Our journals
Submit manuscript Sign in / Sign up
Advanced search
Article sections

ON THE RELATIONSHIP BETWEEN THE CONDITION AND MORPHOLOGICAL PARAMETERS OF TREES IN THE SHELTERBELTS OF THE SOUTH OF CENTRAL SIBERIA

Research article
Vais A.A.
Varaksin G.S.
Repyakh K.K.
DOI:
https://doi.org/10.23670/IRJ.2021.108.6.072
Issue: № 6 (108), 2021
Published:
2021/06/17
PDF

СВЯЗЬ СОСТОЯНИЯ И МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДЕРЕВЬЕВ В ПОЛЕЗАЩИТНЫХ НАСАЖДЕНИЯХ ЮГА СРЕДНЕЙ СИБИРИ

Научная статья

Вайс А.А.1, *, Вараксин Г.С.2, Репях К.К.3

1 ORCID: 0000-0003-4965-3670;

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

2, 3 Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, Красноярский научный центр СО РАН, Красноярск, Россия

* Корреспондирующий автор (vais6365[at]mail.ru)

Аннотация

В настоящее время одной из приоритетных задач Рослесхоза в научно-исследовательской деятельности является оценка состояния лесов. Закладка пробных площадей выполнялась в лесных полосах на территориях южной части Красноярского края, Республик Хакассия и Тыва. Всего было обследовано 27 пробных площадей. Корреляционная связь позволила выделить набор морфологических факторов, влияющих на состояние деревьев (лиственница сибирская до 23 лет: высота, диаметр кроны между рядами деревьев; береза повислая: густота, высота, плодоносящая способность деревьев; вяз приземистый: средний диаметр и размеры крон; лиственница сибирская до 43 лет: средняя высота, средняя высота расположения максимального диаметра кроны, ассимиляционно-продуцирующая масса; тополь черный: средний диаметр, средняя высота, размеры крон).

Для улучшения состояния деревьев предложен для каждого элемента леса свой комплекс агротехнических мероприятий (лиственница сибирская до 23 лет – состояние деревьев здоровое и не требует проведения мероприятий; береза повисая – для улучшения состояния растений необходимо провести изреживание лесополос; вяз приземистый – увеличение свободного пространства для развития крон; лиственница сибирская до 43 лет – подкормка удобрениями и улучшение влагообеспеченности растений; тополь черный – общее улучшение условий роста деревьев под влиянием комплекса агротехнических мероприятий.

Ключевые слова: состояние, морфологические признаки, защитные насаждения, агротехнические показатели.

ON THE RELATIONSHIP BETWEEN THE CONDITION AND MORPHOLOGICAL PARAMETERS OF TREES IN THE SHELTERBELTS OF THE SOUTH OF CENTRAL SIBERIA

Research article

Vais A.A.1, *, Varaksin G.S.2, Repyakh K.K.3

1 ORCID: 0000-0003-4965-3670;

1 Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, Krasnoyarsk, Russia;

2, 3 Sukachev Institute of Forest SB RAS, Krasnoyarsk Science Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Krasnoyarsk, Russia

* Corresponding author (vais6365[at]mail.ru)

Abstract

Currently, one of the priority research activities of the Federal Forestry Agency is the assessment of the state of forests. The test areas were established in forest strips in the southern territories of Krasnoyarsk Krai, the Republics of Khakassia and Tyva, surveying a total of 27 sample areas. The correlation allowed for identifying a set of morphological factors that affect the condition of trees (Siberian larch up to 23 years: height, crown diameter between rows of trees; European birch: density, height, fruit-bearing capacity of trees; Siberian elm: average diameter and crown size; Siberian larch up to 43 years: average height, average height of the maximum crown diameter, assimilation-producing mass; black poplar: average diameter, average height, crown size).

To improve the condition of the trees, the study proposes a complex of agrotechnical measures for each element of the forest(larch to 23 years – the condition of these trees is healthy and doesn't require any improvement measures; European birches require thinning of the forest strips; Siberian elm requires increasing the free space for the development of crowns; larch to 43 years – fertilization and improvement of water supply; black poplar requires general improvement of conditions of tree growth under the influence of agrotechnical measures.

Keywords: condition, morphological features, protective plantings, agrotechnical indicators.

Введение

В настоящее время одной из приоритетных задач Рослесхоза в научно-исследовательской деятельности является оценка состояния лесов [1]. Защитные лесные полосы выполняют комплекс хозяйственных и экологических задач. Для сохранения этих насаждений необходимо увеличить их долговечность. Эту проблему можно решить, в том числе и через улучшение состояния деревьев в лесных полосах. Академик РАСХН К.Н. Кулик [2] указывал на то, что около 1,4 млн. га защитных лесных насаждений в РФ нуждаются в срочных лесохозяйственных видах ухода.

Система полезащитных лесных полос в малолесных районах помимо повышения лесистости улучшает экологическое состояние [3]. Отсутствие длительного ухода за защитными насаждениями приводит их к дигрессивному состоянию [4], а также к ухудшению лесопатологическому состоянию (разные виды повреждений на стволах и кроне) [5]. Многолетнее использование приводит к необходимости реконструкции лесных полос [6], [7].

Состояние лесных полос зависит от целого ряда факторов, которые определяют общую динамику развития этих насаждений. В условиях радиоактивного загрязнения приведен анализ роста и состояния сосново-березовых полезащитных лесных полос Брянской области. Установлено, что существующие уровни загрязнения не оказывают влияния на рост древесных насаждений независимо от их состава [8]. Показатели роста и состояния полезащитных насаждений Липецкой области в значительной степени зависят от агротехнических приёмов создания лесных полос [9]. Выявлено, что через 2-3 года после проведения рубок ухода, количество жизнеспособных деревьев на вариантах защитных насаждений с рубками ухода больше на 13,2-37,6%, по сравнению с вариантами без рубок ухода [10].

Методика исследований

Закладка пробных площадей выполнялась в лесных полосах на территориях южной части Красноярского края, Республик Хакассия и Тыва. Всего было обследовано 27 пробных площадей. Состояние деревьев определялось на основе шкалы санитарного состояния [11]:

  • здоровые без признаков ослабления;
  • ослабленные;
  • сильно ослабленные;
  • усыхающие;
  • погибшие (свежий сухостой 5а);
  • погибшие (старый сухостой 5г).

В каждом защитном лесном насаждении (ЗЛН) производился отбор модельных деревьев по 6-7 шт. в каждом ряду для замера совокупности морфологических признаков (диаметр на высоте груди (D1.3), высота (Н), высота начала кроны (ННК), высота расположения по высоте максимального диаметра кроны (НМК), диаметр кроны (DKВР), диаметр кроны между деревьями (DKМР)). Для каждого дерева измерялся диаметр на высоте груди, и выполнялась оценка состояния. Возраст древостоев на момент наблюдения менялся от 20 до 46 лет. Насаждения произрастали преимущественно на южных и обыкновенных чернозёмах, кроме этого на отдельных участках выявлено засоление и размещение на песчаных почвах. Ассортимент древесных пород следующий: Б – берёза повислая (Betula pendula), В – вяз приземистый (Ulmus pumila), Л – лиственница сибирская (Larix sibirica), С – сосна обыкновенная (Pinus sylvestris), тополь черный (Populus nigra). Защитные полосы представлены преимущественно однородными чистыми насаждениями. Однако встречались смешанные комбинации из вяза, тополя, а также совместный рост сосны, лиственницы, берёзы. Число рядов в полосах от 1 до 7. Полосы имели различную конструкцию (от ажурной до плотной).

Обработка исходного материала выполнялась с помощью электронной таблицы «Excel» и базы данных созданной в «Access». Основным методом обработки информации являлся статистический, который включал корреляционный и регрессионный анализы. Теснота связи между признаками оценивалась с помощью коэффициента корреляции (r) и корреляционного отношения (η).

Результаты исследований и их обсуждение

На первом этапе выделяли из числа морфологических признаков часть показателей, имеющих наиболее тесную связь с состоянием деревьев.

Лиственница сибирская (Ширинская степь). На примере 5 чистых лиственничных древостоев, произрастающих в Ширинской степи 20-летнего возраста, установлено следующее соотношение в тесноте связи между состоянием и морфологическими признаками: диаметр кроны между рядами (η = -0,671), высота (η = -0,642), диаметр дерева на высоте 1,3 метра (r = -0,552), диаметр кроны в ряду (η = -0,474), высота начала кроны (r = 0,204), высота расположения максимального диаметра кроны (r = -0,117). Как следует из результатов, состояние деревьев для наиболее значимых факторов характеризуется значительной связью. При этом высота отражает состояние деревьев, что отмечал А.М. Шарый [12], указывая на то, что прирост центрального побега в высоту является основным критерием жизнеспособности древесного растения. Диаметр кроны между рядами деревьев также обуславливает в значительной степени состояние растений. Это два признака, которые в конкретных условиях лесополос в минимальной степени подвержены влиянию конкурентных отношений, однако именно они в значительной степени определяют состояние деревьев.

В смешанных и чистых насаждениях лесополос Республик Хакассия и Тыва оценка производилась по элементам леса, учитывая породный состав.

Береза повислая. В древостоях с данным элементом леса выявлена высокая теснота связи среднего состояния деревьев со средней высотой (η = -0,737), густотой (N) (η = -0,812), массой листьев (r = -0,824) и массой сережек (r = -0,823). Очевидно, что на состояние древостоев, состоящих из берёзового элемента, оказывает влияние густота посадки, прирост по высоте, о чём мы говорили выше, плодоносящая способность деревьев и масса листьев. Для улучшения состояния растений необходимо провести изреживание насаждений, чтобы способствовать увеличению среднего прироста в высоту и развитию боковых ветвей.

Вяз приземистый. Порода характеризовалась умеренной теснотой связи среднего состояния деревьев и средних морфологических признаков деревьев со средним диаметром (η = -0,365), с диаметром кроны в рядах (η = -0,506) и диаметром кроны между рядами (r = -0,458). В данном случае необходимо увеличить свободное пространство для развития крон с помощью рубок ухода.

Лиственница сибирская (Лесополосы Республик Хакассия и Тыва). В отличие от лиственницы, произрастающей в лесополосах Ширинской степи. Это возрастные древостои с различной густотой посадки, строением и условиями произрастания. Установлена умеренно-значительная теснота связи с вертикальной структурой насаждения (средняя высота (r = 0,417), средней высотой начала кроны (r = 0,534), средней высотой расположения максимального диаметра кроны (η = 0,790)) и ассимиляционно-продуцирующей массой (масса крон (МК) (η = -0,761), масса хвои (η = -0,777), массой шишек (η = -0,861)).

Лиственница в этом возрасте и данных условиях произрастания исчерпала свой ростовой потенциал из-за недостатка минерального питания и влагообеспеченности. На это указывает следующая закономерность, чем выше дерево и высота расположения кроны, тем хуже состояние деревьев. Необходимо обеспечить подкормку растений удобрениями и улучшить влагообеспечение.

Тополь черный. В насаждениях наблюдалась значительно-тесная связь среднего состояния деревьев и среднего диаметра (r =- 0,735), со средней высотой (r =- 0,739), диаметром крон в рядах (η = -0,896), диаметром крон между рядами (η = -0,893) и массой крон (r =- 0,626). В результате необходимо в целом улучшить условия для роста деревьев в лесополосах с применением комплекса агротехнических мероприятий.

Выводы

- Корреляционная связь позволила выделить для каждого элемента леса лесополос свой набор морфологических факторов, влияющих на состояние деревьев:

  • лиственница сибирская до 23 лет (высота, диаметр кроны между рядами деревьев);
  • береза повислая (густота, высота, плодоносящая способность деревьев);
  • вяз приземистый (средний диаметр и размеры крон);
  • лиственница сибирская до 43 лет (средняя высота, средняя высота расположения максимального диаметра кроны, ассимиляционно-продуцирующая масса;
  • тополь черный (средний диаметр, средняя высота, размеры крон).

- Для улучшения состояния деревьев необходимо провести для каждого элемента леса свой комплекс агротехнических мероприятий:

  • лиственница сибирская до 23 лет – состояние деревьев здоровое и не требует проведения мероприятий;
  • береза повисая – для улучшения состояния растений необходимо провести изреживание лесополос;
  • вяз приземистый – увеличение свободного пространства для развития крон;
  • лиственница сибирская до 43 лет – подкормка удобрениями и улучшение влагообеспеченности растений;
  • тополь черный – общее улучшение условий роста деревьев под влиянием комплекса агротехнических мероприятий.
Конфликт интересов Не указан. Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

  1. Сайт Федерального агентства лесного хозяйства. [Электронный ресурс]. – URL: http://www.rosleshoz.ru. (дата обращения:26.01.2020)
  2. Кулик К.Н. Состояние и перспективы защитного лесоразведения в РФ / К.Н. Кулик // Защитное лесоразведение в Среднем Поволжье: Мат. Всеросс. науч.-практ. конф. – Волгоград: ВНИАЛМИ, 2005. – 158 с.
  3. Горшенин Р.Ю. Оценка состояния полезащитных лесных полос на территории Курамышского района Курганской области / Р.Ю. Горшенин, А.С. Попов, В.Н. Луганский // Леса России и хозяйство в них. – 2017. - №4(63). – с. 30-41.
  4. Гладинов А.Н. Современное состояние защитных лесополос в Бичурском районе Республике / А.Н. Гладинов, Е.В. Коновалова, С.Ч.Содбоева // Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В.Р. Филиппова. - 2020. - № 4 (61). - с. 115-122.
  5. Коник Д.С. Экологическое состояние полезащитных лесных полос в с. Кулешовка Белоглинского района / Д.С. Коник, А.И. Мельченко // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: сборник статей по материалам 74-й научно-практической конференции студентов по итогам НИР за 2018 год. - 2019. - с. 35-37.
  6. Мороз Е.А. Состояние полезащитных лесных полос после многолетнего их использования (на примере учхоза «Кубань» г. Краснодар) / Е.А. Мороз, А.И. Мельченко // Научно-технологическое обеспечение агропромышленного комплекса России: проблемы и решения: сборник тезисов по материалам III Национальной конференции. - 2019. - с. 9-10.
  7. Вавин В.С. Динамика роста и лесопатологического состояния реконструируемых лесных полос / В.С. Вавин, А.А. Лепехин // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. - 2007. -№ 6. - с. 27-30.
  8. Вечеров В.В. Состояние сосново-березовых полезащитных лесных полос в условиях радиоактивного загрязнения Брянской области / В.В. Вечеров, З.Н. Маркина // Успехи современного естествознания. - 2016. - № 6. - с. 69-74.
  9. Михин В.И. Рост, состояние и формирование полезащитных насаждений Липецкой области / В.И. Михин, Е.А. Михина // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2012. - № 78. - с. 631-642.
  10. Чеканышкин А.С. Состояние древостоев лесных полос Каменной степи на стационарных опытах по рубкам ухода / А.С. Чеканышкин, А.А. Лепехин // Центральный научный вестник. - 2018. - Т.3. - № 20(61). - с. 42-44.
  11. Правила санитарной безопасности в лесах / Пр. Фед. службы лесного хоз-ва России от 9 декабря 2020 г. №2047.– 17 с.
  12. Шарый М.А. Хвойные породы в молодом возрасте / М.А. Шарый. – Красноярск: КГУ, 1994. – 208 с.

Список литературы на английском языке / References in English

  1. Sajt Federal'nogo agentstva lesnogo hozjajstva [Website of the Federal Forestry Agency]. [Electronic resource]. URL: http://www.rosleshoz.ru. (accessed 26.01.2020) [in Russian]
  2. Kulik K. N. Sostojanie i perspektivy zashhitnogo lesorazvedenija v RF [The state and prospects of protective afforestation in the Russian Federation] / K. N. Kulik // Zashhitnoe lesorazvedenie v Srednem Povolzh'e: Mat. Vseross. nauch.-prakt. konf [Protective afforestation in the Middle Volga region: Mat. Vseross. nauch. - prakt. Konf]. - Volgograd: VNIALMI, 2005 – - 158 p. [in Russian]
  3. Gorshenin R. Yu. Ocenka sostojanija polezashhitnyh lesnyh polos na territorii Kuramyshskogo rajona Kurganskoj oblasti [Assessment of the state of protective forest strips on the territory of the Kuramyshsky district of the Kurgan region] / R. Yu. Gorshenin, A. S. Popov, V. N. Lugansky // Lesa Rossii i hozjajstvo v nih [Forests of Russia and agriculture in them]. – 2017. - №4(63). – pp. 30-41. [in Russian]
  4. Gladinov A. N. Sovremennoe sostojanie zashhitnyh lesopolos v Bichurskom rajone Respublike [The current state of protective forest belts in the Bichursky district of the Republic] / A. N. Gladinov, E. V. Konovalova, S. Ch. Sodboeva // Vestnik Burjatskoj gosudarstvennoj sel'skohozjajstvennoj akademii im. V.R. Filippova [Bulletin of the Buryat State Agricultural Academy named after V. R. Filippov]. - 2020. - № 4 (61). - P. 115-122. [in Russian]
  5. Konik D. S. Jekologicheskoe sostojanie polezashhitnyh lesnyh polos v s. Kuleshovka Beloglinskogo rajona [the Ecological condition of forest shelter belts in S. Kuleshovka Beloglinsky district] / D. S. Konik, A. I. Melchenko // Nauchnoe obespechenie agropromyshlennogo kompleksa: sbornik statej po materialam 74-j nauchno-prakticheskoj konferencii studentov po itogam NIR za 2018 god [Scientific support of the agro-industrial complex: the proceedings of the 74th scientific-practical conference of students according to the results of research in 2018]. - 2019. - p. 35-37. [in Russian]
  6. Moroz E. A. Sostojanie polezashhitnyh lesnyh polos posle mnogoletnego ih ispol'zovanija (na primere uchhoza «Kuban'» g. Krasnodar) [The state of protective forest strips after many years of their use (on the example of the uchkhoz "Kuban", Krasnodar)] / E. A. Moroz, A. I. Melchenko // Nauchno-tehnologicheskoe obespechenie agropromyshlennogo kompleksa Rossii: problemy i reshenija: sbornik tezisov po materialam III Nacional'noj konferencii [Scientific and technological support of the agro-industrial complex of Russia: problems and solutions: collection of theses based on the materials of the III National Conference]. - 2019. - p. 9-10. [in Russian]
  7. Vavin V. S. Dinamika rosta i lesopatologicheskogo sostojanija rekonstruiruemyh lesnyh polos [Dynamics of growth and forest pathology of reconstructed forest strips] / V. S. Vavin, A. A. Lepekhin // Vestnik Rossijskoj akademii sel'skohozjajstvennyh nauk [Bulletin of the Russian Academy of Agricultural Sciences]. - 2007. - No. 6. - pp. 27-30. [in Russian]
  8. Vecherov V. V. Sostojanie sosnovo-berezovyh polezashhitnyh lesnyh polos v uslovijah radioaktivnogo zagrjaznenija Brjanskoj oblasti [The state of pine-birch protective forest strips in the conditions of radioactive contamination of the Bryansk region] / V. V. Vecherov, Z. N. Markina // Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya. - 2016. - No. 6. - pp. 69-74. [in Russian]
  9. Mikhin V. I. Rost, sostojanie i formirovanie polezashhitnyh nasazhdenij Lipeckoj oblasti [Growth, state and formation of protective plantings of the Lipetsk region] / V. I. Mikhin, E. A. Mikhina // Politematicheskij setevoj jelektronnyj nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Polythematic network electronic scientific journal of the Kuban State Agrarian University]. - 2012. - No. 78. - pp. 631-642. [in Russian]
  10. Chekanyshkin A. S. Chekanyshkin A.S. Sostojanie drevostoev lesnyh polos Kamennoj stepi na stacionarnyh opytah po rubkam uhoda [The state of forest stands of the forest strips of the Stone steppe on stationary experiments on logging care] / A. S. Chekanyshkin, A. A. Lepekhin // Central'nyj nauchnyj vestnik [Central Scientific Bulletin]. - 2018. - Vol. 3. - № 20(61). - p. 42-44. [in Russian]
  11. Pravila sanitarnoj bezopasnosti v lesah [Rules of sanitary safety in forests] / Pr. Fed. sluzhby lesnogo khoz-va Rossii ot. 9 December 2020, No. 2047. - 17 p. [in Russian]
  12. Shary M. A. Hvojnye porody v molodom vozraste [Coniferous rocks at a young age] / M. A. Shary. - Krasnoyarsk: KSU, 1994. - 208 p. [in Russian]