Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Состояние вопроса... 8
1.1. Дифференциация деревьев и отпад 8
1.1.1. Варьирование таксационных признаков 8
1.1.2. Причины дифференциации 13
1.1.3. Показатель отношения высоты к диаметру древостоя 13
1.1.4. Изучение параметров кроны 15
1.1.5. Взаимосвязи между размерами крон и таксационными признаками древостоев 16
1.2. Динамика древостоев 18
1.2.1. Фазы роста культур 18
1.2.2. Изучение хода роста 21
1.2.3. Влияние на рост первоначальной густоты 23
1.2.4. Воздействие рубок ухода на рост древостоев 26
1.2.5. Динамика рядов распределения 30
1.2.6. Естественное изреживание древостоев 32
1.3. Определение биологической продуктивности культур 3 6
1.4. Предельная продуктивность насаждений 38
ГЛАВА 2. Характеристика района исследования 41
2.1. Рельеф 41
2.2. Климат 42
2.3. Почва 44
2.4. Растительность 47
ГЛАВА 3. Сбор и обработка материала 50
3.1. Сбор материала 50
3.2. Методика обработки материала 51
3.2.1. Исследование варьирования признаков 52
3.2.2. Анализ асимметрии и эксцесса 53
3.2.3. Исследование параметров кроны 54
3.2.4. Изучение рядов распределения числа стволов по толщине 55
3.2.5. Исследование связей таксационных показателей древостоя 56
3.3. Определение запаса культур 56
3.4. Изучение хода роста 69
3.5. Методика расчета фитомассы древостоев 61
3.6. Определение предельной продуктивности культур 62
ГЛАВА 4. Исследование дифференциации деревьев 63
4.1. Изменчивость диаметров стволов 63
4.2. Показатели асимметрии и эксцесса 65
4.3. Характеристика параметров стволов 68
4.3.1. Взаимосвязь диаметров и высот деревьев 68
4.3.2. Взаимосвязь отношения высоты к диаметру в культурах 73
4.4. Характеристика крон деревьев в процессе роста 78
4.4.1. Исследование изменчивости крон 78
4.4.2. Связь диаметра кроны и высоты древостоя 80
4.4.3. Динамика протяженности крон 84
4.4.4. Изучение индексов кроны 85
4.5. Классификация деревьев по приросту 88
ГЛАВА 5. Ход роста исследуемых культур 92
5.1. Ход роста древостоев по основным таксационным показателям 92
5.2. Динамика отпада в культурах разных пород 99
5.3. Таблицы хода роста 102
і 5 .4. Динамика рядов распределения числа стволов по толщине 110
ГЛАВА 6. Динамика накопления фитомассы 115
6.1. Определение конверсионных коэффициентов 115
6.2. Динамика фракций фитомассы 116
6.3. Депонирование углерода в надземной фитомассе 123
6.4. Соотношение отпада и опада в древостоях 126
6.5. Предельная продуктивность культур 128
6.5.1. Изучение суммарного объема крон 128
6.5.2. Определение предельной продуктивности по правилу 3/2 130
6.5.3. Линии естественного изреживания по числу стволов и среднему диам етру 131
Общие выводы 134
Список использованных источников
- Варьирование таксационных признаков
- Климат
- Анализ асимметрии и эксцесса
- Взаимосвязь отношения высоты к диаметру в культурах
Введение к работе
Актуальность темы. В концепции устойчивого управления лесами Российской Федерации один из пунктов посвящен поддержанию глобальных функций лесов по регулированию состава атмосферы и парниковых газов. Это свидетельствует о признании исключительной роли леса в регулировании состояния биосферы и изменении приоритетных направлений в исследованиях роста древостоев. Лесоводам требуется реализовать концепцию устойчивого лесопользования, опирающуюся на полное использование многосторонних полезных свойств леса. Лес имеет важное глобальное значение не только как источник возобновляемых ресурсов, но и как компонент биосферы, поэтому не менее важной проблемой является оценка накопления углерода. Обе этих задачи невозможно осуществить без расширения знаний природы леса применительно к различным районам нашей страны. С момента вступления культур в фазу формирования к процессам их роста становятся применимы все лесоводственпые вопросы. Все этапы роста, проходимые культурами, имеют тот же характер, что и естественные древостой, поэтому более чем обоснованно изучать их с лесоводственной точки зрения.
Взамен глазомерному методу оценки древостоя, который является довольно субъективным, приходит метод количественной оценки показателей, характеризующих дифференциацию и отпад деревьев.
Наиболее надежные данные получают по материалам многолетних наблюдений на одних и тех же объектах. Поэтому были продолжены обмеры древостоев в опыте, заложенном в 1968 г. на Кемчугской возвышенности сотрудниками лаборатории лесного почвоведения, по инициативе профессора Н.В.Орловского. Целью опыта явилось изучение влияния различных древесных пород на свойства почвы и происходящие в ней процессы.
Цель работы заключалась в исследовании возрастных изменений искусственно созданных лесных сообществ шести основных лесообразующих пород Сибири.
В соответствии с поставленной целью определились следующие задачи: анализ количественных показателей, характеризующих дифференциацию и отпад деревьев; изучение динамики накопления углерода по результатам исследования хода роста; определение предельной продуктивности древостоев.
Научная новизна. Исследование возрастных изменений древостоев относится к наименее разработанным разделам лесоведения, поскольку считалось возможным получить оценку динамических процессов из сопоставления набора статических состояний. В такой же мере актуальным остается определение параметров деревьев, идущих в отпад. Установлено, что отставшие в росте деревья не всегда ассоциируются с отпадом, который затрагивает и особи средних размеров. Конкретные параметры усыхающих деревьев и сами размеры отпада остаются малоизученными. Идет поиск количественных показателей, оценивающих эти процессы.
Практическая значимость. Выявленные особенности роста густых культур различных пород могут стать основанием для планирования лесо-культурных мероприятий в подтайге Западной Сибири. В настоящее время составляются проекты искусственного лесоразведения с целыо создания культур, максимально депонирующих углерод. В связи с этим особенно важна оценка темпов поглощения углерода насаждениями основных лесообра-зующих пород различной густоты. Производится выбор территорий, на которых наиболее целесообразно проводить данные мероприятия.
Защищаемые положения.
1 .Наибольший коэффициент вариации деревьев по толщине отмечается в возрасте 10-15 лет. Показатель относительной высоты деревьев в древо-стоях всех пород начинает снижаться, не превышая значения 150.
Вес фитомассы хвои и ветвей на контрольных и секциях с уходом за 20 лет после изреживания сравнялся, а затем восстановился и запас древостоя. За исследуемый период на поверхность почвы с опадом и отпадом поступило от 28 т. углерода (кедр) до 48 т. (береза). Соотношение веса хвои и ветвей в растущем древостое не соответствует этому соотношению в опаде.
Наиболее близки к достижению максимальной продуктивности насаждения сосны и лиственницы.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на 8-й межрегиональной научно-методической конференции «Непрерывное экологическое образование и экологические проблемы Красноярского края» (Красноярск, 2003); конференциях молодых ученых «Исследование компонентов лесных экосистем Сибири» (Красноярск, 2003; 2004; 2006); на Международной конференции «Tree Species Effects on Soils: Implications for Global Change». Кроме того, результаты были представлены на Научно-практической конференции «Кедровые леса Западной Сибири» (Томск, 2002), на Всероссийской конференции «Структуно-функциональная организация и динамика лесов».
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ.
Диссертация состоит из введения, 6 глав, основных выводов, списка литературы из 206 наименований, приложения. Текст изложен на 135 страницах, включая 33 таблицы и 36 рисунков. Общий объем работы -171 страница.
Благодарности. Автор благодарит научного руководителя д. б. н., проф. В.В. Кузьмичева за постановку актуальной темы научных исследований и методическую помощь в работе над диссертацией. Особую признательность автор выражает Л.С. Шугалей, М.Г. Семечкиной и Л.С. Пшеничниковой за предоставленные первичные материалы предыдущих учетов на модельном участке Кемчугской возвышенности.
Варьирование таксационных признаков
С точки зрения изменчивости большой интерес представляет вопрос о том, в каких пределах возможно резкое изменение энергии роста деревьев на протяжении их жизни. В основе процесса естественного изреживания и дифференциации лежит конкуренция между растениями [Фильрозе, 1965; Высоцкий, 1962]. По Дарвину, внутривидовая изменчивость - неотъемлемая особенность живой материи, благодаря которой проявляется способность к саморазвитию. С.А. Мамаев [1972] выделил 6 форм изменчивости: индивидуальная, половая, хронографическая, экологическая, географическая, гиб-ридогенная. Индивидуальная изменчивость, по определению С.А. Мамаева [1972], это проявление генотипической дифференциации особей в пределах популяции. Хотя индивидуальная изменчивость имеет в основе генетические причины, тем не менее, обязательным ее компонентом являются разного рода временные модификации, которые зачастую очень трудно отличить от гено-типических вариаций.
Основным количественным показателем, выражающим степень дифференциации деревьев в насаждении, является коэффициент изменчивости (по диаметру, высоте и другим показателям). Дифференциация не идет беспредельно, а строго контролируется степенью сомкнутости насаждений. Г. Ф. Морозов [1948], В.И. Рубцов [1969] считали, что после смыкания дифференциация деревьев по высоте и диаметру должна возрастать. Для оценки дифференциации молодняков на этапе формирования В .Я. Каплунов [1988] и др. использовали коэффициент вариации. Они пришли к выводу, что причиной снижения варьирования деревьев с возрастом является конкуренция за свет. Еще ранее О.М. Колпиков [1968], Г.Б. Гортинский [1970] подчеркивали связь процессов дифференциации с конкурентными отношениями растительных организмов. К причинам дифференциации в искусственно созданных насаждениях в первую очередь следует отнести индивидуальную силу роста, изменение условий микросреды, после смыкания культур начинает проявляться конкуренция за свет, влагу и питательные вещества. Причем основной причиной дифференциации после смыкания, по мнению В.В. Миронова [1965], является ухудшение условий освещения для отставших в росте деревьев.
Вопросам изменчивости таксационных показателей в искусственно созданных древостоях в последние годы уделяется много внимания. Большинство этих исследований проведено в молодых и средневозрастных насаждениях. Сильная индивидуальная изменчивость деревьев в самой начальной стадии их роста в виде проростков и всходов была показана еще С. Григорьевым [1914]. Однако, изменчивость организма и его возможности приспособляться к условиям среды с возрастом ослабевают. Г.Р. Эйтинген [1918] пришел к выводу, что максимальную изменчивость в росте деревья проявляют в первые годы их жизни. Он отмечал, что коэффициент изменчивости деревьев по высоте с возрастом падает. Такие же результаты получены Ю.А. Пауто-вым [1982] при изучении культур сосны в Коми. Он отмечает, что наиболее быстро коэффициент вариации меняется до 15-летнего возраста, затем остается примерно на одном уровне (35-33%). С началом смыкания усиливаются конкурентные взаимоотношения между деревьями, следствием чего является ярко выраженная дифференциация их по степени господства в насаждении, что отражается на изменчивости показателей роста. По данным многих исследователей [Маслаков, 1969; Ипатов,1974; Пигарев и др. 1979; Паутов, 1982] в период интенсивного отпада культур сосны коэффициент вариации высот достигает 51%, диаметров на высоте груди - 55%.
Исследования, проведенные А.В. Тюриным [1945], показали, что деревья изменяются по высоте таким образом, что наибольшее из них отличается от среднего на 10-14%, а наименьшее - на 20-32%. По диаметру отклонения еще сильнее: в среднем на 70% - в сторону увеличения и на 50% - в сторону тонких.
В.А. Усольцев, Н.П. Щерба [1998] оценили изменчивость биометрических показателей пятнадцатилетних деревьев кедра сибирского разных морфологических форм. Отмечен очень высокий уровень варьирования диаметра кроны, диаметра ствола, высоты и т.д., что при одинаковых условиях выращивания обусловлено генотипическими особенностями организмов. Уровень изменчивости внутри экотипов кедра сибирского большой, кедра корейского - очень большой. Установлено наличие очень высокой тесноты связи между высотой и диаметром кроны. Сильную вариацию таксационных признаков кедра в условиях интродукции отмечал в своих работах Р.И. Лоскутов [1981]. Р.Н. Матвеева и др. [2000] проводили опыты по интродукции хвойных. Они пришли к выводу, что в европейской части страны культуры ели обыкновенной в 39 лет имеют коэффициент вариации по высоте - 28%, по диаметру - 33%, а в условиях Восточной Сибири - в 10-12 лет. В варианте с кедром, лиственницей и сосной коэффициент вариации меняется в зависимости от возраста, с возрастом степень варьирования признаков высоты и диаметра снижается.
Исследования И.И. Дроздова, Ю.И. Дроздова [2000] показали, что коэффициенты варьирования кедровых культур достигают максимального значения в 5-Ю лет, в дальнейшем несколько понижаются. Сравнение коэффициентов варьирования таких признаков, как высота, прирост, диаметр, показало, что у кедра сибирского они в 1,5-2,0 раза выше, чем у сосны обыкновенной.
По данным Г.М. Козленке [1956], в сосновых молодняках коэффициент изменчивости диаметра на высоте груди составляет 50% и более. B.C. Моисеев [1970] считает типичной изменчивость толщины деревьев в молодняках 40-60%, В.Ф. Багинский [1972] - 40-67%. Исследования, проведенные М.Г. Семечкиной и др. [1984], Р. М. Бабинцевой и др. [1987] в Красноярском крае, показали, что коэффициент вариации высоты сосновых культур составляет 31%, диаметра - 43 - 45%, диаметра 9-летних культур кедра составляет 33 -40%; ели - 43 - 47%; лиственницы - 77%. Б. Д. Жил кип и др. [1972] после статистической обработки получили, что на секциях с уходом коэффициент вариации ниже на 20% по диаметру и на 10% - по высоте, чем на секциях, не пройденных рубками ухода. Подобные результаты получены и В.И. Рубцовым [1969] при исследовании культур сосны обыкновенной с разной густотой посадки.
Климат
Расположение Кемчугской возвышенности внутри огромного Евразийского материка обуславливает континентальность климатических условий, причем более суровых по сравнению с западными и восточными лесостепными районами [Галахов, 1964]. Восточная окраина Кемчугской возвышенности, где расположен опытный участок, по биоклиматическому районированию Красноярского края относится к подтайге Западной Сибири [Бутори-на, 1979]. Для этой территории характерна резкая смена климатических показателей в связи с высотной поясностью. Кемчугская возвышенность относится к умеренному поясу и холодно-умеренному подпоясу, к области достаточного увлажнения. Гидротермический коэффициент меняется от 1,2 до 1,6. Из годового количества солнечной радиации, поступающей на эту территорию (35-43 ккал/ см ), около 50 % приходится на долю турбулентного теплообмена, что приводит к высокой трансформации воздушных масс летом, следствием чего являются высокие температуры воздуха в этот период. Зима - продолжительная и суровая, лето - короткое и прохладное. Резкое уклонение в сторону недоборов осадков ( 300 мм) бывает редко и составляет всего 7 %. Вероятность значительно повышенного количества несколько большая - 15 % случаев. Основная масса осадков выпадает летом, на долю зимних осадков приходится около 10-15 % годовой нормы.
Вероятность сухих периодов в фазу предлетья (11/V-10/VI) и лета (11/VI-30VII) невелика - 7%. Максимум длительности таких периодов -16-18 дней.
В фазу спада лета (11-25/VIII) и становления осени (26/VIII-20/IX) в основном отмечается по одному дождливому периоду длительностью в пять и более дней подряд (73% вероятности). Вероятность особо неблагоприятных лет, когда бывает по два-три таких периода, составляет 40%. Чаще всего дождливые длительные периоды отмечаются в последнюю треть августа. Общая сумма тепла за вегетационный период составляет 1500, средний летний минимум - 6. Последний заморозок весной наблюдается в конце мая и в начале июня, но имеется 10-15% вероятности и более поздних заморозков. Первый заморозок отмечается в начале или в середине августа. Продолжительность безморозного периода составляет в среднем 65-120 дней.
Снежный покров появляется в середине октября, но прочно устанавливается в разные сроки: в третьей декаде октября - в первых числах ноября, максимальная высота его 60-80 см. Температура самого холодного месяца (январь)-24,7С. Глубина промерзания почвы достигает 70-170 см. Температура почвы на глубине 20 см-4-14С.
Снеготаяние начинается в конце марта - начале апреля и заканчивается во второй- третьей декадах апреля. Средняя дата полного оттаивания почв колеблется в широком интервале, но в большинстве пунктов полное оттаивание почв отмечается в конце июня. Очень непродолжителен период с активными температурами. На глубине 20 см температура почвы выше 10С отмечается с середины июня до середины сентября [Галахов, 1964; Агроклиматические ресурсы Красноярского края и Тувинской АССР, 1974].
Таким образом, климатические условия Кемчугской возвышенности отличаются значительной степенью континентальности (58-59%), хорошей влагообеспеченностью и недостаточным количеством тепла.
Почвенный покров опытного участка и прилегающих территорий представлен темно-серой лесной слабоподзоленной глееватой почвой, развитой на коричнево- бурой глине. Аккумулятивный горизонт этих почв маломощный, серого цвета, отчетливо зернистой структуры, горизонт В хорошо выражен. Почвы имеют признаки оглеения, связанные с избыточным увлажнением нижних горизонтов в весенне-летний период [Шугалей, 1984].
При закладке многолетнего опыта в 1970 г. с целью более полного изучения материального состояния твердой фазы почвы опытного участка на каждой деляне заложили по одной скважине. Уровень плодородия выделялся по урожаю пшеницы. В отобранных образцах группой исследователей (Л.С. Шугалей, М.Г. Семечкиной и др.) были определены: валовой, механический и микроагрегатный состав, содержание и фракционный состав гумуса, обменный Са и Mg, рН водный и солевой, гидролитическая кислотность, легко-гидролизуемый азот, обменные Н, Fe и А1, подвижные фосфор и калий, окислительно-восстановительный потенциал, объемный и удельный вес. Физические свойства почвы определяются в основном ее механическим составом. По классификации Н.А. Качинского [1965], темно-серую лесную сла-бооподзоленную почву опытного участка можно отнести к пылевато-иловатой средней глине. В аккумулятивном горизонте содержится 35-38% ила, 24-26- средней и мелкой пыли, 29-30-крупной пыли, 11-15% крупного и мелкого песка. Вследствие текущего иллювиального процесса количество ила увеличивается с глубиной до 40-45%, в материнской породе содержание фракции 0,001 составляет 25-32%. На глубине 50-90 см, 100-130 и 220-250 см выделяются опесчаненые слои, отмечается увеличение фракций крупного и мелкого песка и уменьшение мелкой и средней пыли, а в некоторых случаях- и ила.
Анализ асимметрии и эксцесса
Для определения фитомассы культур в восьмилетнем возрасте было срублено и обмерено 36 экземпляров сосны, 27 - кедра, и 10 - лиственницы [Семечкина, 1984]. В 15 лет обмерено 18 деревьев сосны, в 16-40 деревьев кедра, в 21 год - 21 дерево сосны, 23 - кедра, 6 - лиственницы, 7 - березы и 7 - осины.
Переход от фитомассы модельных деревьев к суммарным ее запасам для отдельных секций осуществлен путем аналитического выравнивания абсолютно сухого веса отдельных фракций в зависимости от диаметра деревьев (на пне или высоте груди), видовых цилиндров (произведение площади поперечного сечения на высоту) или объемов стволов. В 27 лет определена фи-томасса для всех шести пород. Кроме того, использованы средние конверсионные коэффициенты для отдельных древесных пород (выровненные по связи с возрастом), найденные по опубликованным в сводке В.А. Усольцева [2001, 2002] данным. Конверсионные коэффициенты, представляют собой отношение фитомассы отдельных фракций к запасу древесины. Рассчитали регрессионные уравнения, связывающие фракционные отношения фитомассы к запасу древесных насаждений с возрастом и запасом.
Вес стволовой древесины для секций определен по средним коэффициентам удельной плотности и выравнивался в зависимости от возраста. Вес ветвей и хвои (листвы) выравнивали для сосны и кедра по уравнению: Р = (Ы ехр(2 х) 1фЪ + ЬА ехр(Ь5 х))) + Ь6 х (3.15) В качестве независимой переменной принимали запас древесины на га, иногда - возраст (в случае более тесной его связи с зависимой переменной).
Суммарный объем крон, как показатель продуктивности насаждений [Shimizu, 1989], рассчитывали по сумме объемов крон на единицу площади. Объем кроны рассчитывали по формуле, предложенной А.В. Тюриным [1945]: Укроны= (тгД крУБ , (3.16) где Дкр - средний диаметр кроны; Ькр - средняя длина кроны.
Для определения предельной продуктивности по «правилу 3/2» построили зависимости объема среднего дерева от числа стволов в степени 3/2 на единицу площади. График строили в логарифмических координатах. Сравнивали полученные линии динамики с предельной линией, описываемой прямой с угловым коэффициентом, равным 3/2 [Tadaki,1959].
Для получения предельной линии естественного изреживания по соотношению среднего диаметра дерева и числа стволов построили зависимости этих показателей. Выровненные степенной функцией предельные значения сравнивали с показателем степени, который при стабилизации процесса изреживания приближается к значению 0,5 [Кузьмичев, 1977].
Полученные статистические данные рядов распределения по диаметру позволяют сделать оценку степени изменчивости среднего диаметра с возрастом. Были проанализированы парные связи среднеквадратического отклонения по диаметру с независимыми показателями, такими, как возраст, средний диаметр и число стволов. Для отдельных пород отмечалась различная теснота этих связей. Так, у сосны наблюдается наиболее тесная связь среднеквадратического отклонения с возрастом и средним диаметром (R = 0,97 и 0,94 соответственно). Связь среднеквадратического отклонения с числом стволов была менее выражена для всех пород и несущественна для лиственницы, осины и березы. В таблице 4.1 представлены уравнения связи среднеквадратического отклонения (5) с независимыми переменными: возрастом (А), средним диаметром на шейке корня (D), числом стволов, тыс. шт./га (N).
Из рисунка 4.1 видно, что наибольшее значение среднеквадратического отклонения диаметра к 35 годам имеет лиственница, наименьшее - ель. Такой результат объясняется разной скоростью роста в толщину этих пород и тем, что они проходят разные этапы роста.
В отличие от В. Zeide [2000], который в своей модели использовал все три независимых показателя (возраст, средний диаметр и число стволов), нами были использованы все эти величины только для сосны и ели. Для дре востоев остальных пород связи этих показателей со среднеквадратическим отклонением были не всегда существенными для того, чтобы включить их в уравнения.
Подставив среднеквадратическое отклонение в формулу расчета коэффициента вариации, получили уравнение коэффициента изменчивости для исследуемых пород (табл. 4.2).
На исследуемом материале выявлена тесная связь показателей асимметрии (Ас) и эксцесса (Е) рядов распределения числа стволов по толщине, выражаемая уравнением параболы второго порядка. Значения коэффициентов параболы приведены в таблице 4.3.
Из этих данных видно, что с возрастом соотношение асимметрии и эксцесса рядов распределения диаметров изменяется в пределах одной породы. Отмечается увеличение значения первого коэффициента (а), что говорит о смещении линии связи в область положительных значений.
В культурах сосны в возрасте 20 лет асимметрия имела как положительные, так и отрицательные значения (рис. 4.2).
Для эксцесса преобладали в основном отрицательные значения. Это свидетельствует о том, что после разреживания наблюдались случаи с большей представленностью стволов в средних ступенях толщины. В 34 года показатели асимметрии имели лишь положительные значения, что говорит о преобладании в насаждении тонкомерных стволов.
Из рисунка 4.3, характеризующего связь асимметрии с эксцессом в культурах ели, видно, что их соотношения довольно близки в обоих возрастах. Отрицательных значений асимметрии наблюдалось мало, что свидетельствует о накоплении тонкомера. Но в 34 года накопление тонкомерных деревьев более выражено, что подтверждается большей асимметрией при одном и том же эксцессе.
Взаимосвязь отношения высоты к диаметру в культурах
За 20 лет произошло полное восстановление запаса древостоев сосны, ели и кедра, поэтому целесообразно повторение рубок ухода. Это подтверждается наличием отпада на секциях с уходом, который составил за этот период для сосны 8,3, кедра -1,3, ели - 0,4 м /га. Отпад на контрольных секциях был значительно выше, но и он составил для ели 1%, осины - 3,6%, кедра - 3,9%, сосны и лиственницы - 8,9%, березы -12,6% от наличного запаса [Кузьмичев и др., 2004].
Раньше всех начался отпад в культурах лиственницы и протекал наиболее интенсивно, почти такой же характер отпада наблюдался в сосновых культурах (рис. 5.4). Эти светлохвойные породы отличаются высоким свето-любием, но сосна может формировать более плотные древостой, что и наблюдается в изучаемых посадках.
Темнохвойные породы - ель и кедр - позже вступили в фазу изрежива-ния, причем в ельнике отпад протекает медленнее. Изреживание в березовых и осиновых культурах началось также поздно вследствие высокого начального отпада и смешанного характера древостоя березы.
Сравнение роста культур в высоту позволяет сделать вывод о том, что лучшим ростом отличается осина, затем идут лиственница, сосна, береза, а медленнее других растут кедр и ель. Но именно они лучше всего приспособлены к местным лесорастительным условиям и в естественных древостоях доживают до 280-300 и более лет, причем ель может достигать высоты 40 -42 м, а кедр - 33 - 35 м.
Деревья в культурах березы обгоняют в росте лиственницу, приближаясь к осине, но преобладающие по числу стволов гибридные экземпляры растут медленно, поэтому запас древостоя стал снижаться.
По скорости роста в толщину древесные породы располагаются в аналогичный ряд - осина, лиственница, сосна, кедр, береза и ель, только у кедра увеличение диаметра идет несколько быстрее, чем у березы.
До настоящего времени динамика отпада деревьев остается наименее изученной, поскольку требуются долговременные наблюдения на одних и тех же объектах. Считают, что количество отпада в разном возрасте характеризует уровень внутривидовых взаимоотношений и переход насаждений в различные стадии формирования, поэтому величина отпада может служить количественной мерой различных фаз роста [Кайрюкштис, 1976; Жилкин, 1977]. С целью изучения особенностей изреживания древостоев разных пород (сосна, кедр, ель, лиственница, береза, осина) проанализировано изменение числа стволов в 34-летних культурах.
На стадии приживания лучшие показатели имела ель, величина отпада в первые годы не превышала 12 %. Подобные результаты были получены Л. А. Кайрюкштисом и др. [1976] в опыте с елью с первоначальной густотой 50 тыс. шт./га, где отпад в первые годы составил 14 %. В культурах кедра и сосны количество отпавших деревьев было в 2 раза больше (рис. 5.5). Наши результаты соответствовали данным в опыте Б. Д. Жилкина [1977] для культур сосны с первоначальной густотой 40 тыс. шт./га. К 12 годам, то есть ко времени завершения фазы индивидуального роста, выживаемость в нашем случае составляла 65 %, у Б. Д. Жилкина - 66,7 % [Третьякова, 2003]. Материалы наблюдений на постоянных пробных площадях и результаты обмеров 2002 года позволили использовать для изучения темпов отпада функцию Вейбулла: N=Bl (l-exp(-l (A/B2)AB3)), (5.1) где В1-показатель, характеризующий густоту после фазы приживания; В2-показатель изменения масштаба возрастной шкалы; ВЗ-показатель темпов изреживания; А - возраст; N - число стволов.
Из анализа таблицы 5.2 следует, что наибольшая интенсивность отпада за 30 лет наблюдалась у лиственницы, хотя приживаемость в период ин 101 дивидуального роста составляла 60 %. Меньшая интенсивность изреживания наблюдалась в культурах ели, в них после фазы индивидуального роста отпад также был небольшим. У сосны и кедра динамика была близкой. В насаждении березы приживаемость составляла около 50 %, а темпы отпада были практически одинаковые с осиной, у которой живых экземпляров осталось не более 12 %. Фазу индивидуального роста раньше всех закончили деревья лиственницы, позже - кедра и осины.
Таким образом, по характеру кривых, описывающих темпы изреживания, можно четко выделить фазы индивидуального роста, дифференциации древостоев (которая характеризуется интенсивным отпадом), и жердняковую фазу. Для выделения остальных периодов роста необходимо использовать дополнительные показатели.
Не смотря на то, что культуры были высажены в один и тот же период с одинаковой густотой, характер изреживания указывает на то, что скорость прохождения разных фаз у них неодинаковая.
