Оценка возраста культур сосны и подпологового яруса ели в условиях карбонового полигона Фряновского лесничества Московской области

Дендрохронологическая информация может быть разносторонним образом использована при исследовании лесных экосистем

Методические подходы для адекватного использования дендрохронологической информации в целях определения возраста рассматриваются в статье Д.Е. Румянцева и А.В. Черакшева

Отбор кернов древесины сосны проводился на двух участках полигона: участок 7 (с рубками ухода) и участок 8 (без рубок ухода). Отбор производился согласно стандартной методике, используемой в лаборатории дендрохронологии МФ МГТУ им. Н. Э. Баумана

Согласно таксационным данным, культуры сосны были созданы посадкой в 1953 году. Так как саженцы и/или сеянцы при посадке уже имели определенный возраст, то реальный возраст древесных организмов сосны в пределах полигона на момент 2022 года теоретически может быть 71, 72, 73, 74 года. Согласно таксационному описанию, древостой сосны рос по II бонитету. Следовательно, его средняя высота в возрасте 10 лет составляет 3,3 м и средний прирост в высоту в этот период составляет 33 см в год. Следовательно, высоты 1,3 м деревья достигали в среднем за четыре года. С учетом того, что первые годы жизни деревьев прошли в питомнике, где они росли в наиболее благоприятных условиях, этот срок, казалось бы, имело смысл сократить, однако с учетом того, что пересадка в лесную среду вызвала определенный стресс и замедление роста, делать этого не следует. Таким образом, реальный возраст деревьев сосны, установленный подсчетом годичных колец на кернах, отобранных на высоте 1,3 м для перевода в биологический возраст древесных индивидов, нуждается в корректировке путем прибавления четырёх лет необходимых молодому дереву для достижения высоты 1,3 м.

При оценке возраста годичных колец по кернам крайне важно учитывать факт того, что керн по определению будет давать заниженное число годичных колец по сравнению с тем, которое есть реально на исследуемой высоте и которое можно установить по спилу, отобранном на рассматриваемой высоте

[10]

. Это связано с тем, что при отборе керна всегда ориентируются на геометрический центр ствола. А ствол старовозрастного дерева в насаждениях всегда в определенной степени эксцентричен, и это ведет к тому, что геометрический центр ствола не совпадает с биологическим центром (точкой в пространстве, которой в свое время достигала апикальная меристема побега и вокруг которой началось формирование ствола дерева на данной высоте). Поэтому часть существующих колец не попадает на керн, а приведенные на рисунках хронологии, несмотря на принципиально известный одинаковый возраст деревьев и их приблизительно одинаковую скорость роста в высоту (до смыкания культур и включения механизмов внутривидовой конкуренции скорость роста древесных индивидов приблизительно одинакова), имеют разную длину (разное число значений годичных колец). В данной ситуации (одновозрастные лесные культуры) целесообразно вести оценку возраста по наиболее длинной хронологии. Динамику ширины годичного кольца у учетных деревьев на участке 7 и участке 8 отражают графики на рисунке 1, 2.

Рисунок 1 - Динамика ширины годичного кольца у учетных деревьев на участке 7

DOI:10.23649/JAE.2023.38.3.1

Рисунок 2 - Динамика ширины годичного кольца у учетных деревьев на участке 8

DOI:10.23649/JAE.2023.38.3.2

На участке 7 первое годичное кольцо для первого учетного дерева на высоте 1,3 м зафиксировано в 1955. Делая поправку на высоту отбора образца, получаем 1951 год как год рождения древесного индивида. Следовательно, с учетом того, что любые оценки содержат погрешность, можно с наибольшей долей вероятности полагать, что посадка культур на этом участке велась двулетними сеянцами (или саженцами) в 1953 году. Биологический возраст деревьев на момент 2022 года 72 года.

На участке 8 первое годичное кольцо для первого учетного дерева на высоте 1,3 м зафиксировано в 1957. Делая поправку на высоту отбора образца, получаем 1953 год как год рождения древесного индивида. Но это год посадки лесных культур. Следовательно, с учетом того, что любые оценки содержат погрешность, можно с наибольшей долей вероятности полагать, что посадка культур на этом участке велась однолетними сеянцами. Биологический возраст деревьев на момент 2022 года 71 год.

Характеристика учетных деревьев ели с которых были отобраны спилы приведена в таблице 1.

Подсчет числа годичных колец производился по зачищенному радиусу на спиле с определенной высоты. Для перехода к значениям биологического возраста древесных индивидов необходимо внести поправку на высоту отбора спила, связанную со скоростью роста в высоту используя для этого данные таблиц хода роста. На первый взгляд, таксационные показатели деревьев на момент 2022 года соответствуют росту по V классу бонитета. Однако мы посчитали более правильным вводить поправку на скорость роста исходя из того, что насаждения ели на начальных этапах роста росли по II бонитету. Аргументы для этого следующие:

1. Лесоустроительные материалы приводят II бонитет как характеристику благоприятности лесорастительных условий участка. Вероятно, что на первых этапах роста рост молодых деревьев шел по II бонитету.

2. Если бы деревья изначально были угнетены они с высокой долей вероятности не дожили бы до 2022, а усохли бы раньше. Их угнетение должно было прийтись на более поздние этапы роста.

3. Если брать за основу гипотезу о росте молодых деревьев ели сразу по V бонитету в первые 10 лет жизни годичный прирост в высоту будет составлять 3 см в год. Следовательно, к данным о числе колец по спилу на высоте 25 см нужно прибавлять 8 лет, а к спилу на высоте 100 см – 33 года. Следовательно, получится, что все возобновление ели произошло до создания культур. Что интуитивно кажется неверным: непонятно как тогда эти деревья оказались в угнетенном ярусе, а не в верхнем ярусе древостоя. 

Из данных таблицы 1 видно, что возраст наиболее старых деревьев подпологовой ели соответствует возрасту создания культур сосны (1953 год) с учетом поправки на разную скорость роста на начальных этапах роста и погрешности определения биологического возраста по этой причине. Точно также можно полагать, что самосев возрастом 1-2 года из числа предварительного возобновления также мог участвовать в формировании когорты подпологовой ели. В целом, варьирование значений возраста для подавляющей части модельных деревьев находится в пределах одного класса возраста (20 лет). Следовательно, подпологовая ель вошла в состав фитоценоза фактически вся одновременно в период, предшествовавший смыканию культур сосны (1953-1973) и далее новые поколения ели под пологом практически не развивались.