета. Серия: Лес. Экология.
ков с елью предварительной генерации // Вестник Природопользование. 2018. № 2 (38). С. 5-18.
Поволжского государственного технологического 10. Комплексные стационарные исследования в
университета. Серия: Лес. Экология. Природо- лесах южной тайги. Памяти М.В. Рубцова. М.: Това-
пользование. 2018. № 3 (39). С. 5-15. рищество научных изданий КМК, 2017. 348 с.
4. Демаков Ю.П. Диагностика устойчивости 11. Дылис Н.В. Основы биогеоценологии. М.:
лесных экосистем (методологические и методиче- Изд-во МГУ, 1978. 151 с.
ские аспекты). Йошкар-Ола: Изд-во «Периодика 12. Популяционная организация растительно-
Марий Эл», 2000. 414 с. го покрова лесных территорий (на примере широ-
5. Кузьмичев В.В. Закономерности динамики колиственных лесов европейской части СССР) /
древостоев: принципы и модели. Новосибирск: Смирнова О.В., Чистякова А.А., Попадюк Р.В.,
Наука, 2013. 208 с. Евстигнеев О.И. и др. // Пущино: ОНТИ НЦБИ АН
6. Грязькин А.В. Возобновительный потенциал СССР, 1990. 92 с.
таёжных лесов (на примере ельников Северо-Запада 13. The mosaic-cycle concept of ecosystem / Ed.
России / Министерство образования Российской Фе- Remmert H. Berlin, Heidelberg, N.Y.: Springer-
дерации, Санкт-Петербургская государственная лесо- Verlag, 1991. 168 p.
техническая академия. Санкт-Петербург, 2001. 186 с. 14. Рубцов М.В., Рыбакова Н.А. Динамика пар-
7. Орлов А.Я., Ильюшенко А.Ф. Состояние целлярной структуры лесных фитоценозов в процессе
подроста ели на сплошных вырубках в березняках восстановления популяции ели в южнотаёжных бе-
южной тайги // Лесоведение. 1982. № 1. С. 18-25. резняках // Лесоведение. 2016. № 5. С. 323-331.
8. Коновалов А., Дудин В. Курица, несущая 15. Анучин Н.П. Лесная таксация. М.: Лесная
золотые яйца. Костромской опыт рубок и лесовос- промышленность, 1982. 552 с.
Статья поступила в редакцию 13.03.19
Принята к публикации 03.09.19
Информация об авторах
ДЕРЮГИН Анатолий Александрович – кандидат сельскохозяйственных наук, старший
научный сотрудник лаборатории лесоводства и биологической продуктивности, Институт
лесоведения РАН. Область научных интересов – биогеоценология, лесоводство. Автор 76
публикаций.
РЫБАКОВА Наталья Алексеевна – кандидат сельскохозяйственных наук, старший
научный сотрудник лаборатории лесоводства и биологической продуктивности, Институт
лесоведения РАН. Область научных интересов – биогеоценология, лесоводство, лесное
почвоведение. Автор 55 публикаций.
54ISSN 2306-2827 Лес. Экология. Природопользование
UDC 630221.2:630561
DOI: 10.25686/2306-2827.2019.3.46
STRUCTURE AND GROWTH OF PRELIMINARY GENERATION OF SPRUCE
OF DIFFERENT DENSITY AFTER BIRCH FELLING
IN THE SOUTHERN TAIGA OF EUROPEAN RUSSIA
A. A. Derugin, N. A. Rybakova
Institute of Forest Science, Russian Academy of Sciences,
21, Sovetskaya St., 21, Uspenskoe village, Odintsovskiy district, Moscow region, 143030,
Russian Federation
E-mail: root@ilan.ras.ru
Keywords: felling of birch; parcels; preliminary generation of spruce; density; structure;
growth; southern taiga.
ABSTRACT
Introduction. Influence of the density of plantings on the formation and growth of forest stands re-
mains the matter of attention for many researchers. Most of these studies are about forest plantations or
pure natural even-age forest stands. Influence of the density of preliminary generation of spruce on the
structure and productivity of small-leaved forests grown after felling is still faintly studied. The goal of
the research is to study the effect of density of the remaining part of preliminary generation of spruce af-
ter birch felling on the structure and growth of forming spruce forests. Objects and methods of research.
The research was conducted in the southern taiga subzone (Rybinsk district, Yaroslavl region) in the fa-
cilities of the Institute of Forest Science, RAS. Observations of preliminary generation of spruce after
birch felling were made on two permanent sample plots (total area 0.7 ha), where the dynamics of hori-
zontal (parcel) structure of plantations and morphometric characteristics of trees were observed for 24
years in the monitored mode. The analysis of the effect of population density on the structure and growth
of spruce was performed for the most common group of parcels, where the dominant parcel is the pole-
wood of spruce. The total density of spruce in the studied sites varied from 2.8 to 11.3 thousand pcs. ha -
1
. Results and discussion. The structure and growth of spruce after birch felling in connection with the
density of preliminary generation of spruce within the group of parcels formed by polewood of spruce
are considered in accordance with 20-year observations. After felling, formation and growth of prelimi-
nary generation depends on the state, number, and morphometry of spruce trees in the year of felling.
Increase in density of population of spruce causes slowing of the processes of differentiation of trees and
not always leads to the increase in forest stands productivity. The best structure of stand is in the areas
with the total density of spruce of 4-6 thousand pcs. ha – 1. Dependence between the number of trees of the
first and second layers in 20 years after felling with the total number of spruce trees immediately after
birch felling is established. Trees of the lower layer (undergrowth) react better to felling - in the first 10
years after felling, average increment in height increases by 7.4 – 8.0%, in terms of trunk volume - by
13.6-14.0%. The trees of upper layer grow with less intensity, it particularly concerns the parcels with
high density of spruce. In the second decade, the percentage of growth decreases in all the layers. In-
crease in the volume of trunk has significantly slowed down. During this period, the intraspecific compe-
tition is increasing, and the impact of the changed environmental conditions on the growth of trees is less
evident. For parcels with the polewood of spruce, high total number of spruce trees immediately after
felling does not always lead to the increase in productivity of spruce stands, which is explained with low-
er morphometric indicators of trees in dense spruce forests. Сonclusion. In the parcels with spruce in the
stage of polewood, the structure and growth of preliminary generation of spruce depends on its size and
condition of trees in the year of felling. In the first decade, the trees of lower layer (undergrowth) react
better to the birch felling regardless the density of spruce. The reaction of trees of upper layer is less evi-
dent, it particularly concerns populations with higher density (11,0 thousand pcs. ha-1). In 20 years after
birch felling, the plots of parcels with the total density of spruce population of 4-5 thousand pcs. ha-1
show better figures. Productivity of forest stand is 2 bonitet classes better, stock of stem wood increases
by 9-11 times. Decrease or increase in the initial density of spruce population from this optimum leads to
the decrease in the stock of spruce stem wood under the considered conditions.
REFERENCES
1. Pisarenko A.I. Lesovosstanovlenie [Forest 2. Pegov L.A. Nachalnyy period formirovaniya
Regeneration]. Moscow: Lesnaya promyshlennost, struktury molodnyakov na vyrubkah v taeznoy zone [The
1977. 256 p. (In Russ.). Initial Period of Formation of the Structure of Young
55Вестник ПГТУ. 2019. № 3 (43) ISSN 2306-2827
Growth in the Fellings of the Taiga Zone]. Lesovedenie gazeta [Russian Forest Newspaper]. 2004, No 14,
[Silviculture]. 1985. No3. Pp. 55-60. (In Russ.). April. (In Russ.).
3. Rybakova N.A. Dinamika prostranstvennoy 9. Derugin A.A., Glazunov Yu.B. Rost derevev eli
struktury fitotsenozov na vyrubkakh bereznyakov s predvaritelnogo vozobnovleniya posle rubki bereznya-
elu predvaritelnoy generatsii [Dynamics of the Spatial kov v podzone yuzhnoy taygi Russkoy ravniny [Growth
Structure of Plant Communities on the Clearings of of Spruce of Preliminary Regeneration after Bitch
Birch with the Pre-Generation]. Vestnik Povolzhskogo Fellings in the Subzone of Southern Taiga of Russian
gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta. Plain]. Vestnik Povolzhskogo gosudarstvennogo tekhno-
Seriya: Les. Ekologiya. Prirodopolzovanie [Vestnik of logicheskogo universiteta. Seriya: Les. Ekologiya. Pri-
Volga State University of Technology. Series: Forest. rodopolzovanie. [Vestnik of Volga State University of
Ecology. Nature Management]. 2018. No 3. Pp. 5-15. Technology. Series: Forest. Ecology. Nature Manage-
(In Russ.). ment]. 2018. No 2 (38). Pp. 5-18. (In Russ.).
4. Demakov Yu.P. Diagnostika ustoychivosti le- 10. Kompleksnye statsionarnye issledovaniya v
snykh ekosistem (metodologicheskiye i metodicheskiye lesakh yuzhnoy taygi. Pamyati M.V. Rubttsova [Integrat-
aspekty) [Diagnostics of Forest Ecosystems Stability ed Stationary Studies in the Forests of Southern Taiga. In
(Methodological and Methodical Aspects)]. Yoshkar- Memory of M. V. Rubtsov]. Moscow: Tovarishchestvo
Ola: Izd-vo Periodika Mariy El, 2000. 414 p. (In Russ.). nauchnykh izdaniy KMK, 1917. 348 p. (In Russ.).
5. Kuzmichev V.V. Zakonomernosti dinamiki 11. Dylis N.V. Osnovy biogeotsenologii [Fun-
drevostoyev: printsipy i modeli [Regularities of Forest damentals of Biogeocenology]. Moscow: Izd-vo
Stands Dynamics: Principles and Models]. Novosi- MGU. 1978. 151 p. (In Russ.).
birsk: Nauka. 2013. 208 p. (In Russ.). 12. Smirnova O.V., Chistyakova R.V., Po-
6. Gryazkin A.V. Vozobnovitelnyy potentsial paduk R.V, Evstigneev O.I. et al. Populyatsionnaya or-
taezhnykh lesov (na primere elnikov Severo-Zapada ganizatsiya rastitelnogo pokrova lesnykh territoriy (na
Rossii [Regeneration Potential of Taiga Forests primere shirokolistvennykh lesov evropeyskoy chasti
(Based on the Example of Spruce Forests in Russian SSSR) [Population Structure of Vegetation Cover of For-
North-West Region.)]. Ministerstvo obrazovaniya ests (Based on the Example of Broad-Leaved Forests of
Rossiyskoy Federatsii, Sankt-Peterburgskaya gosu- European Part of the USSR)]. Pushchino: ONTI NTsBI
darstvennaya lesotekhnicheskaya akademiya [Minis- AN SSSR. 1990. 92 p. (In Russ).
try of Education of the Russian Federation, Saint- 13. The Mosaic-Cycle Concept of Ecosystem.
Petersburg State Forestry Engineering Academy]. Ed. Remmert H. Berlin, Heidelberg, N.Y.: Springer-
Sankt-Peterburg, 2001. 186 p. (In Russ.). Verlag, 1991. 168 p.
7. Orlov A.Ya., Ilushenko A.F. Sostoyanie po- 14. Rubtsov M.V., Rybakova N.A. Dinamika
drosta eli na sploshnykh vyrubkakh v bereznyakakh partsellyarnoy struktury lesnykh fitotsenozov v
yuzhnoy taygi [The State of Spruce Undergrowth in protsesse vosstanovleniya populyatsii eli v yuzhno-
Clean Fellings in the Birch Forests of Southern Tai- taezhnykh bereznyakakh [The Dynamics of Parcel
ga]. Lesovedenie [Silviculture]. 1982, No 1. Pp. 18-25. Structure of Forest Plant Formations in the Process of
8. Konovalov A., Dudin V. Kuritsa, nesushchaya Restoration of Spruce Population in South Taiga Birch
zolotye yaytsa. Kostromskoy opyt rubok i lesovoss- Forests]. Lesovedenie [Silviculture]. 2016. No 5.
tanovleniya vo vtorichnykh myagkolistvennyh lesakh Pp. 323-331. (In Russ.).
[The Chicken Laying the Golden Eggs. The Kostroma 15. Anuchin N.P. Lesnaya taksatsiya [Forest Es-
Experience of Felling and Forest Regeneration in the timation]. Moscow: Lesnaya promyshlennost, 1982.
Secondary Soft-Leaved Forests]. Rossiyskaya lesnaya 552 p. (In Russ.).
The article was received 13.03.19.
Accepted for publication 03.09.19.
For сitation: Derugin A. A., Rybakova N. A. Structure and Growth of Preliminary Generation of Spruce of
Different Density After Birch Felling in the Southern Taiga of European Russia. Vestnik of Volga State Univer-
sity of Technology. Ser.: Forest. Ecology. Nature Management. 2019. No 3 (43). Pp. 46–56.
DOI: 10.25686/2306-2827.2019.3.46
Information about the authors
Anatoliy A. Derugin – Candidate of Agricultural Sciences, Senior Researcher at the Laborato-
ry of Forestry and Biological Productivity, Institute of Forest Science, Russian Academy of Sci-
ences. Research interests – biogeocenology, forestry. The author of 76 publications.
Natalia A. Rybakova – Candidate of Agricultural Sciences, Head of the Laboratory of For-
estry and Biological Productivity, Institute of Forest Science, Russian Academy of Sciences. Re-
search interests – biogeocenology, forestry, forest pedology. The author of 55 publications.
56Вы также можете почитать
