Scientific journal

International Journal of Applied and fundamental research

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

Отрицательными факторами, вызывающими трансформацию лесных растительных сообществ в нижнем течении бассейна р. Какова, являются, в основном, стихийные природные и антропогенные пожары. Под воздействием дестабилизирующих природных и антропогенных факторов происходит снижение устойчивости и продуктивности лесов. Процесс возобновления леса на непокрытых лесом площадях протекает в экстремальных условиях. Он не является стихийным. Но он управляется различными мерами, в том числе содействием естественному возобновлению леса.

Важнейшей предпосылкой успешного естественного возобновления леса является наличие семян. Без изучения семеношения насаждений трудно сделать правильные расчеты, а тем более форсировать лесовозобновительные процессы.

Значительное влияние на функционирование лесных экосистем оказывает постоянно изменяющийся климат.

Учитывая это, были проведены исследования по изучению динамики вылета семян из шишек сосны обыкновенной с целью определения сроков проведения мер по содействию естественному возобновлению леса. Кроме того, была изучена динамика естественного лесовозобновительного процесса под пологом леса и на вырубке по гари.

Материалы и методы исследования

Исследования проводились в период с 2012-2015 гг. в окрестностях Ингодинского лесного стационара, расположенного в 40 км от г. Читы. Объектами исследований служили естественные средневозрастные насаждения сосны обыкновенной и вырубки по гарям 2008 г.

Для изучения динамики вылета семян из шишек сосны обыкновенной использовали семеномеры, изготовленные в виде ящиков, закрытых сверху сеткой прямоугольной формы, размером 1 м². Семеномеры располагали на пробных площадях размером 0,25 га в регулярном порядке по одному в количестве 50 штук до начала опадения семян. Учет семян проводили с апреля по июль, каждую декаду.

Изучение динамики суточных и сезонных колебаний основных метеопараметров (температуры и влажности воздуха, количество осадков) проводили с использованием миниметеостанции Davis Vantage Pro 2. Эти параметры измерялись и записывались во строенную память прибора с периодичностью 2 часа.

Для изучения динамики процессов лесовозобновления сосны обыкновенной под пологом леса и на вырубке по гари были заложены четыре пробные площади по общепринятым методикам размером 0,5 га, лесоводственно-таксационная характеристика которых представлена в табл. 1.

Лесоводственно-таксационная характеристика пробных площадей

Пробные площади заложены в низкогорном поясе на высоте 690-720 метров, в насаждениях II-III классов бонитета с полнотой 0,5-0,7. Учет естественного возобновления на пробных площадях проводили согласно методике А.В. Побединского [1]. Учетные площадки равномерно размещали на пробных площадях в количестве 30 штук. Перечет подроста проводили с определением породы, возраста и жизненного состояния за период с 2012 по 2015 гг.

Результаты исследования и их обсуждение

Сроки выпадения семян сосны обыкновенной за период 2012-2015 гг. в лесных насаждениях варьируют по годам (рисунок, а, б).

В период с апреля по май за 2012-2014 гг. наблюдается устойчивое повышение количества выпавших семян (68-87 %). Максимумы выпадения семян сосны отмечались в конце первой – начале третьей декад мая (33-55 %). На фоне динамики общего повышения количества выпавших семян с апреля по май 2012-2014 гг., наблюдается резкое снижение данного показателя в этот период в 2015 г. (на 30 %). В этот год максимум выпадения семян сосны отмечался во второй декаде апреля. Продолжительность массового выпадения семян менялась по годам от 7 дней в 2012 г. до 31 дня в 2015 г. при общей продолжительности вылета от 45 дней в 2015 г. до 55 дней в 2014 г. Начало выпадения семян в разные годы начиналось в разное время. Чаще всего лет семян отмечался во второй декаде апреля, за исключением 2013 г., когда он был зафиксирован в третьей декаде апреля. Из четырех лет наблюдений, выпадение семян заканчивалось, как правило, в первой декаде июня, за исключением 2013 г., в котором лет семян продлился до 2 декады июня.

Изменчивость изучаемого показателя в 2012-2014 гг. подтверждает большую чувствительность к внешним факторам (температуре и влажности воздуха, осадкам, сумме положительных температур воздуха). Об этом свидетельствуют, полученные, результаты линейного корреляционного анализа за период с апреля по май 2012-2014 гг. Коэффициенты корреляции по влиянию среднемесячной температуры воздуха, осадков и суммы положительных температур воздуха на выпадение семян сосны были устойчивыми и составили в среднем по годам +0,8. Установление зависимости между среднемесячной относительной влажностью воздуха и сроками выпадения семян, в целом, не выявило положительной связи. Изменчивость выпадения семян от влияния метеорологических факторов в 2015 г. не удалось установить. Коэффициенты корреляции за период с апреля по май были устойчиво отрицательными. С нашей точки зрения, это связано с разорванным, продолжительным периодом вылета семян в 2014 г., что объясняется наличием в семеномерах 2015 г. большого количества пустых, партеноспермически развивающихся семян.

Рассматривая динамику среднесуточной температуры воздуха в период с апреля по май 2012-2015 гг. (период начала вылета и массового вылета семян сосны), можно выделить 2012, 2013 и 2015 гг. В эти годы апрель был довольно холодным и сухим. Среднесуточная температура воздуха в 1-2 декадах месяца была переменчивой, в отдельные дни она повышалась до +3–13°. В 3 декаде апреля (в период с 23 по 26 апреля 2012, 2013 и 2015 гг.) наблюдались пики повышения среднесуточной температуры до +17°. Начало вылета семян из шишек сосны в апреле 2012-2013 и 2015 гг. отмечалось через 7-10 дней после небольшого повышения среднесуточной температуры воздуха (+3˚) и среднесуточной относительной влажности воздуха (80 %) в 1-2 декадах апреля. Очевидно, этого количества тепла достаточно для начала сушки шишек, а высокая влажность воздуха не обеспечивает оптимальные условия для их подсушивания. Поэтому, как только влажность воздуха снижалась до 40-50 %, через 7-10 дней после пика влажности воздуха, отмечалось начало вылета семян из шишек.

Рис. 1. Влияние температуры (а) и осадков (б) на количество выпавших семян

Апрель 2014 г. был более теплым по сравнению с 2012-2013 и 2015 гг., без отрицательных среднесуточных температур воздуха. Сумма активных температур воздуха в апреле 2014-2015 гг. составляла 55-66˚С. Поэтому первые семена сосны стали вылетать в начале второй декады апреля. Массовому выпадению семян в мае 2012-2014 гг. способствовало установление так же положительной среднесуточной температуры воздуха и снижение среднесуточной относительной влажности воздуха до 40-50 %. Причем прослеживается определенная связь: чем равномернее динамика среднесуточной температуры и относительной влажности воздуха, тем раньше наступает период массового вылета семян и раньше заканчивается. И наоборот, если устанавливается недружный ход весны (наблюдаются постоянные резкие перепады среднесуточной температуры и относительной влажности воздуха), тем более растянутым становится период массового вылета семян. Впрочем, как и продолжительность всего периода вылета семян.

Непосредственное и первоочередное влияние климатических факторов проявляется так же и в лесовозобновительных процессах. Так, за период 2012-2015 гг. в динамике естественного возобновления сосны под пологом леса прослеживалась определенная изменчивость. Из четырех лет наблюдений, массовое появление всходов отмечалось, в основном, в августе. На этом фоне исключение составили 2013 г., когда максимум появления всходов приходился на июль-месяц и 2015 г. – на сентябрь. Изменчивость изучаемого показателя с апреля по сентябрь в 2012-2015 гг. отражает влияние внешних факторов (температуры воздуха и осадков).

Установление зависимости между температурой воздуха, осадками и числом подроста с помощью корреляционного анализа позволило выявить некоторые закономерности в возобновительном процессе. Исследуя период 2012-2015 гг., лишь в 2013 г. между температурой воздуха, осадками и числом подроста удалось получить значимые коэффициенты корреляции, которые составили +0,34-0,44 соответственно. Очевидно, это было связано с тем, что на фоне повышения температуры воздуха и количества осадков, в июле произошло массовое появление всходов. В 2012 г. несмотря на то, что между температурой воздуха и числом подроста обнаружена слабая связь (+0,05), между осадками и числом подроста так же выявлена устойчивая закономерность (+0,34). В 2014-2015 гг. знак корреляции по всем показателям меняется на отрицательный (–0,02-0,57). Здесь прослеживается определенная связь: если осадков выпадает более 50 мм в декаду, то спустя 10-15 дней после этого наступает период массового появления всходов. Лесовозобновительный процесс затягивается, если устанавливается продолжительный засушливый период [2].

Учитывая, что апрель-май-июнь в Забайкальском крае являются достаточно засушливыми и ветреными, большая часть перезимовавших всходов и самосева погибает от весенне-летнего иссушения. Наибольшая их гибель под пологом леса, между учетом подроста в августе-сентябре и мае-июне, наблюдалась в 2012-2013 гг. – 12,9 %. В 2013-2014 гг. и 2014-2015 гг. она составила 7,5-2,1 % соответственно. С 2012 г. из 4000 шт. на 1 га самосева в мае-июне 2015 г. осталось всего 1600 шт. на 1 га. Весной 2013 г. погибла основная масса самосева (55 %), когда наблюдалось резкое повышение среднедекадной температуры и дефицит влаги в почве. Оставшееся число самосева не обеспечит в дальнейшем естественное возобновление сосны под пологом леса, несмотря на то, что происходит непрерывное пополнение возобновления.

На вырубке по гари в динамике естественного возобновления сосны особых изменений не наблюдалось. Из 2000 шт. самосева на 1 га в 2012 г. не осталось ни одного к 2015 г. Характерной особенностью этих вырубок явилось сильное развитие травяного покрова, особенно вейникового, и соответственно значительное задернение, что свидетельствует о высокой конкуренции травянистой растительности с подростом сосны. И каких-либо изменений в возобновлении в период 2012-2015 гг. не отмечалось.

Выводы

Учитывая, что семена сосны, выпавшие на землю в течение лета, склевываются птицами, поедаются грызунами, содействие естественному возобновлению леса следует проводить до периода массового выпадения семян из шишек.

В неблагоприятные годы возобновительный процесс под пологом леса растягивается в зависимости от продолжительности засушливого периода.

На вырубках по гарям возобновление сосны протекает достаточно сложно и во многом противоречиво. Поэтому возобновительному процессу необходимо помогать либо проведением мероприятий по содействию, либо созданием лесных культур.