ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЕНДРОХРОНОЛОГИЧЕСКОГО МЕТОДА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ РОСТА СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ В УСЛОВИЯХ ТЕХНОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

 

Иванов В.П., Глазун И.Н., Нартов Д.И., Марченко С.И., Шершаков Д.А. (БГИТА, г.Брянск, РФ)

 

The results of use of a radial gain the pine common, for studying a condition and character of growth of planting in conditions of technogenic influence.

 

Годичные кольца деревьев в процессе роста фиксируют информа­цию об изменениях, протекающих в окружающей среде, что можно использовать в качестве биоиндикации для мониторинга. Они дают возможность анализировать ход роста дерева по диаметру, оценивать влияние климатических условий прошлых лет, проследить изменения, происходящие в древостое под воздействием техногенных и иных факторов. В качестве одного из показателей, отражающих динамику роста деревьев в толщину, используется радиальный прирост.

Изучение радиального прироста в качестве одного из методов фитоиндикации антропогенного воздействия на лесные экосистемы стали использовать сравнительно недавно [6].         

Годичный прирост древесины служит одним из показателей ответной реакции насаждений на техногенное воздействие [7]. На прирост дерева оказывает влияние: его возраст, положение в древостое и микроэкологические условия произрастания, т.е. комплекс фитоценотических факторов [4].

Сосновые насаждения, произрастающие в условиях техногенного загрязнения, подвергаются отрицательному воздействию фитотоксикантов, что приводит к изменению густоты, сомкнутости и к постепенной деградации  всего насаждения [1].

Исследования изменчивости радиального прироста у деревьев сосны обыкновенной проводились в Почепском районе Брянской области на 3-х стационарных пробных площадях (СПП), заложенных в 2001 г. сотрудниками лесохозяйственного факультета Брянской государственной инженерно-технологической академии (ЛХФ БГИТА). Одна СПП расположена в охранной зоне объекта хранения химического оружия (Военное лесничество, кв. 56), вторая в санитарно-защитной зоне (СЗЗ) строящегося объекта уничтожения химического оружия (УХО) в радиусе 3 км (Семецкое лесничество, кв. 34), третья в зоне защитных мероприятий (ЗЗМ) строящегося объекта УХО в радиусе 5 км (Рамасухское лесничество, кв. 27). Для уменьшения влияния абиотических факторов на исследуемые параметры СПП заложены в однородных типах лесорастительных условий (С₂…Д₂), в группе сложных типов леса. Насаждения на СПП имели следующие средние таксационные характеристики: состав – 10 С, возраст – 40-60 лет, полноту – 0,9 и класс бонитета – I…I^а.

Для анализа динамики радиального прироста использовали дендрохронологический метод Т. Битвинскаса (1974). С помощью возрастного  бурава Пресслера на высоте 1,3 м брали образцы (керны) древесины у 10 модельных деревьев I класса Г. Крафта и I категории состояния, с диаметром, близким к среднему диаметру насаждения. В лабораторных условиях под микроскопом МБС-9 по кернам определяли ширину каждого годичного кольца (текущий радиальный прирост) за анализируемый период времени (1977-2006 гг.) с точностью 0,01 мм. Для сглаживания возрастного тренда (естественного снижения интенсивности радиального прироста с возрастом) по средним текущим радиальным приростам определяли индексы текущего радиального прироста  для каждого года (в %). Индексы , имеющие величину менее 100%, свидетельствуют об угнетении радиального прироста в исследуемом году.

При сравнительном анализе средних текущих радиальных приростов рассчитывали средние периодические радиальные приросты за 5 лет (), которые сравнивали с данными стандартных таблиц хода роста сосновых насаждений соответствующего возраста.

Анализ динамики  у сосны обыкновенной (табл. 1) за 30 лет (1977-2006 гг.) выявил сходный характер роста по радиусу ствола на всех СПП. В целом превалирует возрастной тренд, но в последнем пятилетии (2002-2006 гг.) отмечено незначительное (до 5%) усиление радиального прироста. Это связано с более благоприятными климатическими условиями в последние годы. Максимум  на всех СПП зафиксирован в первом пятилетии (1977-1981 гг.), минимум – в 1997-2001 гг.

 

Таблица 1 – Изменение среднего периодического радиального прироста по пятилетиям у сосны на СПП за 1977-2006 гг.

 

На СПП-12 в СЗЗ будущего объекта УХО интенсивность радиального прироста сосны обыкновенной за последние 30 лет существенно снизилась, хотя вырубка леса под строительство проведена в 2007 г., а само строительство начато в 2008 г.  Согласно стандартным таблицам хода роста [3], в первых пятилетиях (1977-1981, 1982-1986 гг.) насаждение имело I  класс бонитета, в последних (1997-2001, 2002-2006 гг.) - III класс бонитета, что связано с наличием в данном древостое очага корневой губки. По величине радиального прироста деревьев сосновый древостой можно отнести ко II классу биологической устойчивости, т. е. с нарушенной устойчивостью.

На СПП-20 в ЗЗМ строящегося объекта УХО также снижена интенсивность радиального прироста деревьев сосны в период 1977-2006 гг., и в большинстве пятилетиях она соответствует II классу бонитета, хотя данные лесорастительные условия характерны для древостоев I класса бонитета. По величине радиального прироста сосновые насаждения на СПП можно отнести ко II классу биологической устойчивости, т. е. с нарушенной устойчивостью. Снижение интенсивности роста по радиусу ствола обусловлено влиянием хронического очага корневой губки.

Лишь на СПП-6 в охранной зоне арсенала ХО отмечена высокая интенсивность радиального прироста деревьев сосны: на уровне I^б класса бонитета - в первых пятилетиях (1977-1981, 1982-1986 гг.), I класса бонитета - в последующих пятилетиях. Сосновый древостой можно отнести к I классу биологической устойчивости.

Согласно шкалы уровней изменчивости С.А. Мамаева [5], изменчивость  у сосны обыкновенной в пятилетних периодах варьирует от очень низкой (на СПП-6 С=5,3% в 1997-2001 гг., С=5,7% в 1992-1996 гг., С=6,9% в 1977-1981 гг.) до высокой (С=22,3% на СПП-12 в 2002-2006 гг.). Преобладает средний уровень изменчивости  (в 1982-1986, 1987-1991 гг. на всех СПП, в 1997-1981 гг. на СПП-20, в 1997-2001 гг. на СПП-12 и СПП-20). В целом, более высокая вариабельность радиального прироста наблюдается в насаждениях с нарушенной биологической устойчивостью.

Использование индексов  с 11-летней скользящей средней позволило провести сглаживание возрастного тренда и более наглядно показать влияние других факторов на флуктуацию радиального прироста у сосны (рис. 1).

Рисунок 1 - Динамика индексов текущего радиального прироста

у сосны обыкновенной за 1977-2006 гг.

       

 Сходимость экстремумов индексов  за 30-летний период (1977-2006 гг.) у сосны на СПП в районе исследований свидетельствует о доминирующем влиянии на радиальный прирост глобального фактора – климатического. У сосны обыкновенной максимумы радиального прироста наблюдались на СПП-6 (индекс =116,3%) и СПП-12 (индекс =125,1%) в 2004 г., на СПП-20 (индекс =128,7%) – в 1978 г., минимумы – в 1977 г. на СПП-6 (индекс =67,7%), в 1987 г. на СПП 20 (индекс =73,7%), в 2001 г. на СПП-12 (индекс =66,9%).

Анализ индексов  дал возможность выявить периоды благоприятные для роста сосны в толщину (индексы  превышали 100%) за последние 30 лет (1977-2006 гг.). Благоприятными оказались годы: 1990, 1994, 1995, 2003, 2004 гг. Из них наиболее оптимальными (индексы >100% на всех СПП) – 1990, 2004 гг. Периоды депрессивного роста в толщину (на большинстве СПП индексы <100%) – 1977-1989, 1991-1993, 1996-2002, 2005, 2006 гг., из них крайне неблагоприятные для радиального прироста (на всех СПП индексы <100%) – 1981, 1984-1988, 1993, 1996, 1998, 1999, 2001, 2002 гг.

Таким образом, использование радиального прироста деревьев сосны обыкновенной в районе объектов хранения и уничтожения ХО дает возможность получить объективную и достоверную ретроспективную информацию о состоянии, характере роста сосновых насаждений и влияющих на них факторов за длительный период наблюдений.

Литература

          1. Алексеев, А.С. Колебания радиального прироста в древостоях при атмосферном загрязнении /А.С Алексеев. – М.: Лесоведение. – 1990. – № 2. – С. 82-87.

         2. Битвинскас, Т.Т. Дендроклиматические исследования /Т.Т Битвинскас. — Л.: Гидрометеоиздат, 1974. – 172 с.

         3. Загреев, В.В. Общесоюзные нормативы для таксации лесов /В.В Загреев, В.И Сухих, А.З. Швиденко, Н.Н. Гусев, А.Г. Мошкалев. – М.: Колос, 1992. – 495 с.

         4. Комин, Г.Е. Применение дендрохронологических методов в экологическом мониторинге лесов /Г.Е. Комин. – М.: Лесоведение. –1990.– № 3.–С. 3-12.

         5. Мамаев, С.А. Формы внутривидовой изменчивости древесных растений /С.А. Мамаев. – М.: Наука, 1972. – 283 с.

         6. Николаевский, В.С. Система фитоиндикации загрязнения воздуха и состояния лесной растительности/В.С Николаевский// Сб. науч. тр. – Гомель. – 1983. – С. 379-381.

         7. Степанчик, В.В. Анализ особенностей роста сосняков по диаметру и высоте в усло­виях техногенного загрязнения / В.В Степанчик, Н.В Довыденко, Е.Н. Усанова и др. — Го­мель: ИЛ АНБ, 1994. – 132 с.