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

Для культур сосны обыкновенной в общей фитомассе насаждения значимы диаметр (beta=1, 14), густота (beta=1, 12) и высота (beta=0, 83); а для скелета кроны и хвои - густота (beta=2, 46 и 3, 08), диаметр (beta=1, 97 и 1, 35) и возраст (beta=1, 24 и 1, 07 соответственно).

Депонирование атмосферного углерода насаждениями сосновых видов

Лесные экосистемы активно депонируют атмосферный углерод (Алексеев, Бердси, 1994; Исаев и др., 1995; Чураков, Манякина, 2012).

В Брянской области среднегодовая величина связанного атмосферного углерода насаждениями сосновых видов напрямую зависит от их продуктивности (рисунок 1).

Рисунок 1 - Среднегодовое депонирование атмосферного углерода культурами сосновых видов по объектам исследования

За 1 год жизни культуры сосны кедровой сибирской депонируют 0, 9 т/га, а сосны Веймутова 1, 04 т/га, что на 86 и 61 % соответственно меньше, чем культуры сосны обыкновенной. В брусничном типе леса сосна Банкса связывает больше на 0, 34 т/га в год углерода, чем сосна обыкновенная. В черничном типе леса сравниваемые виды депонируют близкое количество углерода (1, 4 т/га в год), в орляковом - сосна обыкновенная связывает углерода на 0, 4 т/га в год больше. В условиях сложной субори на первом месте находится сосна обыкновенная (2, 48 т/га в год), затем сосна Банкса (2, 38 т/га в год) и сосна Муррея (1, 98 т/га в год).

Для формализации данных по депонирующей функции вида использован показатель среднегодового депонирования культурами углерода в возрасте 50 лет. Установлено, что по мере возрастания среднегодового депонирования рассматриваемые виды расположились в следующий ряд: сосна кедровая сибирская (1, 06 т/га в год), сосна Веймутова (1, 22 т/га в год), сосна Банкса (1, 43 т/га в год), сосна обыкновенная (1, 49 т/га в год), сосна Муррея (1, 81 т/га в год).

МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА АССИМИЛЯЦИОННОГО АППАРАТА

Хвоя - самый чувствительный орган растения, быстро реагирующий на условия окружающей среды. На размеры хвои влияют внутренние (возраст хвои, возраст дерева) и внешние факторы (полнота древостоя, условия роста, положение в кроне, стрессовые ситуации) (Оскретков, 1956; Бабич и др., 2004; Уткин и др., 2008).

В Брянской области хвоя всех исследуемых видов удерживается в основном 3 года, хвоя четвертого года встречается лишь на отдельных ветвях. Средняя длина (L) хвои сосны кедровой сибирской за 2009-2012 гг. менялась от 101 до 135 мм; сосны Веймутова - от 88 до 169 мм; сосны Муррея - от 39 до 45 мм; сосны Банкса - от 34 до 56 мм; сосны обыкновенной - от 54 до 83 мм. Периметр срединного сечения (Р) хвои составил 2, 08-2, 69 мм у сосны кедровой сибирской, 1, 54-1, 71 мм у сосны Веймутова, 2, 35-2, 64 мм у сосны Муррея, 2, 18-2, 69 мм у сосны Банкса, 1, 97-2, 60 мм у сосны обыкновенной.

У всех видов наибольшие размеры имеет хвоя, сформированная в 2009 г (3 год), а наименьшие - в 2011 г (1 год), что мы связываем с экстремально сухим 2010 годом. Отмечено, что на размеры хвои влияет ее положение в кроне дерева (таблица 7).

Таблица 7 - Средние размеры хвои 3 года в пределах кроны модельного дерева*

Различия между хвоей в нижней и верхней частях кроны по длине у сосны обыкновенной составили 11, 2%, сосны кедровой сибирской - 9, 8%; сосны Веймутова - 9, 1%, сосны Муррея - 35, 8%, сосны Банкса - 7, 0%. По величине поверхности хвои соответственно 32, 8, 18, 8, 28, 7, 54, 5, 12, 6%.

Отмечено, что в условиях Брянской области хвоя имеет максимальные размеры на деревьях 35-50 лет. Выявлено так же, что в более высокопродуктивных культурах формируется хвоя больших размеров. Различия со значимостью не ниже 99% установлены для сосны Банкса I и I^а, I и II классов бонитета, сосны обыкновенной I и I^а классов бонитета и сосны Муррея I и II классов бонитета.

Для всех видов характерна тесная связь площади поверхности и массы одной средней хвоинки, описываемая уравнением параболы второго порядка с коэффициентами детерминации близкими к единице (таблица 8).

Таблица 8 - Коэффициенты уравнений регрессии и коэффициенты детерминации (R²) связи площади поверхности средней хвои с ее массой в сухом состоянии

На основании данных удельной листовой поверхности (SLA) была определена поверхность хвои среднего дерева и насаждения. У сосны кедровой сибирской среднее значения SLA составили 152, 66±1, 81 см²г^-1; сосны Веймутова - 154, 39±4, 24 см²г^-1; сосны Муррея - 90, 17±0, 86 см²г^-1; сосны Банкса - 87, 09±0, 57 см²г^-1; сосны обыкновенной - 70, 40±1, 26 см²г^-1. У всех видов наибольшую SLA имеет хвоя текущего года в нижней части кроны и в более старых древостоях. Индекс листовой поверхности в культурах сосны находится в пределах 3, 1…10, 8 га га^-1 (рисунок 2).

Рисунок 2 - Индекс листовой поверхности сосновых насаждений

LAI в насаждениях сосны кедровой сибирской равен 5, 83…10, 78 га га^-1, сосны Веймутова - 3, 59…6, 46 га га^-1, сосны Муррея - 6, 49…7, 56 га га^-1, сосны Банкса - 4, 63…6, 30 га га^-1, сосны обыкновенной - 3, 13…4, 48 га га^-1. Установлено, что доля хвои текущего года в LAI составляет - 41-71%, 2 года - 24-45%, 3 года - 6-17%.

Анализ данных по LAI показал, что на него влияет возраст, густота и производительность насаждения. В 50-летних культурах сосны кедровой сибирской величина LAI оказалась выше почти в 2 раза при густоте посадки 6, 7 тыс.шт./га, чем при посадке 8, 0 тыс.шт./га. Различия в LAI 60-летних культур сосны Муррея, произрастающих в С₂ и В₂, не существенны (6, 49…7, 56 га га^-1). У сосны Веймутова отмечено снижение величины LAI с 6, 46 до 3, 58 га га^-1 по мере старения насаждения с 73 до 101 года. У сосны Банкса и сосны обыкновенной наблюдаются общие закономерности: до 50-летнего возраста отмечается постепенное увеличение LAI, затем его снижение.

ВВЕДЕНИЕ СОСНОВЫХ ИНТРОДУЦЕНТОВ В ЗЕЛЕНЫЕ ЗОНЫ ПОСЕЛЕНИЙ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ

На основании анализа влияния отдельных элементов плодородия на рост сосновых видов была составлена таблица их требовательности к физико-химическим показателям верхнего 50-сантиметрового слоя почвы (таблица 9).

Таблица 9 - Требовательность сосновых видов к показателям плодородия верхнего 50-сантиметрового слоя дерново-подзолистых почв

Отмечено, что возможный почвенный ареал сосны Банкса и сосны Муррея шире, чем у сосны обыкновенной. Сосна Веймутова по требовательности к почвенным показателям близка к сосне обыкновенной, сосна кедровая сибирская - более требовательна. Сосну Веймутова, сосну Банкса и сосну Муррея рекомендуем высаживать в свежую (влажную) простую и сложную суборь, сосну кедровую сибирскую - в сложные субори и судубравы.

На основании реакции сосновых интродуцентов на метеофакторы установлено, что сосну кедровую сибирскую и сосну Веймутова предпочтительнее высаживать в северной части области, сосну Муррея и сосну Банкса - в центральной и юго-западной частях.

В качестве посадочного материала рекомендуем применение крупномерных саженцев: СЖ₂₊₅ (сосна кедровая сибирская), СЖ₂₊₄ (сосна Веймутова), СЖ₂₊₃ (сосна Банкса, сосна Муррея).

Анализ роста сосновых интродуцентов в высоту и по диаметру, их реакция на показатели почвенного плодородия, структурные особенности надземной фитомассы, а также поверхность ассимиляционного аппарата позволили рекомендовать введение сосновых интродуцентов по видам посадок.

Лесовосстановительные посадки с участием сосновых интродуцентов рекомендуем создавать рядами, при этом доля посадочных мест сосны обыкновенной составляет не менее 70% (для сосны Веймутова, сосны Муррея, сосны Банкса - 3…4р С_об - 1р интродуцента). Сосну кедровую сибирскую в лесовосстановительные посадки небольших площадей (до 0, 5 га) рекомендуем вводить чистыми рядами в богатые почвенные условия.

Формирующие и оформляющие ландшафтные посадки целесообразно создавать биогруппами. Число деревьев сосновых интродуцентов в группе от 6…7 (сосна Веймутова, сосна кедровая сибирская) до 10 (сосна Банкса, сосна Муррея) крупномерных саженцев. Расстояние между центрами биогрупп - 5, 0…6, 0 м, между саженцами внутри биогруппы - 0, 7…1 м. Сосну Муррея и сосну Банкса в биогруппы перспективно вводить в смешении с сосной обыкновенной (по 5 саженцев интродуцента и сосны обыкновенной).

Маскирующие лесопарковые посадки для закрытия недекоративных мест ландшафта рекомендуем создавать однопородными из сосны Банкса и сосны Муррея линейного типа в два ряда вдоль маскируемого объекта с расстоянием между рядами 3, 0…3, 5 м и шагом посадки 0, 7…1, 0 м.

Защитные полосы вдоль дорожной магистрали желательно создавать густыми чистыми рядами. Вдоль железнодорожных путей ширина защитной полосы должна составлять 10…25 м, а автомобильных дорог - 4…14 м. Рекомендуем в защитные посадки наряду с сосной обыкновенной вводить сосну Веймутова с размещением 3, 5Ч1, 0 м.

Все посадки лучше проводить ранней весной.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Зеленые зоны поселений Брянской области площадью 150, 3 тыс. га приурочены к 5 основным типологическим группам ландшафтов (аллювиальные равнины, полесья, моренные равнины, предполесья и морено-зандровые равнины). Преобладающими являются дерново-подзолистые почвы, для которых характерна низкая и средняя обеспеченность подвижным фосфором и обменным калием.

2. Интродуценты рода Pinus L. в насаждениях зеленых зон встречаются в виде единичных посадок, созданных по базовым технологиям искусственного лесовосстановления региона. Сосна кедровая сибирская, сосна Веймутова и сосна Муррея могут расти по I, а сосна Банкса - по I^б классам бонитета. Сосна Банкса, сосна Муррея и сосна Веймутова в возрасте до 30…35 лет обгоняют в росте в высоту на 8…10% и по диаметру на 10…40% сосну обыкновенную.