География и геология/6. Природопользование и
экологический мониторинг
К.с.-х.н. Беляева
Н.В., Болтинская Л.Н., Жуковская К.В.
Санкт-Петербургский
государственный лесотехнический университет, Россия
ВЫЯВЛЕНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ МЕЖДУ
ПОКАЗАТЕЛЯМИ УСПЕШНОСТИ ВОЗОБНОВЛЕНИЯ ПОДРОСТА
Важнейшими параметрами естественного возобновления под
пологом древостоев являются густота, обилие и встречаемость подроста. Однако успешность
естественного возобновления, чаще всего, определяют по численности подроста. С численностью подроста связана его
встречаемость [4]. Для
вычисления показателя встречаемости подроста древесных пород в настоящее время
используют метод «нулевых площадок», предложенный Braathe
P. [10]: чем меньше среди заложенных учетных площадок встречается
«нулевых» (без подроста), тем выше уровень естественного хвойного возобновления.
Встречаемость
зависит от численности и особенностей пространственного размещения особей по
площади, в известной степени характеризуя оба этих признака [5].
В
настоящее время существуют противоречивые данные о характере данной связи. По
данным некоторых исследователей, при встречаемости до 20% связь между численностью
и встречаемостью носит линейный характер [1, 3, 7, 8]. При встречаемости подроста более 20% взаимосвязь
между численностью и встречаемостью подроста может быть выражена степенной [2, 3] или экспоненциальной функцией [8].
В
исследованиях большое значение имеют вопросы статистической обработки материала,
которые включают как анализ опытных данных, так и оценку результатов исследований.
При исследовании использованы корреляционный анализ [6, 9].
Корреляционный
анализ позволяет установить зависимость между вариациями двух или большего
количества признаков и определить, изменяются ли эти признаки самостоятельно
или в зависимости друг от друга. Этот анализ дает возможность определить количественно
выраженную связь между переменными и определить ее достоверность. Главным
показателем корреляционного анализа является коэффициент корреляции – r.
В
природе полной корреляции практически не наблюдается.
Обозначения
корреляции при значениях коэффициента корреляции:
r
= 0,7 – 0,9 – сильная корреляция;
r
= 0,5 – 0,69 – средняя корреляция;
r
= 0,3 – 0,49 – умеренная корреляция;
r
‹
0,3
– слабая корреляция. В биологических исследованиях не учитывается корреляция с
коэффициентом
0,2
и меньше.
В данной
работе была сделана попытка установить связь между численностью и
встречаемостью, высотой и возрастом подроста на большом объеме полевых
материалов, полученных пробных площадях в городском парке «Сосновка» г.
Санкт-Петербурга.
При изучении процесса естественного возобновления
определяли следующие показатели, позволяющие дать оценку успешности
возобновления: численность подроста на единице площади и равномерность
размещения подроста по площади (встречаемость).
Для учета численности
подроста были заложены круговые площадки
по 10 м2 [7].
Объектами исследования являлись постоянные
пробные площади (ПП), заложенные в 1929 году на территории опытного лесного
хозяйства «Сиверский лес» в Карташевском участковом лесничестве Ленинградской
области (серия ПП 2).
Были исследованы
контрольный участок (ПП 2А) и объекты с рубками ухода (ПП 2В, 2С, 2D) площадью по 0,20 га. На пробной площади 2А рубки не
проводились. Здесь регулярно удалялся только сухостой. На остальных объектах
проводились рубки ухода разной интенсивности в несколько приемов.
Характеристики
объектов исследования на момент закладки пробных площадей и по данным последней
таксации (2012 г.) показаны в табл.1и 2.
Таблица 1
Исходная
характеристика объектов исследования (1929 г)
|
Серия ПП |
Число ПП |
Состав древостоя по ярусам |
Возраст, лет |
Класс бонитета |
Тип леса |
|
2 |
4 |
1 ярус 7Б2Ос1С 2 ярус 10Е |
43 |
I |
Б.КС |
Примечание: Б.КС – березняк кисличный.
Таблица 2
Характеристика объектов
исследования по данным последней таксации (2012 год)
|
Пробная площадь |
Ярус |
Состав древостоя |
Возраст, лет |
Класс бонитета |
Тип леса |
Относительная полнота |
Запас,
м3/га
|
|
2А (контр.) |
I |
7Е1,7С0,7Б0,6ОС |
126 |
III |
Е.КС |
0,54 |
267 |
|
2В |
I |
10Е |
126 |
II |
Е.КС |
0,57 |
348 |
|
2С |
I |
9,5Е0,5С |
126 |
II |
Е.КС |
0,62 |
366 |
|
2D |
I |
8,9Е1,1Б |
126 |
I |
Е.КС |
0,32 |
196 |
Примечание. Е.КС – ельник кисличный.
Результаты исследования представлены в табл. 3.
Таблица 3
Характеристика подроста
на объектах исследования
|
ПП |
Состав |
Средние показатели подроста ели |
|||||
|
возраст Аср, лет |
высота Нср, см |
прирост Zср, см/год |
численность в пересчете на крупный, экз./га |
встречаемость, τ, % |
коэффициент гомогенности (КГ) |
||
|
2А |
9,5Е 0,5Ос+Кл |
16,1±0,6 |
73,9±3,9 |
4,6 |
1270 |
54,1 |
1,1 |
|
2В |
10Е+Кл |
13,6±0,4 |
56,7±2,5 |
4,2 |
831 |
41,2 |
1,3 |
|
2С |
10Е+Кл |
13,9±0,7 |
66,8±5,1 |
4,8 |
426 |
34,2 |
0,9 |
|
2D |
10Е+Д |
20,7±0,5 |
96,2±3,4 |
4,7 |
2123 |
68,2 |
1,0 |
На основании вышеприведенных результатов
исследований нами была сделана попытка определить связь между высотой и
возрастом подроста (рис. 1-4). На основании полученных результатов можно
сделать вывод, что эта связь носит полиномиальный характер.
Рис. 1. Связь между высотой и возрастом подроста ели на ПП 2А
Рис. 2. Связь между высотой и возрастом
подроста ели на ПП 2В
Рис. 3. Связь между высотой и возрастом
подроста ели на ПП 2С
Рис. 4. Связь между высотой и возрастом
подроста ели на ПП 2С
Нами также была
установлена связь между численностью и встречаемостью подроста (рис. 5). На основании полученных результатов можно
сделать вывод, что эта связь носит полиномиальный характер.
Рис. 5. Связь между численностью и
встречаемостью подроста ели
Полученный
материал обрабатывался методами математической статистики (табл. 4).
Таблица 4
Основные статистические показатели учета естественного лесовозобновления ели
|
Статистический показатель |
Пробная площадь |
|||
|
2А |
2В |
2С |
2D |
|
|
Численность подроста, экз./га |
1270 |
831 |
426 |
2123 |
|
Коэффициент встречаемости (τ), % |
54,1 |
41,2 |
34,2 |
68,2 |
|
Средняя численность подроста на учетной площадке, экз. |
1,3 |
0,8 |
0,4 |
2,1 |
|
Ошибка средней численности подроста, экз. |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,2 |
|
Среднеквадратическое отклонение, экз. |
1,2 |
1,0 |
0,6 |
1,5 |
|
Точность исследования (P), % |
7,8 |
9,1 |
9,9 |
7,4 |
|
Коэффициент гомогенности (КГ) |
1,1 |
1,3 |
0,9 |
1,0 |
По численности и встречаемости подрост
можно охарактеризовать как редкий с равномерным распределением по площади.
Коэффициент гомогенности свидетельствует о том, что распределение елового
подроста групповое. Объясняется это биолого-экологическими свойствами ели. В
биогруппах сохраняются ценотические связи между ее компонентами. Благодаря этим
связям сохраняется парцеллярная обособленность ели в группах. Возобновление лиственных в таких биогруппах затруднено,
соответственно шансы ели на выход в основной ярус формируемого древостоя
многократно повышаются. Для одиночного подроста ели, за исключением крупных
экземпляров с высоким темпом роста, такие шансы обычно невелики.
Резюмируя
вышеизложенное, можно сделать следующие выводы:
1.
На всех объектах
исследования независимо от варианта опыта отмечается появление подроста ели.
2.
Связь между высотой и
возрастом жизнеспособного и нежизнеспособного подроста носит полиномиальный
характер.
3.
Связь между численностью
и встречаемостью подроста носит полиномиальный характер.
4.
Установленные
зависимости позволяют на практике отказаться от трудоемкого определения
численности подроста и его биометрических показателей.
Литература:
1.
Беляева Н.В. Особенности
естественного лесовозобновления в сосняках брусничных после рубок ухода и
комплексного ухода за лесом / Н.В. Беляева, Е.А. Шестакова // Известия Санкт-Петербургской
лесотехнической академии: Вып.185. – СПб.: СПбГЛТА, 2008. – С.18-28.
2.
Беляева Н.В.
Успешность естественного возобновления сосны на вырубках в зависимости от типа
леса / Н.В. Беляева, А.М. Нойкина // Сборник научных трудов по итогам
международной научно-технической конференции «Лес-2008» под ред. Е.А.
Памфилова. Выпуск 21. – Брянск: БГИТА, 2008. – С.6-13.
3.
Беляева Н.В.
Закономерности естественного лесовозобновления на объектах рубок ухода и
комплексного ухода за лесом / Н.В. Беляева, Д.А. Данилов // Известия Санкт-Петербургской
лесотехнической академии: Вып.188. – СПб.: СПбГЛТА, 2009. – С.30-39.
4.
Беляева Н.В.
Закономерности изменения структуры и состояния молодого поколения ели в
условиях интенсивного хозяйственного воздействия: дис. …д-ра c.-х. наук / Н.В. Беляева. – СПб.: СПбГЛТУ, 2013. – 431
c.
5.
Грейг-Смит П.
Количественная экология растений / П. Грейг-Смит. – М.: Мир, 1967. – 228 с.
6. Герасимов Ю.Ю.
Математические методы и модели в расчетах на ЭВМ: применение в лесоуправлении и
экологии / Ю.Ю. Герасимов, В.К. Хлюстов. – М.: Изд-во МГУЛ, 2001. – 260 с.
7.
Грязькин А.В.
Возобновительный потенциал таежных лесов (на примере ельников Северо-Запада
России): монография / А.В. Грязькин. – СПб.: СПбГЛТА, 2001. – 188 с.
8.
Мартынов А.Н. Связь
между численностью и встречаемостью подроста ели и сосны на сплошных вырубках /
А.Н. Мартынов, Д.А. Любимов // Сб. статей по материалам конференции
«Рациональное природопользование и перспективы устойчивого развития лесного
сектора экономики». – Великий Новгород: Новгородский ГУ, 2008. – С. 84-86.
9.
Пантелеева Н.Ю.
Математические методы в зоологии / Н.Ю. Пантелеева. – Воронеж: Воронежский
государственный университет, 2003. – 23 с.
10. Braathe P.
Registnering av gjenvehst 1962-1964 / P. Braathe // Meddelesler fra det Norske
Skogfors o ksvesen, 1966. – Vol. 21, №2. – P. 81-170.