ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ГОДИЧНОГО КОЛЬЦА СОСНЫ КЕДРОВОЙ КОРЕЙСКОЙ В ХАБАРОВСКОМ КРАЕ
Выводцев Н.В., Кобаяси Рёсуке (ТОГУ, г. Хабаровск, РФ)
HONGO Ichiro (University of Borneo Tarakan, Indonesia)
Measured Pinus koraiensis growth rings on the test areas.
Введение
Д.С. Малоквасов (1971) на большом объеме экспериментального материала доказал спорную 40-летнюю продолжительность стадий развития Дальневосточных кедровников, предложенную в свое время Б.А.Ивашкевичем (1929) и поддержанную позже Б.П. Колесниковым (1958). Он отмечал, что цикличность прироста – это статистическая закономерность текущего прироста. Определять основные характеристики циклов (амплитуду колебаний) следует не на одиночных деревьях, а на их совокупностях. И наибольшими амплитудами колебаний прироста характеризуются деревья средних размеров, наименьшими – угнетенный тонкомер и деревья старших поколений. Отмеченную Д.С. Малоквасовым закономерность, установленную с помощью группировки радиального прироста по десятилетиям, мы проверили на четырех пробных площадях, пройденных выборочными рубками разной интенсивности с анализом каждого годичного кольца с помощью цифрового микроскопа.
Методы исследования и экспериментальный материал
Объектом исследования являлись кедровники, произрастающие в Хабаровском крае, пройденные выборочными рубками разной интенсивности в 40-70. гг прошлого столетия. На высоте 1,3 м возрастным буравом у сосны кедровой корейской было взято 575 кернов. В настоящей работе рассмотрены шесть пробных площади, на которых случайным способом были отобраны по 10 качественных кернов. Пробные площади заложены в Облученском и Нанайском районах Хабаровского края.
Отшлифованные образцы сканировали (SAMSUNG SCX – 4200) с разрешением 1200 dpi, а затем с помощью программы анализа изображений «pickmap» измеряли ширину годичных колец с точностью до 1/100 мм, разделяя кольцо на раннюю и позднюю древесину, с помощью цифрового микроскопа (miyoshi UK - 02), датчик CMOS 2 млн пикселей, съёмки 20 раз. С помощью программы анализа изображений «Micro Capture 20x-200x V2.0» измерили ширину годичных колец с точностью до 1/100 мм.
Результаты и обсуждение
Характеристика ширины годичного кольца в течение вегетационного периода варьирует в достаточно широком диапазоне. Результаты измерений годичных колец сосны кедровой в районе Арсеньева (Нанайский район) на пп №8 показали следующее. В 1940 году четко наблюдался пик, который был отмечен Д.С.Малоквасовым. Более того, он отмечал пик ширины годичного кольца кедра корейского в 1860, 1905 и 1940. Следует также отметить, что измерения ширины годичного кольца он проводил по десятилетиям. Нами же выполнены замеры для каждого кольца. По данным кернов, взятых на пп №8 около Арсеньева, установлено, что в 1940 году также наблюдается пик у 8 кернов из 10. В 1905 г. на пробной площади №8 пик наблюдался уже только у четырех моделей. На других пробных площадях этой закономерности не отмечено. Есть небольшие всплески радиального прироста у отдельных образцов, но они, видимо, обусловлены локальными особенностями произрастания этих деревьев (рис. 1).
Статья Д.С.Малоквасова была написана в 1971 г., а наши образцы взяты в 1988 г. Поэтому мы ожидали найти цикличность (пики) на своем материале через 40 лет, т.е. в 1980 году. Но, такой цикличности через 40 лет мы не обнаружили (рис.1). Максимальные пики у некоторых образцов наблюдаются только на пробной площади №2 (Облучье). На других пробных площадях можно отметить по 2- 4 случаям повышения величины радиального прироста в этот период.
Размеры годичного кольца и статистики его варьирования на пробных площадях приведены в таблице 1. Из табл. 1 следует, что ширина годичного кольца изменяются от 1.03мм до 1.42мм, Коэффициент изменчивости минимальный отмечен на пробной площади №8 (Облучье), а максимальный - на пробной площади № 8 (Арсеньев). Возвращаясь к истории этих пробных площадей, следует указать, что максимальной нарушенностью древесного яруса характеризуется пробная площадь № 8 (Арсеньев) и минимальной, близкой к естественной, пробная площадь №8 (Облучье).
Таблица 1- Характер ширины годичного кольца сосны кедровой корейской на пробных площадях в Хабаровском крае
В таблице 2 приведены данные по измерению количества годичных колец на анализируемых кернах и статистики их варьирования по пробным площадям. Эта таблица по существу позволяет по модельным деревьям определить возраст сосны кедровой на пробной площади. Практическое применение результатов измерения – отнесение древостоя к тому или иному типу возрастной структуры. Максимальные коэффициенты изменчивости наблюдаются на пробных площадях №2 (Облучье), №8 (Арсеньев), №11 (Арсеньев). Эти насаждения, несмотря на относительно невысокий средний возраст, можно считать разновозрастными, остальные – условно одновозрастными.
Таблица-2 Количество годичных колец сосны кедровой корейской на пробных площадях в Хабаровском крае
Рисунок 1- Изменение годичного кольца на пробных площадях
Наибольший коэффициент изменчивости ширины годичного слоя (70%) имело дерево с минимальным диаметром (37,7 см), наименьший (42%) – дерево с максимальным диаметром (59,4 см). Это говорит о том, что деревья высоковозрастные и, как следствие, имеющие максимальные диаметры менее реагируют на происходящие изменения и подтверждает исследования Д.С.Малоквасова. На изменившиеся условия активней всего реагируют деревья средних параметров. Максимальная толщина годичного кольца (1.42mm) отмечена на пробной площади №11 (Арсеньев), а минимальная (1.03mm) – на пробной площади №8 (Арсеньев). Пробные площади отличаются составом, полнотой и возрастом, обусловленным в первую очередь выборочными рубками основного лесообразователя – кедра корейского в прошлом столетии.
Скорость радиального прироста, объединенная в десятилетия, практически не зависит от размеров ступени. Установлена слабая тенденция повышения скорости прироста с повышением размера ступени. Наибольшую скорость здесь имеют стволы кедра максимальных диаметров. Подтверждением этому является результаты, полученные на одной из пробных площадей, у которой время после рубки равнялось 10 годам. Множественный регрессионный анализ радиального прироста у 40 модельных деревьев кедра за последние 5 и 10 лет после рубки показал, что на его величину слабое влияние оказывают возраст дерева, протяженность кроны и диаметр на высоте 1,3 м (Rmn = 0,31 – 0,38). В тоже время средняя величина радиального прироста за весь период роста древостоя на 5%-ном уровне значимости обусловлена этими показателями. В результате было подобрано уравнение множественной регрессии :
rcр = 1,03 - 0,0081А + 0,0039Lкр + 0,014D Rmn = 0,78
где rcр–средняя величина прироста за весь период роста (по десятилетиям) см; А–возраст дерева, лет; Lкр–протяженность кроны, м; D–диаметр дерева, см.
Объяснить установленную регрессию можно тем, что в первые годы после рубки древостои практически находятся в стрессовом состоянии. У них разрушена внутриценотическая связь, которая постепенно восстанавливается. Это подтверждает рост коэффициента детерминации в последующие пять лет. При давности рубки более 15-20 лет связь радиального прироста за последние 5 и 10 лет с другими показателями во всех случаях достоверная. Следовательно, за 15 лет кедр восстанавливает свои продуцирующие функции.
Общие замечания
Проведенные исследования радиального прироста сосны кедровой корейской показали что: ширина годичного кольца имеет четко выраженный максимум у большинства модельных деревьев только на одной пробной площади;
- прирост по диаметру у деревьев кедра имеет одинаковую скорость независимо от возраста и размеров дерева;
- из общего числа пробных площадей часть относится к условно одновозрастным, часть к разновозрастным.