УДК 630*385

ДЕНДРОШКАЛА СОСНЯКА СФАГНОВОГО В СРЕДНЕЙ ПОДЗОНЕ ТАЙГИ РЕСПУБЛИКИ КОМИ

 

DENDROSCALE FOR A SPHAGNUM TYPE PINE’S STAND IN THE MIDDLE TAIGA SUBZONE IN THE KOMI REPUBLIC

 

Пахучий В. В.

(Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М.Кирова, Сыктывкарский лесной институт, РФ)

Pakhuchij V. V. (Saint-Petersburg state forest technical university, Syktyvkar forest institute, RF)

 

Представлена дендрошкала для сосняка сфагнового, расположенного на водоразделе р. Вычегды и р.Кия-Ю в Республике Коми. Выполнен анализ зависимости среднего радиального прироста и годичных индексов от средней годовой температуры воздуха, годичного количества осадков, гидротермического коэффициента.

The dendroscale for a sphagnum type pine’s stand, located on a watershed of the Vychegda River and river of Kia-Yu in the Komi Republic is presented. The analysis of dependence of an average radial increment and year indexes from the average annual air temperature, a year amount of precipitation, hydrothermal coefficient is made.

 

Ключевые слова: Республика Коми, сосняк сфагновый, дендрошкала

Keywords: Komi Republic, sphagnum type pine’s stand. dendroscale

 

Дендрохронология  - это научная дисциплина, рассматривающая методы датировки событий и природных явлений на основе анализа годичных колец древесины. Самостоятельным направлением дендрохронологии может рассматриваться диндроклиматология, целью которой является анализ динамики радиального прироста в связи с изменением климата и погодными флуктуациями. Дендроклиматические методы находят также широкое применение в лесохозяйственных целях, в т. ч., при оценке эффективности лесохозяйственных мероприятий. Дендроклиматические методы базируются на использовании дендрошкал [1].

В работе приведены результаты разработки дендрошкалы для сосняков сфагновых, расположенных в Корткеросском районе Республики Коми на водоразделе р. Вычегды и р. Кия-Ю. В 1976 г. на объекте проведено лесоосушение. В связи с этим дендрошкала ограничена периодом 1791 – 1976 гг. Образцы древесины в количестве 23 кернов взяты на пробных площадях 25, 26. В табл. 1 приведена характеристика насаждений на опытных участках. Средняя мощность торфа на участках – 0,4 м, торф сфагновый, степень разложения торфа по слоям изменяется от 10 до 40%, зольность торфа – от 1,8 до 9,5 %.

Ширину годичных колец измеряли с точностью 0,01 мм микроскопом. Средний многолетний радиальный прирост рассчитали методом 20-летних скользящих с шагом 5 лет и последующей интерполяцией для каждого года [1].

 

Таблица 1-Таксационная характеристика насаждений на опытных участках

Номер пробной площади

 

 

Состав яруса

Для преобладающей породы средние

Относи-тельная полнота

Общий запас, м3/га

возраст, лет

высота, м

диаметр, см

25

10C ед.Е, ед.Б

165

11,4

15,0

0,8

120

26

10C ед.Е, ед.Б

130

9,7

12,8

0,8

100

 

Годичные индексы I (в процентах) определены по формуле

 

I = (Zср./Z ср.мног.)*100                                (1)

где Zср. – действительная ширина годичного кольца, мм; Z ср.мног.  – средняя многолетняя ширина годичного слоя, мм.

 

Ширина годичных колец учетных деревьев и годичные индексы на опытных участках представлены на рис. 1, 2.

Визуальная оценка изменения годичных индексов показывает, что продолжительность периодов, соответствующих уменьшению годичных индексов, изменяется от 5 до 14 лет (в среднем – 9,7 лет), а увеличению годичных индексов – от 3 до 15 лет (в среднем – 9,2 лет).

Рисунок 1-  Средняя ширина годичных колец и средние многолетние для сосняка сфагнового на водоразделе р. Вычегды и Кия-Ю

 

Рисунок 2- Годичные индексы для сосняка сфагнового на водоразделе р. Вычегды и Кия-Ю

 

Продолжительность периодов между пиками годичных индексов (их максимальными значениями) изменяется в рассматриваемый период от 14 до 23 лет (в среднем – 18,4 лет), а между минимальными значениями – от 13 до 24 лет (в среднем – 18,8 лет).

Для сопоставления изменчивости прироста с изменчивостью отдельных климатических факторов использовали корреляционный анализ, хотя в данном случае возможно использование показателя сходства кривых [1, 2]. Для изучения связей радиального прироста сосны с климатическими факторами использовали данные метеорологической станции в г. Сыктывкар [3]. Между средней величиной радиального прироста и средней температурой года установлена слабая, недостоверная связь (R2 = 0,0005; R = – 0,022; R 0,05 = 0,27). При использовании не приростов, а годичных индексов, отмечается аналогичная тенденция, но связь между рассматриваемыми показателями более тесная по сравнению со случаем использования средней ширины годичных колец. Сдвиг ряда индексов на один – два года вперед по хронологической шкале приводит к усилению связи (R2 = 0,0805 – 0,0927; R = – 0,28 – –0,31; R 0,05 = 0,27). Уравнение (2) описывает такую взаимосвязь при сдвиге ряда годичных индексов на 2 года.

 

Y = - 5,0439X + 101,38 (R2 = 0,0927; R = – 0,031; R 0,10 = 0,18)     (2)

 

где Y – величина годичных индексов, %, X – средняя температура года, град. C.

Смещение ряда индексов на три года приводит к ослаблению связи (R2 = 0,0537; R = – 0,23; R 0,05 = 0,27). Т.е., для формирования прироста последующих лет важное значение имеют условия предыдущих одного – двух лет, а условия более отдаленных лет оказывают меньшее влияние на формирование прироста текущего года. Это согласуется с известными результатами дендроклиматических исследований [1].

При объяснении причин отрицательной связи между температурой воздуха и годичными индексами следует учитывать статистический характер установленной оценки. Кроме этого, ввиду большого количества взаимодействующих  факторов, не ограниченных только температурой воздуха, необходимо согласиться с мнением о неопределенности в этом вопросе [1]. Тем не менее, при обосновании причинно-следственных связей применительно к условиям заболоченных местопроизрастаний, видимо, целесообразно исходить из представления о том, что здесь фактором, лимитирующим прирост, является именно избыточное увлажнение. По данным метеостанции г. Сыктывкара за последний вековой период между средней за год температурой воздуха (X, град. C) и годовой суммой осадков (Y, мм) наблюдается положительная связь на качественном уровне (10% уровень значимости), которая может быть аппроксимирована уравнением (3)

 

Y = 6,31X + 535 (R2 = 0,0058; R = 0,076; R 0,10 = 0,18)     (3)

 

Согласно уравнению (3) на естественно дренированных заболоченных участках увеличение температуры воздуха сопровождается увеличением количества осадков, которое, в свою очередь, видимо, может приводить к более высокому стоянию уровней почвенно-грунтовых вод и, соответственно, к уменьшению величины радиального прироста. Близкое к данному выводу заключение было сделано нами на основе исследований динамики радиального прироста на объектах гидромелиорации [2]. Было показано, что связь радиального прироста древесины со средними температурами за год может возрастать для осушаемого участка по сравнению с контрольным (неосушенным). Т.е., роль температурного режима в формировании прироста ослабевает с ухудшением дренированности почв, и наоборот, возрастает с улучшением их дренированности.

Между средней шириной годичных колец и количеством осадков за год наблюдается отрицательная недостоверная связь (R2 = 0,0012; R = – 0,034; R 0,10 = 0,18). При использовании годичных индексов, а не средней ширины годичных колец, связь усиливается. Однако направление связи изменяется с отрицательного на положительное (R2 = 0,0423; R = + 0,21; R 0,10 = 0,23). Сдвиг рядов годичных индексов на один – два года приводит к ослаблению связи и сохранению ее положительной направленности (R2 = 0,0072 – 0,0213; R = + 0,027 – + 0,146; R 0,10 = 0,23). При объяснении причин положительной связи между суммой осадков и годичными индексами также как и для случая с температурой воздуха и годичными индексами следует учитывать следующее. Это статистические оценки для двух показателей, тогда как на величину прироста оказывает влияние большое количество взаимодействующих климатических факторов, не ограниченных только суммой осадков или температурой воздуха.

По формуле (4) [1] были рассчитаны гидротермические коэффициенты для объектов исследования.

 

О1 = (T0*100)/V0    (4)

где  О1 – гидротермический коэффициент, T0 – средняя температура воздуха за гидрологический год (о С),  V0 – сумма осадков за гидрологический год, мм.

Расчеты показали, что эти коэффициенты изменяются от – 0,54 (в 1941 г.) до + 0,59 (в 1967 г.). Для условий Литвы Т.Т.Битвинскас [1] приводит значения гидротермического коэффициента от 0,7 до 1,5. Установлено, что связь между гидротермическими коэффициентами и годичными индексами для сосняка сфагнового в средней подзоне тайги Республики Коми отрицательная, слабая и недостоверная (R2 = 0,006; R = – 0,078; R 0,10 = 0,18). При смещении годичных индексов на 1-2 года по хронологической шкале наблюдается усиление связи при сохранении ее отрицательной направленности (R2 = 0,0765 – 0,0859; R = – 0,28 – –0,29; R 0,05 = 0,25). Т.е., для рассматриваемых условий достоверно вероятно совпадение хода гидротермического показателя и годичных индексов. При смещении годичных индексов вперед по хронологической шкале на 3 года  дальнейшего усиления связи не наблюдается.

Таким образом, на основе анализа динамики радиального прироста разработана дендрошкала для сосняка сфагнового для условий средней подзоны тайги Республики Коми. Радиальный прирост и годичные индексы сосны отрицательно связаны со среднегодовой температурой воздуха. Радиальный прирост отрицательно связан с годовой суммой осадков. Годичные индексы с годовой суммой осадков связаны положительно, а с гидротермическим коэффициентом – отрицательно.

Продолжительность периодов, соответствующих уменьшению годичных индексов, изменяется от 5 до 14 лет, а увеличению годичных индексов – от 3 до 15 лет. В период с 1953 до 1962 г. годичные индексы увеличивались. Если для данного периода требовалось бы проведение оценки эффективности лесохозяйственных мероприятий, то эти оценки могли быть преувеличены ввиду одинакового направления влияния на прирост как мероприятий, так и климатических факторов. В период с 1962 по 1973 г. годичные индексы уменьшались. Для данного периода влияние лесохозяйственных мероприятий могло быть оценено не в полной мере ввиду различного направления влияния на прирост лесохозяйственных мероприятий и климатических факторов.

Список использованных источников

1. Битвинскас, Т.Т. Дендроклиматические исследования [Текст] / Т.Т. Битвинскас.  Ленинград: Гидрометеоиздат, 1974.  174 с.

2. Пахучий, В.В. Динамика радиального прироста сосновых древостоев осушенного болота [Текст] / В.В. Пахучий // Лесной журнал (Известия высших учебных заведений). 1978.  № 1.  С. 15–18.

3. http://thermograph.ru/mon/st_23804.htm