ON THE EFFECT OF IMPROVEMENT CUTTING ON THE ABOVEGROUND PHYTOMASS OF BERRY PLANTS
ВЛИЯНИЕ РУБОК УХОДА НА НАДЗЕМНУЮ ФИТОМАССУ ЯГОДНЫХ РАСТЕНИЙ
Научная статья
Панин И.А.1, *, Фефелова И.А.2
1 ORCID: 0000-0002-7798-3442;
2 ORCID: 0000-0002-8442-9971;
1, 2 Уральский государственный лесотехнический университет, Екатеринбург, Россия
* Корреспондирующий автор (paninia[at]m.usfeu.ru)
АннотацияПроанализировано влияние проходных рубок в осушенных сосняках Средне-Уральского таежного лесного района. Указанные рубки были проведены 24 года назад интенсивностью 17,1 и 28,2 % по запасу в чистых одновозрастных сосновых насаждениях. Возраст древостоев на момент проведения рубок 75 лет. Изреживание проводилось по низовому методу через год после осушения способом открытых канав в осоково-кустарничковом типе леса.
Проведение рубок ухода способствовало улучшению таксационных показателей древостоев и минимизировало долю сухостоя и валежника.
Изменение экологической обстановки под пологом древостоев на рабочих секциях обусловило, в свою очередь, изменение надземной фитомассы живого напочвенного покрова (ЖНП) в целом и растений из группы ягодных, в частности. Особенно существенное влияние проходные рубки оказали при интенсивности 28,2 %. Даже спустя 24 года после рубки надземная фитомасса ягодных растений превышала таковую на контроле в 8,0 раз. При этом по абсолютным значениям увеличилась надземная фитомасса всех видов ягодных растений. Рубки интенсивностью 17,1 % через 24 года привели к снижению надземной фитомассы ягодных растений на 42,7 %. Указанное позволяет прогнозировать надземную фитомассу ягодных растений при разной интенсивности рубок ухода.
Ключевые слова: осушенные сосняки, проходные рубки, живой напочвенный покров, надземная фитомасса, ягодниковые растения.
ON THE EFFECT OF IMPROVEMENT CUTTING ON THE ABOVEGROUND PHYTOMASS OF BERRY PLANTS
Research article
Panin I.A.1, *, Fefelova I.A.2
1 ORCID: 0000-0002-7798-3442;
2 ORCID: 0000-0002-8442-9971;
1, 2 Ural State Forest Engineering University, Yekaterinburg, Russia
* Corresponding author (paninia[at]m.usfeu.ru)
AbstractThe current article analyzes the influence of forest thinning in the drained pine forests of the Middle Ural taiga forest region. These operations were carried out 24 years ago with an intensity of 17.1 and 28.2% of the reserve in pure pine stands of the same age. The age of stands at the time of cutting equaled 75 years. Thinning was carried out by the low method a year after drainage via the method of open ditches in the "osokovo-kustarnichkovy" (carex and shrub) type of forest.
Improvement cuttings contributed to the improvement of the survey indicators of the stands and minimized the proportion of dead trees and brushwood.
In turn, the change in the ecological situation under the canopy of stands on the working sections caused a change in the aboveground phytomass of the berry plants and forest live cover as a whole. Thinning had a particularly significant impact at an intensity of 28.2%. Even 24 years after logging, the aboveground phytomass of berry plants exceeded that of the control area by 8.0 times. At the same time, the aboveground phytomass of all types of berry plants showed an increase in absolute values.
Logging with an intensity of 17.1% after 24 years led to a decrease in the aboveground phytomass of berry plants by 42.7%. This makes it possible to predict the aboveground phytomass of berry plants at different intensity of improvement cuttings.
Keywords: drained pine forests, logging, living ground cover, aboveground phytomass, berry plants.
Введение
При анализе последствий проведения рубок ухода основное внимание уделяется приросту древесины [1], [2], [3], регулированию состава древостоев [4], [5], [6], товарной структуре [7], [8], пожароустойчивость [9], [10] и другим показателям основного компонента леса – древостоя. В то же время рубки ухода оказывают существенное влияние практически на все компоненты леса [11], [12] и, прежде всего, на живой напочвенный покров (ЖНП).
Непосредственно после проведения изреживаний и изъятия части деревьев из древостоя увеличивается уровень освещенности на поверхности почвы [13]. Последнее в сочетании с улучшением теплового режима и увеличением количества поступающих осадков способствует появлению новых видов в ЖНП, а также увеличению надземной фитомассы последнего [7].
Однако по мере разрастания крон у оставленных на доращивание деревьев [14], микроклимат под пологом пройденных рубками ухода древостоев восстанавливается и лесные виды вновь занимают доминирующее положение, вытесняя светолюбивые виды.
Указанную динамику ЖНП нельзя не учитывать при планировании других лесоводственных и лесохозяйственных мероприятий, в частности при планировании заготовки дикоросов. Известно [15], [16], что заготовка пищевых и лекарственных растений позволяет существенно повысить общую продуктивность лесов. Кроме того, сбор дикоросов является одним из любимейших способов отдыха миллионов жителей нашей страны, предпочитающих отдыхать на родине. К сожалению, данных о влиянии рубок ухода на надземную фитомассу ягодных растений в научной литературе относительно немного, а следовательно, выполнение исследований в данном направлении весьма актуально.
Цель, объекты и методика исследований
Цель исследований установление влияния рубок ухода в сосняках на показатели надземной фитомассы ягодных растений.
В соответствии с целью исследований на постоянных пробных площадях (ППП) кафедры лесоводства ФГБОУ ВО «Уральский государственный лесотехнический университет», заложенных в сосновых насаждениях Уральского учебно-опытного лесхоза (УУОЛ), были проанализированы показатели живого напочвенного покрова и основных видов, входящих в него ягодных растений. На ППП ранее были проведены рубки ухода различной интенсивности.
Территория УУОЛ, в соответствии со схемой лесорастительного районирования Б.П. Колесникова, Р.С. Зубаревой и Е.П. Смолоногова [17] относится к южнотаежному округу Зауральской холмисто-предгорной провинции ЗападноСибирской равнинной лесной области. В соответствии с действующими нормативными документами [18] территория района исследований относится к Средне-Уральскому таежному лесному району.
В процессе исследований все работы по сбору и обработке материалов выполнялись в соответствии с апробированными в региональных условиях методическими рекомендациями [19], [20].
Материалы и обсуждение
В качестве объекта исследований были выбраны сосновые насаждения осоково-кустарничкового типа леса. Указанные насаждения были осушены методом открытых канав, а затем на них были проведены проходные рубки различной интенсивности. На момент проведения рубок ухода, конкретно проходных, возраст древостоя был 75 лет, состав 10С, класс бонитета Vа, запас 144-160 м3 /га. Пробная площадь состояла из одной контрольной и двух рабочих секций, пройденных рубкой интенсивностью 17,1 и 28,2 % по запасу. Интенсивность проходных рубок по густоте составляла 56,9 и 66,0 %, соответственно. Указанное свидетельствует о низовом методе проходных рубок. Основные таксационные показатели древостоев пробной площади на момент проведения проходных рубок и спустя 24 года приведены в таблице 1.
Как следует из таблицы 1 за 24 года, прошедшие после проведения проходных рубок, произошло снижение густоты древостоя на контрольной секции, что вызвало, в свою очередь, захламление секции А. На секции С, где были проведены проходные рубки интенсивностью 28,2 % по запасу, даже через 24 года после рубки, сухостой отсутствует.
Если до проведения рубки на ППП произрастали сосновые насаждения Va класса бонитета, то спустя 24 года после рубки класс бонитета на рабочих секциях пятый, а на контроле остается Va.
Отмечая положительное влияние проходной рубки на древостой, можно констатировать, что эффект рубок относительно невелик, что объясняется высоки возрастом древостоя на момент проведения проходной рубки и низкой изначальной продуктивностью древостоя.
Анализируя исследуемые насаждения, можно отметить, что они представляют значительный интерес с точки зрения заготовки дикорастущих ягод. На контрольной и рабочих секциях произрастают морошка (Rubus chamaemorus L.), брусника (Vaccinium vitis-idala L.), черника (Vaccinium myrtillus L.) и голубика обыкновенная (Vaccinium uliginisum L.). Естественно, что проходные рубки оказали существенное влияние на все виды живого напочвенного покрова (ЖНП). Так, в 99-летних сосняках на контроле надземная фитомасса ЖНП составила 394 кг/га в абсолютно сухом состоянии. При этом из указанной надземной фитомассы на долю растений ягодниковой группы приходится 224,9 кг/га (57,1 %).
На секции, где 24 года назад были проведены проходные рубки интенсивностью 17,1 % по запасу надземная фитомасса ЖНП увеличилась до 432,8 кг/га, при этом на ягодниковые растения приходится 128,5 кг/га (29,7 %). Причина сокращения надземной фитомассы ягодниковых растений заключается в разрастании мхов, масса которых на секции В составила 253,4 кг/га (или 58,5 % от общей надземной фитомассы ЖНП). При этом на контроле масса мхов не превышала 76,4 кг/га.
На секции, пройденной проходными рубками интенсивностью 28,2 %, надземная фитомасса ЖНП через 24 года составила 2665,6 кг/га в абсолютно сухом состоянии. При этом фитомасса растений ягодниковой группы достигла 1801,7 кг/га или 67,7 % от общей надземной фитомассы ЖНП при полном отсутствии мхов.
Данные о видовом составе и надземной фитомассе растений ягодниковой группы спустя 24 года после проведения проходной рубки приведены в таблице 2.
Как следует из таблицы 2 проходные рубки даже через 24 года после их проведения оказывают существенное влияние на надземную фитомассу ягодных кустарничков. Если на контроле среди ягодных кустарничков доминирует морошка, то на пройденных рубкой секциях приоритет переходит к голубике.
Особо следует отметить, что общая надземная фитомасса растений ягодниковой группы на секции, пройденной рубкой интенсивностью 17,1 % по запасу, спустя 24 года меньше таковой на контроле на 55,8 кг/га или 42,7 %. В то же время после проведения проходной рубки интенсивностью 28,2 % по запасу надземная фитомасса растений ягодниковой группы превысила таковую на контроле на 1577,4 кг/га или на 703,3 %. При этом интересно отметить, что в абсолютных величинах надземная фитомасса ягодных растений всех видов на секции С больше, чем на контроле.
Выводы
1. Рубки ухода в осушенных сосняках оказывают существенное влияние на надземную фитомассу как ЖНП в целом, так и на фитомассу ягодных растений.
2. Влияние рубок на фитомассу ягодных растений зависит от интенсивности изреживания.
3. При интенсивности рубки 17,1 % спустя 24 года после ее проведения надземная фитомасса растений ягодниковой группы составляет 57,3 % от таковой на контроле, а после рубок интенсивностью 28,2 % - 803,3 %.
4. Регулируя интенсивность рубок ухода можно прогнозировать надземную фитомассу растений ягодниковой группы видов и планировать объемы заготовки дикоросов.
Конфликт интересов Не указан.
Conflict of Interest None declared.
Список литературы / Reference
1. Залесов С.В. Рубки ухода / С.В. Залесов, Н.А. Луганский, Н.Н. Теринов и др. Екатеринбург: УЛТИ, 1993. 112 с.
2. Луганский Н.А. Влияние проходных рубок на таксационные показатели древостоев осушенного сосняка осоково-кустарничкового / Н.А. Луганский, С.В. Залесов, Д.М. Корсуков и др. // ИВУЗ. Лесной журнал, 2002. №
3. С. 1-12. 3. Данчева А.В. Оценка эффективности рубок ухода в сосняках Казахского мелкосопочника на основе лесоводственного и древесно-кольцевого анализа / А.В. Данчева, М.А. Гурская, С.В. Залесов и др. // Лесоведение. 2020. № 6. С. 503-514.
4. Залесов С.В. Рубки ухода в производных мягколиственных молодняках как способ формирования сосняков на Южном Урале / С.В. Залесов, Н.А. Луганский, В.А. Бережнов и др. // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. 2013. № 4 (28). С. 118-121.
5. Залесов С.В. Формирование кедровников рубками ухода на бывших сельскохозяйственных угодьях / С.В. Залесов, Л.А. Белов, А.С. Оплетаев и др. // Известия вузов Лесной журнал, 2021. № 1. С. 9-19. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-9-19.
6. Zalesov S. Silvicultural Efficiency of the Thenning Efficiency of Pinus sylvestris L. Plantation in the Dry Subzone of Northern Kazakhstan steppes / S. Zalesov, A. Dancheva, S. Ayan et al. // Kastamani University Journal of Forestry Faculty, 2020, 20 (3). P. 220-228.
7. Залесов С.В. Проходные рубки в сосняках Урала / С.В. Залесов, Н.А. Луганский. Свердловск: Изд-во Урал. Унта, 1989. 128 с.
8. Залесов С.В. Лесоводство / С.В. Залесов. – Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2020. 295 с.
9. Залесов С.В. Роль рубок ухода в повышении пожароустойчивости сосняков Казахского мелкосопочника / С.В. Залесов, А.В. Данчева, Б.М. Муканов и др. // Аграрный вестник Урала, 2013. № 6 (112). С. 64-68.
10. Данчева А.В. Влияние рубок ухода на биологическую и пожарную устойчивость сосновых древостоев / А.В. Данчева, С.В. Залесов // Аграрный вестник Урала, 2016. № 3 (145). С. 56-61.
11. Залесов С.В. Лесоводственная эффективность рубок ухода в сосняках Казахского мелкосопочника / С.В. Залесов, А.В. Данчева, А.В. Эбель и др. // ИВУЗ «Лесной журнал», 2016. № 3. С. 21-30.
12. Ebel A.V. The Effects of Different Intensity of Thinning on the Development in Scots Pine (Pinus sylvestris L.) Stands in Kazakh Uplands / A.V. Ebel, Y.I. Ebel, S.V. Zalesov et al. // Alinteri Journal of Agriculture Sciences, 2019. 34 (2): 182-187. DOI: 10.28955/alinterzbd. 639014.
13. Данчева А.В. Влияние полноты древостоев на таксационные показатели крон деревьев в рекреационных сосняках / А.В. Данчева, С.В. Залесов // Успехи современного естествознания, 2016. № 5 (часть 1). С. 47-52.
14. Залесов С.В. Влияние проходных рубок на массу и продуктивность ассимиляционного аппарата сосны / С.В. Залесов // Леса Урала и хозяйство в них. Свердловск: Изд-во Урал. Гос. Ун-та, 2988. С. 152-160.
15. Коростелев А.С. Недревесная продукция леса / А.С. Коростелев, С.В. Залесов, Г.А. Годовалов. Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2010. 480 с.
16. Луганский Н.А. Повышение продуктивности лесов / Н.А. Луганский, С.В. Залесов, В.А. Щавровский. Екатеринбург: Урал. лесотехн. ин-т, 1995. 297 с.
17. Колесников Б.П. Лесорастительные условия и типы лесов Свердловской области / Б.П. Колесников, Р.С. Зубарева, Е.П. Смолоногов. Свердловск: УНЦ АН СССР. 1973. 275 с.
18. Об утверждении Перечня лесорастительных зон Российской Федерации и Перечня лесных районов Российской Федерации: Утв. Приказом Минприроды России от 18.08.2014 г. № 367.
19. Данчева А.В. Экологический мониторинг лесных насаждений рекреационного назначения / А.В. Данчева, С.В. Залесов. Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2015. 152 с.
20. Бунькова Н.П. Основы фитомониторинга / Н.П. Бунькова, С.В. Залесов, Е.С. Залесова и др. – Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2020. 90 с.
Список литературы на английском языке / References in English
1. Zalesov S.V. Rubki uhoda [thinning] / S.V. Zalesov, N.A. Luganskij, N.N. Terinov et al. Ekaterinburg: ULTI, 1993. 112 p. [in Russian]
2. Luganskij N.A. Vliyanie prohodnyh rubok na taksacionnye pokazateli drevostoev osushennogo sosnyaka osokovokustarnichkovogo [Influence of passing cuttings on taxation indicators of forest stands of drained sedge-shrub pine forest] / N.A. Luganskij, S.V. Zalesov, D.M. Korsukov et al. // IVUZ. Lesnoj zhurnal, 2002. № 3. P. 1-12. [in Russian]
3. Dancheva A.V. Ocenka effektivnosti rubok uhoda v sosnyakah Kazahskogo melkosopochnika na osnove lesovodstvennogo i drevesno-kol'cevogo analiza [Evaluation of the efficiency of thinnings in the pine forests of the Kazakh upland on the basis of silvicultural and tree-ring analysis] / A.V. Dancheva, M.A. Gurskaya, S.V. Zalesov et al. // Lesovedenie. 2020. № 6. P. 503-514. [in Russian]
4. Zalesov S.V. Rubki uhoda v proizvodnyh myagkolistvennyh mo-lodnyakah kak sposob formirovaniya sosnyakov na YUzhnom Urale [Thinning in soft-leaved young forests as a way to form pine forests in the South Urals] / S.V. Zalesov, N.A. luganskij, V.A. Berezhnov et al. // Vestnik Bashkir-skogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2013. № 4 (28). P. 118-121. [in Russian]
5. Zalesov S.V. Formirovanie kedrovnikov rubkami uhoda na byv-shih sel'skohozyajstvennyh ugod'yah [Formation of cedar forests by thinning on former agricultural lands] / S.V. Zalesov, L.A. Belov, A.S. Opletaev et al. // Izvestiya vuzov Lesnoj zhurnal, 2021. № 1. P. 9-19. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-9-19. [in Russian]
6. Zalesov S. Silvicultural Efficiency of the Thenning Efficiency of Pinus sylvestris L. Plantation in the Dry Subzone of Northern Kazakhstan steppes / S. Zalesov, A. Dancheva, S. Ayan et al. // Kastamani University Journal of Forestry Faculty, 2020, 20 (3). P. 220-228.
7. Zalesov S.V. Prohodnye rubki v sosnyakah Urala [Passage felling in the pine forests of the Urals] / S.V. Zalesov, N.A. Luganskij. Sverdlovsk: Publishing house Ural. Un-ta, 1989. 128 p. [in Russian]
8. Zalesov S.V. Lesovodstvo [Forestry] / S.V. Zalesov. – Ekaterinburg: Ural. gos. lesotekhn. un-t, 2020. 295 p. [in Russian]
9. Zalesov S.V. Rol' rubok uhoda v povyshenii pozharoustojchivosti sosnyakov Kazahskogo melkosopochnika [The role of thinnings in improving the fire resistance of pine forests of the Kazakh uplands] / S.V. Zalesov, A.V. Dancheva, B.M. Mukanov et al. // Agrarnyj vestnik Urala, 2013. № 6 (112). P. 64-68. [in Russian]
10. Dancheva A.V. Vliyanie rubok uhoda na biologicheskuyu i pozhar-nuyu ustojchivost' sosnovyh drevostoev [Influence of thinnings on the biological and fire resistance of pine stands] / A.V. Dancheva, S.V. Zalesov // Ag-rarnyj vestnik Urala, 2016. № 3 (145). P. 56-61. [in Russian]
11. Zalesov S.V. Lesovodstvennaya effektivnost' rubok uhoda v sos-nyakah Kazahskogo melkosopochnika [Silvicultural efficiency of thinning in the pine forests of the Kazakh chalk-kosopochnik] / S.V. Zalesov, A.V. Dancheva, A.V. Ebel' et al. // IVUZ «Lesnoj zhurnal», 2016. № 3. P. 21-30. [in Russian]
12. Ebel A.V. The Effects of Different Intensity of Thinning on the Development in Scots Pine (Pinus sylvestris L.) Stands in Kazakh Uplands / A.V. Ebel, Y.I. Ebel, S.V. Zalesov et al. // Alinteri Journal of Agriculture Sciences, 2019. 34 (2): 182-187. DOI: 10.28955/alinterzbd. 639014.
13. Dancheva A.V. Vliyanie polnoty drevostoev na taksacionnye pokazateli kron derev'ev v rekreacionnyh sosnyakah [Influence of the completeness of forest stands on taxation indicators of tree crowns in recreational pine forests] / A.V. Dancheva, S.V. Zalesov // Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya, 2016. № 5 (part 1). P. 47-52. [in Russian]
14. Zalesov S.V. Vliyanie prohodnyh rubok na massu i produktivnost' assimilyacionnogo apparata sosny [Influence of passing cuttings on the mass and productivity of the pine assimilation apparatus] / S.V. Zalesov // Lesa Urala i hozyajstvo v nih. Sverdlovsk: Publishing house Ural. Gos. Un-ta, 2988. P. 152-160. [in Russian]
15. Korostelev A.S. Nedrevesnaya produkciya lesa [Non-timber forest products] / A.S. Korostelev, S.V. Zalesov, G.A. Godovalov. Ekaterinburg: Ural. gos. lesotekhn. un-t, 2010. 480 p. [in Russian]
16. Luganskij N.A. Povyshenie produktivnosti lesov [Increasing forest productivity] / N.A. Luganskij, S.V. Zalesov, V.A. SHCHavrovskij. Ekaterinburg: Ural. lesotekhn. in-t, 1995. 297 p. [in Russian]
17. Kolesnikov B.P. Lesorastitel'nye usloviya i tipy lesov Sverdlovskoj oblasti [Forest conditions and types of forests in the Sverdlovsk region] / B.P. Kolesnikov, R.S. Zubareva, E.P. Smolonogov. Sverdlovsk: UNC AN SSSR. 1973. 275 p. [in Russian]
18. Ob utverzhdenii Perechnya lesorastitel'nyh zon Rossijskoj Federacii i Perechnya lesnyh rajonov Rossijskoj Federacii: Utv. Prikazom Minprirody Rossii ot 18.08.2014 g. № 367. [On approval of the List of forest growth zones of the Russian Federation and the List of forest regions of the Russian Federation]. [in Russian]
19. Dancheva A.V. Ekologicheskij monitoring lesnyh nasazhdenij rekreacionnogo naznacheniya [Ecological monitoring of recreational forest plantations] / A.V. Dancheva, S.V. Zalesov. Ekaterinburg: Ural. gos. lesotekhn. un-t, 2015. 152 p. [in Russian]
20. Bun'kova N.P. Osnovy fitomonitoringa [Fundamentals of phytomonitoring] / N.P. Bun'kova, S.V. Zalesov, E.S. Zalesova et al. – Ekaterinburg: Ural. gos. lesotekhn. un-t, 2020. 90 p. [in Russian]