ОСОБЕННОСТИ ЕСТЕСТВЕННОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЛЕСА ПОСЛЕ КАТАСТРОФИЧЕСКИХ ВЕТРОВАЛОВ
Поздеев Е.Г., Алесенков Ю.М., Зырянов С.Е., Иванчиков С.В.
(Отдел лесоведения БС УрО РАН, г. Екатеринбург, РФ)
The results of investigation of reforestation processes in windthrow areas after large-scale natural disturbances of forest cover are discussed. The change of ecological conditions and derivation new type ecotopes influences quantity and species composition of the postwindthow forest generation.
Пристальный интерес лесной науки вызывает процесс восстановления леса на месте разрушенного ветровалом. Эта проблема, помимо теоретического, имеет также и ясно выраженный прикладной характер (Schönenberger et al, 1992, Алесенков, 2000).
Гибель большого числа взрослых особей в популяциях древесных растений часто приводит к смене доминантов в восстанавливающихся сообществах, упрощению структуры и изменению видового состава биогеоценозов. В динамике лесного растительного покрова такие смены типов насаждений (лесных ассоциаций, типов лесных биогеоценозов), сопровождающиеся существенными изменениями структуры и состава сопутствующих видов-лесообразователей древостоя и растений напочвенного покрова без потери лесообразующего значения главной породы, принято называть онтогенетическими (Колесников, 1968). Ветровальные смены (смены лесной растительности, вызванные разрушением исходных ценозов ветром) относятся именно к этой категории смен.
Ранее было показано влияние единичных и групповых вывалов деревьев на фитоценотические сукцессии и пространственно-временную структуру лесов и почв (Турков, 1979, Foster, 1988, Скворцова и др., 1983). Вопросу восстановления лесных сообществ после катастрофических ветровалов, затрагивающих большие площади лесов, до сих пор не уделялось должного внимания. Такие исследования только начинаются (Fischer, 1992, 1999, Lässig et al, 1995, Schönenberger, Wasem, 1999, Peterson, 2000, Мочалов и др., 2000).
При изучении лесовосстановительных процессов на ветровальниках, на наш взгляд, первостепенное значение имеет объективная оценка репродуктивного потенциала сохранившейся части сообщества, количественного и качественного состава предшествующих ветровалу генераций основных видов-лесообразователей, учет возобновительных особенностей экологических ниш, образовавшихся в результате вывала и элиминации части древостоя.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследования проводились на ветровальных площадях в горно-таежных темнохвойных лесах Висимского заповедника (Средний Урал), с давностью ветровала 5 лет и Вишерского заповедника (Северный Урал), с давностью ветровала 25 лет. Данные, характеризующие естественный ход лесовозобновительного процесса, получены при изучении на стационарных пробных площадях. Полевые экспериментальные работы по изучению естественного возобновления выполняли стационарными методами по общепринятой методике (Побединский, 1966). Заложены постоянные трансекты для детального учета напочвенного покрова, подроста и самосева древесных пород. Здесь же был произведен учет категорий субстратов, образовавшихся после вывала деревьев.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Смена экологических условий, произошедшая после ветровала: увеличение количества света, температуры почвы, снижение фитоценотической конкуренции, вызвала интенсификацию лесовосстановительных процессов (табл.1). Количество подроста на ветровальных площадях (по сравнению с его количеством на тех же участках до ветровала и на контрольном участке) увеличилась в 3-5 раз и составляет 15-25 тысяч шт/га, данное количество подроста наблюдается на пробных площадях с давностью ветровала 5 и 25 лет. На пробных площадях в Вишерском заповеднике, несмотря на большой временной период, прошедший с момента ветровала, сохраняются высокие темпы возобновления древесных пород. Видимо на постветровальных площадях создаются более благоприятные для возобновления леса экологические условия по сравнению с затененными, ненарушенными участками, а сам лесовосстановительной процесс может здесь иметь широкие временные рамки.
Таблица 1 - Количество (1- тыс. шт/га, 2 -%) и видовой состав подроста на ветровальных площадях
|
Порода |
Висимский заповедник |
Вишерский заповедник |
|||||||||||
|
ПП47 |
ПП48 |
ПП1 |
ПП3 |
ПП4 |
ПП2 (контроль) |
||||||||
|
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
||
|
Ель |
0,6 |
2,6 |
4,1 |
20,3 |
3,3 |
19,8 |
9,4 |
37,5 |
18,2 |
73,4 |
3,4 |
69,9 |
|
|
Пихта |
1,1 |
4,4 |
1,5 |
7,5 |
1,8 |
10,7 |
2,1 |
8,5 |
3,7 |
15,1 |
0,3 |
6,8 |
|
|
Береза |
21,7 |
91,2 |
14,4 |
70,7 |
9,7 |
58,1 |
6,5 |
26,1 |
0,8 |
3,2 |
0,2 |
4,1 |
|
|
Кедр |
0,2 |
0,9 |
0,3 |
1,2 |
0,6 |
3,5 |
1,2 |
4,8 |
0,4 |
1,6 |
0,2 |
4,1 |
|
|
Рябина |
0,2 |
0,9 |
0,1 |
0,3 |
1,3 |
7,5 |
0,8 |
3,2 |
1,7 |
6,7 |
0,8 |
15,1 |
|
|
Ива |
- |
- |
- |
- |
0,1 |
0,4 |
0,5 |
2,1 |
- |
- |
- |
- |
|
|
Ольха |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
4,4 |
17,5 |
- |
- |
- |
- |
|
|
Черемуха |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,1 |
0,3 |
- |
- |
- |
- |
|
|
Итого |
23,8 |
100 |
20,4 |
100 |
16,8 |
100 |
25,0 |
100 |
24,8 |
100 |
4,9 |
100 |
|
Как и следовало ожидать, видовой состав подроста претерпел изменения. Большую роль стали играть пионерные виды: береза, ива, иногда ольха. Темнохвойные породы увеличивают свою численность на более поздних этапах развития постветровальных древесных сообществ, поселяясь под пологом лиственных. Аналогичную тенденцию в развитии лесовосстановительных процессов после ветровала отмечают и другие исследователи (Lässig et al, 1995, Мочалов и др., 2000).
Субстрат играет значительную роль в процессе лесовозобновления. Ветровал вносит разнообразие в характеристику субстрата, изменяя в его количественные соотношения. Так после ветровала резко возрастает количество древесины, упавшей на почву. Выпавшие деревья закрывают собой другие типы субстрата, уменьшая их долю в общем покрытии. Ветровал сопровождался массовыми педотурбационными процессами, которые в дальнейшем определили образование ветровального микрорельефа (Алесенков и др., 1996; Поздеев, Новогородова, 2000).
Таблица 2- Количественное распределение подроста по типам субстрата (1-тыс.шт/га, 2-%)
|
Типы субстрата |
Висимский заповедник |
Вишерский заповедник |
Контроль |
|||
|
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
|
|
Лесная подстилка |
3,7 |
18,1 |
6,4 |
25,8 |
0,9 |
18,4 |
|
Травяно-моховой покров |
12,0 |
58,8 |
11,8 |
47,6 |
1,1 |
22,4 |
|
Минерализованная почва |
0,0 |
0,0 |
1,6 |
6,4 |
0,0 |
0,0 |
|
Древесные остатки |
4,7 |
23,1 |
5,0 |
20,2 |
2,9 |
59,2 |
|
Итого |
20,4 |
100,0 |
24,8 |
100,0 |
4,9 |
100,0 |
После ветровала и изменения микроклиматических условий произошла смена приуроченности подроста к субстрату (табл.2). Если без воздействия ветровала (контроль) основная часть подроста находилась на гниющей древесине, то после ветровала на всех пробных площадях приоритеты меняются. На фоне общего увеличения количества подроста резко возрастает количество подроста на лесной подстилке (в 4-7 раз) и травяно-моховом покрове (10 - 12 раз), а увеличение всходов на древесных остатках произошло не более чем в два раза.
Изменение микроклиматических условий и образование новых экотопов на ветровальных площадях ведет к всплеску возобновления древесных пород и формированию своеобразной видовой и возрастной структуре дендроценозов.
Работа поддержана РФФИ. Грант № 01-04- 96421.