1. Введение

Государственный национальный природный парк «Бурабай» является популярным местом отдыха, что приводит к значительным рекреационным нагрузкам на его экосистему, особенно на сосновые боры, которые занимают 68% территории и расположены в основных местах отдыха населения

[1]

В рекреационных лесах Боровского массива до 10–15% насаждений находятся в стадии деградации, 36% испытывают критические перегрузки. В наиболее часто посещаемых сосновых лесах вытаптываются всходы, самосев и подрост, уплотняется грунт, оголяются корни взрослых деревьев. Как следствие, практически нет естественного возобновления и по достижении возраста спелости и распада насаждения его не заменит благонадежный подрост. Все это в большой мере влияет на постепенную деградацию и гибель сосновых боров. Для их восстановления необходимо достаточное количество естественного возобновления, но по данным лесоустройства, обеспеченность подростом в сосновых насаждениях ГНПП составляет 0,9%, в березовых лесах — 1,6%. Состояние осиновых лесов еще более критичное — естественное возобновление практически отсутствует.

Общеизвестно, что при естественном лесовозобновлении молодое поколение леса, растущее под пологом, защищено от экстремальных климатических факторов и находится в более благоприятном микроклимате

[2][3][4][5][6], [8], [9], [10][11][12][13][14][15][16]

Сосновые и березовые леса являются ключевыми экосистемами ГНПП «Бурабай» и играют важную роль в поддержании биоразнообразия региона. Чтобы не допустить распада уникальных сосновых боров, необходимо разработать мероприятия по содействию естественному возобновлению. Для этого нужно изучить современное состояние соснового подроста и его жизнеспособность. Поэтому цель исследований вытекает из актуальности исследований и заключается в изучении естественного возобновления сосны обыкновенной в лесах различных типов леса и полноты.

2. Методы и объекты исследования

Характерной особенностью природных условий ГНПП «Бурабай» является засушливость и резкая континентальность климата с суровыми продолжительными и малоснежными зимами, с ветрами и резкими сменами температур не только по временам года, но и в пределах суток. Лесорастительный район является влагодефицитным. Анализ многолетних метеорологических данных показывает, что для произрастания древесной растительности климат является очень жестким и все же он пригоден для произрастания таких лесообразующих пород как сосна, береза, осина. На местный климат оказывает влияние облесённость территории, наличие озёр, рельеф местности и т.д., что несколько смягчает летнюю жару и сухость воздуха. Лесные массивы способствуют более раннему установлению снежного покрова и более позднему его сходу, что в некоторой степени смягчает континентальность климата.

Объектами исследований являлись всходы, однолетние сеянцы и подрост сосны обыкновенной в Бармашинском лесничестве ГНПП «Бурабай». В статье представлены результаты исследований, проведенные в 2024 году.

Основным методом сбора экспериментальных данных являлось полевое обследование насаждений на временных пробных площадях, которые закладывались в виде квадрата со сторонами 20 м, на которых проводился сплошной перечет всходов, самосева и подроста с разделением их по ступеням высоты. В каждом типе леса закладывалось по 10 пробных площадей. Учитывался, в основном, подрост сосны обыкновенной, т.к. она является главной лесообразующей породой ГНПП «Бурабай». Пробы закладывались в типичных древостоях возрастом от 80 до 130 лет в различных типах леса: очень сухие сосняки (С1), сухие сосняки (С2), свежие сосняки (С3), влажные сосняки (С4) [17].

В основу исследований положены общепринятые методические указания и руководства по изучению естественного возобновления леса [18], [19]. Подрост разделялся на 6 высотных групп: до 10 см; 11–25 см; 25–50 см; 50–100 см; 101–150 см; 151 и более см. Отдельно учитывалось число всходов и однолетних сеянцев как наиболее уязвимых для неблагоприятных факторов среды и склонных к массовым выпадам. По качественным признакам подрост определялся с разделением его на две категории: здоровый и угнетенный. Здоровый подрост имел густое охвоение, островершинную или конусообразную симметричную крону протяженностью не менее 1/3 ствола с приростом по высоте за последние 3–5 лет, прямой неповрежденный стволик. Угнетенный подрост имел признаки неудовлетворительного качества. Учитывались механические повреждения и признаки заболеваний или повреждения вредителями.

3. Основные результаты и обсуждение

В таблице 1 приведено среднее количество подроста в пересчете на 1 га, под лимитами подразумевается его минимальное и максимальное значение на пробных площадях.

Очень сухой тип леса С1 характеризуется большим количеством всходов, но низкой долей здорового подроста — 3,6%. Возможно, в этом типе леса наблюдаются проблемы с почвенными условиями или повышенная конкуренция со стороны взрослых растений. Сухой тип леса С2 имеет средние показатели по количеству подроста и доле здоровых деревьев. Тип С3 характеризуется большим количеством подроста и удовлетворительной долей здоровых деревьев. Влажный тип леса С4 имеет наибольшую долю здоровых деревьев (31,9%), что свидетельствует о благоприятных условиях для роста подроста сосны в этом типе леса.

Число всходов и однолеток во всех типах лесах незначительно, кроме очень сухих условий произрастания. Но судя по многолетним наблюдениям сотрудников ГНПП «Бурабай», на следующий год после учета всходов число однолетних сеянцев значительно уменьшается и составляет 1–2 штуки на пробном участке. Можно предположить, что в сухом типе леса было много всходов из-за рекреационной составляющей, т.к. в лесу грибники активно собирали грузди, тем самым минерализуя почву.

Представленный график (рисунок 1) демонстрирует распределение подроста сосны обыкновенной по различным высотным классам в четырех типах леса. Основное количество подроста встречается в категории градации высоты от 10 до 50 см, причем на ступень 21–50 см приходится 37% от общего числа подроста. Более высокого подроста встречается очень мало в ступени 51-100 см 11%, в ступени 101–150 см 3%. Наблюдаются существенные различия в распределении подроста по высоте между различными типами лесов. Это свидетельствует о том, что условия произрастания в них существенно различаются, что, в свою очередь, оказывает влияние на рост и развитие молодых сосен. Выявлено доминирование определенных высотных классов: в типе леса C1 наблюдается наибольшее количество низкорослого подроста (до 10 см), а в типе леса C4 высокорослого подроста (более 101 см). Распределение подроста по высотным классам носит неравномерный характер. В некоторых типах лесов наблюдается резкое преобладание определенных высотных классов, в других более равномерное распределение. Следовательно, различия в почвенных условиях, освещенности, влажности и других экологических факторах могут оказывать существенное влияние на рост и развитие подроста.

В таблице 2 приведено число молодого поколения сосны обыкновенной в лесах различной полноты. Наибольшее количество подроста наблюдалось в сильно изреженных сосняках с полнотой 0,3, наименьшее в загущенных лесах.

Выполнен корреляционный анализ зависимости высоты и прироста подроста от полноты древостоя (таблица 3).

Значительным коэффициентом корреляции (0,62) отличается связь высоты и прироста, причем теснота связи — положительная. Корреляционная связь между полнотой насаждения и высотой подроста показывает, что при увеличении полноты уменьшается высота подроста. Коэффициент корреляции между полнотой и приростом равен -0,22, это означает, что с увеличением полноты леса его прирост, как правило, уменьшается. Вычисленный t-критерий показал, что количество подроста зависит от полноты леса Fвыч Missing Mark : sub= 2,39 < FфакMissing Mark : sub = 2,69, а р<0,005.

Корреляционный анализ взаимосвязи числа подроста с погодными условиями (средняя температура вегетационного периода, среднее количество осадков и максимальное количество осадков) показал следующее (таблица 4).

В более влажных условиях местопроизрастания коэффициент корреляции увеличивается, что говорит о большей зависимости числа подроста от средней температуры воздуха за вегетационный период (апрель — сентябрь).

Теснота связи числа молодых деревьев и среднего количества осадков слабая и умеренная, причем в очень сухих и сухих условиях произрастания она обратная. Аналогичные значения коэффициента корреляции между максимальным количеством осадков и числом подроста. Следовательно, на возникновение и выживание подроста большое влияние оказывает средняя температура воздуха в течение вегетационного периода.

4. Заключение

Выявлено, что в различных типах леса происходит естественное возобновление разной интенсивности и наибольшее среднее количество молодых деревьев наблюдалось во влажном типе леса, а наибольшее число всходов — в очень сухих условиях произрастания.

Определено, что чем ниже полнота насаждения, тем более благоприятные условия создаются для естественного возобновления леса, больше света и ресурсов доступно для молодых деревьев. В загущенных насаждениях (с полнотой 0,7 и выше) молодые деревья подвержены сильной конкуренции со стороны взрослых деревьев.

Корреляционная связь между полнотой насаждения и высотой подроста показывает, что при увеличении полноты леса уменьшается высота подроста. Возможные причины отрицательной связи между полнотой насаждения и приростом подроста заключаются в конкуренции за ресурсы в высокополнотных лесах. Вычисленный t-критерий подтвердил, что количество подроста зависит от полноты леса, что еще раз подчеркивает необходимость снижения полноты для получения жизнеспособного возобновления.

Сильная корреляция подчеркивает, что на возникновение и выживание подроста большое влияние оказывает средняя температура воздуха в течение вегетационного периода.

The additional file for this article can be found as follows: