РЕТРОСПЕКТИВНА ОЦІНКА ПАРАМЕТРІВ ЗБЕРЕЖЕНОСТІ ХВОЇ СОСНИ ЗВИЧАЙНОЇ

докторант О. Федорков

Тривалість життя хвої сосни часто сприймається як адаптивний ознака стосовно несприятливим чинникам довкілля [3]. Скидання хвої, крім природного старіння, сприяють: зменшення освітленості, незбалансованість харчування, гриби-патогени, комахи, що хвогризуть, атмосферне забруднення та погодні умови (зимове висушення, сніг і вітер).

При моніторингу лісів використовують візуальні (за допомогою бінокля) оцінки віку хвої [2]. Однак на достовірність таких оцінок впливають досвід спостерігача, систематична помилка спостерігача, погода та стан дерева [6]. Є й розбіжності у методиках оцінки. Наприклад, за Л.Ф. Правдіна [3] «підраховувалося число мутовок втечі, покритих хвоєю». Це дає уявлення про максимальний вік хвої. При моніторингу лісів у Фінляндії враховувалися пагони, що мають щонайменше 50% хвої, що збереглася [11]. Використовується і розподіл хвої різного віку масою [4]. Зіставлення таких оцінок зі зрозумілих причин утруднено. З іншого боку, візуальне визначення дає дані про тривалість життя хвої лише рік спостережень і дозволяє оцінити динаміку опаду хвої [1]. Для того, щоб вивчити довгострокові зміни безпеки хвої, необхідно мати погодові дані для окремих насаджень або окремих дерев принаймні за кілька десятиліть.

Для проведення таких досліджень придатний метод обліку слідів хвої в деревині (needle trace method — NTM), розроблений в Інституті лісу Фінляндії [9].

Принципова база способу. Сліди хвої є частиною провідної системи дерева, що зв'язує центральний циліндр та вкорочений пагін. Слідихвої добре видно у деревині самих внутрішніх річних кілець. Провідний пучок росте доки пара хвоїнок є фізіологічно активною і зберігається на втечі (рис. 1). Коли вона відмирає, функціонування та зростання пучка, що проводить, припиняється. У деревині залишається слід, що представляє собою темну точку на поздовжньому зрізі. Сувора відрізок стовбура вздовж річних кілець можна визначити рік відмирання пари хвоїнок.

Відбір модельних дерев. Згідно з посібником із застосування методу [5] статистично достовірні оцінки параметрів безпеки хвої можна отримати по 10 модельним деревам. Моделі брали в сосняку лишайниковому ІІ класу віку в Залізничному лісгоспі Республіки Комі (62°17' пн.ш. та 50°40' сх.д.) поблизу Ляльського лісоекологічного стаціонару Інституту біології Комі НЦ УРО РАН. Як моделі відбирали здорові без пошкоджень дерева з прямим стволом і рівномірно розвиненою кроною. На східній стороні ствола робили затіску. Потім дерева зрубували і вимірювали їх висоту і діаметр на h = 1.3 м. Після обрубки сучків на східній стороні стовбура робили пролиску. Стовбур кожного дерева розпилювали на секції, що відповідають річним пагонам, починаючи з висоти 1.3 м. Секції маркували (номер дерева та порядковий номер) і доставляли до лабораторії, мутовки викидали (рис. 2).

Обробка секцій ствола. Спочатку за допомогою лупи підраховується вік найстарішої секції та визначається рік утворення першого річного кільця. Перед струганням на торцях секції зі східного боку олівцем дугоподібно відзначається межа восьми внутрішніх річних кілець. Число цих кілець означає максимально можливий вік хвої у районі дослідження. Непотрібна частина секції сколюється сокирою. Потім секція закріплюється на верстаті і стругає рубанком до позначеноїМежі. Сліди хвої підраховуються на опуклій поверхні, розташованій у деревині одного річного шару. Ця поверхня обмежується прямими лініями, що з'єднують сторони фіксованих кутів a1 і a2. Коли число слідів хвої записано, процедура повторюється у наступному річному шарі (рис. 3). Хвоїнки сосни розташовуються по поверхні втечі спірально, тому стругання повторюється до того річного шару, в якому сліди хвої розташовані регулярно і далі їхнє число не змінюється (рис. 3).

Обробка даних. Першим кроком розрахунків є переведення абсолютних чисел слідів хвої у відносні. Для цього використовується наступна формула: pr = 100, де pr - відносне число слідів хвої в річному шарі r; хr-абсолютне число слідів хвої в річному шарі r; x1 - абсолютна кількість слідів хвої в першому річному шарі.

Далі розраховується збереження хвої за роками (annual needle retention - ANR), опад хвої за роками (annual needle loss - ANL), середній вік хвої (needle age - NA), густота хвої (needle density - ND). Середньорічна безпека хвої (ANR) показує скільки класів (або повних наборів, «комплектів») хвої було на стовбурі в даний рік. Вона визначається за формулою: ANR = , де ANR - збереження хвої в аналізований рік; pb - відносне число слідів хвої в секції в аналізований рік; pb+1 - відносне число слідів хвої в аналізований рік у секції на 1 рік старше; b – порядковий номер секції починаючи з вершини. Для розрахунку щорічного опаду хвої використовується така формула: ANLt = (ANRt-ANRt + 1) + 1, де ANLt - Опад хвої на рік t. Вік хвої визначається за формулою: NA = , де NA - середній вік хвої, що утворилася певний рік; pr - відносне число слідів хвої p секції в річному кільці r; t - час у місяцях відутворення хвої до пожовтіння хвої, що опадає (у нашому випадку 3 місяці). Густота хвої визначається з використанням абсолютних значень слідів хвої за формулою: ND = де ND - густота хвої (шт. / см пагона); X - число слідів хвої в першому річному шарі секції; a - Середнє значення кутів; lb - Довжина секції (см).

Також можна розрахувати кількість пар хвоїнок на пагоні шляхом множення густоти хвої на довжину пагона (річний приріст заввишки).

Результати та обговорення

Середньорічна безпека хвої ANR (за 1967-1988 рр.) склала 4,6 класу. Це майже на 2 класи вище, ніж у Великій Британії [10]. Для умов Фінляндії це відповідає насадженням, розташованим на кордоні між південною та північною частинами країни практично на тій самій географічній широті, що й досліджуване насадження [7]. У цій роботі фінськими дослідниками на основі даних, отриманих у 28 сосняках з використанням методу слідів хвої, була виявлена залежність ANR від середньої багаторічної суми температур вище +5 °C в пункті відбору модельних дерев. Отримане значення ANR добре узгоджується з цією залежністю. У довгостроковому плані збереження хвої має тенденцію до зниження приблизно через 10 років (у нашому випадку із середини 70-х років) після досягнення деревами висоти грудей.

Середньорічний опад хвої ANL варіював за роками від 0,82 класу (1969) до 1,43 класу (1975). У середньому протягом усього досліджуваний період середньорічний опад становив 1,05 класу.

Густота хвої у середньому становила 7.3 пар хвоїнок на 1 см втечі. Мінімальне значення цього показника було 6.2 (1984), максимальне - 9.2 (1972). Деревні значення варіювали від 6.1 до 8.5. Погодова мінливість густоти охоплення, мабуть, пов'язана з тим, що на неї впливають і умови рокузакладення вегетативних нирок та умови попереднього року. У свою чергу довжина втечі, на якій примордії розвиваються у хвої, залежить від умов поточного та попереднього вегетаційних періодів. Як і в роботі [8], видно тенденцію до підвищення густоти хвої в перші роки досліджуваного періоду, коли висоти дерев були від 1.3 м до 2 м. Потім густота охоплення знижується. Метод слідів хвої (NTM) дозволяє отримати ретроспективну хронологічну серію параметрів, що характеризують збереження хвої сосни. Проведене дослідження підтвердило зазначену в інших частинах ареалу сосни [7, 10] довготривалу тенденцію зниження безпеки хвої в останні десятиліття. Чи це є нормальною віковою зміною або пов'язано зі змінами умов навколишнього середовища в глобальному масштабі повинні показати подальші дослідження на деревах старшого віку. Автор дякує А.І. Патова, З.П. Мартинюка та С.М. Плюсніну - співробітників відділу лісобіологічних проблем Півночі Інституту біології Комі НЦ УРО РАН, за допомогу у відборі модельних дерев.

ЛІТЕРАТУРА 1. Мамаєв С.А. Форми внутрішньовидової мінливості деревних рослин. М.: Наука, 1973. 283 з. 2. Методика організації та проведення робіт з моніторингу лісів у СРСР. Пушкіно, 1987. 45 з. 3. Правдін Л.Ф. Сосна звичайна. Мінливість, внутрішньовидова систематика та селекція. М: Наука, 1964. 190 с. 4. Туллус Х.Х. Тривалість життя хвої сосни звичайної Естонії // Лісознавство, 1991. № 4. З. 89-92. 5. Aalto T., Jalkanen R. Needle trace method // Res. Papers, 1998. 36 p. (Finnish Forest Research Insti-tute; № 681). 6. Innes J. Forest health surveys: проблем в assessing observer objectivity // Can. J. Forest Res., 1988. № 18. P. 560-565. 7. Jalkanen R., Aalto T., Kurkela T.Розвиток льоду ретенції в Шкоти пина (Pinus sylvestris) в 1957-1991 в Північній і Southern Finland // Trees, 1995. № 10. P. 125-133. 8. Jalkanen R., Aalto T., Kurkela T. Revealing past needle density в Pinus spp. // Scand. J. Forest Res., 1998. № 13. P. 292-296. 9. Kurkela T., Jalkanen R. Reveling past needle retention in Pinus spp. // Scand. J. Forest Res., 1990. № 5. P. 481-485. 10. Листя ретенції і льоду скидання скотів пиня в останніх десятиліттях в Thetford and Alice Holt, England / Jalkanen R. et al. // Can. J. Forest Res., 1994. № 24. P. 863-867. 11. Salemaa M., Jukola-Sulonen E.-L., Lindgren M. Forest condition in Finland, 1986-1990 // Silva Fenn., 1990. № 25. P. 147-175.

пошук по серверу