Размещено на http://www.allbest.ru/

Распространение и производительность ельников в различных экотопах Республики Марий Эл

Ю.П. Демаков, А. А. Симанова

Отражены закономерности распространения ельников в различных экотопах Республики Марий Эл. Анализируется их производительность. Установлено, что они наиболее распространены в свежих сураменях и чаще всего в республике встречаются древостои с участием ели в их составе 1-2 единицы. Показано, что характер изменения с возрастом потенциальной и фактически реализованной производительности ельников в каждом типе лесорастительных условий сугубо специфичен и не укладывается в рамки стандартной шкалы классов бонитета.

Ключевые слова: ельники; экотопы; распространение; производительность.

Expansion and Yield of Spruce Forests in Various Ecotopes of Mari El Republic

Y. Demakov, A. Simanova

The article covers common principles of spruce forest expansion in various ecotopes of the Mari El Republic. The yield of these spruce forests is analyzed. It is found that they are most widely spread in fresh suramens, and forest stands with 1-2 fir trees in their composition are most frequent in the republic. It is shown that the nature of changes with age for the potential and actually realized yield of spruce forests in each site type is highly specific and cannot be limited to the standard scale of yield classes.

Key words: spruce forests; ecotopes; expansion; yield.

Проблема оценки продуктивности лесов, играющих важнейшую роль не только в обеспечении материальных и духовных потребностей общества, но и в сохранении устойчивости функционирования биосферы, давно является одной из важнейших в научном и практическом аспектах. Актуальность этой проблемы особенно велика для нашей страны, на территории которой произрастает около четверти всех лесов планеты, в том числе более половины всех хвойных лесов. Сложность ее решения, которое возможно лишь на основе экспериментальных данных, усугубляется большим разнообразием климатических, орографических и почвенно-экологических условий в пределах обширной территории Российской Федерации, обусловивших разнообразие как породного состава лесов, так и их продуктивности.

В Республике Марий Эл, располагающейся в среднем течении р. Волги, довольно значительные площади занимают ельники, которые уступают по представительности лишь соснякам и березнякам [Демаков и др., 2008]. Изучены они достаточно глубоко [Грачев, 1969; Аглиуллин, 1991; Пчелин, 2000; Демаков и др., 2002; Денисов и др., 2008], однако вопрос об изменениях их продуктивности в различных типах леса или экотопах остается практически не освещенным, что затрудняет оценку эколого-ресурсного потенциала той или иной территории. Целью нашей работы являлась оценка продуктивности ельников в различных экотопах республики, а также характера распространения в них древостоев с различным участием ели.

Для решения поставленной задачи могут быть использованы два подхода: на основе данных натурной оценки древостоев с использованием пробных площадей и на основе данных лесоустройства. Первый подход, который наиболее часто используется исследователями, очень трудоемок и не позволяет во многих случаях получить достаточно обширный и репрезентативный материал. Второй подход, который был использован нами, хотя и уступает по своей точности натурной оценке, но при достаточно большой базе исходных данных, когда начинает действовать закон больших чисел, позволяет использовать приемы математической статистики и выявления некорректных величин. Материалом для анализа служила электронная повыдельная база данных, содержащая детальную таксационную информацию (более 250 тыс. выделов) о насаждениях 83 лесничеств Республики Марий Эл, протаксированных в 2004 году. Производительность ельников оценивали в разрезе различных типов лесорастительных условий (ТЛУ) по средним значениям класса бонитета, полноты и запаса стволовой древесины. Для обработки исходных данных, которая проведена на персональном компьютере, использованы общепринятые методы математической статистики и стандартные программы.

Анализ исходного материала показал, что доля древостоев с преобладанием ели и коэффициент расселения этой породы, т. е. доля древостоев с ее присутствием в их составе, составляют в среднем 12,1 и 34,0 % соответственно, но значительно варьируют в разрезе лесничеств Марий Эл (табл. 1). Наиболее широко распространены ельники на северо-востоке республики, где их доля в лесном фонде лесничеств изменяется от 46,1 до 59,5 %. В 36 лесничествах доля ельников не превышает 5 %. Такой характер распределения ельников по территории республики связан как с природными, так и с антропогенными факторами.

Таблица 1

Закономерности распределения ели в разрезе лесничеств Республики Марий Эл

Примечание: здесь и далее Mx, min, max - среднее арифметическое, минимальное и максимальное значения показателя, Sx - среднее квадратическое (стандартное) отклонение, V - коэффициент вариации.

Характер распространения ельников в Марий Эл и самих деревьев ели определяют, в первую очередь, эдафические факторы. Установлено, что эта порода встречается в составе древостоев всех имеющихся в Марий Эл типов лесорастительных условий (ТЛУ), но наиболее распространена она в свежих сураменях, где доля ельников составляет в среднем 19,9 % (табл. 2). Вместе с тем в пределах каждого ТЛУ доля древостоев как с участием ели, так и с её преобладанием также не является стабильной, а изменяется в разрезе лесничеств в очень больших пределах (табл. 3), что может быть связано как с уровнем лесистости территории, так и с особенностями ведения хозяйства.

Таблица 2

Закономерности распространения ели в различных ТЛУ Марий Эл

Примечание: перед чертой представлены сведения о древостоях с участием ели, после черты - о древостоях с преобладанием ели.

Таблица 3

Закономерности изменения величины стандартного отклонения площади древостоев с участием ели в различных ТЛУ Марий Эл

Примечание: перед чертой представлены сведения о древостоях с участием ели, после черты - о древостоях с преобладанием ели.

Очень сильно варьирует в различных частях Марий Эл и производительность ельников. Так, средний класс бонитета ельников изменяется в разрезе лесничеств от Ia,99 до III,13 (табл. 4), что свидетельствует как о разнообразии условий произрастания ели в пределах территории республики, так и о довольно высокой экологической пластичности этой древесной породы. Наиболее представлены в Марий Эл ельники II класса бонитета, доля которых в разрезе лесничеств изменяется от 0,9 до 100 %.

производительность ель лесничество древостой

Таблица 4

Распределение площади ельников по классам бонитета в лесничествах Марий Эл

В границах одного ТЛУ класс бонитета ельников не остается постоянным, как этого следовало бы ожидать, а изменяется в очень больших пределах (табл. 5), что связано с действием не только трофности и влажности почв, но и с особенностями подстилающих горных пород, степени пересеченности рельефа местности, экспозиции и крутизны склонов, плотности гидрографической сети. Особенно велика изменчивость показателя в ТЛУ С4, где класс бонитета древостоев с преобладанием ели изменяется от Iб до V. Наиболее высока производительность ельников в ТЛУ С2. Немногим ниже она, как это ни странно, в ТЛУ А2, А3, В2 и В3. Самую низкую производительность имеют ельники в сырых борах и суборях (ТЛУ А4 и В4). Низкая производительность ельников в ТЛУ D2, наиболее распространенном в малолесном Правобережье Волги, где класс их бонитета изменяется от Iа до Vб, составляя в среднем 2,83, связана с сильной пересеченностью рельефа и высокой густотой гидрографической сети в этой части республики, что приводит к быстрому иссушению почв, негативно отражающемуся на состоянии ели.

Из всего сказанного вытекает вполне очевидный вывод: ТЛУ не отражает в полной мере особенностей условий экотопов и класс бонитета древостоя является их важной дополнительной характеристикой. Класс бонитета ельников не остается постоянным и в ходе развития древостоев: до возраста 50-70 лет он повышается, а затем начинает падать, достигая к 140 годам в разных ТЛУ 1,43-2,79 (табл. 6).

Таблица 5

Распределение площади ельников по классам бонитета в разных ТЛУ

Таблица 6

Возрастные изменения класса бонитета ельников Марий Эл в разных ТЛУ

Показателем фактически реализованной производительности древостоев является их относительная полнота, которая изменяется, так же как и класс бонитета, в очень больших пределах (табл. 7). Доминируют в Марий Эл ельники с полнотой 0,70, а средняя полнота изменяется в разрезе лесничеств от 0,50 до 0,83. Хотя доля низко- и высокополнотных ельников в целом невелика, однако в ряде лесничеств она достигает значительных величин. Полнота древостоев с преобладанием в них ели значительно изменяется также в границах одного ТЛУ (табл. 8). Наиболее высокую среднюю полноту ельники имеют не в благоприятных для своего произрастания свежих сураменях, а в ТЛУ D2, где их средний класс бонитета, как отмечалось выше, наиболее низок. Этот феномен объясняется искусственным происхождением здесь ельников, где древостои ели естественного происхождения практически отсутствуют. Высока полнота ельников также в ТЛУ А3. Наиболее низкую полноту имеют ельники в ТЛУ А4, С3 и С4. В остальных ТЛУ она составляет в среднем 0,60-0,64. С увеличением возраста полнота ельников неуклонно снижается, опускаясь к 140 годам в разных ТЛУ до 0,40-0,54 (табл. 9).

Класс бонитета и полнота ельников характеризуют их производительность лишь косвенно. Наиболее полно это их качество отражает наличный запас стволовой древесины, используя значения которого можно косвенно через объемно-конверсионные коэффициенты вычислить общую и фракционную фитомассу древостоя [Замолодчиков и др., 1998; Усольцев, 2001]. Анализ эмпирического материала показал, что в каждом ТЛУ возрастная динамика данного параметра состояния древостоя сугубо специфична (табл. 10). Для ее математического описания лучше всего подходит уравнение оптимума Y = 100 Ч Х / (аХ2 - bХ + с), в котором Y - наличный запас стволовой древесины, м3/га; Х = А/100; А - возраст древостоя, лет. Параметры уравнения и характерные точки кривой динамики представлены в таблице (табл. 11).

Таблица 7

Распределение площади ельников по их полноте в лесничествах Марий Эл

Таблица 8

Распределение площади ельников по их относительной полноте в разных ТЛУ

Таблица 9

Возрастные изменения относительной полноты ельников Марий Эл

Таблица 10

Динамика наличного запаса древесины в ельниках Марий Эл разных ТЛУ