Особенности хода роста ели сибирской на верхнем пределе ее распространения



жүктеу 125.54 Kb.
Дата07.02.2019
өлшемі125.54 Kb.

ЭКОЛОГИЯ, 2008, №1, с. 65-69

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ



УДК 630*562.1

ОСОБЕННОСТИ ХОДА РОСТА ЕЛИ СИБИРСКОЙ

НА ВЕРХНЕМ ПРЕДЕЛЕ ЕЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ

(ЮЖНЫЙ УРАЛ, МАССИВ ИРЕМЕЛЬ)

© 2008 г. Т. С. Бабенко*, 3. Я. Нагимов*, П. А. Моисеев**

*Уральский государственный лесотехнический университет

620100 Екатеринбург, Сибирский тракт, 36

**Институт экологии растений и животных УрО РАН

620144 Екатеринбург, ул. 8 Марта, 202

E-mail: moiseev@ipae.uran.ru Поступила в редакцию 11.09.2006 г.

Ключевые слова: Picea obovata, Южный Урал, подгольцовыи пояс, возрастная динамика объема.

Согласно оценкам Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC, 2001), осредненная температура поверхности на­шей планеты увеличилась на 0.3-0.6 град за по­следние 100 лет и на 0.2-0.3 град - за последние 40 лет, причем в высоких широтах наблюдалось наибольшее увеличение температуры по сравне­нию с умеренными и тропическими. Поэтому при продолжении глобального потеплении климата в полярных регионах и высокогорьях должны про­изойти значительные изменения в биоте, в том числе смещение к северу и выше в горы ботани-ко-географических зон и рубежей, в частности полярной и верхней границ распространения дре­весной растительности. Это подтверждают и ре­зультаты ряда исследований последних десятиле­тий: в Канаде (Kearney, 1982; Lavoie, Payette, 1992), в различных районах США (Denton, Karlen, 1977; Jakubos, Romme, 1993; Taylor, 1995; Weisberg, Bak­er, 1995; Woodward et al., 1995; Lloyd, Graumlich, 1997), в Северной Европе (Kullman, Engelmark, 1997), в России (Шиятов, 1983; Moiseev, Shiyatov, 2003), в Новой Зеландии (Wardle, Coleman, 1992) -уже сейчас предел распространения древесных видов сместился вверх на сотни метров по верти­кали, а верхняя граница островных мелколесий и сомкнутых лесов - на десятки метров.

Сопоставление современной растительности с зафиксированной на старых фотоснимках, прове­денное в различных точках массива Иремель (Южный Урал) (Шиятов, 1983; Moiseev, Shiyatov, 2003), а также последующие натурные исследова­ния (Моисеев и др., 2004) показали, что в течение последних 100 лет в пределах подгольцового и нижней части горно-тундрового поясов происхо­дило энергичное возобновление древесной расти­тельности под пологом редколесий и парковых лесов, а также ее расселение на территориях, ко-

торые раньше были заняты луговыми и тундро­выми сообществами. На покрытых каменными россыпями крутых склонах и переувлажненных ложбинах стока высотное положение верхней границы мелколесий и сомкнутых лесов измени­лось на 20—40 м по высоте и 100-300 м - по гори­зонтали, а на пологих склонах, где имеется хоро­шо сформировавшийся почвенный покров, эти границы сместились до 60-80 м и 600-900 м соот­ветственно.

На наш взгляд, столь быстрые и значительные изменения лесопокрытости территорий (от от­крытых, почти безлесных, до сомкнутых лесных сообществ) не могли не сказаться на условиях произрастания древесных видов на верхнем пре­деле их распространения. В связи с этим нами был проведен сравнительный анализ хода роста ство­лов ели сибирской, появлявшихся в различные временные интервалы в течение последнего сто­летия на различных высотных уровнях современ­ного лесотундрового экотона, для оценки степени воздействия произошедших изменений на улуч­шение или ухудшение условий произрастания древесных видов.

Исследования проводились по методике меж­дународного проекта INTAS-01-0052. На юго-за­падном склоне г. М. Иремель был заложен про­филь на участке склона с хорошо сформирован­ными почвами и типичной для данного района растительностью. На профиле фиксировали три высотных уровня: первый (верхний) - на высоте 1300 м над ур. м., второй (средний) - на высоте 1260 м и третий (нижний) - на высоте 1210 м. На этих уровнях согласно принятой методике за­кладывались от 3 до 6 макроплощадок размером 20 х 20 м. В пределах высотного уровня макро­площадки располагали таким образом, чтобы их центры отстояли друг от друга на расстоянии не


5 ЭКОЛОГИЯ № 1 2008

66

БАБЕНКО и др.



Таблица 1. Таксационная характеристика деревьев пробных площадей

Характеристика

Высотный уровень

верхний

средний

нижний

Средний диаметр ствола у основания, см

10.6

13.5

24.2

Средний диаметр ствола на высоте груди, см

7.5

10.4

20.3

Средняя высота ствола, м

3.3

5.3

10.5

Средний возраст деревьев, лет

48

74

100

Средний диаметр кроны, м

1.7

2.75

5.0

Кол-во стволов ели, шт/га

1417

1450

1480

Общее кол-во стволов, шт/га

2050

1608

1600

Полнота

0.30

0.52

0.71

более 5-10 м по вертикали и не более 50-100 м по горизонтали. Каждую макроплощадку разбивали на 4 мезоплощадки размером 10 х 10 м.

На всех мезоплощадках для каждого живого и сухостойного дерева устанавливали следующие характеристики: номер, точное местоположение (азимут и расстояние от центра макроплощадки до дерева), форма дерева (одноствольная, много­ствольная, стланниковая), высота, диаметр ство­ла у основания и на высоте груди. У живых дере­вьев дополнительно определяли диаметр проек­ции кроны по двум измерениям (первое - вдоль господствующего направления ветров, второе - в перпендикулярном направлении), ее протяжен­ность, а также возраст по буровым кернам.

Для изучения хода роста деревьев и определе­ния таксационных показателей древостоев за пределами макроплощадок по способу пропорци­онального ступенчатого представительства были отобраны 70 модельных деревьев ели (30 дере­вьев - на верхнем, 30 - на среднем и 10 - на ниж­нем высотных уровнях). До рубки у каждого из них устанавливали класс роста и развития по Крафту, форму, диаметр и протяженность кроны, а также на стволе отмечали северную сторону све­та. После рубки у модельных деревьев определяли возраст и длину. Затем производилась разделка ствола с выпиливанием кружков на шейке корня, отметке 1.3 м, серединах секций (одно- или двух­метровых) и конце последней секции.


Таблица 2. Граничные значения диаметров деревьев по возрастным и ранговым группам на различных высот­ных уровнях

Высотный

уровень


Ранговая

группа


Возрастная группа

30-50

50-70

70-90

90-120




1

2.0-4.5

3.8-8.0

6.7-12.4







2

4.6-5.5

8.1-10.2

12.5-13.7




Верхний

3

5.6-8.0

10.3-13.4

13.8-15.9







4

8.1-11.1

13.5-17.2

16.0-20.7







5

11.2-19.4

17.3-27.4

20.8-24.8







1

2.0-5.1

6.4-10.5

10.5-15.0







2

5.2-7.0

10.6-13.4

15.1-17.5




Средний

3

7.1-9.2

13.5-16.6

17.6-22.3







4

9.3-11.5

16.7-22.3

22.4-24.5







5

11.6-22.3

22.4-35.7

24.6-41.7







1







10.0-18.0

8.0-26.0




2







18.1-25.0

26.1-33.0

Нижний

3







25.1-29.0

33.1-36.0




4







29.1-32.0

36.1-43.0




5







32.1-43.0

43.1-60.0

ЭКОЛОГИЯ № 1 2008

ОСОБЕННОСТИ ХОДА РОСТА ЕЛИ СИБИРСКОЙ 67

ЭКОЛОГИЯ № 1 2008



68

БАБЕНКО и др.




Следует отметить, что круговые поперечные спилы позволяют оценить прирост по любому ра­диальному направлению, учесть различного рода нарушения в формировании колец и выявить ме­стонахождение частично выпадающих колец, по­этому они наиболее пригодны для датировки и определения характеристик радиального прироста.

В лабораторных условиях на лицевой стороне кружков строго через центр проводили две вза­имно перпендикулярные линии (диаметры) в на­правлении СЮ и ВЗ. Вдоль этих линий древесину тщательно зачищали для лучшей просматривае-мости годичных колец. Таким образом было подго­товлено более 700 кружков для дальнейшего ана­лиза. На кружках по четырем радиусам измеряли ширину каждого годичного кольца на полуавтома­тическом измерительном комплексе LINTABIII по программе TSAP-3.0.

Эти измерения и соответствующие расчеты позволили для всех модельных деревьев опреде­лить основные таксационные характеристики (диаметр, высоту, объем) по годам их жизни.

Материалы таксации исследуемых древостоев на макроплощадках и модельных деревьев (табл. 1) свидетельствуют о значительных различиях в структуре и росте подгольцовых древостоев, произ­растающих на разных высотных уровнях. В первую очередь обращает на себя внимание существенное уменьшение среднего возраста деревьев с увеличе­нием высоты над уровнем моря. Меньший сред­ний возраст и более жесткие лесорастительные условия на вышележащих уровнях обусловлива­ют более низкие таксационные показатели про­израстающих на них древостоев. Так, древостой первого уровня по сравнению с древостоями тре­тьего уровня отстают по среднему диаметру в 2.4 раза, по средней высоте - в 3.6 раза, по средне­му диаметру крон - в 2.9 раза, по абсолютной пол­ноте - в 2.4 раза и по густоте - в 2.4 раза.

Амплитуда колебания возраста деревьев ели существенно зависит от высоты над уровнем мо­ря. На первом высотном уровне возраст деревьев колеблется от 30 до 89 лет, на втором - от 36 до


  1. лет и на третьем - от 67 до 115 лет. Широкая
    амплитуда изменения возраста обусловливает диф­
    ференцированный подход к исследованию древо­
    стоев с выделением возрастных групп. С учетом
    характеристики распределения деревьев по воз­
    расту на верхнем и среднем высотных уровнях
    выделены три возрастных группы: в первую объ­
    единены деревья ели в возрасте от 30 до 50 лет, во
    вторую - от 51 до 70 лет и в третью - от 71 до

  2. лет. На нижнем уровне целесообразно выде­
    лить только две возрастных группы: первую - с
    диапазоном изменения возраста деревьев от 70 до
    90 лет, вторую - от 91 до 120 лет.

Известно, что в любом древостое особенности роста деревьев определяются их ранговым поло-

жением (Третьяков и др., 1952; Маслаков, 1981 и др.). Поэтому для получения более надежных ре­зультатов на каждом высотном уровне в исследу­емых древостоях с учетом распределения дере­вьев по диаметру были выделены 5 условных ран­говых групп деревьев. В табл. 2 приведены граничные значения диаметров с учетом возраст­ных поколений и ранговых групп деревьев.

Полученные материалы свидетельствуют о целесообразности изучения особенностей роста деревьев на высотных уровнях по выделенным возрастным группам, а в их пределах - по ранго­вым группам деревьев. На рисунке с учетом этих факторов показана возрастная динамика объе­мов деревьев ели. Анализируя эти данные, можно отметить следующее:


  1. На каждом высотном уровне объемы дере­-
    вьев, принадлежащих к одному возрастному по­
    колению, увеличиваются с улучшением их ранго­
    вого положения по диаметру. Это обстоятельство
    не требует особых разъяснений, а имеющиеся от­
    клонения от данной закономерности объясняют­
    ся особенностями подбора модельных деревьев.

  2. На верхнем и среднем высотных уровнях
    рост деревьев одинаковых ранговых групп по
    объему протекает тем интенсивнее, чем меньше
    порядковый номер их возрастного поколения: ли­-
    нии хода роста по объему у деревьев молодых по-­
    колений располагаются значительно выше, чем у
    деревьев старших поколений. Можно предполо­-
    жить, что это связано с заметным улучшением
    климатической обстановки в последние десятиле­-
    тия. Ценотические факторы в этих условиях вряд
    ли могут быть определяющими для роста дере-­
    вьев ели, о чем, в частности, свидетельствуют
    данные табл. 1. Древостой на этих высотных
    уровнях характеризуются низкими показателями
    густоты и полноты.

  3. На нижнем уровне более интенсивный рост
    по объему имеют деревья старшего возрастного
    поколения: линии возрастной динамики объемов
    у деревьев младшего возрастного поколения рас­-
    положены ниже, чем у деревьев старшего.

В данном случае эта закономерность, на наш взгляд, объяснятся конкурентными взаимоотно­шениями. На нижнем уровне древостой ели ха­рактеризуются достаточно высокой полнотой и густотой. Деревья младшего возрастного поколе­ния находятся преимущественно под пологом де­ревьев старшего возрастного поколения.

Таким образом, результаты проведенных ис­следований свидетельствуют о том, что ход роста деревьев ели по объему заметно отличается в за­висимости от времени их возникновения на верх­ней границе леса.

Работа выполнена в рамках международного проекта ИНТАС-01-0052 и РФФИ проект № 05-04-48466.


ЭКОЛОГИЯ № 1 2008

ОСОБЕННОСТИ ХОДА РОСТА ЕЛИ СИБИРСКОЙ

69



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Маслаков ЕЛ. Эколого-ценотические факторы воз­обновления и формирования (организации) насажде­ний сосны: Автореф. дис. ... докт. биол. наук. Сверд­ловск: Институт экологии растений и животных УНЦ, 1981.50 с.

Моисеев П.А., Ван дер Меер М., Риглинг А., Шев­ченко И.Г. Влияние изменений климата на формиро­вание поколений ели сибирской в подгольцовых дре-востоях Южного Урала // Экология. 2004. № 3. С. 1-9.

Третьяков Н.В., Горский П.В, Самойлович Г.Г. Спра­вочник таксатора. М.; Л.: Гослесбумиздат, 1952. 854 с.

Шиятов С.Г. Опыт использования старых фотосним­ков для изучения смен лесной растительности на верх­нем пределе ее произрастания // Флористические и геоботанические исследования на Урале. Свердловск, 1983. С. 76-109.

Denton G.H., Karlen W. Holocene glaicial and tree-line vari­ation in the White River valley and Skolai Pass, Alaska and Yukon Territory // Quant. Res. 1977. № 7. P. 63-111.

JakubosB.,Romme W.H. Invasion of subalpine meadows by lodgepole pine in Yellowstone National Park, Wyoming, U.S.A. // Arctic and Alpine Res. 1993. № 25. P. 382-390.

Kearney M.S. Recent seedling establishment at timberline in Jasper National Park, Alberta // Canad. J. Bot. 1982. № 60. P. 2282-2287.

Kullman L., Engelmark O. Neoglacial climate control of sub­arctic Picea abies stand dynamics and range limit in Northern Sweden// Arc. Alp. Res. 1997. V. 29. № 3. P. 315-326. Lloyd A. H., Graumlich L.J. Holocene dynamic of treeline forests in the Sierra Nevada // Ecology. 1997. № 78. P. 1199-1210.

Lavoie C, Paeytte S. Black spruce growth forms as a records of a changing winter environmant at treeline, Quebec, Cana­da // Arc. Alp. Res. 1992. V. 24. № 1. P. 315-326. Moiseev PA., Shiyatov S.G. Vegetation dynamics at the treeline ecotone in the Ural highlands, Russia // Alpine Biodiversity in Europe / L. Nagy, G. Grabherr, D.B.A. Tho­mpson. Eds. /Ecological Studies. 2003. V. 167. P. 423-435. Taylor A.H. Forest expansion and climate change in the mountain hemlock (Tsuga mertensiana) zone, Lassen Volca­nic National Park, California, U.S.A. //Arc. Alp. Res. 1995. V. 27. № 3. P. 207-216.

War die P., Coleman M.C. Evidence for rising upper limits of four native New Zealand forest trees // New Zealand J. Bot. 1992. №30. P. 303-314.

Weisberg P.J., Baker W.L. Spatial variation in tree seedling and krummholz growth in the forest-tundra ecotone of Rocky Mountain National Park, Colorado // Arc. Alp. Res. 1995. V. 27. № 2. P. 40-49.

Woodward A., SchreinerE.G., SilsbeeD.G. Climate, geogra­phy, and tree establishment in subalpine meadows of the Olympic Mountains, Washington, U.S.A. // Arc. Alp. Res. 1995. V. 27. № 3. P. 217-225.

ЭКОЛОГИЯ № 1 2008

Каталог: sites -> default -> files -> publications -> Moiseev PA
publications -> Этносаралық Үйлесімділік жүйесіндегі саяси-мәдени механизмдердің орны әлеуметтік ғылым магистрі, аға оқытушы Сыздықова С. М
publications -> Қазақ әдебиетін дәуірлеу мәселесі Темірбай Мұқашев
publications -> Спортшылардың интеллектуалдық ой өрісі және оның спорттық Қызметтегі маңыздылығы абусейтов Бекахмет Зайнидинович
publications -> Ауыл шаруашылығын дамытудың жаңа бағыттары түйін Мақалада ауыл шаруашылығын дамытудың жаңа жолы «Агробизнес 2020»
publications -> Қазақстандағы мемлекеттік-жекешелік әріптестік: құқықтық реттеу
publications -> 1 қаңтар 2012, 12: 09 Бұл дағдарысты әлем экономикасының уақытша тежелуі деп түсіну қажет 49
publications -> Қазақстандағы корей тілін оқытуда интерактивті құралдарды қолдану әдісі
publications -> Әож 378-1а оқУ Үрдісінде мультимедиялық ҚҰрылғыларды қолданудың Қажеттілігі
publications -> Үндістан-Бангладеш қарым-қатынастарының кейбір астарлары


Достарыңызбен бөлісу:


©kzref.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет