Лекции для студентов

Мерзлотное лесоводство: лесообразовательный процесс — Направления лесообразовательного процесса в мерзлотной зоне

Особенности и основные направления лесообразовательного процесса в мерзлотной зоне

Проиллюстрированное в предыдущей главе мнение о том, что древесная растительность на мерзлотных почвах высоких широт представляет собой самостоятельный тип, характеризующийся целым рядом особенностей, подтверждается и своеобразием лесообразовательного процесса. Мы рассматриваем его как альтернативный типичному таежному лесообразовательному процессу (Софронов, Абаимов, 1991; Abaimov, 1995; Abaimov, Sofronov, 1996; Абаимов, 1997). Главной причиной этому является малая глубина оттаивания деятельного горизонта почвы и его низкотемпературный режим. Выступая в роли водонепроницаемого горизонта, залегающего на глубине 20-90 см, многолетняя мерзлота обусловливает малую толщину корнеобитаемого слоя мерзлотных почв в течение всего вегетационного периода и своеобразный гидрологический режим. В результате этого масса мелких физиологически активных корней, приходящаяся на единицу площади, в зоне сплошного распространения многолетней мерзлоты намного меньше, чем в типичной тайге (Абаимов и др., 1997 б).

Известно, что между массой корней, обеспечивающих древесные растения влагой, и массой листового аппарата, транспирирующего ее, существует определенная зависимость. Следовательно, малому количеству корней на единице площади всегда будет соответствовать и малое количество хвои. Это находит свое выражение в изреженности крон у деревьев лиственницы, их ажурности, а также в низкой сомкнутости древесного полога, имеющей устойчивую тенденцию к снижению по мере приближения к северному и верхнему пределам распространения древесной растительности в горах.

Обилие света под пологом относительно сомкнутых лесов и редколесий криолитозоны, обусловливающее развитие в нижних ярусах светолюбивых элементов тундровой флоры, практически исключает дефицит этого фактора, тогда как в сомкнутых таежных лесах конкуренция за свет играет ведущую роль в формировании лесных сообществ и межвидовых конкурентных взаимоотношениях древесных пород.

Интенсивное самоизреживание в молодых монодоминантных и одновозрастных древостоях таежной зоны обусловлено, прежде всего, конкуренцией за свет. Сильные особи обгоняют в росте слабых, занимают господствующее положение в пологе и тем самым предопределяют судьбу его подчиненной части. В смешанных древостоях, на начальных этапах восстановительных сукцессий, господствующее положение обычно занимают быстрорастущие лиственные породы, под пологом которых со временем поселяются хвойные и, спустя десятилетия, вытесняют их в процессе коротко-восстановительных смен.

На мерзлотных почвах, где у деревьев кроны изрежены, света достаточно и для господствующих, и для отставших в росте особей. Поэтому процесс самоизреживания здесь сильно замедляется, что нередко приводит к формированию на гарях с успешным естественным возобновлением своеобразных перегущенных насаждений, как бы застывших в своем развитии на стадии молодняка или жердняка (Osawa et al, 1997). Иногда исследователи называют их «вечными молодняками».

В различных районах Крайнего Севера Средней и Восточной Сибири на начальных этапах послепожарных восстановительных сукцессий густота таких пирогенных лиственничников может составлять от нескольких десятков до нескольких сот тысяч особей на 1 га (табл. 6.1). В возрасте старше 30 лет многие деревья лиственницы в таких перегущенных древостоях помимо внешних признаков угнетения, выражающихся в изреженности и слабой охвоенности крон, отмирании части боковых ветвей, характеризуются замедленным приростом по диаметру и высоте.

При исследовании закономерностей лесообразовательного процесса в мерзлотной зоне важно учитывать, что корневые системы подлесочных пород и многих видов, формирующих травяно-кустарничковый ярус, также расположены в пределах малой толщины корнеобитаемого слоя и тем самым, естественно, усугубляют корневую конкуренцию за элементы минерального питания и доступную влагу. Это обстоятельство особенно отрицательно сказывается, наряду с мощным развитием мохово-лишайникового покрова, на этапе появления всходов и в первые годы жизни молодых особей лиственницы.

Подтверждением данному тезису являются как специально проведенные опыты в разных районах севера Сибири, оценивающие конкурентное влияние древостоев и подчиненных ярусов лесной

растительности на молодое поколение леса, (Норин, 1958; Виппер, 1964, 1973; Поздняков, 1975), так и обширные фактические данные, оценивающие возобновление под пологом лиственничных редколесий и редин как ослабленное или неудовлетворительное (Поздняков, 1975, 1986; Уткин, 1965; Щербаков, 1975; Абаимов, 1978, 1991 б ; Тыртиков, 1983; Бойченко и др., 1995).

Таблица 6.1

Характеристика послепожарных перегущенных молодняков лиственницы, сформировавшихся в разных географических

пунктах мерзлотной зоны

Тип лиственничного леса	Возраст, лет	Средний диаметр, см	Средняя высота, м	Густота, тыс.шт./ га
Республика Саха (Якутия), бассейн р. Вилюй, лиственница Гмелина
кустарничково-сфагновый	16-28	1,8	2,7	32,9
багульниково-моховой	29-39	2,5	3,8	28,7
Республика Саха (Якутия), бассейн р. Мома, лиственница Каяндера
кустарничково-моховой	14-23	1,6	2,6	104,8
Центральная Эвенкия, бассейн р. Кочечум, лиственница Гмелина
бруснично-голубичный зеленомошный	13-22	1,7	2,9	54,3
кустарничково-зеленомошный	25-37	2,6	3,5	37,1
кустарничковый мохово-лишайниковый	12-20	1,2	2,4	61,6
Центральная Эвенкия, бассейн р. Нижняя Тунгуска, лиственница Гмелина
кустарничково-моховой	10-17	1,0	2,0	114,3
кустарничково-сфагновый	9-15	0,9	1,9	186,8
багульниково-моховой	27-39	2,7	3,6	67,4

В то же время многие исследователи отмечают, как правило, успешное последующее лесовозобновление на гарях и пожарищах (в понимании Н.П. Курбатского, 1972) в лиственничниках зоны многолетней мерзлоты (Чугунова, 1964, 1979; Поздняков, 1975, 1986; Щербаков и др., 1979; Матвеев, Абаимов, 1980, 1985; Матвеев, 1990, 1992; Цветков, 1990, 1996). Это, прежде всего, является следствием снижения корневой конкуренции из-за гибели от огня как деревьев основного полога, так и подчиненных ярусов лесной растительности, а также благоприятных изменений температурного режима почвы в результате ее огневой мелиорации (Уткин, 1976, Матвеев, 1984; Степанов, Тарабукина, 1983; Степанов, 1985; Тарабукина, Саввинов, 1990).

Рассматривая лесообразовательный процесс на холодных мерзлотных почвах, как альтернативный типичному таежному лесообразовательному процессу, характеризующийся замещением конкуренции за свет корневой конкуренцией за минеральное питание и доступную влагу, важно оценить влияние пожаров на его основные направления и их роль в изменении лесорастительной среды на Крайнем Севере.

На основе анализа литературных данных, отражающих различные сценарии восстановления лесной растительности, и фактических материалов, полученных из разных регионов мерзлотной зоны Сибири нами разработана схема (рис. 6.1), отражающая основные направления и современные тенденции лесообразовательного процесса в условиях высоких широт (Абаимов, 1997). В обобщенном виде она аккумулирует накопленные к настоящему времени сведения о динамике лесного покрова мерзлотной зоны в сочетании с проявлением видовых особенностей сибирских видов лиственницы в реализации их эдификаторной роли.

Учитывая, что возрастная структура древостоев, как вполне объективный показатель, отражающий основные закономерности и тенденции лесообразовательного процесса , рассмотрена в одном из предыдущих разделов, здесь лишь отметим, что основной фон современного лесного покрова мерзлотной зоны формируют разновозрастные леса и редколесья. Однако, их вряд ли правомерно считать девственными, как это понимали Б.А. Ивашкевич и А.А. Корчагин, поскольку воздействие пожаров, как природного фактора, вероятнее всего, сопровождало формацию лиственничных лесов и редколесий мерзлотной зоны на протяжении всего периода ее послеледникового существования. Об этом свидетельствует наличие прослоек угля в почвенной толще и торфяных отложениях таежной зоны Сибири (Фуряев, 1996 а).