Особенности формирования корней в еловых и смешанных насаждениях после рубок ухода в южной Карелии

 

Карпечко А.Ю. (КарНЦ РАН, г.Петрозаводск, РФ)

 

The research of features of spruce and deciduous roots growth in the spruce stands and mixed stands was carried out. Spruce roots and roots of deciduous locate in the same soil horizons and, thus, there is competition for one vital space.

 

Наличие в Карелии сравнительно большой площади еловых насаждений со значительным участием лиственных пород предполагает необходимость изучения особенностей формирования корневых систем в этих лесах. В смешанных насаждениях корни ели сильно угнетены и их вес в 2,5 раза меньше, чем в чистых [3].

Объектами исследования были чистые и смешанные еловые насаждения, пройденные рубками ухода различной давности. Все объекты можно отнести к черничной группе типов леса. Преобладающий класс бонитета в еловых насаждениях – III, в смешанных - по лиственным - II, по ели - IV.

Для изучения особенностей формирования корневых систем древесных пород в верхних горизонтах почвы после рубки использовался метод монолитов [1, 2, 3], отбираемых по всей площади участка в технологических коридорах и в пасеках. Для оценки влияния давности рубки все обследованные объекты были условно поделены на две группы: 1) рубка, выполненная более 10 лет назад и 2) менее 10 лет назад.

В еловых насаждениях независимо от давности рубки, как в технологическом коридоре, так и в пасеке в 20-см слое почвы отмечается преобладание корней ели (табл. 1). Наибольшая разница между массой еловых корней и корней лиственных пород наблюдается в первые годы после рубок. На участках с давностью рубки более 10 лет она становится несколько меньше, что говорит об интенсивном разрастании корней лиственных пород.

 

Таблица 1 - Насыщенность почвы корнями ели (числитель) и лиственных пород (знаменатель) в еловых насаждениях, т/га

Давность рубки, лет	Коридор		Пасека
	Лесная подстилка	Минеральный горизонт	Лесная подстилка	Минеральный горизонт
Менее 10	0.42±0.14 0.15±0.04	0.62±0.02 0.08±0.02	0.88±0.19 0.10±0.03	0.95±0.11 0.16±0.05
Более 10	0.99±0.22 0.43±0.08	1.15±0.28 0.45±0.08	1.51±0.34 0.56±0.09	0.85±0.14 0.48±0.09

 

В табл. 2 приведены относительные доли еловых и лиственных корней в общей их массе в технологическом коридоре и пасеке в 20-см почвенном слое. Из нее следует, что на участках, где рубка была проведена менее 10 лет назад, в коридоре еловых корней примерно в 1.5 раза больше в минеральном горизонте, а лиственных в 1.9 раза в - подстилке. В пасеке корней ели и лиственных пород больше в минеральном горизонте.

В насаждениях, где рубка была проведена более 10 лет назад, в коридоре корней ели и лиственных пород больше в минеральном горизонте по сравнению с подстилкой. В пасеке, напротив, корней изучаемых пород больше в подстилке.

 

Таблица 2 - Доля корней ели (числитель) и лиственных пород (знаменатель) в их общей массе  в еловых насаждениях, %

Давность рубки, лет	Коридор		Пасека
	Лесная подстилка	Минеральный горизонт	Лесная подстилка	Минеральный горизонт
Менее 10	33.1 11.8	48.8 6.3	42.1 4.8	45.4 7.7
Более 10	32.8 14.2	38.1 14.9	44.4 16.5	25.0 14.1

 

Таким образом, о доле еловых и лиственных корней в их общей массе можно сказать следующее: в первые годы после рубки в коридоре, где подстилка разрушена, и почвенные горизонты смещены и перемешаны, еловые корни  в основном размещены в минеральном горизонте. Корни лиственных пород, более приспособленных по сравнению с елью для освоения  новых (нарушенных) экологических ниш, занимают подстилку. В насаждениях с большей давностью рубки, когда корни лиственных пород разрастаются, в коридоре корневые системы всех исследуемых пород в основном размещены в минеральном горизонте почвы. Такому распределению корней также способствует вынос питательных веществ из подстилки в нижние горизонты почвы с осадками в связи с увеличением их поступления после разреживания древостоя в зону коридора. В пасеке, в первые годы после рубки, когда кроны деревьев менее сомкнуты и напочвенный покров, в частности злаки, сильно разрастается, корни и лиственных и ели в большем количестве находятся в минеральном горизонте. Со временем по мере сокращения доли злаков вследствие смыкания крон древесные корни отвоевывают территорию и занимают подстилку. Таким образом, можно резюмировать, что корни лиственных пород и ели тяготеют к одним и тем же экологическим нишам и различия между ними определяются конкурентными преимуществами, которые зависят от биологических особенностей пород и внешних воздействий на экосистему.

Распределение корней в смешанных насаждениях в различных участках лесосеки и почвенных горизонтах представлено в табл. 3. Показано, что и в зоне технологического коридора, и в пасеке преобладают корни лиственных пород. Это объясняется тем, что лиственные корни заглушают еловые, которые здесь менее конкурентоспособные. Это относится как к подстилке, так и к минеральному горизонту почвы.

 

Таблица 3 - Насыщенность почвы корнями ели (числитель) и лиственных пород (знаменатель) в смешанных насаждениях, где рубка была более 10 лет назад, т/га

Коридор		Пасека
Лесная подстилка	Минеральный горизонт	Лесная подстилка	Минеральный горизонт
0.47±0.09 0.73±0.25	0.70±0.10 1.28±0.30	0.50±0.08 1.58±0.41	0.63±0.09 3.22±1.14

 

При рассмотрении долевого содержания корней ели и лиственных пород в различных почвенных горизонтах исследуемых участков лесосеки обращает на себя внимание то, что в смешанных насаждениях, так же как и в древостоях с абсолютным преобладанием ели, основная масса корней лиственных пород и ели размещается в одних и тех же почвенных горизонтах. По полученным данным, и в коридоре, и в пасеке корней больше в минеральном горизонте (табл. 4). Так в коридоре еловых корней в минеральном горизонте почвы больше примерно в 1.5 раза, а лиственных – в 1.8 раза. В пасеке корней ели и лиственных пород в минеральном горизонте больше, чем в подстилке почти в 1.3 и в 2 раза соответственно. Верхняя часть минерального горизонта, по-видимому, является наиболее благоприятным местом для развития корней, как лиственных пород, так и ели. Следовательно, можно сделать вывод, что и в древостоях с преобладанием ели и в смешанных насаждениях имеет место конкуренция за одно жизненное пространство.

 

Таблица 4 - Доля корней ели (числитель) и лиственных пород (знаменатель) в их общей массе в смешанных насаждениях, где рубка была 10 лет назад, %

Коридор		Пасека
Лесная подстилка	Минеральный горизонт	Лесная подстилка	Минеральный горизонт
14.8 23.0	22.0 40.2	8.4 26.7	10.6 54.3

 

Выводы

В еловых насаждениях с увеличением давности рубки возрастает интенсивность формирования корней лиственных пород, при этом преимущественное положение имеют еловые корни. В смешанных насаждениях, где ель занимает подчиненное положение, корни лиственных пород преобладают над еловыми.

Анализ размещения еловых и лиственных корней в общей их массе в технологическом коридоре и пасеке в 20-см слое почвы показал, что, и в древостоях с абсолютным преобладанием ели, и в смешанных насаждениях, как правило, корни ели и лиственных пород в своем большинстве занимают одни и те же почвенные горизонты и, таким образом, наблюдается конкуренция за одно жизненное пространство.

Литература

1. Орлов А.Я. Метод определения массы корней деревьев в лесу и возможность учета годичного прироста органической массы в толще лесной почвы // Лесоведение. -1967. -№1. -С.64-70.

2. Рахтеенко И.Н. Корневые системы древесных и кустарниковых пород. -М. Л., 1952. -107 с.

3. Рахтеенко И.Н. Рост и взаимодействие корневых систем древесных растений. -Минск, 1963. -254 с.