структура фитомассы и физиологические процессы ели в

СТРУКТУРА ФИТОМАССЫ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
ЕЛИ В МЯГКОЛИСТВЕННЬГХ ЛЕСАХ В СВЯЗИ С РУБКАМИ
З а р у б и н а Л . В., К о н о в а л о в В Н
Рыбинский лесхоз-техникум, Ярославская обл.
Северный научно-исследовательский
институт лесного хозяйства
Изучена активность физиологических процессов и распределение
фитомас-
сы у ели в б е р е з н я к а х и о с и н н и к а х с е в е р н о й и с р е д н е й п о д з о н а х т а й г и в с в я з и с
рубками главного
пользования. Л и с т в е н н ы е леса согласно д а н н ы х учета лесного
ф о н д а в А р х а н г е л ь с к о й о б л а с т и з а н и м а ю т о к о л о 20 % в с е й л е с о п о к р ы т о й
площа­
ди ( Т р у б и н и д р . , 2000). Н а ш и и с с л е д о в а н и я п о к а з ы в а ю т , ч т о п о д их п о л о г о м
име­
ется б о л ь ш о е к о л и ч е с т в о п о д р о с т а е л и р а з н о й в ы с о т ы и ж и з н е н н о г о с о с т о я н и я ( д о
10 т ы с . ш т . н а , 1 г а ) . О д н а к о в о п р о с о в ы ж и в а е м о с т и е л и в э т и х л е с а х
дискуссионным.
ных связей
Это вызвано
между ж и з н е н н ы м
недостаточной
состоянием
изученностью
остается
причинно-следствен­
подпологовых растений
и условиями
с р е д ы их о б и т а н и я , а т а к ж е д е ф о р м а ц и е й э т и х с в я з е й в с в я з и с р у б к а м и .
Наши
исследования
дениях черничного
проводились
типа разного
в двухярусных
возраста.
Опытная
лиственно-еловых
рубка деревьев
насаж­
(45-50 % по
з а п а с у ) п р о м ы ш л е н н ы м с п о с о б о м п р о в е д е н а к о м п л е к с о м м а ш и н на к о л е с н о м х о д у
«Локомо-990» (харвестер) + «Локомо-910) (форвардер) с вылетом
гидроманипуля­
т о р а на 10 м.
И з у ч е н и е с в е т о в о г о р е ж и м а показало, что наиболее о б е с п е ч е н ы светом рас­
тения вырубок.
Но у ж е в 2 3 - л е т н е м б е р е з н я к е п р и п о л н о т е
1,0 на д о л ю
нижних
я р у с о в и п о д р о с т а п р и х о д и т с я не м н о г и м б о л е е 10 % от с в е т а , п р и х о д я щ е г о к к р о ­
н а м . Э т о з н а ч и т е л ь н о н и ж е б и о л о г и ч е с к о й н о р м ы д л я е л и . По л и т е р а т у р н ы м
ным
развитие п о д р о с т а ели п о д п о л о г о м древостоев
дневной освещенности
в течение
вегетационного
идет у с п е ш н о
дан­
при средне­
п е р и о д а от 24 д о 40 % от п о л ­
ной. В спелых березняках и о с и н н и к а х освещенность в дневные часы также недос­
т а т о ч н а д л я у с п е ш н о г о р о с т а е л и ( н е б о л е е 7-12 т ы с . л к ) . С п р о д в и ж е н и е м к ю г у в
результате увеличения с о м к н у т о с т и
крон
и высоты деревьев
количество
прони­
к а ю щ е г о п о д п о л о г с о л н е ч н о г о с в е т а п а д а е т (с 15-20 % в с е в е р н о й п о д з о н е т а й г и
до 7-12 % в с р е д н е й ) . И з - з а н е д о с т а т к а с в е т а м н о г и е э к з е м п л я р ы п о д р о с т а у г н е т е ­
ны, часто с у с о х ш е й в е р х у ш е ч н о й п о ч к о й . Среди них встречается большое к о л и ­
ч е с т в о у с о х ш и х р а с т е н и й . В ы р у б к а 50 % з а п а с а у в е л и ч и в а е т о с в е щ е н н о с т ь
внутри
д р е в о с т о е в д о 30 % от п о л н о й .
Ф и з и о л о г и ч е с к и е п р о ц е с с ы у е л и н а и б о л е е а к т и в н о п р о т е к а ю т на в ы р у б к а х .
На 8 - л е т н е й и з - п о д б е р е з н я к а ч е р н и ч н о г о в ы р у б к е и н т е н с и в н о с т ь ф о т о с и н т е з а и
т р а н с п и р а ц и и у е л и д о р у б о ч н ы х г е н е р а ц и й в 2-3 р а з а в ы ш е , ч е м п о д п о л о г о м
( т а б л . 1).
Таблица 1
С р е д н я я и н т е н с и в н о с т ь ф и з и о л о г и ч е с к и х п р о ц е с с о в у ели
( в ы с о т а 1,6-1,8 м ) н а о п ы т н ы х у ч а с т к а х
Объекты
исследований
Освещен­
ность,
Фотосин­
Транспи-
тез, м г
р а ц и я , мг
тыс. л к
Вырубка 6 лет
Березняк 23 л е т
Х л о р о ­ Сток угле­
филл,
рода, г
С0 /г-ч
Н 0/гч
мг/г
48,5
42,3
449
0,96
84,8
11,5
7,0
130
0,87
н е опр.
50,5
2
2
С/деревцо
25,0
27,5
259
0,55
О с и н н и к 42 л е т
13,0
12,6
180
0,73
36,5
О с и н н и к 55 л е т
О с и н н и к 55 л е т с в ы р у б к о й
10,0
9,4
103
1,32
н е опр.
45 % з а п а с а
26,3
28,6
344
0,89
н е опр.
7,0
6Д
131
1,06
32,6
28,8
27,5
321
1,09
96,9
Е л ь н и к 27 л е т
Березняк 55 л е т
Березняк 55 л е т с в ы р у б к о й
50 % з а п а с а
И з в е с т н о , что р а с т е н и я с а к т и в н ы м ф о т о с и н т е з о м и м е ю т и более
высокий
прирост б и о м а с с ы . Н а в ы р у б к е п р и р о с т г л а в н о г о осевого побега у ели с р е д н е й
высоты (2,0 м) д о с т и г а е т 40-50 см в год, а сухая м а с с а хвои на б о к о в ы х побегах
0,4-0,5 г. Это в 3-4 раза б о л ь ш е , чем у п о д п о л о г о в ы х р а с т е н и й . С п о с о б н о с т ь к ф о ­
тосинтетическому
связыванию
атмосферного
углерода у растений
на в ы р у б к е
т а к ж е в ы ш е , ч е м в д р е в о с т о я х , что о б у с л о в л е н о к а ч е с т в е н н ы м и и к о л и ч е с т в е н н ы ­
ми р а з л и ч и я м и хвои. Н а в ы р у б к е одно д е р е в ц о е л и в ы с о т о й 1,6-1,8 м за вегетаци­
онный п е р и о д в ходе ф о т о с и н т е т и ч е с к и х р е а к ц и й с в я з ы в а е т а т м о с ф е р н о г о угле­
р о д а в 2,5 р а з а б о л ь ш е , чем д е р е в ц о т а к о й же в ы с о т ы п о д п о л о г о м . П р и м е ч а т е л ь ­
но,
что н е с м о т р я на в ы с о к у ю о с в е щ е н н о с т ь , с о д е р ж а н и е х л о р о ф и л л а у р а с т е н и й
на в ы р у б к е по с р а в н е н и ю с контролем и з м е н и л о с ь н е з н а ч и т е л ь н о .
Комплексные рубки, увеличив
поступление
света п о д полог,
значительно
а к т и в и з и р о в а л и ф и з и о л о г и ч е с к у ю д е я т е л ь н о с т ь ели. Через 6 л е т после р у б к и ин­
т е н с и в н о с т ь ф о т о с и н т е з а и т р а н с п и р а ц и и у ели всех к а т е г о р и й высот на разре­
ж е н н ы х у ч а с т к а х б ы л и в 2-3 р а з а в ы ш е , ч е м в д р е в о с т о я х , не т р о н у т ы х р у б к о й .
П р и м е р н о на т а к у ю же в е л и ч и н у возросла у р а с т е н и й и с п о с о б н о с т ь к с в я з ы в а н и ю
а т м о с ф е р н о г о у г л е р о д а . С о д е р ж а н и е х л о р о ф и л л а за этот п е р и о д у е л и в б е р е з н я к е ,
где была п р о в е д е н а в ы б о р о ч н а я рубка, с о х р а н и л о с ь на у р о в н е к о н т р о л я , в осин­
нике п о н и з и л о с ь на 32 %.
В результате
разреживания
полога заметно
выросла
масса
подпологовых
елочек, и з м е н и л о с ь о т н о ш е н и е между ее ф р а к ц и я м и : д о л я с т в о л о в о й
древесины
у м е н ь ш и л а с ь с 41 % в к о н т р о л е до 27 % на р а з р е ж е н н о м у ч а с т к е , а количество
хвои, н а п р о т и в , возросло с 11 до 28 % (табл. 2).
Таблица 2
Ф р а к ц и о н н ы й состав и запас а б с о л ю т н о с у х о й б и о м а с с ы ели
( в ы с о т а 1,6-1,8 м ) н а о п ы т н ы х у ч а с т к а х , г
Хвоя
Объекты
всего
в т. ч .
Ветки
Ствол
Корни
1 года
Общая
биомасса
В ы р у б к а 8 лет
256.6
148,3
186,8
291,3
183,7
918,4
Е л ь н и к 27 л е т
284,7
103,7
200,6
316,5
200,5
1002,3
О с и н н и к 42 л е т
159,6
65,1
144,9
260,6
141,3
706,4
Б е р е з н я к 55 л е т
95,7
17,9
246,3
354,5
174,1
870,6
357,6
132,6
319,8
338,1
253,9
1269,4
Б е р е з н я к 55 л е т с в ы ­
р у б к о й 50 % з а п а с а
Следует особо п о д ч е р к н у т ь , что в л и с т в е н н о - е л о в ы х лесах с п о м о щ ь ю
п л е к с н ы х р у б о к удается не т о л ь к о у в е л и ч и в а т ь
общий
объем
ком­
ассимиляционного
а п п а р а т а у п о д п о л о г о в о й е л и , но и з н а ч и т е л ь н о п о в ы ш а т ь в н е м д о л ю м о л о д о й а к ­
т и в н о р а б о т а ю щ е й х в о и (в 2 р а з а ) .
Н а б л ю д а е м о е у м е н ь ш е н и е веса р а с т е н и й на в ы р у б к е по с р а в н е н и ю с в е с о м
р а с т е н и й из п р о р е ж е н н о й ч а с т и б е р е з н я к а п р е ж д е в с е г о с в я з а н о с более у с к о р е н ­
н ы м р о с т о м и м е н ь ш е й м у т о в ч а т о с т ь ю их на в ы р у б к е , а т а к ж е м е н ь ш и м в о з р а с т о м
(13 и 27 л е т с о о т в е т с т в е н н о ) .
Таким
образом,
морфофизиологические
исследования
выявили
высокую
ж и з н е с п о с о б н о с т ь е л и на 8 - л е т н и х в ы р у б к а х С е в е р а и на у ч а с т к а х б е р е з н я к о в
и
осинников с комплексными рубками. Напротив, недостаток световой энергии, в ы ­
сокая корневая
конкуренция
в загущенных лиственно-еловых
насаждениях
пятствуют нормальному развитию подпологовых растений и подроста,
продолжительность жизни, снижают физиологическую
Интенсивность
рубки
пре­
сокращают
и р о с т о в у ю а к т и в н о с т ь их.
45-50 % о т з а п а с а п е р в о г о я р у с а в п о л н е д о с т а т о ч н а д л я
у л у ч ш е н и я условий роста п о д п о л о г о в о й ели.
Литература
1 , Т р у б и н Д . В., Т р е т ь я к о в С. В., К о п т е в С. В. и д р . Д и н а м и к а и п е р с п е к т и в ы
л е с о п о л ь з о в а н и я в А р х а н г е л ь с к о й области. - А р х а н г е л ь с к : Изд-во А р х а н г . гос.
т е х н . у н - в а , 2000. 56 с.