ON THE DIFFERENCE IN THE TYPES OF FORESTS OF FIR PLANTATIONS ACCORDING TO THE TOTALITY OF SURVEY AND OROGRAPHIC FEATURES IN THE ALTAI-SAYAN REGION

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ / AGRICULTURAL SCIENCES

DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2022.118.4.019

РАЗЛИЧИЕ ТИПОВ ЛЕСА ПИХТОВЫХ НАСАЖДЕНИЙ ПО СОВОКУПНОСТИ ТАКСАЦИОННЫХ И ОРОГРАФИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ В УСЛОВИЯХ АЛТАЕ-САЯНСКОГО РЕГИОНА

Научная статья

Андронова А.А.^{1, *}, Вайс А.А.², Калачев В.А.³, Ануев Е.А.⁴, Попова В.В.⁵

² ORCID: 0000-0003-4965-3670;

^1-5 Сибирский государственный университет науки и технологий им. академика М.Ф. Решетнева, Красноярск, Россия

^* Корреспондирующий автор (economics25192715[at]gmail.com)

Аннотация

Типологическая структура является классификационной основой лесорастительных условий. Для изучения типологической структуры использовались 542 участка пихтовых насаждений Республики Хакасия. На исследуемой территории описаны следующие типы леса – пихтач борцовый, пихтач гераневый, пихтач зеленомошниковый, пихтач кисличный, пихтач крупнотравно-папоротниковый, пихтач осочково-сфагновый, пихтач среднегорный и пихтач хвощёво-осоковый. Для большинства типов леса пихтовых насаждений выявлено несущественное различие по таксационным и орографическим показателям. Однако между пихтачами борцовой, среднегорной, зеленомошной, гераневой и кисличной групп выявлено значительное различие, что обусловлено условиями их местопроизрастания.

Ключевые слова: Пихтовое насаждение, тип леса, статистика, признак.

ON THE DIFFERENCE IN THE TYPES OF FORESTS OF FIR PLANTATIONS ACCORDING TO THE TOTALITY OF SURVEY AND OROGRAPHIC FEATURES IN THE ALTAI-SAYAN REGION

Research article

Andronova A.A.^{1, *}, Vais A.A.², Kalachev V.A.³, Anuev E.A.⁴, Popova V.V.⁵

² ORCID: 0000-0003-4965-3670;

^1-5 Siberian State University of Science and Technology named after Academician M.F. Reshetneva, Krasnoyarsk, Russia

^* Corresponding author (economics25192715[at]gmail.com)

Abstract

The typological structure is the classification basis of forest conditions. To study the typological structure, the research uses 542 plots of fir plantations of the Republic of Khakassia. The research describes the following types of forest in the area under study: Aconitum fir forest (Pikhtach bortsovy), Geranium fir forest (Pikhtach geranevy), green-moss fir forest (Pikhtach zelenomoshnikovy), Oxyria fir forest (Pikhtach kislichny), Fern fir forest (Pikhtach paportnikovy), Carex-Sphagnum fir forest (Pikhtach osochkovo-sfagnovy), medium-mountain fir and horsetail-carex fir forest (Pikhtach srednegorny and Pikhtach khvoshchyovo-osokovy). The authors determined insignificant differences in survey and orographic indicators for most types of fir forests. However, a significant difference was identified between the firs of the Aconitum, medium-mountain, green-moss, geranium and Oxyria groups, which is due to the conditions in their place of growth.

Keywords: Fir plantings, forest type, statistics, feature.

Введение

Типологическая структура является классификационной основой лесорастительных условий и продуктивности насаждений [1]. Разработанная В.К. Хлюстовым, А.Л. Мусиевским методика позволяет с использованием лесотипологического подхода и множественного статистического моделирования разработать новую систему нормативов [2]. В.Н. Седых предлагает использовать карты коренных типов леса для оценки ущерба, нанесенных природе при освоении невозобновляемых ресурсов [3]. Б.С. Петропавловский использовал метод многомерного анализа для составления экологических паспортов типов леса. Автор предлагает применять паспорта как основу лесных кадастров [4].

В последнее время для изучения типов леса используют картографические методы [5], [6], [7].

Типы леса используются для описания растительности, как крупных регионов, так и локальных объектов. А.Д. Волков [8] в монографии описал историю формирования растительного покрова, изложил характеристику типов леса Карелии по различным классификационным единицам. Б.Е. Чижов с соавторами [9] проанализировали зонально-типологические особенности кедровых лесов Ханты-Мансийского автономного округа. А.Е. Колесниченко описала основные этапы истории развития лесной типологии в России с использованием метода ландшафтного профилирования [10]. Типы леса играют важную роль в смене пород на старопахотных землях [11]. К.С. Бугаева изучила типологическую структуру Погорельского бора, установила особенности распределения типов леса по элементам рельефа [12].

Методы и принципы исследования

Для изучения типологической структуры использовались 542 участка пихтовых насаждений из таксационного описания Балыксинского лесничества Республики Хакасия. На исследуемой территории описаны следующие типы леса – пихтач борцовый, пихтач гераневый, пихтач зеленомошниковый, пихтач кисличный, пихтач крупнотравно-папоротниковый, пихтач осочково-сфагновый, пихтач среднегорный и пихтач хвощёво-осоковый. Из всех пихтовых выделов  49,6% составил зеленомошный тип леса, 15,0% среднегорный, 17,7% борцовый, 13,5% гераневый, 3,0% кисличный, 0,6% крупнотравно-папоротниковый, 0,6% хвощёво-осоковый и 0,2% осочково-сфагновый. Для каждого из вариантов типа леса анализировались следующие показатели: состав, тип условий произрастания, тип леса, полнота, возраст, доля пихты в составе, почва, покров, положение. Исходя из числового ранжирования, крутизне и экспозиции склона присвоены значения натурального ряда. Для последующего анализа данных каждой экспозиции склона присвоен свой ранг при расположении участков от холодных к теплым. Распределение экспозиций представлено в таблице 1. Все данные заносились в таблицу 2.

Таблица 1 – Экспозиция склонов пихтовых насаждений

Экспозиция склона исходная	Числовое значение (ранг)
Северная	1
Северо-западная	3
Западная	5
Северо-восточная	2
Юго-западная	7
Восточная	4
Юго-восточная	6
Южная	8

Таблица 2 – Характеристика древостоя пихтовых насаждений

№ варианта	Состав	Тип условий произрастания	Тип леса	Полнота	Возраст	Почва	Покров	Поло-жение	Крутиз на склона	Экспозиция склона	Доля пихты в составе
1	5П1Е2К2Б	C2	Пбр	0,6	150	Суглинистая, сырая	О,Т,П,Б,Х	Пойма	0	0	50
-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
542	10П+К	С₃	Пхв.ос	0,2	100	Суглинистая, влажная	О,ВТ	В склон, 100	10	4	100

Примечание: Пбр - пихтач борцовый, Пхв.ос - пихтач хвощёво-осоковый, О- осока лесная, Т - таволга, П - папоротник, Б - борец, Х - хвощ, ВТ - высокотравье

Основные результаты

Для проведения статистического анализа типов леса между собой вычислены средние показатели по каждому типу, а именно полнота, возраст, крутизна склона, доля пихты в составе и экспозиция склона. Данные представлены в таблице 3 с учетом стандартной ошибки.

Таблица 3 – Средние показатели различных типов леса

Тип леса	Полнота	Возраст	Крутизна склона	Доля пихты в составе, (%)		Экспозиция склона
Пихтач зеленомошный	0,6±0,01	108±1,8	22±0,5	79±1,4		3±0,1
Пихтач среднегорный	0,6±0,02	91±2,8	20±0,8	60±2,4		3±0,2
Пихтач борцовый	0,5±0,02	105±4,2	13±0,7	79±2,1		3±0,2
Пихтач гераневый	0,6±0,02	79±5,2	16±0,9	76±2,1		4±0,3
Пихтач кисличный	0,6±0,02	131±3,5	16±1,4	87±4,0		6±0,5
Пихтач крупнотравно-папоротниковый	0,7±0,1	100±25,2	14±3,5		70±15,3	3±0,3
Пихтач хвощёво-осоковый	0,4±0,1	83±16,7	13±3,7		67±16,7	6±1,2

Примечание: статистические показатели получены при уровне доверительной вероятности 95,4%

Для расчёта средних показателей использовалась программа Excel, в которой применялась процедура «Анализ данных».

По полноте пихтач крупнотравно-папоротниковый превосходит остальные типы леса (0,7) (зеленомошниковый, среднегорный, гераневый, кисличный на незначительную величину - 0,1, а борцовый и хвощёво-осоковый на 0,2-0,3). Самый низкий показатель по полноте наблюдался у хвощёво-осокового типа леса (0,4).

По возрасту гераневый и хвощёво-осоковый типы леса соответствуют IV классу возраста, зеленомошный, крупнотравно-папоротниковый и борцовый  V классу возраста и только кисличный тип леса относится к VII классу возраста. Следовательно, в гераневом и хвощёво-осоковом типах леса древостои находятся в стадии активного роста, а в других типах деревья являются возрастными, а насаждения спелыми.

По крутизне склона зеленомошный и среднегорный типы леса можно отнести к горным лесам, так как крутизна равна или больше 20°.

Доля пихты в составе во всех типах леса равно или более 60%. Минимальный процент наблюдался в среднегорных пихтачах (60%), максимальный в кисличном типе леса (87%).

Экспозиция в пихтаче среднегорном, борцовом, зеленомошном и крупнотравно-папоротниковом имела 2 ранг (преобладание северо-западной части склона), в гераневом  4 ранг (восточная часть склона), а в кисличном и хвощёво-осоковом  6 ранг (юго-восточная часть склона).

Для изучения соответствия закону нормального распределения проводился анализ асимметрии и эксцесса по каждому типу леса. По величине асимметрии и эксцесса можно судить о форме распределения и общих ее тенденциях. В случае нормального распределения их значения равны нулю. По полноте распределение характеризуется преимущественно левосторонним средним смещением и эксцессивным распределением. Так как возраст сам по себе показатель вариабельный, поэтому для этого показателя смещение для большинства типов леса будет левостороннее большое и эксцессивное. Что касается доли пихты в составе, смещение наблюдалось левостороннее большое и депрессивное. Это обусловлено различием состава насаждений. По крутизне склона установлено преимущественно правостороннее малое смещение и эксцессивное распределение по всем типам леса. По такому показателю как экспозиция склона смещение правостороннее большое и депрессивное.

Для того чтобы выявить существенные и не существенные различия между типами леса рассчитывался критерий Стьюдента. В данной работе по данному показателю сравнивались следующие типы леса: пихтач борцовый, пихтач гераневый, пихтач зеленомошный, пихтач  кисличный, пихтач крупнотравно-папоротниковый, пихтач среднегорный, пихтач хвощёво-осоковый. Все эти типы леса сопоставлялись по таким показателям, как полнота, возраст, доля пихты в составе, крутизна склона и экспозиция склона. Все результаты сгруппированы для лучшей наглядности и представлены в таблице 4.

Таблица 4 – Сравнительный анализ по критерию Стьюдента типов леса пихтовых насаждений

Типы леса	Полнота	Возраст, лет	Доля пихты в составе, %	Крутизна склона	Экспозиция склона
	Критерий Стьюдента (tᵩ≥tст)
Пбр-Пгр	3,8>2.0	3,9>2,0	1,2<2,0	2,5>2,0	1,5<2,0
Пбр-Пзм	5,4>2,0	0,6<2,0	0,4<2,0	10,4>2,0	1,4<2,0
Пбр-Пкис	3,7>2,0	4,6>2,0	1,7<2,1	1,7<2,1	5,0>2,1
Пбр-Пктп	1,0<4,3	0,2<4,3	0,6<4,3	0,3<4,3	0,1<2,8
Пбр-Пср	2,1>2,0	2,8>2,0	6,0>2,0	6,5>2,0	2,0≥2,0
Пбр-Пхв.ос	2,0<4,3	1,3<4,3	0,8<4,3	0,2<4,3	2,3<4,3
Пгр-Пзм	0,3<2,0	5,2>2,0	1,2<2,0	5,8>2,0	2,9>2,0
Пгр-Пкис	0,1<2,0	8,2>2,0	2,1<2,2	0,1<2,1	3,8>2,1
Пгр-Пктп	0,3<4,3	0,8<4,3	0,4<4,3	0,5<4,3	1,3<2,5
Пгр-Пср	1,7<2,0	2,1>2,0	4,8>2,0	3,3>2,0	3,2>2,0
Пгр-Пхв.ос	3,0<4,3	0,3<4,3	0,6<4,3	0,9<4,3	1,7<4,3
Пзм-Пкис	0,4<2,1	5,8>2,1	2,0<2,1	3,9>2,1	6,0>2,1
Пзм-Пктп	2,5>2,0	0,3<4,3	0,6<4,3	2,1<4,3	1,0<3,2
Пзм-Пср	3,1<4,3	5,0>2,0	6,5>2,0	2,2>2,1	1,0<2,0
Пзм-Пхв.ос	0,2<4,3	1,5<4,3	0,7<4,3	2,4<4,3	2,6<4,3
Пкис-Пктп	0,3<4,3	1,2<4,3	1,1<4,3	0,4<3,2	4,7>2,2
Пкис-Пср	1,6<2,0	8,9>2,0	5,7>2,1	2,4>2,1	6,2>2,1
Пкис-Пхв.ос	2,9<4,3	2,8<4,3	1,2<4,3	0,8<3,2	0,2<3,2
Пктп-Пср	0,6<4,3	0,3<4,3	0,6<4,3	1,5<4,3	1,5<2,8
Пктп-Пхв.ос	2,0<2,8	0,6<3,2	0,2<2,8	0,3<2,8	2,2<4,3
Пср-Пхв.ос	2,5<4,3	0,5<4,3	0,4<4,3	1,9<4,3	2,8<4,3

Примечание: Пбр – борцовый тип леса, Пгр – гераневый тип леса, Пзм – зеленомошный, Пкис – кисличный, Пктп – крупнотравно-папоротниковый, Пср – среднегорный, Пхв.ос – хвощёво-осоковый

Исходя из полученных данных, выявлены следующие математические соотношения между типами леса по таксационным и орографическим показателям. Несущественные различия установлены между пихтачом борцовым и зеленомошным, пихтачом борцовым и крупнотравно-папоротниковым, пихтачом борцовым и хвощево-осоковым, пихтачом гераневым и кисличным, пихтачом гераневым и крупнотравно-папоротниковым, пихтачом гераневым и хвощево-осоковым, пихтачом  зеленомошным и крупнотравно-папоротниковым, пихтачом зеленомошным и хвощево-осоковым, пихтачом  кисличным и крупнотравно-папоротниковым, пихтачом кисличным и хвощево-осоковым, пихтачом крупнотравно-папоротниковым и среднегорным, пихтачом крупнотравно-папоротниковым и хвощево-осоковым, пихтачом среднегорным и хвощево-осоковым.

Существенные отличия определены между пихтачом борцовым и гераневым, пихтачом борцовым и кисличным, пихтачом борцовым и среднегорным, пихтачом гераневым и зеленомошным, пихтачом гераневым и среднегорным, пихтачом зеленомошным и кисличным, пихтачом зеленомошным и среднегорным, пихтачом кисличным и среднегорным.

Заключение

По результатам исследований получены следующие выводы:

1. На исследуемой территории описаны следующие типы леса – пихтач борцовый, пихтач гераневый, пихтач зеленомошниковый, пихтач кисличный, пихтач крупнотравно-папоротниковый, пихтач осочково-сфагновый, пихтач среднегорный и пихтач хвощёво-осоковый;
2. По полноте пихтач крупнотравно-папоротниковый превосходит остальные типы леса (0,7). Самый низкий показатель по полноте наблюдался у хвощёво-осокового типа леса (0,4);
3. В гераневом и хвощёво-осоковом типах леса древостои находятся в стадии активного роста, а в других типах деревья являются возрастными, а насаждения спелыми;
4. По крутизне склона зеленомошный и среднегорный типы леса можно отнести к горным пихтовым лесам, так как крутизна равна или больше 20°;
5. Доля пихты в составе во всех типах леса равно или более 60%. Минимальный процент наблюдался в среднегорных пихтачах (60%), максимальный в кисличном типе леса (87%);
6. Экспозиция склона в пихтаче среднегорном, борцовом, зеленомошном и крупнотравно-папоротниковом имела 2 ранг (преобладание северо-западной части склона), в гераневом 4 ранг (восточная часть склона), а в кисличном и хвощёво-осоковом 6 ранг (юго-восточная часть склона);
7. Для большинства типов леса пихтовых насаждений выявлено несущественное различие по таксационным и орографическим показателям. Однако между пихтачами борцовой, среднегорной, зеленомошной, гераневой и кисличной групп выявлено значительное различие, что обусловлено условиями их местопроизрастания.

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. Хлюстов В.К. Единство лесорастительных условий, типов лесных насаждений и продуктивности древостоев / В.К. Хлюстов // Природообустройство. – 2010. – №1. – с. 11-18.
2. Хлюстов В.К. Лесотипологические шкалы семенных дубрав Воронежской области / В.К. Хлюстов, А.Л. Мусиевский // Лесотехнический журнал. – 2014. – т.4. – №1(13). – с. 64-74.
3. Седых В.Н. Коренные типы леса в оценке ущерба, причиненного лесным ресурсам / В.Н. Седых // Гео-Сибирь. – 2011. – т.3. – №2. – с. 150-153.
4. Петропавловский Б.С. Типы леса – основа лесных кадастров / Б.С. Петропавловский // Сборник научных трудов Государственного Никитского ботанического сада. – 2016. – т. 142. – с. 156-163.
5. Нешатаев М.В. Комбинированный метод картографирования растительности (на примере Лапландского заповедника) / М.В. Нешатаев, В.Ю. Нешатаев // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. – 2012. – №201. – с. 29-40.
6. Фарбер С.К. Картирование типов лесов гор Южной Сибири / С.К. Фарбер, Н.С. Кузьмик, Ш. Максютов // Известия Национальной Академии наук Кыргызской Республики. – 2016. – №3. – с. 183-187.
7. Петропавловский Б.С. Экологическая обусловленность распространения типов леса Приморского края / Б.С. Петропавловский // Лесоведение. – 2012. – №3. – с. 33-42.
8. Волков А.Д. Типы леса Карелии: монография / А.Д. Волков. – Петрозаводск: ИЛ Карельского НЦ РАН, 2008.
9. Зонально-типологические особенности кедровых лесов Ханты-Мансийского автономного округа / Б.Е. Чижов, Е.Ю. Агафонов, В.А. Козинец и др. // Вестник экологии, лесоведения и ландшафтоведения. – 2009. – №9. – с. 119-127.
10. Колесниченко А.Е. Типы лесов Ставропольской возвышенности (на примере темного леса г. Стрижамент) / А.Е. Колесниченко // Наука. Инновации. Технологии. – 2013. – №4. – с. 108-115.
11. Феклистов П.А. Роль типов леса в смене пород на старопахотных землях Кенозерского национального парка / П.А. Феклистов, Т.В. Тюрикова, М.В. Аверина // Вестник Московского государственного университета леса – Лесной вестник. – 2016. – т.20. – №6. – с. 39-43.
12. Бугаева К.С. Типологическая структура лесов Погорельского бора (Красноярская лесостепь) / К.С. Бугаева // Лесоведение. – 2009. – №6. – с. 46-53.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Khlyustov V. K. Edinstvo lesorastitelnykh usloviy. tipov lesnykh nasazhdeniy i produktivnosti drevostoyev [Unity of forests, types of forest plantations and productivity of forest stands] / V. K. Hlystov // Prirodoobustroystvo [environmental engineering]. – 2010. – No. 1. – pp. 11-18. [in Russian]
2. Khlyustov V. K. Lesotipologicheskiye shkaly semennykh dubrav Voronezhskoy oblasti[Isotopologues scale seed of the oak Voronezh region] / V. K. Khlystov, A. L. Maziewski //Lesotekhnicheskiy zhurnal[Forestry engineering journal]. – 2014. – Vol. 4. – №1(13). – p. 64-74. [in Russian]
3. Sedykh V.N.Korennyye tipy lesa v otsenke ushcherba. prichinennogo lesnym resursam[Indigenous forest types in the assessment of the damage caused to forest resources] / V. N. Sedykh // Geo-Sibir'. – 2011. – vol. 3. – No. 2. – pp. 150-153. [in Russian]
4. Petropavlovsk B. S.Tipy lesa – osnova lesnykh kadastrov[Forest types-the basis of forest cadastres] / B. S. Petropavlovsk //Sbornik nauchnykh trudov Gosudarstvennogo Nikitskogo botanicheskogo sada[Collection of scientific works of the State Nikitsky Botanical Garden]. – 2016. – vol. 142. – pp. 156-163. [in Russian]
5. Neshataev M. V. Kombinirovannyy metod kartografirovaniya rastitelnosti (na primere Laplandskogo zapovednika) [Combined method of vegetation mapping (on the example of the Lapland Reserve)] / M. V. Neshataev, V. Yu. Neshataev // Izvestiya Sankt-Peterburgskoy lesotekhnicheskoy akademii [Izvestiya of the St. Petersburg Forestry Academy]. – 2012. – 201. – pp. 29-40. [in Russian]
6. Farber S. K. Kartirovaniye tipov lesov gor Yuzhnoy Sibiri[Mapping the types of forests of the mountains of Southern Siberia] / S. K. Farber, N. S. Kuzmik, Sh. Maksyutov //Izvestiya Natsionalnoy Akademii nauk Kyrgyzskoy Respubliki[Izvestiya of the National Academy of Sciences of the Kyrgyz Republic]. – 2016. – No. 3. – pp. 183-187. [in Russian]
7. Petropavlovsk B. S. Ekologicheskaya obuslovlennost rasprostraneniya tipov lesa Primorskogo kraya [Ecological conditionality of the distribution of forest types in the Primorsky Territory] / B. S. Petropavlovsk // Lesovedeniye [Forest Science]. – 2012. – No. 3. – pp. 33-42. [in Russian]
8. Volkov A.D. Tipy lesa Karelii: monografiya [Types of Karelian forests: a monograph] / A.D. Volkov. – Petrozavodsk: IL Karelskogo NTs RAN. 2008 [Petrozavodsk: IL Karelian Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 2008.] [in Russian]
9. Zonalno-tipologicheskiye osobennosti kedrovykh lesov Khanty-Mansiyskogo avtonomnogo okruga [Zonal-typological features of cedar forests of the Khanty-Mansi Autonomous Okrug] / B. E. Chizhov, E. Yu. Agafonov, V. A. Kozinets et al. // Bulletin of Ecology, Forestry and Landscape Studies. – 2009. – No. 9. – pp. 119-127. [in Russian]
10. Kolesnichenko A. E. Tipy lesov Stavropolskoy vozvyshennosti (na primere temnogo lesa g. Strizhament) [Types of forests of the Stavropol upland (on the example of the dark forest of the city of Strizhament)] / A. E. Kolesnichenko // Nauka. Innovatsii. Tekhnologii[Nauka. Innovations. Technologies]. – 2013. – No. 4. – pp. 108-115.[in Russian]
11. Feklistov P. A. Rol tipov lesa v smene porod na staropakhotnykh zemlyakh Kenozerskogo natsionalnogo parka [The role of forest types in the change of species on the old arable lands of the Kenozersky National Park]. / P. A. Feklistov, V. Tyurikova, M. V. Averina // Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo universiteta lesa – Lesnoy vestnik [Bulletin of the Moscow State University of Forests-Forest Bulletin]. – 2016. – vol. 20. – No. 6. – pp. 39-43. [in Russian]
12. Bugaeva K. S. Tipologicheskaya struktura lesov Pogorelskogo bora (Krasnoyarskaya lesostep) [Typological structure of forests of the Pogorelsky forest (Krasnoyarsk forest-steppe)]. / K. S. Bugaeva // Lesovedeniye [Forest science]. – 2009. – No. 6. – pp. 46-53. [in Russian]