Длительность существования леса на исследованной территории

Современные представления о функционировании лесных экосистем основаны на понимании того факта, что длительное существование экосистемы без сильных внешних воздействий (антропогенных или природных), уничтожающих её или ключевые её элементы, приводит к формированию климаксового сообщества, способного неопределённо долго существовать в состоянии динамического равновесия (Смирнова, 2004). Сильные внешние воздействия приводят к длительно сохраняющемуся упрощению структуры сообществ.

Изменение сложности сообщества, а следовательно, принадлежность его к климаксовым, можно оценить качественно и количественно (Смирнова, 2004). Определяющий признак (применимо к современным условиям района исследований) – доминирование популяций берёзы и осины, чередующихся с открытыми пространствами. Из перечисленных далее в цитируемой публикации шести признаков климаксовых сообществ в рамках выполняемой работы возможно оценить онтогенетическую полночленность популяций, то есть, наличие в ней деревьев разных стадий развития. Прочие признаки либо неактуальны в условиях лесостепи Сибири, либо их оценка выходит за пределы возможностей используемых методов.  

Проверка возможности приближения возраста деревьев их диаметром, проведённая для берёзы и осины, показала правомерность этого подхода. Для берёзы коэффициент корреляции Спирмена между возрастом и диаметром ρ = 0,41, уровень значимости p = 1,64×10^-6, что указывает на высокую достоверность полученного результата. Линейная модель, построенная для связи диаметра и возраста деревьев берёзы, также высокозначима статистически (p = 4,06×10^-7). Связь диаметра и возраста для осины также подтверждается результатами корреляционного анализа (ρ = 0,66, p = 0,018) и линейного регрессионного анализа (p = 0,011).

Исследованные в этом отношении берёзовых древостоев имеют нормальный тип онтогенетического спектра, когда представлены все онтогенетические состояния. Однако, в некоторых случаях онтогенетческий спектр указывает на происходившие в прошлом или текущие процессы инвазии (освоения видом данной территории) или регрессии (старения древостоя без замещения выпадающих особей молодыми) (Рисунок 5). Онтогенетические спектры осиновых древостоев также весьма разнообразны, вплоть до присутствия среди них древостоев в истинно инвазионном состоянии (Рисунок 6), но и среди них преобладают спектры нормального типа. Преобладание онтогенетически полночленных древостоев даёт нам право утверждать, что насаждения исследованной территории находятся в климаксовом состоянии. На это же указывают результаты проводившихся здесь же геоботанических исследований (Н.Н. Лащинский, неопубликованные данные), которые также указывают на климаксное состояние экосистем исследованной территории.

Резюме

Климаксовая экосистема занимает территорию бассейна крупного ручья или часть бассейна небольшой реки, находится в состоянии динамического равновесия и представляет собой мозаику участков, часть из которых находится в нормальном состоянии, а часть восстанавливается после эндогенных (связанных с внутренними процессами экосистемы) нарушений локального масштаба (Смирнова, 2004). Исследованная территория занята именно такими экосистемами. Климаксные (квазиклимаксные) экосистемы формируются на протяжении жизни 2–3 поколений деревьев-эдификаторов (Смирнова, 2004) (в нашем случае берёзы и, в меньшей степени, осины). Следовательно, изученная территория не подвергалась интенсивным хозяйственным воздействиям, по крайней мере, 200–300 лет.

 

 

Справочная литература

Анучин Н.П. Лесная таксация: Учебник для вузов. 5-е изд., доп. М.: Лесная промышленность, 1982. 552 с.

Булыгин Н.Е., Ярмишко В.Т. Дендрология: Учебник. 2-е изд. М.: МГУЛ, 2003. 528 с.

Восточноевропейские леса: история в голоцене и современность. Книга 1. / Отв. ред. О.В. Смирнова. М.: Наука, 2004. 479 с.

Горчаковский П. Таёжные и лесостепные березняки Приобья (ботанико-географический очерк) // Сб. трудов по лесному хозяйству. Вып. 1. Свердловск: Свердловск. обл. книжн. изд-во., 1949. С. 62–100.

Горшков В.В., Катютин П.Н., Ставрова Н.И. Структура популяций Betula pubescens (Betulaceae) в северотаежных лесных сообществах с различной давностью нарушения // Растительные ресурсы. 2005. Т. 41. № 2. С. 1–16.

ГОСТ 18486-87. Лесоводство. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1988. 25 с. 

Гвоздецкий Н.А., Михайлов Н.И. Физическая география СССР. Азиатская часть. Изд. 3-е, испр. и доп. М.: Мысль, 1978. 512 с.

Демидовская Л.Ф. Берёзовые колочные леса Северного Казахстана и их типы // Тр. по лесному хозяйству. Вып. 4. Новосибирск, 1958. С. 171–179.

Жильцова С.Г. Анализ возрастной структуры древостоев болотных березняков с использованием традиционных статистик и функции Вейбулла // Гео-Сибирь. 2011. Т. 3. № 2. С. 180–184.

Комин Г.Е., Семечкин И.В. Возрастная структура древостоев и принципы ее типизации // Лесоведение. 1970. № 2. С. 24–33.

Крылов Г.В. Берёзовые леса Томской области и их типы. Новосибирск, 1953. 123 с.

Крылов Г.В., Крылов А.Г. Леса Западной Сибири // Леса СССР. Леса Урала, Сибири и Дальнего Востока. Т. 4. М.: Наука, 1969. С. 157–247.

Курепин Ю.В. О типологии и полезащитной роли берёзовых колков лесостепного Притоболья // Тр. по лесному хозяйству. Вып. 4. Новосибирск, 1958. С. 164–170.

Лесоустроительная инструкция. Утв. приказом Минприроды России от 29.03.2018 № 122. 73 с.

Общесоюзные нормативы для таксации лесов / В.В. Загреев, В.И. Сухих, А.З. Швиденко, Н.Н. Гусев, А.Г. Мошкалев. М.: Колос, 1992. 195 с.

Попов В.К. Берёзовые леса Центральной лесостепи России. Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. ун-та, 2003. 424 с.

Семечкин И.В. Структура и динамика кедровников Сибири. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2002. 253 с.

Словарь терминов и понятий работника леса / Сост. Н.Ф. Тихонов. Новосибирск, 2004. 608 с.

Смирнова О.В. Методологические подходы и методы оценки климаксового и сукцессионного состояния лесных экосистем (на примере восточноевропейских лесов) // Лесоведение. 2004. №3. С. 15–27.

Справочное пособие по таксации и устройству лесов Сибири / Е.Л. Беззаботнов, Б.А. Богоявленский, П.М. Верхунов, В.Ф. Лебков, Г.П. Мотовилов, И.В. Семечкин, В.Н. Тихомиров, Э.Н. Фалалеев, Н.Г. Харин, С.С. Шанин. Красноярск: Красноярск. книжн. изд-во, 1966. 378 с.

Чупров Н.П. Возрастная структура берёзовых насаждений Архангельской области // Лесной журнал. 1965. Т. 8. №6. С. 28–31.

Чупров Н.П. Зональные особенности возрастной структуры березово-еловых древостоев Европейского Севера // Лесоведение. 1988. № 3. С. 11–20.

R Core Team. R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical   Computing, Vienna, Austria. 2018. URL https://www.R-project.org/.

 

Приложения

Приложение 1. Размещение и размеры пробных площадей

Все пробные площади заложены на 55° с.ш. и 83° в.д. Для широты и долготы в таблице приведены пять значащих цифр после запятой.

№ ПП	c.ш., °	в.д., °	Площадь, га-1
1	03260	16650	0,1
2	03161	16717	0,1
3	03306	16931	0,1
4	03495	17160	0,1
5	03603	17520	0,1
5a	03637	17384	0,1
6	03736	17284	0,06
7	03895	17781	0,1
8	03660	18014	0,06
9	03857	18146	0,06
10	04070	17565	0,1
11	04185	18030	0,06
12	04320	17967	0,1
12a	04306	18034	0,1
15	04332	18439	0,06
15a	04335	18384	0,1
15b	04373	18469	0,1
17	04216	18918	0,1
18	04564	18817	0,06
19	04553	19103	0,1
20	04499	19326	0,1
21	04255	19338	0,1
21a	04201	19423	0,1
22	03945	19052	0,1
23	04154	19677	0,1
24	04379	19706	0,1
25	04661	19889	0,1
25a	04713	20045	0,1
25b	04801	20281	0,06
27	04513	20387	0,1
28	04276	20299	0,1
30	04802	20757	0,1
30a	04995	20913	0,06
31	04613	20606	0,1
32	04395	20976	0,06
34	04546	20902	0,1
35	04762	21112	0,1
36	05062	21442	0,1
37	04660	21159	0,05
38	04617	21531	0,1
39	04826	21442	0,1
40	04903	21937	0,06
41	04700	21742	0,1
42	04747	22028	0,06
43	04815	22273	0,06
44	04944	22309	0,06
45	05116	22397	0,1
46	05195	22623	0,06
47	05231	22935	0,1
48	05243	23148	0,1
49	05249	23278	0,1
50	05408	23495	0,1
51	05320	23839	0,06
52	03913	17984	0,05
52a	03974	17928	0,1
53	04712	18577	0,05
54	04848	19144	0,06
55	11140	25449	0,1
56	11242	24664	0,06
57	11381	24819	0,06
58	11918	23093	0,1
59	11966	23193	0,06
60	12233	23495	0,1
61	12178	23904	0,1
62	12195	24180	0,1
63	11564	21813	0,1
64	11716	21943	0,1
65	11880	22463	0,06
66	11966	22830	0,1
66a	11957	23138	0,1
67	11952	23143	0,1
68	11826	18984	0,1
69	11793	18758	0,1

 

 

Рисунок 7. Расположение пробных площадей в бассейне р. Токалиха

Рисунок 8. Расположение пробных площадей в бассейне р. Смородинка

 

Приложение 2. Таксационные описания насаждений на пробных площадях

Результаты таксации насаждений представляют полные данные о входящих в их состав древостоях, включая не выделяющиеся согласно Лесоустроительной инструкции как отдельные элементы в силу незначительности запаса. В описании состава использованы общепринятые сокращения (берёза – Б, осина – Ос, сосна – С).

На рисунках приведено распределение деревьев каждой породы по диаметрам, их возраста́ (круги) и высоты (квадраты). Данные о распределении по диаметрам представлены в виде общепринятого в таксации распределения по 4-сантиметровым ступеням толщины. Имеющее место на некоторых рисунках несовпадение диаметров и возрастов/высот связано или с погрешностями измерения диаметров (при несовпадении на одну или две ступени толщины) (ПП 2, 3, 4, 7, 10, 12, 24, 30, 31, 34, 38, 46, 52, 54, 56, 62, 69), или с измерением предельных возрастов деревьев, находящихся вблизи пробной площади, но за её пределами (ПП 11, 44).

 

Пробная площадь 1

Характеристика насаждения:

Насаждение сложное, одновозрастное. Состав верхнего яруса 10Б, возраст 108 лет. Состав второго яруса 5,4Б4,6Ос, возраст 60 лет.

Результаты таксации насаждения:

Ярус	Порода	Доля в составе	Высота, м	Возраст, лет	Диаметр, см	Запас, м3 га-1	Площадь поперечного сечения, м2 га-1	Количество стволов, га-1	Бонитет	Полнота
1	Б	10	40	108	56	396,3	22,6	90	Ib	0,71
2	Б	5,4	28	90	36	52,2	4,2	40
	Ос	4,6	28	60	26	44,5	3,3	60

 

Пробная площадь 2

Характеристика насаждения:

Насаждение простое, разновозрастное. Состав 10Б, возраст преобладающего поколения 65 лет, распадающегося старого – 95 лет.

Результаты таксации насаждения:

Ярус	Порода	Доля в составе	Высота, м	Возраст, лет	Диаметр, см	Запас, м3 га-1	Площадь поперечного сечения, м2 га-1	Количество стволов, га-1	Бонитет	Полнота
1	Б	7,8	36	65	31	239,1	15,1	190	Iб	0,49
	Б	2,2	38	95	71	66	4,0	10

 

Пробная площадь 3

Характеристика насаждения:

Насаждение простое, тип возрастной структуры не определён. Состав 10Б, возраст преобладающего поколения 84 года (максимальный 91 год).

Результаты таксации насаждения:

Ярус	Порода	Доля в составе	Высота, м	Возраст, лет	Диаметр, см	Запас, м3 га-1	Площадь поперечного сечения, м2 га-1	Количество стволов, га-1	Бонитет	Полнота
1	Б	9,2	31	84	43	392,8	28,7	190	Iа	0,92
	Б	0,8	26	50	22	36,0	3,1	80

 

Пробная площадь 4

Характеристика насаждения:

Насаждение простое, разновозрастное. Состав верхнего яруса 10Б, возраст преобладающего поколения 84 года (максимальный 91 год).

Результаты таксации насаждения:

Ярус	Порода	Доля в составе	Высота, м	Возраст, лет	Диаметр, см	Запас, м3 га-1	Площадь поперечного сечения, м2 га-1	Количество стволов, га-1	Бонитет	Полнота
1	Б	10	35	96	50	284,8	18,5	90	Iб	0,56
2	Б	10	27	97	20	23,9	2,0	60
3	Ос	10	18	25	10	6,3	0,7	90

 

Пробная площадь 5

Характеристика насаждения:

Насаждение простое, разновозрастное. Состав верхнего яруса 10Б + Ос, возраст преобладающего поколения 100 лет.

Результаты таксации насаждения:

Ярус	Порода	Доля в составе	Высота, м	Возраст, лет	Диаметр, см	Запас, м3 га-1	Площадь поперечного сечения, м2 га-1	Количество стволов, га-1	Бонитет	Полнота
1	Б	9,5	30	100	41	210,9	15,9	110	I	0,54
	Ос	0,5	28	50	24	11,8	0,9	20
2	Б	6,2	16	35	13	6,1	0,8	60
	Ос	3,8	16	15	9	3,8	0,5	70

 

Пробная площадь 5a

Характеристика насаждения:

Насаждение простое, одновозрастное. Состав 10Ос+Б, возраст 65 лет.

Результаты таксации насаждения:

Ярус	Порода	Доля в составе	Высота, м	Возраст, лет	Диаметр, см	Запас, м3 га-1	Площадь поперечного сечения, м2 га-1	Количество стволов, га-1	Бонитет	Полнота
1	Ос	9,9	27	65	30	248,7	19,2	270	I	0,52
	Б	0,1	25	40	15	2,0	0,2	10

 

Пробная площадь 6

Характеристика насаждения:

Насаждение простое, разновозрастное. Состав 10Б, возраст преобладающего поколения 71 год.

Результаты таксации насаждения:

Ярус	Порода	Доля в составе	Высота, м	Возраст, лет	Диаметр, см	Запас, м3 га-1	Площадь поперечного сечения, м2 га-1	Количество стволов, га-1	Бонитет	Полнота
1	Б	9,3	33	71	28	328,5	22,6	350	Iб	0,68
	Б	0,7	27	45	14	24,17	2	133

 

Пробная площадь 7

Характеристика насаждения:

Насаждение простое, одновозрастное. Состав 5,1Б4,0Ос0,9С, возраст преобладающего поколения осины 86 лет, берёзы 70 лет (максимальный 75 лет).

Результаты таксации насаждения:

Ярус	Порода	Доля в составе	Высота, м	Возраст, лет	Диаметр, см	Запас, м3 га-1	Площадь поперечного сечения, м2 га-1	Количество стволов, га-1	Бонитет	Полнота
1	Б	5,1	30	70	33	184,4	13,9	150	Iа	0,73
	Ос	4,0	36	86	32	141,7	8,3	100
	С	0,9	30	95	56	32,1	2,5	10

 

Пробная площадь 8

Характеристика насаждения:

Насаждение простое, тип возрастной структуры не определён. Состав верхнего яруса 10Б, возраст преобладающего поколения 90 лет (максимальный 99 лет).

Результаты таксации насаждения:

Ярус	Порода	Доля в составе	Высота, м	Возраст, лет	Диаметр, см	Запас, м3 га-1	Площадь поперечного сечения, м2 га-1	Количество стволов, га-1	Бонитет	Полнота
1	Б	10	28	90	30	331,8	26,7	350	I	0,87
2	Ос	7,7	15	20	9	4,5	0,6	83
	Б	2,3	15	25	12	1,3	0,2	17

 

Пробная площадь 9

Характеристика насаждения:

Насаждение простое, разновозрастное. Состав верхнего яруса 10Б+Ос, возраст преобладающего поколения 82 года (максимальный 88 лет). Значительная часть второго яруса представлена деревьями берёзы возраста около 80 лет, отставшими в росте.

Результаты таксации насаждения:

Ярус	Порода	Доля в составе	Высота, м	Возраст, лет	Диаметр, см	Запас, м3 га-1	Площадь поперечного сечения, м2 га-1	Количество стволов, га-1	Бонитет	Полнота
1	Б	9,5	33	82	47	523,2	35,9	200	Iа	1,18
	Ос	0,5	33	70	36	26,7	1,7	17
2	Б	5,4	23	81	19	28,0	2,7	83
	Ос	4,6	23	30	12	24,2	2,2	133

 

Пробная площадь 10

Характеристика насаждения:

Насаждение простое, разновозрастное. Состав верхнего яруса 10Б+Ос.

Результаты таксации насаждения:

Ярус	Порода	Доля в составе	Высота, м	Возраст, лет	Диаметр, см	Запас, м3 га-1	Площадь поперечного сечения, м2 га-1	Количество стволов, га-1	Бонитет	Полнота
1	Б	9,7	26	70	31	115,1	10,0	130	I	0,38
	Ос	0,3	24	50	20	3,6	0,3	10
2	Б	7,9	20	20	12	7,7	0,9	70
	Ос	2,1	16	20	9	2,1	0,3	40

 

Пробная площадь 11

Характеристика насаждения:

Насаждение простое, тип возрастной структуры не определён. Состав верхнего яруса 10Б, возраст преобладающего поколения 84 года (максимальный 88 лет).

Результаты таксации насаждения:

Ярус	Порода	Доля в составе	Высота, м	Возраст, лет	Диаметр, см	Запас, м3 га-1	Площадь поперечного сечения, м2 га-1	Количество стволов, га-1	Бонитет	Полнота
1	Б	10	24	84	26	194,5	18,2	317	I	0,71
2	Б	8,9	14	25	14	11,3	1,8	117
	Ос	1,1	14	15	8	1,3	0,2	33

 

Пробная площадь 12

Характеристика насаждения:

Насаждение простое, разновозрастное. Состав верхнего яруса 10Б+Ос, возраст преобладающего поколения 77 лет (максимальный 80 лет).

Результаты таксации насаждения:

Ярус	Порода	Доля в составе	Высота, м	Возраст, лет	Диаметр, см	Запас, м3 га-1	Площадь поперечного сечения, м2 га-1	Количество стволов, га-1	Бонитет	Полнота
1	Б	9,8	29	77	30	290,7	22,7	310	Iа	0,74
	Ос	0,2	27	70	26	6,9	0,5	10
2	Б	10	18	20	10	6,1	0,8	90

 

Пробная площадь 12a

Характеристика насаждения:

Насаждение простое, одновозрастное. Состав верхнего яруса 10Ос+Б.

Результаты таксации насаждения:

Ярус	Порода	Доля в составе	Высота, м	Возраст, лет	Диаметр, см	Запас, м3 га-1	Площадь поперечного сечения, м2 га-1	Количество стволов, га-1	Бонитет	Полнота
1	Ос	9,8	35	55	34	381,0	22,9	240	Iб	0,47
	Б	0,2	35	60	26	8,2	0,5	10
2	Б	10	20	30	13	1,2	0,1	10

 

Пробная площадь 15

Характеристика насаждения:

Насаждение простое, разновозрастное. Состав верхнего яруса 9,1Б0,9Ос, возраст преобладающего поколения 80 лет (максимальный 87 лет).

Результаты таксации насаждения:

Ярус	Порода	Доля в составе	Высота, м	Возраст, лет	Диаметр, см	Запас, м3 га-1	Площадь поперечного сечения, м2 га-1	Количество стволов, га-1	Бонитет	Полнота
1	Б	9,1	33	80	45	435,5	29,9	183	Iа	1,01
	Ос	0,9	30	75	34	42,2	2,9	33
2	Б	8,1	18	66	21	24,3	3,0	83
	Ос	1,9	21	25	14	5,7	0,6	33

 

Пробная площадь 15a

Характеристика насаждения:

Насаждение простое, тип возрастной структуры не определён. Состав верхнего яруса 7,8Ос2,2Б, возраст преобладающего поколения осины 81 год.

Результаты таксации насаждения:

Ярус	Порода	Доля в составе	Высота, м	Возраст, лет	Диаметр, см	Запас, м3 га-1	Площадь поперечного сечения, м2 га-1	Количество стволов, га-1	Бонитет	Полнота
1	Ос	7,8	35	81	35	145,5	8,7	90	Iб	0,24
	Б	2,2	35	80	40	41,4	2,7	20
2	Ос	7,5	22	30	15	4,0	0,4	20
	Б	2,5	22	35	13	1,3	0,1	10

 

Пробная площадь 15b

Характеристика насаждения:

Насаждение простое, одновозрастное. Состав верхнего яруса 9,3Б0,7Ос.

Результаты таксации насаждения:

Ярус	Порода	Доля в составе	Высота, м	Возраст, лет	Диаметр, см	Запас, м3 га-1	Площадь поперечного сечения, м2 га-1	Количество стволов, га-1	Бонитет	Полнота
1	Б	9,3	35	70	34	203,2	13,2	140	Iб	0,44
	Ос	0,7	35	65	34	15,1	0,9	10
2	Б	6,5	27	45	24	20,9	1,7	40
	Ос	3,5	27	45	19	11,4	0,9	30

 

Пробная площадь 17

Характеристика насаждения:

Насаждение простое, тип возрастной структуры не определён. Состав верхнего яруса 10Б, возраст преобладающего поколения 66 лет (максимальный 72 года).

Результаты таксации насаждения:

Ярус	Порода	Доля в составе	Высота, м	Возраст, лет	Диаметр, см	Запас, м3 га-1	Площадь поперечного сечения, м2 га-1	Количество стволов, га-1	Бонитет	Полнота
1	Б	10	36	66	39	360,8	22,8	190	Iб	0,65
2	Б	8,8	26	72	21	19,6