Продуктивность и углерододепонируюшие функции
сосново-лиственничных культур в Кировской области
Пасынков Д. А., Карасева М.А., Карасев В.Н. (МарГТУ, г. Йошкар-Ола, РФ)
Taxation rates, the size and scope of phytomass carbon sequestration by pine and larch cultures are given.
Возрастающая концентрация углекислого газа в атмосфере планеты – одна из глобальных экологических проблем. Помимо геологического круговорота СО2, составляющего значительный объем (терминальные источники, вулканическая деятельность и др.), некоторый объем СО2 участвует в круговороте через животные и растительные организмы. Использование лесного покрова, улучшение структуры лесов, повышение их продуктивности и углерододепонирующих функций за счет лесовосстановления и лесоразведения является весьма важной задачей, так как помимо аккумуляции углерода леса выполняют важные ресурсные и экологические функции [1].
Наиболее перспективной породой для создания углерододепонирующих насаждений, по мнению А.И. Уткина [2], является лиственница, так как она отличается интенсивным ростом в молодом возрасте, долговечна, древесина ее стойка к гниению. Эти свойства позволяют сочетать большие размеры депонирования углерода, по сравнению с другими породами, с длительностью его аккумулирования.
В Кировской области исследования роста лиственницы сибирской в культурах проводили: М. Н. Прокопьев [3], Л.А. Комарова [4], авторы отмечают высокую производительность искусственных насаждений данной породы в определенных лесорастительных условиях.
Целью исследований явилось изучение особенностей роста и продуктивности смешанных культур лиственницы сибирской с сосной обыкновенной и с сосной кедровой сибирской, и оценка их углерододепонирующих функций в Кировской области.
Исследования динамики роста, продуктивности фитомассы, изучение эколого-физиологических особенностей культур проводились в производственных культурах на временных пробных площадях, заложенных согласно методическим указаниям Г.К. Незабудкина [5], ОСТ 56-69-83 «Пробные площади лесоустроительные».
Запасы фитомассы насаждений определялись через запасы стволовой древесины фитоценоза. При этом использовались полученные экспериментальным путём соотношения между запасом стволовой древесины и полной фитомассой насаждений. Запас углерода определялся через общий запас фитомассы и удельное содержание углерода в органическом веществе растений [6].
Показатели фитомассы в абсолютно-сухом состоянии пересчитаны на углерод по коэффициентам 0,45 для хвои и 0,5 для остальных компонентов. Плотность (масса абсолютно сухого вещества на 1 м3 объёма) принята для лиственницы 0,7 т/м3, для сосны обыкновенной – 0,43 т/м3, для сосны кедровой сибирской – 0,4 т/м3.
Исследования проводились в культурах второго класса возраста произрастающих в Советском лесничестве Кировской области, расположенном в районе хвойно-широколиственных лесов европейской части Российской Федерации.
Культуры были созданы в условиях свежей сурамени, на площадях, вышедших из под сельскохозяйственного пользования весной 1964 года.
Была проведена осенняя сплошная вспашка плугом ПЛН-3-35. Посадка осуществлялась. вручную под меч Колесова 2-летними сеянцами сосны обыкновенной. и лиственницы сибирской. Смешение рядовое, высаживался ряд сосны, ряд лиственницы. Расстояние между рядами было принято 2 - 3 м, в ряду 0,5 м. Уход заключался в окашивании и рыхлении междурядий. Лесоводственные уходы включали осветления и прочистки, выполняемые равномерным методом. В 2008 году было проведено прореживание интенсивностью 20%.
Обследованные 47-летние культуры сформировали древостои 1 и 1а класса бонитета (табл. 1).
Таблица 1 – Таксационные показатели смешанных сосново-лиственничных культур
|
№ пробы возраст |
№кв. № выд. |
Поро-да |
ТЛУ |
Количество стволов на 1 га, шт. |
Средняя высота, м |
Средний диаметр, см |
Запас, м3/га |
Класс бонитета |
|
1 47 |
30 43 |
Лц С |
С2 |
627 1039 |
21,2 20,8 |
20,0 18,0 |
200 271 |
Iа |
|
2 47 |
30 43 |
Лц С |
С2 |
1147 1206 |
21,2 20,8 |
18,0 18,0 |
326 315 |
Iа |
|
3 47 |
30 44 |
Лц С |
С3 |
677 1308 |
21,2 20,8 |
16,0 18,0 |
142 340 |
Iа |
|
4 47 |
30 43 |
С |
С2 |
2000 |
20,8 |
18,0 |
520 |
Iа |
|
5 34 |
30 44 |
С |
С2 |
2455 |
14,2 |
16,0 |
368 |
I |
|
6 48 |
46 10 |
Лц Сс С Б Ос |
С2 |
698 698 90 292 68 |
21 16 18 14 14 |
26,0 20,0 28,0 12,0 12,0 |
360 182 50 23 5 |
I |
Смешанные культуры лиственницы сибирской и сосны кедровой сибирской были созданы на вырубке (пп №6). Тип лесорастительных условий С2. Подготовка лесокультурной площади заключалась в корчевке пней и вычесывании корней. Посадка осуществлялась в начале мая 1963 г. вручную под меч Колесова 2 летними сеянцами лиственницы сибирской и 3-летними сеянцами сосны кедровой сибирской, смешение биогрупповое, схема смешения 10 рядов лиственницы, 10 рядов сосны кедровой сибирской. Расстояние между рядами 3 м, между растениями в ряду 2 м. Лесоводственные уходы не проводились. Чистые культуры сосны обыкновенной (пп №4, пп №5). создавались аналогично смешанным культурам лиственницы сибирской и сосны обыкновенной
Средние высоты в смешанных сосново-лиственничных культурах достигают 21 м, такую же высоту имеют деревья сосны обыкновенной в чистых культурах 47-летнего возраста. В чистых 34-летних культурах сосны обыкновенной высота равна 14,2 м, что для этого возраста является хорошим показателем, так как здесь сформировались искусственные древостои 1 класса бонитета.
Средняя высота
лиственницы в лиственнично-кедровых культурах составляет 21 м, сосны кедровой
сибирской – 16 м. Небольшая высота сосны кедровой сибирской по сравнению с
лиственницей объясняется более медленным ее ростом в молодом возрасте.
Наибольший запас наблюдается на второй пробной площади 641 м3/га,
причём лиственница и сосна имеют одинаковые показатели. Общий запас смешанных
культур сосны и лиственницы в лесорастительных условиях С2
составляет 641 м3/га, что почти на 15 % выше по сравнению с чистыми
культурами сосны. В условиях С3 (пп №3) количество сохранившихся
деревьев лиственницы меньше и запас ее в переводе на 1 гектар составляет
142 м3, а общий запас составляет 582 м3/га.
Показатели продуктивности фитомассы и размеры депонирования углерода данных культур приведены в таблице 2.
Таблица 2 – Запасы фитомассы и показатели депонирования углерода сосново-лиственничных культур
|
№ Пп |
По-рода |
Воз-раст |
Надземная фитомасса, т/га |
Депонирование углерода, т/га |
|||||||
|
стволы |
ветви |
хвоя |
итого |
стволы |
ветви |
хвоя |
итого |
в среднем за год |
|||
|
1 |
Лц С |
47 |
140 116,5 |
16,4 13,6 |
3,6 7,0 |
160 137,1 |
70 58,3 |
8,2 6,8 |
1,6 3,2 |
79,8 68,3 |
1,7 1,5 |
|
2 |
Лц С |
47 |
228,2 135,5 |
26,7 15,9 |
5,9 3,5 |
260,8 154,9 |
114,1 67,8 |
13,4 8,0 |
2,7 1,6 |
130,2 77,4 |
2,8 1,6 |
|
3 |
Лц С |
47 |
99,4 146,2 |
11,6 17,1 |
2,6 3,8 |
113,6 167,1 |
49,7 73,1 |
5,8 8,6 |
1,2 1,7 |
56,7 83,4 |
1,2 1,8 |
|
4 |
C |
47 |
223,6 |
26,2 |
5,8 |
255,6 |
111,8 |
13,1 |
2,6 |
127,5 |
2,7 |
|
5 |
C |
34 |
158,2 |
18,5 |
4,1 |
180,8 |
79,1 |
9,3 |
1,8 |
90,2 |
2,7 |
|
6 |
Лц Сс С |
48 |
252 72,8 20,5 |
29,5 14,6 2,4 |
6,6 10,9 0,5 |
288,1 98,3 23,4 |
126 36,4 10,3 |
14,8 7,3 1,2 |
3,0 4,9 0,2 |
143,8 48,6 11,7 |
3,0 1,0 0,2 |
Наибольшее количество фитомассы формируется в
смешанных сосново-лиственничных лесных культурах на пп №2 в условиях свежей
сурамени: общая фитомасса лиственницы составляет 260,8 т/га, сосны обыкновенной
–
154,9 т/га. Такой же примерно запас фитомассы имеется и в лесных культурах на
пп №6: фитомасса лиственницы – 228,1 т/га, сосны кедровой сибирской – 98,3
т/га. Чистые сосновые культуры имеют меньший запас фитомассы по сравнению со
смешанными.
По размеру депонирования углерода лидируют также смешанные культуры лиственницы с сосной (пп №2) с аккумуляцией углерода 207,6 т/га, а за вегетационный период в среднем 4,4 т/га; в смешанных культурах лиственницы сибирской и сосны кедровой сибирской депонирование углерода составляет 204,1 т/га, в среднем за год - 4,2 т/га.
На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы: наиболее высокую продуктивность фитомассы и способность к аккумуляции углерода в условиях Кировской области имеют смешанные культуры сосны с лиственницей и данные типы смешения можно рекомендовать при создании насаждений углерододепонирующего назначения
1. Писаренко, А.И. Важность протокола Киото для лесного хозяйства России /А.И. Писаренко, В.В. Страхов // Журнал Лесное хозяйство. – 2008. - №2.- С. 2-4.
2. Уткин, А.И. Углеродный цикл и лесоводство / А.К. Уткин // Лесоведение. – 1995. – № 5. – С. 3-16.
3. Прокопьев, М.Н Культуры сосны в таежной зоне /М.Н. Прокопьев. – М.:-Лесн. пром-сть, 1981.. –136 с.
4. Комарова, Л.А. Культуры лиственницы сибирской на выработанных торфяниках в условиях Кировской области /Л.А. Комарова //Пути совершенствования возделывания основных с-х. культур в условиях Кировской области. — Пермь, 1975. — С. 115-121.
5. Незабудкин, Г.К. Обследование и исследование лесных и плантационных культур /Г.К. Незабудкин. — Йошкар-Ола, 1971. — 51 с.
6. Усольцев, В.А. Оценка запаса углерода в фитомассе лиственничных экосистем Северной Евразии /В.А. Усольцев, А.И. Колтунова //Экология. – 2001.- №4.- С. 258-266.