Золотухин А.И., Горина П.А., Занина М.А.

Балашовский институт

Саратовского университета, г. Балашов

Типологическая характеристика и состояние

сосновых лесов в Балашовском Прихоперье

Искусственные леса в степных регионах имеют огромное хозяйственное и экологическое значение, являются центрами сохранения биологического разнообразия. Особый интерес и экологическое значение имеют леса на песках. Наибольшее распространение в Саратовской области, в том числе и в Балашовском районе, получили аллювиальные пески. Они образовались в результате разрушения горных пород текущими водами. Песчаные отложения легко подвержены ветровой эрозии [13]. Работы по облесению подвижных песков вдоль Хопра и его притоков были начаты в 1891 году. В Балашовском районе выращивание культур сосны началось в 1902 году под руководством лесовода В.Ф Крайзера [14]. Исследованию жизненного состояния древостоев естественных и искусственных лесонасаждений посвящены работы ряда авторов в различных регионах России [2, 5, 10,11, 12]. Современное состояние древостоев сосновых культур Прихоперья изучено недостаточно, что и определило цель нашей работы.

Объекты и методы исследований

Площадь лесных культур сосны Балашовского лесничества по материалам учета в 1.01.2011 году составляет 3883 га. Преобладают насаждения II класса бонитета. Их площадь составляет 93,5%. Ведущее положение имеют молодняки (64,3%) и средневозрастные насаждения (35,1). Спелые и перестойные представлены единственным в Балашовском районе участком старовозрастного естественного соснового леса (Арзянского бора) на площади 17 га. По служебной документации Балашовского лесничества большая часть культур сосны имеет полноту 0,7-0,8 (36,8%) и 0,9-1,0 (54,0%). Возможно, эти данные не совсем корректно отражают истинную картину потому, что последнее лесоустройство в данном хозяйстве проведено в 1993 году.

За прошедший послеревизионный период под влиянием ряда природных и антропогенных факторов наблюдается деградация лесов, в том числе и культур сосны. На территории лесничества отмечаются в течении 20 лет хронические очаги рыжего соснового пилильщика. Этот филлофаг имеет широкое распространение в Прихоперье. Увеличение численности его популяций происходит через 10-12 лет [4]. Летом 2013 г. по нашим наблюдениям дефолиация сосны в очагах Neodiprion sertifer Geoffr. составила 30-40%.

Ухудшение санитарного состояния происходит в связи с ростом антропогенной нагрузки, что нередко становится причиной лесных пожаров. В Балашовском лесничестве снизились темпы лесовосстановительных работ. В частности, на питомнике с. Котоврас в восьмидесятые годы выращивалось 1,0-1,5 млн. сеянцев сосны, а в последние годы – 200-300 тыс. шт. За 10 лет с 2001 по 2011 лесоводами Балашовского лесничества выращены 331,4 га культур сосны на вырубках и пашнях. Резко сократился штат лесной охраны. Нами проводился учет лесотаксационных показателей, видового состава нижних ярусов общепринятыми методами лесотипологических исследований. На пробных площадях проводился сплошной перечет деревьев, и изучалось жизненное состояние древостоев сосны по методике В. А. Алексеева [1]. Пробные площади имели форму квадрата 20x20 метровой длины. На каждом исследуемом объекте исследовано 5-10 пробных площадей в зависимости от степени неоднородности структуры и состояния лесных насаждений.

Таблица 1. Типологическая характеристика и состояние насаждений сосны

№	Типологический шифр леса (по А.Л. Бельгарду, 1971)	Возраст, лет, лет	Полнота	Подлесок	Подрост	Травяной покров	Индекс жизненного состояния по В.А.Алексееву, %
Балашовское лесничество, 2006 год
1		50	0,9	Клт, Бб, Ро.- редко или средней густоты	С – среденй густоты Д -изредка	Мятлик дубравный, вейник наземный, читотел большой, ландыш майский, проективное покрытие 50-60%	96,0
2		40	0,8	Клт, Ббор - редко или средней густоты	С – среденй густоты, Д, Лп-изредка	Злаки и сорно -степные виды, проект. покр. 30-40%	97,3
3		35	0,8 (0,9)	Рр, Вш - изредка	С – средней густоты, Лп, Ясп, Кяс - единично	Развит слабо из сорно-степных многолетников виргинильного состояния	89,2
Романовское лесничество, 2006 год
4		42	0,8	Ббор, Ро изредка	С – средней густоты	Мятлик дубравный, ежа сборная, чистотел большой, звездчатка злаковидная изредка	93,4
5		45	0,8	Ббор, Ро изредка	С – средней густоты, Д, Ясп, Во- изредка	Отсутствует, мертвопокровный	92,7
Балашовское лесничество, 2008 год
6		80	0,6 (0,4-0,5)	Ро, Клт, Бкр, Жт, Ябл, Гр, Кб - изредка	Д, Ясп, Ос –средней густоты	Вейник наземный с проективным покрытием 80-90%	88,9
Балашовское лесничество, 2009 год
7		100-150(200)	0,4-0,5 (0,6)	Клт, Рр редко	С, Д, Ясп - редко	Вейник наземный с проективным покрытием 80-90%, изредка мхи и лишайники	81,4
Балашовское лесничество, 2011-2013 годы
8	П. Мача, 2011	60-80	0,7	Кб - единично	Д, Ясп - редко	Вейник наземный с проективным покрытием 80-90%	89,1
9	П. Мача, 2011	50	0,5-0,6	Жт, Ро, Шб, Ирг - изредка	Д, Ясп - редко	Вейник наземный, чистотел, пырей ползучий с проективным покрытием 35%	56,5
10	с. Б. Мелик, 2011	60	0,4-0,5	Бкр - единично	Д, - редко, Ясп – средней густоты	Вейник наземный, чистотел, полынь австрийская с проективным покрытием 80%	45,1
11	Котоврас,2011	69	0,6	Клт, Кл - изредка	Кляс, Во – средней густоты, Д, - редко,	Чистотел большой, ландыш майский с проективным покрытием – 10-20%	6,0
12	Котоврас, 2011	69	0,8	Клт, Кл, Сп - изредка	Кляс, Во – средней густоты, Д, - редко,	Чистотел большой, ландыш майский с проективным покрытием – 10-20%	22,0
13	Имеются сильно отставшие в росте ряды ясеня пенсильванского, вяза обыкновенного. Балашовская птицефабрика, 2013	60 (ед. 80)	07-0,8	Клт, Бкр, Рр - изредка	С –средней густоты, Д, Ос - редко,	Чистотел большой, ландыш майский с проективным покрытием – 35-40%	78,5
14	, ед. Д, Б. Лисий овраг, в 3 км от п. Мача. Много усохших сосен и единичных берез. Ряды ясеня пенсильванского входят в 1 ярус, 2013	50 (ед. 80)	05-0,7	Клт – средней густоты, Ро - изредка	С –средней густоты, Д, Ос - редко,	Мятлик дубравный, пырейник собачий, кострец безостый, горошек мышиный с проективным покрытием 30-40%	35,7
15	Западная граница п. Мача, август 2013 г.	80	0,6-07	Бкр, Рр, Лп, Кс - изредка	С - редко,	Вейник наземный с проективным покрытием – 50-70%, изредка зеленые мхи	88,3

Обозначения: С - сосна обыкновенная, Б – береза повислая, Акж – акация желтая, Ясп – ясень пенсильванский, Д – дуб обыкновенный, Лп – липа мелколистная, Ос – осина, Клт – клен татарский, Ббор – бересклет бородавчатый, Рр – ракитник русский, Вш – вишня степная, Кляс – клен ясенелистный, Во – вяз обыкновенный, Бкр – бузина красная, Кб – кизильник блестящий, Кс – крушина слабительная, Кл – крушина ломкая, Сп – спирея зверобоелистная, Ро – рябина обыкновенная, Шб – шелковица белая, Гр – груша обыкновенная, Жт – жимолость татарская, Ябл –яблоня лесная, Ирг – ирга канадская

Результаты исследований

Нами проводились многолетние исследования жизненного состояния и флористического разнообразия искусственных насаждений сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в Балашовском и Романовском лесничествах. В таблице 1 приведена типологическая характеристика лесных насаждений на пробных площадях, составленная в соответствии с типологией лесов степной зоны А.Л. Бельгарда [8]. Искусственное насаждение в степи характеризуется типом лесорастительных условий, типом экологической структуры и типом древостоя, что отражается в типологической формуле (типологическом шифре). Например: . Тип лесорастительных условий зависит от гранулометрического (механического) состава почв. Сосновые культуры в Прихоперье выращивают на супесях – СП. Цифровой индекс отражает особенности гигротопа. Большинство насаждений растут в суховатых (1) или свежеватых (1-2) лесорастительных условиях. В типологическом шифре отражена почвенная подзона (ОЧ – обыкновенный чернозем). Тип экологической структуры насаждений определяется световой структурой, которая зависит от состава древостоев и продолжительности средообразующего воздействия леса (лес до смыкания – I, лес в стадии смыкания крон – II, лес в стадии изреживания – III). Сосна обыкновенная образует полуосветленную световую структуру – (п/осв). Приведенные в таблице 2 насаждения находятся в стадии изреживания (III). Тип древостоя определяется видовым составом деревьев. Культуры сосны в основном одновидовые и обозначаются - 10С. В отдельных вариантах имеются смешанные сосняки. Например, сосна с березой – 9С1Б.

Исследования жизненного состояния древостоев нами начаты в 2006 году в Балашовском и Романовском лесничествах. Лесотаксационная характеристика изученных насаждений приведена в табл. 1. В Балашовском лесничестве пробные площади были расположены в окрестностях п. Мача, в рекреационной зоне г. Балашова. Это были чистые по составу 35-50 летние сосняки с полнотой 0,8-0,9. Подлесок развит слабо из клена татарского, рябины обыкновенной, бересклета бородавчатого. Травяной покров с проективным покрытием 30-40 (60)% из мятлика дубравного, ежи сборной, вейника наземного, сорно-лесных и отдельных лесных неморальных видов. Фрагментарно встречались мох (плеурозий) Шребера и дикран многоножковый (волнистый) на площадках в 20-30 м². На пробных площадях и за их пределами было довольно много подроста сосны, изредка дуба, липы, клена ясенелистного, ясеня пенсильванского, что свидетельствует о хорошем состоянии лесных сообществ в годы проведения данных исследований. Индекс жизненного состояния (ИЖС) по В.А. Алексееву составлял 89,2-97,3%. Деревья не имели признаков патологии. Близкие лесотаксационные показатели имели 45-летние культуры в Романовском лесничестве. Следует отметить наличие в данных насаждениях подроста сосны. Жизненное состояние оценивалось индексом в 92,7-93,4%. Все изученные нами варианты культур сосны были здоровыми, высокополнотными, даже на небольшом расстоянии от города Балашова.

В 2008 году нами изучено состояние сосновых насаждений, расположенных в рекреационной зоне г. Балашова в районе п. Мача. Данная территория подвержена большой рекреационной нагрузке, постоянно посещается городскими жителями и является любимым местом для отдыха как летом, так и для лыжных прогулок зимой, а также регулярной остановкой для свадебных кортежей. Это сосновые насаждения в возрасте 80 лет. Рельеф слегка волнистый, повышенный. Почва черноземовидная, супесчаная. Участок сильно захламлён, а местами пройден слабым низовым пожаром, после чего были проведены санитарные рубки.

Древостои сосны обыкновенной однородные по составу – 10С, полнота 0,6, местами 0,4-0,5 неравномерная. Средний диаметр деревьев 32-36 см, высота 22 м. Обследованные деревья в основном не имеют признаков патологии (суховершинности, пожелтения хвои и др.). Подлесок очень редкий из рябины, клена татарского, единично встречаются бузина красная, жимолость татарская, яблоня лесная, груша лесная, кизильник блестящий, снежноягодник.

Подрост почти не развит. Изредка встречаются осина, дуб, ясень пенсильванский и вяз мелколистный. Из перечисленных видов биологическое значение имеет только ясень пенсильванский, который хорошо развит, до 5 м высотой. Остальные деревья не превышают 1-1,5 м. Индекс жизненного состояния здесь составлял 88,7%. Таким образом, состояние данного лесного массива вполне удовлетворительное, но близость к городу и повышенная рекреационная нагрузка нарушают природную лесную среду и снижают биологическую устойчивость данных насаждений.

В 2009 году нами проведены исследования состояния древостоев и флористического состава старовозрастных насаждений «Арзянского бора». Данный объект внесён в список лесных памятников России [7], находится в 49 квартале, выделе 17. Это сосновые насаждения естественного происхождения на площади 17 га. Их возраст от 100 до 150 (200) лет. Арзянский бор расположен на бугристых элементах рельефа, отчасти в понижениях. Почва черноземовидная, супесчаная. Древостои сосны обыкновенной чистые по составу с небольшими вкраплениями во втором ярусе деревьев дуба высотой 4-5 м., полнота 0,4-0,5 (0,6), неравномерная. Много прогалин площадью 0,04-0,05 га. Средний диаметр деревьев 32-36 см, высота 22-25 м.

Подлесок почти не развит. Изредка встречаются: клён татарский, ракитник русский, спирея зверобоелистная, ещё реже – подрост дуба и сосны, который не имеет биологического и хозяйственного значения. Живой напочвенный покров вейниковый, с небольшим участием других видов. На отдельных участках распространены мхи (дикран многоножковый, плеурозий Шребера), лишайник (кладония лесная). Проективное покрытие травяного покрова в основном 80-90% (особенно в зарослях вейника наземного), неравномерное, местами под кронами сосен имеется мёртвопокровные участки. На склонах южной экспозиции сохранились пятна дерновинок кладонии лесной с проективным покрытием 60-70% площадью 0,02-0,03 га.

Древостои сосны имели удовлетворительное лесопатологическое состояние. Явные признаки грибковых болезней имели единичные, наиболее старые сосны, на которых в разных частях видны подтёки смолы. Вероятнее всего это рак сосны - серянка. Типичных повреждений этой болезнью не встречено. На стволах так же встречались плодовые тела сосновой губки (Phellinus pini (Brot.: Fr.) A. Ames). Этот возбудитель центральной гнили, которая не опасен для жизни деревьев, но связан с потерей товарной древесины. Обследованные деревья в основном не имеют признаков патологии (суховершинности, пожелтения хвои и др.).

Таким образом, состояние данного лесного природного памятника вполне удовлетворительное, но имеется другая сторона этой проблемы, связанная с большим возрастом деревьев и их старением, и, как следствием, потерей биологической устойчивости. Настораживает почти полное отсутствие подроста сосны на достаточно разреженных участках этого лесного массива. Представляется, что это связано с недостаточным запасом семян. Восстановление сосны обыкновенной сдерживается мощным травяным покровом вейника наземного.

Как и любая другая популяция, данный сосновый комплекс обречён на постепенное вырождение без достаточного количества молодых особей. Целесообразно провести ряд хозяйственных мероприятий по содействию его естественному возобновлению. При проведении лесовосстановительных работ необходимо бережно относиться к охраняемым растениям: молодилу русскому, прострелу раскрытому и другим редким видам Балашовского района. В частности, нужно сохранять участки леса, где хорошо выражен моховой и лишайниковый покров. Планирование мест посадки с нанесением их на планшет нужно проводить летом, когда видны все растения напочвенного покрова.

На пробных площадях №8-11 нами проведен учет лесотаксационных показателей и жизненного состояния сосны в 2011 году [3]. Индекс жизненного состояния 60-80-летних древостоев сосны имеет высокие значения (79,7-89,1%) в окрестностях с. Мача в рекреационной зоне г. Балашова. Хорошее состояние сосновых древостоев, несмотря на сильное антропогенное влияние, здесь связано с регулярным проведением санитарных рубок в прошлом и устойчивостью сосны данной возрастной группы к повреждению корневой губкой [15]. В этом же лесном массиве состояние сосны с небольшой примесью дуба обыкновенного и ясеня пенсильванского в возрасте 50 лет ослабленное (ИЖС 56,5%). Сильно ослаблены насаждения сосны с небольшим участием в составе ясеня пенсильванского и вяза обыкновенного в районе села Большой Мелик в возрасте 60 лет с полнотой 0,4-0,5 (ИЖС – 45,1%). В 2013 г. в районе Лисьего оврага в сосново-ясеневом насаждении индекс жизненного состояния составил 35,7%. Одной из причин этого может быть отрицательное Аллелопатическое влияние ясеня на сосну. Экспериментально доказанных материалов этого влияния нами в литературе не обнаружено. Вместе с тем, различные виды древесных интродуцентов, как правило, своими выделениями оказывают отрицательное влияние на местные виды [6].

Сильно деградировали сосновые 69-летние насаждения (2011 г.) в районе с. Котоврас (ИЖС-6,0-22,0%). Наибольшее разрушение отмечено в сосново-березовых культурах. В 2013 году установлено слабое повреждение сосны в возрасте 60 лет в районе Балашовской птицефабрики (ИЖС-78,5%). В различных ярусах леса учтено 55 видов растений, среди них имеются лесные. Например, ландыш майский, кочедыжник женский, виды бореальных мхов. Здесь распространен подрост сосны около 3000 шт./га, что в последние годы стало редким явлением. Хорошее состояние имеет 80-летний сосняк на западной границе п. Мача (ИЖС-88,3%). Данное насаждение имеет довольно высокие лесотаксационные показатели, травяной покров из вейника наземного и других степных и сорных видов с проективным покрытием 50-70%.

Результаты исследований показывают, что состояние сосновых культур стало резко ухудшаться после 2010 года. На исследуемой территории отмирание сосновых древостоев происходит на фоне хронических очагов рыжего соснового пилильщика, лесных пожаров, высокой антропогенной нагрузке. Жизненное состояние сосны в какой-то мере зависит от возраста древостоев. Насаждения сосны остаются здоровыми в возрасте около 80 лет, даже в самых сложных экологических условиях, в частности, в рекреационной зоне г. Балашова. Высокую жизнеспособность имеют старовозрастные естественные насаждения сосны. С уменьшением возраста биологическая устойчивость культур сосны заметно снижается. Отмирание деревьев сосны на исследуемой территории происходит неравномерно. Возможно, это связано с изменяющимися экологическими условиями местообитаний. Одной из причин может быть меняющийся с возрастом древостоев расход влаги на транспирацию. С увеличением возраста сначала этот показатель растет, достигает максимума, а затем стабилизируется и уменьшается в связи с замедлением физиологических процессов. Максимальное количество влаги потребляется лесными насаждениями в период кульминации текущего прироста. Если в этот период бывают засухи, то древостои могут усыхать [9]. Проведенные исследования показали, что культуры сосны с участием других, особенно интродуцированных видов деревьев, деградируют сильнее, чем чистые по составу. Это может быть связано с неблагоприятными взаимоотношениями растительных компонентов. Целесообразно корректировать подбор видов деревьев и кустарников в состав сосновых насаждений с учетом различных форм взаимного влияния растений.

Литература

1. Алексеев В.А. Диагностика жизненного состояния деревьев и древостоев // Лесоведение. 1989. №4. С.51-57.

2. Боголюбов А.С., Ю.А.Буйволов, М.В.Кравченко. Оценка жизненного состояния по сосне. Экосистема, 1999 http://mgou-detyam.ucoz.ru/dokum/ecol/05.pdf

3. Горина П.А., Золотухин А.И. Жизненное состояние древостоев сосновых культур в Балашовском районе // Экологическая безопасность региона: Сб. статей V Междунар. Научно- практич. Конференции естественно-географического факультета (Россия, г. Брянск,18-19 октября 2012 г.), Брянск: изд-во «РИО БГУ», 2012. С. 93-96.

4. Гурьянова Т.М. О стабильности и изменчивости в многолетней динамике численности рыжего соснового пилильщика // Проблемы мониторинга природных процессов на особо охраняемых природных территориях : матер. международн. научно-практической конф., посвященной 75-летию Хоперского государственного природного заповедника (пос. Варварино, Воронежская область, 20-23 сентября 2010 г.) / [редкол. А.В. Головков, Н.А. Карпов (отв. Ред) и др.]. Воронеж, ВГПУ,2010. С. 31-33.

5. Ковылина О.П., Зарубина И.А., Ковылин А.Н. Диагностика жизненного состояния культур сосны обыкновенной в пригородной зоне города Усть-Илимска. СибГТУ, г. Красноярск. http://science-bsea.bgita.ru/2008/les_2008/kovylina_diagnost.htm

6. Колесниченко М. В., Биохимическое взаимовлияние древесных растений .2 изд., перераб. и доп. М.: Лесн. пром-ть, 1976.184с.

7. Лесные памятники / О.И.Рожков, Д.М.Гиряев, И.Д.Никодимов и др. М: Агропромиздат, 1986. 208 с.

8. Матвеев Н.М. Основы степного лесоразведения профессора А.Л. Бельгарда и их современная интерпретация: учебное пособие / Н.М. Матвеев; отв. Ред. Н.В. Прохорова. Самара: Издательство «Самарский университет», 2012. 128 с.

9. Молчанов А.А. Гидрологическая роль леса. Институт леса. М., Изд-во АН СССР, 1960. 488с.

10. Овчаренко А.А., Золотухин А.И. Флористический состав и состояние памятника природы «Арзянский бор» // Состояние антропогенно нарушенных экосистем Прихоперья: межвуз. сб. научн. тр./под общ. ред А.И. Золотухина. Балашов: Николаев. 2009. С. 72-77.

11. Овчаренко А.А., Золотухин А.И. Состояние и флористический состав рекреационого бора близ г. Балашова. Социально-экологические проблемы малого города: матер. Всероссийской науч.-практич. конф. ( Балашов,9-10 октября 2008 г.)/ под ред. М.А. Заниной. -Балашов: Николаев, 2008.-С. 116-118.

12. Самсонова М.В., С.В. Кабанов, Р. И. Рязапов. Сравнительный анализ оценки жизненного состояния ценопопуляции Pinus sylvestris L с использованием различных методических подходов. // Мониторинг биоразнообразия экосистем степной и лесостепной зон: матер. Всерос. научн.-практич. конф. с междунар. участием (29-30 сентября 2011 г., г. Балашов) / под общ. ред. А.А. Овчаренко.- Балашов : Николаев ,2011. С. 33-39.

13. Саратовские леса: 200 лет Лесному департаменту России / И. Ф. Кокова [и др.]. Саратов : Дет. кн., 1998. 176 с.

14. Смотров В. В. Крестьянские судьбы. Балашов: БГПИ, 1995. 355 с.

15. Харченко Н.А., Харченко Н.Н., Анохин В.А. Биоэкологические особенности корневой губки // Проблемы повышения экологических функций леса: Материалы симпозиума 21-25 июня 1999 г. // Под ред.проф. Н.А. Харченко. Воронеж: ВГЛТА, 2000. 125 с.