Age Evaluation of Pine and Spruce Subordinate Cultures in the Conditions of the Carbon Polygon of the Fryanovskoye Forestry of Moscow Oblast

Research article
DOI:
https://doi.org/10.23649/JAE.2023.38.3
Issue: № 10 (38), 2023
Suggested:
06.08.2023
Accepted:
20.09.2023
Published:
19.10.2023
419
10
XML
PDF

Abstract

Stationary silvoecological studies, including monitoring of biomass dynamics on carbon polygons, require accurate data on the age of different cohorts of woody plants that make up the phytocenosis. Forest inventory data cannot fully compensate for this information, as they were generated for other purposes and have an accuracy appropriate to those objectives. For some tree cohorts (e.g., subordinate regeneration), there is no accurate information in forest management databases. Annual rings are almost the only, unique and alternative source of information on the age of woody plants forming cenopopulations in specific biotopes. However, obtaining age information based on the analysis of annual rings requires the use of special methodological approaches, as this process is associated with a number of limitations. The presented article characterizes the methodological techniques used to determine the age of pine and spruce subordinate cultures in the conditions of the carbon polygon of the Fryanovskoye Forestry of Moscow Oblast.

1. Введение

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

. Хорошо известно, что хвойные породы обладают наиболее четко различимой структурой годичного кольца по сравнению с кольцесосудистыми и рассеяннососудистыми лиственными породами и поэтому наиболее часто используются в дендрохронологических исследованиях
,
. Для определения возраста важно учитывать высоту отбора образца древесины
,
. Для лучшего проявления структуры годичных колец поверхность образца необходимо смочить водой, зачистить (лезвием бритвы, лезвием канцелярского ножа), натереть порошком мела
,
.  

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

. Отбор спилов древесины производился с валежной древесины ели 2021-2022 года вывала, крона деревьев учетных деревьев при этом на момент октября 2022 года еще сохраняла жизнеспособность. Характеристика учетных деревьев сосны (согласно нумерации на полигоне) присутствует в базе данных. Характеристика учетных деревьев ели вместе с результатами оценки их возраста приведена в таблице 1. На участке 7 керны были отобраны буравом Пресслера у 15 учетных деревьев на высоте 1,3 м, по одному керну с каждого учетного дерева. На участке 8 отбор был проведен аналогично.

2. Основная часть

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
. 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.
Динамика ширины годичного кольца у учетных деревьев на участке 7

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

Динамика ширины годичного кольца у учетных деревьев на участке 8

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

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.

Таблица 1 - Характеристика модельных деревьев ели из числа подпологовой когорты

№ спила

Прижизненная высота, см

Диаметр отобранного спила, см

Число колец на радиусе отобранного спила, шт

Биологический возраст, лет

Высота взятия спила, см

21

250

5

49

51

25

22

220

4

51

53

25

23

345

5

49

51

25

24

880

4,5

22

26

50

25

270

8

69

72

30

26

720

9,5

35

41

60

1

1470

15,5

43

52

100

2

1700

13

53

62

100

3

1510

14

48

57

100

4

1460

14

50

59

100

5

1710

17,5

49

58

100

7

1850

15

61

70

100

8

2580

26,5

64

73

100

9

1490

13

59

68

100

10

1520

16,5

55

64

100

11

2030

15

62

71

100

Среднее

1250,3

12,3

51,2

58,0

75,9

Максимум

2580,0

26,5

69,0

73,0

100,0

Минимум

220,0

4,0

22,0

26,0

25,0

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. 

3. Заключение

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.

Article metrics

Views:419
Downloads:10
Views
Total:
Views:419