Содержание к диссертации
Введение
1. Изменение пригородных лесов под влиянием антропогенных факторов (состояние вопроса) 8
1.1. Санитарно-гигиеническая роль леса, рекреационная дигрессия 8
1.2. Изменение состояния лесных биогеоценозов в результате рекреационного лесопользования 15
1.2.1. Изменение почвы 16
1.2.2. Изменение древостоя 18
1.2.3. Изменение подроста и подлеска 21
1.2.4. Изменение напочвенного покрова 24
1.3. Рубки ухода за лесом и их влияние на состояние лесных фитоценозов 29
1.3.1. Организация хозяйства в пригородных лесах 29
1.3.2. Изменение лесных сообществ в ходе рубок 31
1.4. Фрагментация естественных фитоценозов при антропогенном воздействии 37
1.5. Выводы и постановка задач 39
2. Район, объекты и методы исследований 41
2.1. Характеристика района исследований 41
2.2. Объекты исследования 49
2.3. Методика проведения исследований и объём выполненных работ . 55
3. Изменение древостоя и естественного возобновления в ельниках под влиянием рекреационного лесопользования .. 64
3.1. Санитарное и патологическое состояние древостоя 64
3.2. Изменение диаметров деревьев 69
3.3. Состояние и структура подроста 73
4. Изменение напочвенного покрова в ельниках под влиянием рекреационного лесопользования 82
4.1. Ценотическая структура живого напочвенного покрова 82
4.1.1. Видовой состав и состояние напочвенного покрова 82
4.1.2. Морфобиологические особенности травянистых и кустарнич-ковых растений 88
4.2. Биоразнообразие напочвенного покрова 93
4.2.1. Видовое богатство напочвенного покрова 93
4.2.2. Видовое разнообразие напочвенного покрова 95
4.3. Состояние ценопопуляций черники 103
4.4. Влияние фрагментации рекреационных сообществ на состояние напочвенного покрова 107
4.5. Размер минимальной площади для изучения видового разнообразия напочвенного покрова 114
5. Изменение ельников под влиянием рубки переформирования 119
5.1. Таксационные показатели древостоя в ельниках после рубки 119
5.1.1. Изменение таксационных характеристик древостоя 119
5.1.2. Определение таксационного диаметра деревьев по окружности у шейки корня 123
5.2. Естественное возобновление в ельниках до и после рубки 126
5.3. Влияние рубки переформирования на напочвенный покров 132
5.3.1. Ельники черничные 132
5.3.2. Ельники осоково-сфагновые 139
6. Изменение лесной подстилки в ельниках под воздействием антропогенных нагрузок 145
6.1. Состояние и мощность подстилки в ельниках черничных при рекреационных нагрузках 145
6.2. Состояние лесной подстилки после рубки переформирования 148
Выводы 151
Практические рекомендации 154
Литература
- Изменение состояния лесных биогеоценозов в результате рекреационного лесопользования
- Методика проведения исследований и объём выполненных работ
- Изменение диаметров деревьев
- Морфобиологические особенности травянистых и кустарнич-ковых растений
Введение к работе
Актуальность проблемы. В последние десятилетия особую остроту приобрела проблема сохранения природных экосистем. Особенно актуально это для северных пригородных сообществ, которые испытывают комплексные многоплановые нагрузки. Антропогенная трансформация пригородных экосистем - непременная составляющая развития современной цивилизации. Пригородные леса имеют особую ценность для поддержания здоровья и сохранения работоспособности населения. Из 1,4 млн. жителей Архангельской области 75% проживают в городах. Причем наибольшая часть населения сосредоточена в низовьях Северной Двины в городах Архангельск, Северодвинск и Новодвинск. На их долю приходится более трети всех жителей области. Именно здесь, прежде всего, развита промышленность, дорожная сеть, инфраструктура, имеется наибольшая потребность в древесине, в других продуктах леса, в отдыхе на природе. Хозяйство в пригородных лесах ведётся специфическим образом и направлено на повышение санитарно-гигиенических, эстетических свойств и продуктивности насаждений, на создание лучших условий для отдыха населения в пригородной обстановке.
Леса Европейского Севера на протяжении последнего столетия подвергались интенсивной эксплуатации. Пригородные леса и, прежде всего ельники, поскольку они преобладают по площади (78%) подвергались рубкам, лесоосушению, использовались для активного отдыха на природе. Огромные площади природных биоценозов, расположенные не только в окружении современных городов, но и в удалённых местах, испытывают значительные антропогенные нагрузки, приводящие к серьёзным структурным и функциональным изменениям нативных сообществ. Особенно актуально это на Севере, где леса выполняют важную средообразующую и защитную роль. Из всех воздействий рубки переформирования и рекреационное лесопользование наиболее значимы.
Почти все массивы еловых лесов, примыкающие к городам Архангельску, Новодвинску и Северодвинску, отмечены, как пройденные рубками переформирования. Одновременно эти же леса используются для отдыха, сбора грибов и ягод, рыбалки, охоты и т.п. Рекреация и рубки представляют собой комплекс экзогенных факторов, которые вызывают многоплановые и отрицательные последствия для целостности и устойчивости пригородных сообществ. Вызванные преобразования затрагивают практически все компоненты биогеоценоза, что заставляет рассматривать проблему пригородных лесов комплексно, оценивая весь спектр изменений. Поэтому, несомненно, актуальной является проблема изучения пригородных лесов и оценка степени воздействия антропогенных факторов на лесные биогеоценозы.
Цель и задачи исследований. Целью исследований является комплексное изучение закономерностей трансформации пригородных ельников Архангельска (северная тайга) под воздействием рекреационных нагрузок и рубок переформирования. В процессе выполнения диссертационной работы решались следующие задачи:
исследовать санитарное состояния древостоя, его структуру;
проанализировать естественное возобновление;
изучить видовой состав, морфологические и структурные особенности напочвенного покрова;
выявить особенности трансформации лесной подстилки и твердости почвы.
Научная новизна. Впервые исследовалось влияние рубок переформирования в сочетании с рекреационным лесопользованием на состояние пригородных ельников Архангельска. Получены новые данные по состоянию древостоя, подроста, живого напочвенного покрова, лесной подстилки в пригородных ельниках. Впервые проанализировано видовое разнообразие напочвенного покрова в пригородных ельниках Архангельска.
Защищаемые положения:
трансформация ельников черничных под воздействием рекреационных нагрузок;
влияние рубок переформирования на состояние пригородных ельников. Апробация работы и её реализация. Основные результаты
исследований отражены в докладах, представленных на конференции молодых учёных «Ломоносова достойные потомки» (Архангельск, 2001); XI молодёжной научной конференции института биологии «Актуальные проблемы биологии и экологии» (Сыктывкар, 2004); Международной научно-практической конференции «Современная наука и образование в решении проблем экономики Европейского севера» (Архангельск, 2004); Третьих Мелеховских чтениях «Проблемы лесоведения и лесоводства» (Архангельск, 2005); Всероссийской конференции «Природная и антропогенная динамика наземных экосистем» (Иркутск, 2005); ежегодных конференциях преподавателей АГТУ (2004, 2005,2006).
Практическая значимость результатов исследования. Полученные данные могут быть использованы для разработки лесохозяйственных мероприятий по организации хозяйства в пригородных ельниках северной подзоны тайги, а также для регулирования рекреационных нагрузок. Материалы исследований могут быть использованы в учебном процессе в высших учебных заведениях при изучении курсов «Экология», «Лесоведение» и «Лесоводство».
Личный вклад автора. Автору принадлежит постановка проблемы, разработка программы, выбор объектов. Непосредственно автором выполнены сбор и анализ фактических материалов, обобщение и интерпретация полученных результатов.
Обоснованность и достоверность материалов исследований подтверждается большим по объёму и разнообразию экспериментальным материалом, применением научно-обоснованных методик, использованием современных методов обработки, анализа и оценки достоверности данных.
Публикации. По материалам исследований опубликовано 11 печатных работ.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, общих выводов, практических рекомендаций, библиографического списка из 244 наименований, в том числе на иностранном языке и приложений. Работа изложена на 177 страницах, содержит 36 таблиц и 42 рисунка.
Работа выполнена на кафедре экологии и защиты леса Архангельского государственного технического университета. Содействие при проведении исследований и анализе результатов оказывали сотрудники кафедры экологии и защиты леса Архангельского государственного технического университета и кафедры ботаники и общей экологии Поморского государственного университета, которым выражается сердечная благодарность. Автор выражает глубочайшую, искреннюю благодарность научному руководителю - доктору сельскохозяйственных наук, профессору Феклистову П.А. за помощь и поддержку при выполнении диссертационной работы, за ценные советы и консультации, без которых невозможно было бы выполнение работы. Автор от всей души признательна Е.Н. Наквасиной за всестороннюю помощь, поддержку и ценные советы. Особая благодарность за внимание, доброжелательность и дружеское участие Е.В. Шавриной.
Изменение состояния лесных биогеоценозов в результате рекреационного лесопользования
Наши леса год от года принимают все больше посетителей, испытывают все возрастающее влияние человека. Это влияние обозначают особым термином - рекреационная нагрузка, под которой понимают показатель рекреационного воздействия, определяемый количеством отдыхающих на единице площади, временем их пребывания на объекте рекреации и видом отдыха (ОСТ 56-84-85, 1986). Этот показатель позволяет оценить интенсивность воздействия и степень дигрессии экосистем.
Интенсивность рекреационного использования леса в настоящее время характеризуется с помощью различных терминов и обозначается разными единицами измерения. Наиболее широко употребляются такие понятия, как «рекреационная нагрузка», «рекреационное давление», «плотность отдыхающих», «численность отдыхающих», «рекреационная ёмкость и посещаемость» (Казанская, Ланин, Марфенин, 1977; Пряхин, Николаенко, 1981; Тарасов, 1986; Ханбеков, 1990). Нередко все эти термины используются как синонимы и обозначаются одинаковыми единицами измерения. В связи с этим трудно, а иногда невозможно сопоставить данные различных авторов.
Влияние деятельности человека на фитоценоз проявляется как в непосредственном воздействии на лесную растительность, так и среду произрастания растений - почву. Одним из таких воздействий человека на почву является вытаптывание почвы, которое приводит к нарушению лесной подстилки и уплотнению верхних слоев почвы.
При рекреационных нагрузках происходит в первую очередь изменение морфологического строения подстилки. На ранних стадиях дигрессии подстилка уплотняется, дробится, изменяются мощность и соотношение горизонтов. В подстилке исчезает наиболее рыхлый, населённый микроорганизмами и почвенной фауной верхний слой и одновременно уменьшается следующий, ферментативный, состоящий из полуразложившихся растительных остатков. Эти изменения в морфологии подстилок, несомненно, имеют отрицательное значение для круговорота биогенных элементов в лесу.
Результаты исследований (Васильева, 1973; Голод, Красовский, 1990; Казанская, Панина, Марфенин, 1977; Козобродов, 1992; Поляков, Молчанов, Мазина, 1990; Таран, Спиридонов, 1977; Таран, 1985) показывают, что с ростом рекреационной нагрузки происходит уменьшение запасов подстилки и её мощности.
Удаление подстилки приводит к более сильному промерзанию почвы (Кищенко, 2005), заметно изменяет её физические свойства и водный режим (Тихонов, 1983; Вайчюнас, 1990; Ворошин, 1964), уменьшает содержание гумуса (Афанасьева, 1968), снижает продуктивность насаждений.
В результате изменений физических и химических свойств подстилки в сосняках происходит изменение состава её микрофлоры. По данным B.C. Большаковой (1973) наиболее чувствительными к этим изменениям оказываются бактерии. При сильной нарушенности лесных участков количество микроорганизмов болыпинства групп составляет менее половины их численности в контрольных условиях (Казанская, Ланина, Марфёнин, 1977).
Вместе с изменением подстилки происходит изменение свойств почвы. Большинство исследователей наилучшими показателями уплотнения почвы признают её твёрдость и объёмный вес (Васильева, 1973; Зеликов, Пшоннова, 1961; Иванов, 1990; Репшас, 1983, 1994; Спиридонов, 1983; Таран, Спиридонов, 1977; Таран, 1985).
Под влиянием вытаптывания происходит ухудшение физических свойств почвы - увеличение объёмного веса, понижение скважности и водопроницаемости в основном в самом поверхностном слое (от 0-10 см до 30 см) (Вайчюнас, 1990; Васильева, 1973; Иванов, 1990; Казанская, Ланина, Марфёнин, 1977; Козобродов, 1992; Котляров, 1989; Мурзаева, 1990; Прохоров, 1992; Поляков, 1983; Тихонов, 1983).
Под воздействием рекреационных нагрузок изменяется и механический состав почвы, особенно в слое до 4 см. Намечается тенденция к уменьшению содержания крупных фракций и увеличению мелких. Менее значительно меняются химические свойства почв (Карпачевский, 1981).
Уплотнение почвы существенно влияет на температурный режим почв. На участках с уплотнённой поверхностью температура почвы в среднем на 3-5 выше, чем на ненарушенных участках (Таран, Спиридонов, 1977; Таран 1985). Поскольку благоприятные условия для роста корней деревьев находятся в пределах температур 8-14С (Саляев, 1958; Рахтеенко, 1963 и др.), сильное нагревание почвы отрицательно влияет на их рост.
Таким образом, рекреационное лесопользование приводит к сильному уплотнению поверхностных слоев почвы, сокращению запасов лесной подстилки. В связи с этим увеличивается объёмный вес и твёрдость почвы, ухудшается водно-воздушный режим корнеобитаемого слоя, увеличивается глубина промерзания, наблюдается более сильное нагревание почвы, уменьшается её биологическая активность.
Древесный ярус наиболее устойчив к воздействию человека. Этот ярус образован мощными, крупными растениями, которым пребывание человека в лесу, казалось бы, не может особенно повредить. Но это не так. Основной вред, наносимый древостою, - уплотнение верхнего слоя почвы. Уплотнение почвы имеет следствием подавление жизнедеятельности и уменьшение массы активных корней (Репшас, Палишкас, 1983; Таран, 1985). Из-за нарушения воздушного режима почвы корни устремляются вверх, формируется поверхностная корневая система. Реакция корневых систем более четко прослеживается в верхних горизонтах почвы. По наблюдениям Э.А. Репшаса (1994) в сосновых лесах Литвы изменение массы мелких корней сосны в связи с рекреационным воздействием достоверно фиксируется в верхних 30 см; глубже оно становится несущественным.
В связи с уплотнением почвы ухудшается обеспеченность растений влагой и кислородом. Даже при наличии питательных веществ это приводит к нарушению режима питания растений, что, по данным В.Д. Зеликова и СВ. Пшонновой (1961), проявляется суховершинностью деревьев в насаждении. Однако исследования Э.А. Репшаса (1994) это подтверждают лишь отчасти. По его наблюдениям даже в почти 100-процентно вытоптанных участках суховершинных деревьев сравнительно мало. Частично автор объясняет это повышением в рекреационных лесах освещенности под пологом древостоев, что уменьшает естественный опад. Кроме того, часто суховершинные деревья выбираются санитарными рубками.
Методика проведения исследований и объём выполненных работ
Определение численности ценопопуляций производилось тремя методами. Используя метод проективного покрытия, глазомерно оценивалась площадь, занимаемая проекциями надземных частей растений, с помощью сеточки Раменского (деревянная рамка размером 1x1 м, разбитая на ячейки 0,1x0,1 м (Раменский, 1971)). Проективное покрытие оценивалось в середине июля, когда растения достигают своего максимального развития. Кроме того, определялось обилие по шкале Друде. Для того чтобы можно было осуществлять с показателем обилия математические операции, шкала Друде переведена в балловую систему (Вальтер, 1982). Soc = 5 (4,1-5) - растения смыкаются надземными частями, СорЗ = 4 (3,1-4) - расстояние между растениями не более 20 см, Сор2 = 3(2,1-3) -20-40 см, Сор1= 2 (1,1-2)-40-100 см, Sp= 1(0,6-1)- 100-150 см, Sol = 0,5 (0,006-0,5) - более 150 см, Un = 0,1 (0-0,005) - одно растение на пробной площади.
Наряду с обилием использовался показатель встречаемости, который показывает характер распространения видов в пределах сообщества (Одум, 1975; Баталов, Шаврина, 2000).
Для определения плотности популяции отмечались все особи определённого вида на выделенных площадках 1 м (Одум, 1975; Баталов, Шаврина, 2000).
Для изучения возрастной структуры ценопопуляций травянистых растений на каждой учётной площадке определялась общая численность особей выбранного вида и численность особей всех его возрастных состояний (Одум, 1975). При этом использовалась классификация возрастных состояний, разработанная Т.А.Работновым (1950) и дополненная А.А.Урановым (1975).
Учёт фитомассы травяно-кустарничкового покрова и отдельных видов производился методом укосов. Для обеспечения точности результата до 15% на каждой пробной площади было взято по 30-40 учётных участков площадью 0,25 м2 (0,5x0,5 м) (Астрологова, 1977; Морозова, 1990; Балашова, 1973). Укосы взвешивались в воздушно-сухом состоянии с помощью электронных весов HL-200 с точностью до 0,1г.
Кроме того, во всех фитоценозах производили измерение основных морфометрических показателей (высота, длина и ширина листа, длина годичного прироста по высоте) у некоторых лесных растений травяно-кустарничкового яруса. Особое внимание уделялось доминантным видам. На каждой пробной площади производилось до 100 замеров для обеспечения заданной точности.
В основу методики при изучении биогрупп (куртин подроста и подлеска, разделённых фитоценозами открытых полян), как и в других случаях изучения различных процессов в биогеоценозах, была положена закладка пробных площадок (0,25x0,25 м) (Ланина, Казанская, 1973). Пробы I брались во всех биогруппах за их границей на выбитых участках; II - на границе биогруппы с выбитыми участками; III - в периферийной части биогруппы и IV - в центре биогруппы, т.е. в месте, мало подверженном влиянию вытаптывания.
Почвенные исследования проводились с учётом ОСТ 56-81-84 и рекомендаций СВ. Зонна (1961), И.Ф. Гаркуши (1961, 1975), Л.Н. Александровой (1976).
Определение запасов лесной подстилки производилось отбором проб шаблоном (диаметром 15,5 см) в пятидесятикратной повторности, что по данным Л.О. Карпачевского (1971, 1973, 1968) обеспечивает точность 10% с вероятностью 95%. Мощность лесной подстилки определялась замерами линейкой с точностью до 0,5 см в пятидесятикратной повторности. Твердость почвы определялась твердомером И.Ф. Голубева (Васильев, Туликов, Баздырев и др., 2004) в 40-50-кратной повторности.
Для характеристики вытаптывания выделялось вытаптывание до минеральной части почвы и вытаптывание до лесной подстилки. Вытаптывание определялось на 20 учётных площадках размером Юм, которые распределялись равномерно по всему участку. Процент вытоптанной площади в учётных площадках определялся глазомерно (Определение состояния..., 1981;Репшас, Палишкис, 1983).
Захламленность и нарушенность почвенного покрова определялись на 10 учётных площадках размером 100 м на пробных площадях пройденных рубками. На них учитывалась площадь захламления в процентах, объём захламления в м3, отмечался характер повреждения почвенного покрова, доля сохранившейся территории.
Третий этап состоял в камеральной обработке результатов полевых исследований. Для каждой пробной площади общепринятыми в таксации методами (Анучин, 1982; Гусев, 1988, 2000) определялись основные лесоводственно-таксационные показатели древостоя: тип леса, средний диаметр, средняя высота, полнота, запас, возраст, состав древостоя, класс бонитета. Средний диаметр рассчитан по средней площади поперечного сечения, средняя высота находилась графически (путём построения кривой высот), бонитет - по бонитировочной шкале В.И. Левина (Полевой справочник таксатора, 1971), запас - по объёмным разрядным таблицам (Полевой справочник таксатора, 1971).
Вычислялись средняя высота, проективное покрытие, обилие, встречаемость представителей напочвенного покрова, плотность ценопопуляций отдельных видов и средние значения основных морфометрических показателей лесных видов.
Изменение диаметров деревьев
Живой напочвенный покров - один из основных компонентов лесного фитоценоза. Декоративные качества и санитарно-гигиенические свойства насаждений в значительной степени определяются видовым составом, обилием и состоянием травяного покрова. Вместе с тем напочвенный покров - наименее устойчивый компонент лесной растительности уже на первых этапах использования насаждений для отдыха. По его видовому составу и состоянию можно судить о силе антропогенного воздействия на лес.
Выявление количественных и качественных изменений в напочвенном покрове под влиянием рекреационной нагрузки имеет большое значение для оценки состояния насаждений, установления допустимых величин нагрузок, определения путей восстановления нарушенных фитоценозов.
Флористическая насыщенность растительного напочвенного покрова пригородных ельников черничных г. Архангельска относительно высокая. Здесь отмечен 91 вид высших сосудистых растений, относящихся к 4 отделам, 31 семейству, 73 родам. По основным жизненным формам они распределяются следующим образом: кустарники - 1 вид, кустарниковые лианы - 1, кустарнички - 6, полукустарнички - 1, травянистые многолетники - 72, двулетники - 2, однолетники - 8. В мохово-лишайниковом ярусе было встречено 16 видов наземных мхов и 9 наземных лишайников. Общий список травянистых и кустарничковых видов исследованных площадей приведён в приложении 5.
Рекреационное использование лесов и связанное с ним уплотнение почвы вызывает значительные изменения в травяном покрове. Причём отношение различных растений к рекреационной нагрузке неодинаково.
За контроль были приняты пробные площади без явных нарушений напочвенного покрова и троп. I стадия рекреационной дигрессии характеризуется типичным для ельников черничных напочвенным покровом, в котором можно выделить два яруса: травяно-кустарничковый с проективным покрытием 62,8% и мохово-лишайниковый с проективным покрытием 88,4% (табл. 4.1).
В травяно-кустарничковом ярусе господствуют черника (проективное покрытие 53%, встречаемость 100%, обилие сорз) и брусника (проективное покрытие 4%, встречаемость 83%, обилие сорг). Основу мохово-лишайникового яруса составляют зелёные мхи (покрытие 88,4%), прежде всего дикранум метловидный, гилокомиум блестящий и плеурозиум Шребери.
Малонарушенные ельники (И стадия дигрессии) характеризуются сплошным напочвенным покровом с проективным покрытием 72,0%. В травяно-кустарничковом ярусе доминирует черника, которая сохраняет высокое проективное покрытие 54,2%), встречаемость 100% и обилие сорз. В мохово-лишайниковом ярусе сохраняется господство зелёных мхов (видовое богатство 8-9, проективное покрытие 61,3%).
Насаждения ели на III стадии дигрессии характеризуются существенными изменениями напочвенного покрова по сравнению с ненарушенными ельниками. Прежде всего, отмечено уменьшение проективного покрытия травяно-кустарничкового яруса до 35,6%, мохово-лишайникового яруса до 39,4%.
В ходе дальнейшей рекреационной дигрессии, несмотря на увеличение количества видов, проективное покрытие травяного и кустарничкового покрова остаётся низким 41,0% в сильнонарушенных и 39,3% в рудеральных сообществах вследствие увеличения площади вытоптанных участков. Наиболее сильно страдает мохово-лишайниковый ярус: в ряду рекреационной дигрессии его проективное покрытие снижается в 4,2 раза, т.е. сплошной моховой покров в ненарушенных фитоценозах сменяется куртинами мхов и лишайников в рудеральных ельниках черничных.
От величины рекреационной нагрузки зависит соотношение в напочвенном покрове видов различных экологических групп. На контрольных участках напочвенный покров целиком состоит из собственно лесных и опушечно-лесных видов (табл. 4.1). Преобладают типичные теневыносливые лесные травы и кустарнички: золотарник обыкновенный, щучка извилистая, майник двулистный, седмичник европейский, грушанка круглолистная, линнея северная, марьянник лесной, марьянник луговой, доля которых в сообществе составляет 65,0%.
С усилением нагрузок доля лесных видов в покрове уменьшается, а луговых и сорных, способных быстро отрастать при повреждении пешеходами, переносить повышенную инсоляцию, плотность и сухость почвы, значительно возрастает. Опушечно-луговые (6,2%) и луговые виды (6,3%) появляются уже на третьей стадии дигрессии ельников. В сильнонарушенных фитоценозах выявлено дальнейшее снижение количества типичных теневыносливых лесных видов (45,8%) и увеличение доли светолюбивых лесных растений. Опушечные виды составляют 37,5% от общего числа видов.
Морфобиологические особенности травянистых и кустарнич-ковых растений
Вследствие рубки происходит сокращение полноты древостоя. Если до рубки абсолютная полнота на пасеках составляла в среднем 28,56 м2/га, то после рубки - 24,42 м /га. Таким образом, абсолютная полнота на пасеках уменьшается на 4,14 м /га, т.е. на 15% от первоначальной полноты древостоя. Полнота ели сокращается на 0,49-3,07 м /га, т.е. на 3-20% от полноты ели до рубки; сосны - на 0,44-0,97 м2/га, т.е. 7-23% от полноты сосны до рубки; берёзы - на 1,09-2,77 м2/га, т.е. 22-76% от полноты берёзы до рубки.
Вырубка деревьев на пасеках проводит к уменьшению запаса древостоя. На пасеках вырублено 36 м3/га, что составляет 16% от запаса древостоя до рубки, в том числе 16 м3/га приходится на долю ели. На волоках вырублено от 89 до 186 м3/га древесины. Таким образом, выбираемый запас в ходе рубки составил 48 м3/га, т.е. 21% от первоначального запаса. Планируемый выбираемый запас по данным лесхоза - 45 м /га. Процент выборки по породам следующий: 13% от общего запаса древостоя приходится на долю ели, 5% - на долю берёзы.
Густота древостоя в ходе рубки сократилась от 1119 шт./га до 993 шт./га. Уменьшение полноты и густоты древостоя привело к сокращению сомкнутости крон, и как следствие к увеличению освещенности под пологом леса, что, в свою очередь, отражается на состоянии напочвенного покрова и процессе лесовозобновления.
Вследствие изменения запаса и полноты отдельных пород древесного яруса произошло изменение состава древостоя (табл. 5.2).
В некоторых случаях рубка привела к увеличению доли ели и сокращению доли лиственных пород (берёзы и осины) на пасеках, т.к. преимущественно вырубались деревья лиственных пород. Доля вырубаемых берёз на пасеках согласно формуле состава древостоя составила от 10 до 70% от общего запаса вырубленных деревьев. Осина в ходе рубки выбиралась почти полностью.
Однако, несмотря на изменения состава древостоя на некоторых пробных площадях (на 40% исследованных), в целом в рассмотренном насаждении состав древостоя существенно не изменился.
Вследствие коридорной рубки единый массив леса оказался разбитым на мелкие фрагменты. При этом увеличилась протяжённость участков с опушечным эффектом. Так на 1га лесного сообщества приходится как минимум 600м краевых зон, что будет сказываться на состоянии и развитии подроста, подлеска и напочвенного покрова.
Таким образом, вследствие рубок переформирования происходит изменение некоторых таксационных характеристик древостоя: сумма площадей сечений и запас уменьшаются на 21% при практически неизменном составе древостоя. Средний диаметр главной породы существенно не изменяется.
Основной задачей рубок переформирования согласно «Основным положениям по рубкам ухода в лесах России» (1993) являются коренные изменения возрастной структуры, состава или строения насаждений путём регулирования в них соотношения составляющих его элементов и создания благоприятных условий роста деревьям целевых пород, поколений и ярусов. Однако в ходе рубки возрастная структура и состав древостоя в целом фактически не изменились. Следовательно, можно сделать вывод, что свою задачу рубка переформирования (изменить возрастную структуру и состав для благоприятствования роста главных пород) не выполнила.
В ряде случаев возникает потребность оценить таксационные характеристики вырубленных деревьев и таксационные характеристики вырубленной части древостоя в целом по оставленным пням на вырубке. Это важно с точки зрения оценки соблюдения технологии рубки и антропогенной сукцессии на участке, так как не всегда есть возможность заложить контрольные пробные площади.
Одним из важнейших показателей древостоев является средний диаметр. Для оценки диаметра на высоте груди по диаметру пня имеются специальные таблицы. В частности в справочниках таксатора (Лесотаксационный справочник..., 1986; Полевой справочник таксатора, 1958, 1971) имеются данные, позволяющие определить диаметр дерева на высоте груди (1,3 м) по диаметру ствола на высоте пня для сосны и ели, но нет для осины и березы.
В то же время определить диаметр у шейки корня очень сложно или невозможно из-за формы пня, которая чаще всего оказывается не круглая, а часто даже и не приближается к форме круга. Большинство деревьев ели в изученных нами насаждениях имеют не округлый, а неправильной формы пень. Измерить диаметр такого пня на уровне шейки корня проблематично, т.к. неясно, где производить измерения.
Проведённый анализ показал, что зависимость диаметра ствола от окружности ствола у шейки корня характеризуется очень высокими коэффициентами корреляции, они колебались от 0,89 у осины до 0,97 у сосны (табл. 5.3). Высокий коэффициент корреляции позволил построить уравнения зависимости этих величин. Так как корреляционный коэффициент равен корреляционному отношению или несколько меньше его, связь имеет линейный характер. Статистическая обработка свидетельствует о высокой точности полученных данных.
