Автореферат: Лесовосстановление с использованием интродуцентов рода Pinus L. в зеленой зоне поселений (на примере Брянской области)

При обработке экспериментального материала были использованы программы «Статистика», «Корреляция», «Michxod» средства электронной таблицы Excel (программная настройка «Пакет анализа»). Для измерений ширины годичных колец и длины периметра поперечного сечения хвои по фотографиям использовали персональный компьютер, программу Surfer 10 и электронную таблицу Excel в составе пакета Microsoft Office.

Краткая характеристика природно-климатических условий объектов исследования. По С.Ф. Курнаеву (1982) объекты исследований расположены в Скандинавско-Русской провинции Евроазиатской области лесов умеренного пояса в пределах двух зональных полос - в подзоне смешанных и широколиственных лесов, а в соответствии с приказом Министерства сельского хозяйства РФ №37 от 04.02.2009 г. «Об утверждении перечня лесорастительных зон…» регион входит в район хвойно-широколиственных (смешанных) лесов европейской части РФ.

В диссертации на основании работ (Антыков, 1960; Просянников, 1987; Ахромеев, Данилов, 1988; Воробьев, 1993; Рубцов, 1997; Волкова, 1998; Васильев и др., 1999; Ториков, 1999; Самошкин, 2001; Тихонов, 2001; Котенков, Мурахтанов, 2006; Регионы России…, 2011) приводятся данные по природно-географическим условиям, рельефу, почвам, климату и растительности региона.

ЗЕЛЕНЫЕ ЗОНЫ ПОСЕЛЕНИЙ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ

Площадь лесов зеленых зон поселений Брянской области составляет 150, 3 тыс. га (12, 4 % от площади лесного фонда). Зеленые зоны выделены вокруг областного центра г. Брянск на площади 70, 9 тыс. га и городов Новозыбков, Дятьково, Злынка, Жуковка, Карачев, Клинцы, Почеп, Севск, Унеча, Сураж, Стародуб, поселков Локоть, Выгоничи, Клетня, Навля, Климово, Вышков, Старь, Красная Гора, Суземка и Погар (Лесной план Брянской области, 2008)

Зеленые зоны приурочены к 5 основным типологическим группам ландшафтов: аллювиальные равнины (65, 0 тыс. га), полесья (63, 5 тыс. га), моренные равнины (11, 7 тыс. га), предполесья (6, 8 тыс. га) и морено-зандровые равнины (1, 4 тыс. га), в которых А.В. Жучковой выделено 26 географических ландшафтов. Преобладающими являются подзолисто-глеевые, подзолистые и дерново-подзолистые почвы. Основной лесообразующей породой здесь является сосна обыкновенная (Волкова, 1998).

Лесокультурный фонд зеленых зон составляет около 700 га и представлен вырубками (56, 0%), прогалинами и пустырями (26, 9%), гарями и погибшими лесными насаждениями (17, 1%). Его площадь меняется по поселениям от 1 до 150 га. Лесовосстановление осуществляется общепринятыми технологиями. При выборе главной породы учитывается тип лесорастительных условий.

Единичные лесные культуры хвойных интродуцентов созданы в 20 веке А.В. Тюриным, В.М. Обновленским, В.В. Огиевским, Е.В. Титовым и работниками лесхозов Брянской области посадкой сеянцев (реже саженцев) весной в плужные борозды под меч Колесова с густотой посадки от 4, 7 до 10, 0 тыс.шт./га (таблица 1).

Лесные культуры сосны Веймутова, сосны Муррея и сосны Банкса регулярно плодоносят, в насаждениях встречается подрост, что свидетельствует об их хорошей акклиматизации в условиях Брянской области.

Таблица 1 - Краткая характеристика объектов исследования*

ОСОБЕННОСТИ РОСТА ВИДОВ PINUS L. В ЗЕЛЕНОЙ ЗОНЕ ПОСЕЛЕНИЙ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ

В диссертации приведена подробная лесоводственно-таксационная характеристика исследуемых лесных культур. Показано, что сохранность изучаемых интродуцентов не отличается существенно от сохранности сосны обыкновенной. В лесных культурах зеленых зон поселений Брянской области сосна кедровая сибирская, сосна Веймутова и сосна Муррея могут расти по I, а сосна Банкса - по I^б классам бонитета. Лучший рост сосны Банкса и сосны Муррея характерен для сложной субори.

На основании моделей роста изучаемых видов в высоту и по диаметру, рассчитанным по функции Митчерлиха (Черных и др., 2009), нами установлено, что сосна Банкса, сосна Муррея и сосна Веймутова в возрасте до 30-35 лет превосходят сосну обыкновенную в росте на 8-10% в высоту и на 10-30% по диаметру.

Влияние погодных условий на радиальный прирост. В диссертации представлена морфометрическая характеристика модельных деревьев и величина их среднего радиального прироста. Отмечено снижение величины радиального прироста с возрастом дерева, что согласуется с работами Т.Т. Битвинскаса (1974), С.Г. Шиятова (1986), И.С. Дашковской (1989), Д.В. Тишина (2011). Так, у кедра отмечено снижение среднего прироста с 2, 88 мм в возрасте 22^х лет до 1, 92 мм в 50-летнем возрасте, у сосны Веймутова - с 2, 54 мм (73 года) до 1, 48 мм (101 год), у сосны Банкса - с 2, 57 мм (32 года) до 1, 72 мм (60 лет) и у сосны обыкновенной - с 3, 01 мм (37 лет) до 1, 43 мм (101 год).

Корреляционный анализ связи индекса радиального прироста деревьев с температурой и осадками текущего и прошлого годов показал, что у различных видов отмечается общность в отклике радиального прироста на колебание погодных факторов. Наиболее близкой к сосне обыкновенной является сосна Банкса. В то же время, внутри вида на разных участках отмечаются и различия в реакции на погодные показатели того или иного месяца, что объясняется географическим местоположением и лесорастительными условиями. Кластерный анализ коэффициентов корреляции позволил выделить экологические группы роста или кластеры.

По отклику радиального прироста на погодные факторы насаждения сосны Веймутова и сосны Муррея образуют один кластер, сосны обыкновенной и сосны кедровой сибирской - 2 кластера, сосны Банкса - 3 кластера. Величину радиального прироста сосны обыкновенной определяет географическое местоположение (I кластер - север области; II кластер - юго-запад области), сосны кедровой сибирской - условия увлажнения (I кластер - свежие условия, II кластер - влажные условия), а сосны Банкса - местоположение участка (I кластер - свежие условия в центральной и северной частях области; II кластер - свежие условия в юго-западной части области) и условия увлажнения (III кластер - влажные условия на юго-западе области).

Применение множественного регрессионного анализа по выделенным кластерам позволило оценить влияние на индексы прироста совокупности погодных данных (среднемесячные температуры и месячные суммы осадков мая, июня, июля, августа, сентября текущего и предыдущего годов). Уравнения множественной регрессии линейного типа имеют коэффициенты множественной корреляции от 0, 525 до 0, 884 (F=4, 2…24, 7, при P<0, 05), что позволяет их использовать в прогнозных оценках.

На радиальный прирост сосны кедровой сибирской в свежих условиях роста положительное влияние оказывают высокие осадки в начале вегетационного периода. Повышенная температура конца вегетации негативна для роста по диаметру. Во влажных условиях прослеживается схожее влияние температуры, а дополнительное увлажнение в августе текущего года отрицательно сказывается на росте по диаметру.

На рост по диаметру сосны Веймутова в свежих условиях положительно значимы высокие осадки второй половины вегетационного периода текущего года и температура сентября прошлого года. Повышенное значение текущей температуры как в начале вегетации, так и второй его половине отрицательно сказываются на радиальном приросте деревьев.

Для роста сосны Муррея в свежих условиях положительно значимы более высокие осадки и температура начала вегетации. Повышенная температура августа и большие осадки июня и сентября прошлого года ослабляют рост.

Рост по диаметру сосны Банкса в свежих условиях улучшается с повышением температуры в августе, а также при более высоких осадках середины вегетационного периода текущего года. Высокая температура июля текущего года, осадки конца вегетации отрицательны. Во влажных условиях повышенная температура второй половины вегетации отрицательно сказывается на радиальном приросте.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ ЗЕЛЕНЫХ ЗОН И ВЛИЯНИЕ ИХ НА РОСТ СОСНОВЫХ ВИДОВ

Зеленые зоны поселений Брянской области приурочены к зональным дерново-подзолистым почвам. Почвы имеют кислую реакцию среды (pH_KCl 2, 8…5, 0). В аккумулятивном горизонте среднее содержание гумуса составляет 2, 81% с диапазоном от 1, 43 до 4, 75%. Более высокое содержание гумуса характерно для супесчаных почв, сформированных на двучленных отложениях морены и ФГП с прослойками морены. Песчаные почвы на ФГП и смеси ФГП и КГП (без пятен и прослоек морены) содержат меньше гумуса. Для всех почв характерна низкая и средняя обеспеченность в запасах подвижного фосфора и обменного калия. В гумусовом горизонте плотность сложения составляет 0, 7…1, 2 г/см³, максимальная плотность отмечена в материнской породе (1, 53…1, 63 г/см³).

Почвенные условия дерново-подзолистых почв зеленых зон поселений весьма неоднородны. Мощность гумусового горизонта составляет 3…13 см. Основной запас элементов минерального питания приходится на верхний 50-сантиметровый слой почвы, где сосредоточена основная масса корней (Березин, 2009; Беляев, 2010). Запас азота здесь варьирует от 11, 2 до 37, 4 кг/га, подвижного фосфора - от 196, 7 до 797, 4 кг/га, обменного калия - от 133, 4 до 516, 7 кг/га.

Для сосны обыкновенной и сосны Банкса на основе корреляционного и пошагового регрессионного анализа приростов получены модели связи между средним приростом и почвенными характеристиками (таблица 2).

Таблица 2 - Зависимость средних приростов модельных деревьев сосны обыкновенной и сосны Банкса за первые 30 лет роста от почвенных условий верхнего 50-сантиметрового слоя дерново-подзолистых почв*

На средний прирост сосны обыкновенной положительно влияют увеличение содержания илистых частиц, физической глины, запасов азота и фосфора в верхнем 50-сантиметровом слое почвы. Наибольший вклад в прирост по высоте вносит физическая глина (beta=1, 33) и фосфор (beta=1, 19). Значимыми для роста по диаметру являются фосфор (beta=1, 03) и содержание физической глины (beta=0, 98). Лучший рост сосны обыкновенной отмечается на кислых почвах. Содержание калия не является лимитирующим показателем на всех объектах исследования.

На средний прирост сосны Банкса в высоту влияют содержание ила (beta=2, 98), запасы калия (beta=2, 39) и фосфора (beta=1, 00), величина рН (beta=0, 54) и азот (beta=0, 38); а по диаметру - калий (beta=2, 30), содержание ила (beta=1, 74), величина рН (beta=1, 37) и азот (beta=1, 02). Интродуцент более продуктивен в средне- и слабокислых почвенных условиях.