1.2 Биология и экология сосны сибирской
Сосна сибирская (кедр сибирский) – Pinus sibirica L. относится к отделу Голосеменные – Pinophita, семейству Сосновые – Pinaceae Lindl.
Климатический характер северной границы кедра наиболее отчетливо проявляется в Западной Сибири, поэтому о лимитирующих факторах определяющих распространение кедра сибирского лучше всего судить по этому району.
При недостатке тепла у пределов произрастания, особенно на вертикальном пределе в горах, наблюдается разреженность древостоев кедра. Это связано с ухудшением условий роста. Точно так же реагирует кедр в худших условиях произрастания в более южных районах с лучшим климатом, например в сфагновых, травяно-болотных и долгомошниковых типах леса. Причем на севере и у вертикального предела в лучших местопроизрастаниях морфологический облик кедровников и деревьев кедра приобретает сходство с более южными кедровниками и деревьями. Крылов Г.В. [10] объясняет разреженность древостоев близ верхней границы леса не большим светолюбием кедра, а недостатком почвенного плодородия, из-за чего площади распространения корней кедра в тех условиях сильно расширяются. С изменением возраста от 1-2 до 15 лет, потребность в освещенности у кедра увеличивается почти в 15 раз. Аналогичное явление свойственно и другим темнохвойным породам, например пихте сибирской. В целом же кедр считается породой теневыносливой, и по этому признаку его ставят сразу же за пихтой и елью. Теневыносливость проявляется в способности его молодых поколений длительное время довольствоваться незначительной освещенностью под пологом верхних ярусов и образовывать сильно сомкнутые древостои с примесью пихты и ели.
По отношению к влаге кедр считается требовательной породой, в особенности к влажности воздуха [24]. По наблюдениям в Западной Сибири кедр не встречается в районах, где среднегодовая относительная влажность воздуха в 13 ч составляет менее 60%, а наименее влажного месяца – 50%. Наиболее крупные его массивы приурочены к хорошо дренированным, свежим, периодически влажным почвам близ рек и озер, по окраинам болот. Под действием лесных пожаров кедр постоянно вытесняется из экологически оптимальных дренированных условий произрастания. Поэтому около 50% кедровников размещается в заболоченных районах [32].
Кедровники в большинстве своем являются смешанными многовидовыми лесами. Сопутствующие породы – ель, сосна, береза, в меньших количествах – пихта, осина. Эдификаторную роль кедр начинает играть тогда, когда жизненный цикл лиственных и хвойных сопутствующих лесообразующих пород заканчивается и начинается их отпад в древостое.
Площадь района экологического оптимума по сравнению с площадью ареала невелика, а его расположение отчетливо сдвинуто к юго-западному краю ареала [10].
Несмотря на самые благоприятные для роста кедра гидротермические условия, в районе экологического оптимума в настоящее время нет преобладания кедровников в лесной растительности. Причина снижения господствующей позиции кедра в районе его экологического оптимума заключается в его меньшей конкурентной силе по сравнению с пихтой, которая находит здесь так же, как и кедр, оптимальные условия для роста по теплу, влаге и плодородию почв. В лесоводственном отношении важно знать, что площади, занятые в настоящее время пихтой, вполне пригодны для выращивания кедра. Многие из них могут и должны стать участками наивысшей продуктивности кедра [10].
Кедр размножается семенным путем. В естественных сомкнутых таежных лесах кедр начинает плодоносить в 40–50 лет, при разреженном состоянии, на опушках и в культурах – в 13–15 лет [31]. Мужские (пыльниковые) колоски красного цвета собраны мутовками в основании побегов, формируются в течение 2 лет. Женские шишечки фиолетовые, расположены на концах верхних побегов дерева по 2-5 возле вершинной почки. От момента заложения шишечек до их созревания проходит 3 года. Спелые шишки 5-8 см длиной и 3-6 см шириной созревают в августе-сентябре.
Возобновление кедровников. Специфическая особенность возобновления кедра – его зоохорность. Распространяет семена кедра на значительные расстояния исключительно кедровка, поэтому все участки, которые эта птица избегает, характеризуются неудовлетворительным возобновлением кедра. Очевидно, к таковым следует отнести кедровники травяно-болотные.
По данным Поварницына В.А. [15], Реймерса Н.Ф. [17], Чижова Б.Е. [31], кедровка разносит семена более 10 км, а число семян, заносимых ею в отдельные местообитания, достигает 30 тыс. шт/га. Свои «кладовые», состоящие из 20–50, а иногда и более орешков, кедровка предпочитает делать на вырубках, гарях, рединах, а так же в сосновых и березовых насаждениях без густого подлеска и даже высокогорной тундре. Семена таких захоронений, не найденные кедровкой и не обнаруженные другими животными, после перезимовки прорастают и дают начало новым поколениям кедра.
Под пологом кедровых насаждений семена помимо кедровки распространяют почти все остальные их потребители, делая свои запасы или теряя их при добыче, перетаскивании и т. д. Немало всходов возникает и из семян опавших шишек. Встречались всходы, а также молодые двух- и трехлетние кедры с не полностью сгнившими стержнями и остатками семенных чешуй шишек между ними [13].
Отмечается высокая корреляция лесовозобновительных процессов с лесорастительными условиями. Наиболее успешно возобновляются кедровники свежих типов условий местопроизрастания. Зеленые мхи – самый благоприятный субстрат для прорастания семян кедра. Слой мха имеет постоянную влажность (40-80%), а также увеличивает количество подвижных питательных соединений в верхнем слое почвы.
Кроме того, развитый покров из зеленых мхов снижает конкуренцию среди всходов различных пород благодаря тому, что проростки березы, ели и пихты часто зависают в толстом слое мхов, не достигая корнями минерального субстрата и, таким образом, быстро отмирают. Появлению корневых отпрысков осины препятствует недостаточная аэрированность почвы под слоем мха [6].
Подрост под пологом кедровых насаждений свежих типов условий местопроизрастания начинает появляться по достижении ими возраста 40-50 лет (52,3% всех кедровых молодняков имеют хвойный подрост), причем в подросте явно доминирует кедр. Средневозрастные насаждения уже на 87,3% площади имеют достаточное количество подроста, при этом в составе подроста главная роль принадлежит кедру и значительная – пихте. При достижении кедровниками свежих типов условий местопроизрастания возраста спелости (241 год) они практически полностью (на 89,0% площади) обеспечены подростом из темнохвойных пород, либо вторым ярусом – это начало смены поколений [15].
В травяных типах леса подрост сильно страдает от конкуренции с травяным покровом и малочислен.
Неблагоприятно влияет на прорастание семян кедра развитый травяной покров (крупнотравье). Воздействие проявляется двояко: во-первых, через создание непосредственного механического препятствия для проростков кедра и для разнесения семян кедровкой, а во-вторых, через изменение условий среды (ухудшение светового режима, увеличение влажности воздуха).
Покров из вейника иссушает и уплотняет почву при высокой его плотности, при малой смягчает температурно-влажностный режим на поверхности почвы, то же и кипрей.
При наличии хвоща лесного в средневлажных типах условий местопроизрастания численность подроста кедра резко уменьшается, т.к. образуется войлочный слой подстилки толщиной 4-8 см, препятствующий прорастанию и росту всходов кедра.
Только 15,3% средневозрастных и приспевающих кедровников средневлажных типов условий местопроизрастания имеют под своим пологом кедровый подрост.
Кедровники сырых типов имеют незначительную площадь на территории «Самаровского чугаса», но 61,4% их площади обеспечено кедровым подростом. Другие лесообразующие породы в подросте не могут конкурировать с естественным возобновлением кедра [15].
Сомкнутость материнского полога, создающая режим затемнения подроста, определяет критический возраст последнего. Если под пологом сомкнутых кедровых насаждений подрост в основной своей массе доживает до 10-15 лет (небольшая его часть – до 30-50 лет), то в среднесомкнутых древостоях, соответственно – до 30-40 и 70-120 лет.
Примесь лиственных пород (и сосны) - 2-3 единицы - благоприятно влияет на возобновление кедра, что вызвано улучшением светового режима под их кронами [6].
0 комментариев