Лекции для студентов

Мерзлотное лесоводство: леса и редколесья криолитозоны — Породный состав и смена пород

Породный состав и смена пород

Состав древостоев в области сплошного и островного распространения многолетней мерзлоты во многом определяется природно-климатическими и лесорастительными условиями, эдификаторной ролью видов, а также характером воздействия на лесные экосистемы природных и антропогенных стрессов.

Рассматривая особенности формационного состава и типологической структуры лесного покрова криолитозоны, мы уже отмечали некоторые различия в проявлении лесообразующей роли видов. Так, например, лиственница сибирская в пределах Западно-Сибирской низменности играет важное значение в формировании лесных экосистем лишь на севере. Здесь крупные массивы редколесий и относительно сомкнутых лесов низкой продуктивности (IV-V классы бонитета) занимают значительные площади. Участие в составе древостоев ели сибирской, кедра сибирского, пихты сибирской, березы и осины не превышает обычно 20-40%.

При продвижении к югу ее эдификаторная роль резко снижается. Лишь изредка она образует небольшие массивы лесов по бассейнам притоков Оби и Енисея. В основном же, вплоть до гор Алтая и Саян, она входит в состав смешанных древостоев с преобладанием сосны обыкновенной, кедра сибирского и ели сибирской.

В горах Алтая, Восточного и Западного Саяна, где островная мерзлота имеет ограниченное распространение, лиственничные леса занимают склоны разных экспозиций. В этих условиях лиственница сибирская обычно уступает эдификаторную роль темнохвойным древесным породам лишь на высотах менее 900 м над уровнем моря. По южным склонам с ней успешно конкурирует сосна обыкновенная и береза. Древостои с преобладанием сосны формируются также в нижней части коренных склонов других экспозиций. Однако не редко в их составе значительна доля участия лиственницы, кедра, березы и осины (Тихомиров и др.,1961, Леса СССР, 1969; и др.).

По мере увеличения абсолютных высот возрастает участие лиственницы в составе древостоев. В разных районах гор юга Сибири с высоты 700-900 м и до верхней границы лесного пояса (1900-2400 м) лиственница сибирская образует чистые или с незначительной примесью кедра сибирского смешанные древостои.

Общее представление о составе и продуктивности древостоев лиственницы сибирской в разных частях ареала дают данные таблицы 5.20. Они отражают отмеченные тенденции о возрастании ее лесообразующей роли на Севере Западной Сибири и в горных районах. Приведенные материалы также наглядно иллюстрируют зависимость продуктивности древостоев от совокупности географических, климатических и эдафических факторов.

В горных районах бассейна озера Байкал чистые и смешанные древостои с преобладанием лиственницы образуют Larix sibirica, L. gmelinii и их гибридный комплекс L. czekanowskii. В составе смешанных древостоев участвуют в разном сочетание те же хвойные и лиственные древесные породы, что и в других регионах (Леса СССР, 1969; Фалалеев, 1985; и др.). Так, на сухих песчаных почвах южных склонов участие лиственницы резко снижается. Доминантом сообществ в этих местообитаниях выступает сосна обыкновенная. На богатых элементами минерального питания и хорошо дренированных почвах возрастает эдификаторная роль кедра, ели и пихты. Лесные пожары и рубки нередко приводят к замещению смешанных древостоев насаждениями с преобладанием в составе березы и осины.

На большей части Средне-Сибирского плоскогорья господствует формация лиственничных лесов. На западе этой обширной области древостои представлены лиственницей сибирской. На юге — в бассейне р. Ангара — где мерзлота также имеет островной характер, этот вид занимает незначительные площади. Основной лесообразующей породой здесь является сосна обыкновенная. По долинам рек и на повышенных элементах рельефа преобладают смешанные древостои из ели, кедра сибирского и пихты.

В зоне сплошного распространения вечной мерзлоты, то есть в центральной, северной и восточной части плоскогорья, а также в пределах Северо — Сибирской (Таймырской) и Нижне — Ленской низменностей абсолютное господство принадлежит лиственнице Гмелина. В этой части ареала она практически не имеет конкурентов и образует огромные массивы однопородных лесов и редколесий. Ель сибирская участвует в формировании

Таблица 5.20

Примеры изменения состава и продуктивности древостоев лиственницы сибирской в разных частях ареала

(по: Тихомиров и др., 1961)

Регион, тип лиственничного леса	Состав древостоев	Класс бонитета	Запас древесины, м3/га
Тюменская область:
- зеленомошный	6Лц4Е+Б	IV	60-110
- лишайниковый	10Лц	V	40-60
- сфагновый	10 Лц +Е +Б	V	40-50
Горный Алтай:
- пойменный	10Лц	II	559
- широкотравный	10Лц	III	391
- сложный	10Лц	II	444
- лишайниковый	9Лц1Е	V	100
Восточный Саян:
- пойменный	10Лц	I	582
- разнотравный	7Лц3Е+Б	II	445
- зеленомошный	10Лц+Е +К	I	620
Бассейн р. Ангары:
- разнотравный	10 Лц +С	II	427
- зеленомошный	10Лц +С	III	245
- долгомошный	6Лц2Е1С1Б+Ос	IV	107

древостоев лишь по долинам рек и плоским водоразделам. Ее представленность в составе древостоев по запасу древесины не превышает 1 — 5 и лишь иногда достигает 10 — 15% (табл. 5.21). Лиственница Гмелина занимает разнообразные местообитания: склоны водоразделов всех экспозиций, плакорные пространства, заболоченные низменности и речные долины. В зависимости от условий внешней среды продуктивность древостоев изменяется от II до V классов бонитета, а запас древесины варьирует в пределах ареала от 30 до 450 м³/га.

В горных районах Северо — Востока — в бассейнах рек Яна, Индигирка, Колыма и Анадырь главной, а на большей части территории и единственной древовидной лесообразующей породой является лиственница Каяндера. Она формирует изреженные древостои на склонах гор и сомкнутые насаждения таежного типа в долинах рек (табл. 5.21).

Таблица 5.21

Примеры изменения состава и продуктивности древостоев лиственницы Гмелина и Каяндера в разных районах мерзлотной зоны Сибири (по: Тихомиров и др., 1961; Уткин, 1965; Поздняков, 1975; Щербаков, 1975; Леса..., 1994)

Регион, тип лиственничного леса	Состав древостоя	Класс бонитета	Запас древесины, м3/га
Эвенкия, басс. р. Н.Тунгуска:
- зеленомошный	10Лц + С + Е	III	234
- багульниковый	8Лц1С1Е	V	62
- лишайниковый	10Лц	V	30-40
Республика Бурятия:
- пойменный	10Лц +Е +С	II	380-450
- зеленомошный	9Лц1Е	III	345
- лишайниковый	10Лц	V	70
- сфагновый	10Лц	V	54
Республика Якутия: бассейн р. Вилюй:
- брусничный	10Лц	III	150-320
- багульниковый	10Лц	IV	190-240
- сфагновый	10Лц	V	50-70
Бассейн р. Индигирка:
- пойменный	10Лц	IV	220
- разнотравный	10Лц	IV	250
- сфагновый	10Лц	V	60
Бассейн р. Лена:
- брусничный	10Лц	III-IV	150-320
- лимнасово-брусничный	10Лц	IV-V	140-300
- багульниково-моховой	10Лц	V	60-90

Строение и продуктивность древостоев из лиственницы Каяндера также зависит от географической широты местности и эдафических условий. Наиболее продуктивные леса располагаются в поймах рек и на островах. В таких местообитаниях лиственница отличается хорошим ростом и формирует древостои III-IV классов бонитета с запасом древесины до 220 — 450 м³/га (см. табл. 5.21). На затопляемых участках поймы конкуренцию лиственнице Каяндера составляет иногда чозения (Chosenia arbutifolia (Pall.) A.Skvorts.). Однако уже на террасах высокой поймы она не принимает участие в формировании насаждений.

В южной горной части ареала лиственница Каяндера образует смешанные древостои с участием сосны обыкновенной, ели сибирской, ели аянской, кедра сибирского и березы (Леса СССР, 1969; Леса..., 1994). Смешанные по составу древостои формируются на свежих и влажных богатых почвах с благоприятным температурным режимом. На холодных почвах с близким залеганием мерзлоты, как и L. gmelinii, лиственница Каяндера вытесняет cопутствующие ей виды и формирует монодоминантные леса и редколесья.

Процесс смены древесных пород в области сплошного и островного распространения многолетней мерзлоты, наряду с климатическими, определяется совокупностью эдафических, биотических и абиотических факторов. Не останавливаясь на теоретических вопросах, отражающих взгляды исследователей на различные формы смен древесных пород, их темпы и направления (Основы...,1964; Колесников, 1958; Смагин, 1965; Фуряев, 1996) рассмотрим лишь некоторые, наиболее типичные сценарии возрастных изменений и смен, обусловленных лесными пожарами.

Некоторое представление о возрастной динамике состава смешанных древостоев с преобладанием лиственницы сибирской дают материалы коллективной монографии «Структура и динамика таежных лесов» (1994). На примере бассейна р. Ангары они показывают (табл.5.22), что с увеличением возраста в разных экологических условиях наблюдается повышение эдификаторной роли этой древесной породы. Но, тем не менее, к возрасту спелости лиственница сибирская не обеспечивает абсолютного господства в составе смешанных древостоев. Более того, по свидетельству авторов, лесные пожары и сплошные рубки приводят к смене таких сообществ древостоями с преобладанием березы. Обратная смена пород без воздействия каких-либо факторов происходит лишь через 60 — 100 лет. По наблюдениям на севере Западной Сибири (Тыртиков, 1983) пожары также приводят к замещению этой лиственницы древостоями из березы и осины.

В центральных и южных районах Якутии, где в качестве ведущих эдификаторов выступают лиственницы Гмелина и Каяндера, процессы послепожарного восстановления и возрастных изменений состава происходят несколько иначе. Так например, на гарях с погибшим древостоем формируется, как правило, успешно смешанное по составу молодое поколение леса. При этом, к возрасту 17 — 22 лет лиственница уже доминирует в составе и в последующем успешно сохраняет эдификаторную роль. Об этом вполне убедительно свидетельствуют материалы, иллюстрирующие возрастную динамику состава одновозрастных и разновозрастных древостоев

В области сплошного распространения многолетней мерзлоты чистые по составу или с незначительным участием ели и березы древостои после пожаров восстанавливаются обычно без смены пород. Лишь иногда лиственница Гмелина вытесняется березой на плоских вершинах возвышенностей с высотными отметками до 400 м над уровнем моря (Щербаков, 1992; Аbaimov, 1995; Абаимов и др., 1996, 1997а, Abaimov, Sofronov, 1996). В целом лиственницы Гмелина и Каяндера лучше других древесных пород Сибири приспособлены к многолетней мерзлоте (Поздняков, 1986) и успешно сохраняют занятую в процессе эволюции экологическую нишу.

Изложенные в данном разделе материалы имеют цель показать, что возрастные динамические процессы отличаются большим разнообразием и всегда отражают какие-либо временные этапы и направления сукцессионных смен лесной растительности и взаимоотношения формирующих ее древесных пород. Следует отметить, что многие вопросы, характеризующие динамику лесного покрова высоких широт до настоящего времени остаются мало изученными, а имеющиеся литературные данные порой трудно сопоставимы из-за различий в задачах и методах исследований.

Таблица 5.23

Возрастная динамика состава древостоев лиственницы Гмелина на юго-западе Якутии (по: Леса..., 1994)

Возраст, лет	Состав древостоев	Густота древостоев, шт/га
	I. Одновозрастные древостои
30	75Лц15Б10С	18571
40	76Лц14Б10С	9686
50	77Лц13Б10С	6520
60	79Лц11Б10С	3917
70	80Лц10С10Б	2650
80	81Лц10С9Б	1722
90	82Лц10С8Б	1250
100	83Лц10С7Б	956
	II. Разновозрастные древостои
110	84Лц13С3Б	750
120	84Лц13С3Б	614
130	84Лц13С3Б	539
140	85Лц12С3Б	487
150	84Лц13С3Б	450
160	84Лц13С3Б	407
170	84Лц12С4Б	388
180	82Лц12С6Б	356
190	82Лц12С6Б	331
200	81Лц12С7Б	310

Несомненно, что проиллюстрированные особенности необходимо учитывать при планировании и организации лесохозяйственной деятельности в лесах и редколесьях мерзлотной зоны, основные направления которой будут рассмотрены в заключительной главе.