Изменение густоты и видового состава подроста при разном удалении от «стен» леса на постагрогенных площадях

УДК

631.95

DOI:

10.37482/0536-1036-2020-1-88-98

Аннотация

Работа посвящена изучению изменения густоты и видового разнообразия подроста при разном расстоянии от «стены» леса на постагрогенных землях, а также факторам, влияющим на его распределение по площади. Исследования проведены в средней подзоне тайги в Вельском районе Архангельской области. Подрост изучался на учетных лентах, заложенных параллельно стенам леса и на разном расстоянии от них с интервалом 10 м. Перечеты проводились по породам, категориям высоты и жизненного состояния. Для всех постагрогенных площадей определялся тип пользования, срок неиспользования по назначению, степень задернения и гранулометрический состав почвы. Основными факторами, влияющими на процесс зарастания и дальность распространения подроста, являются срок неиспользования данной площади по назначению (коэффициент корреляции – 0,94) и степень задернения почвы (коэффициент корреляции – 0,54). Чем больше времени прошло с момента прекращения сельскохозяйственной деятельности, тем выше количество подроста и тем он дальше распространяется от стен леса. В случае, если продолжительность неиспользования земли составляет 10 лет, подрост встречается до расстояния 50 м от стены леса, а при продолжительности 20–25 лет он появляется и на расстоянии 90 м. На дальность распространения подроста не влияют такие характеристики поля, как тип пользования, гранулометрический состав почвы. При удалении от стены леса общая густота подроста снижается от 10 000 (0...30 м) до 1 600 шт./га (80...90 м). Для хозяйственно ценных пород, ели и сосны, эти цифры составляют соответственно от 7 533 (10 м от стены леса) до 800 шт./га (90 м от стены леса) и от 2 533 (10 м) до 400 шт./га (90 м от стены леса). Видовой спектр подроста соответствует составу древесной растительности в стенах леса, примыкающих к полям, и включает сосну, ель, березу, ольху, осину. При удалении от стены леса на 30 м осина из породного состава исчезает. Соотношение пород в составе подроста колеблется, но доминирующими породами остаются ель и сосна на разных расстояниях от стен леса.
Финансирование: Исследования выполнены в рамках государственного задания Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лавёрова РАН (проект № 0409-2019-0039; № ГР АААА-А18-118011690221-0)

Сведения об авторах

П.А. Феклистов², д-р с.-х. наук, проф.; ORCID: 0000-0001-8226-893X
М.В. Аверина¹, аспирант
И.Н. Болотов², д-р биол. наук, директор; ResearcherID: P-2892-2015, ORCID: 0000-0002-3878-4192
Б.Ю. Филиппов¹, д-р биол. наук, доц.; ResearcherID: O-7389-2017, ORCID: 0000-0002-6965-7137
Д.Н. Клевцов¹, канд. с.-х. наук, доц.; ORCID: 000-0001-6902-157X
¹Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, наб. Северной Двины, д. 17, г. Архангельск, Россия, 163002; e-mail: averina.mariya1990@yandex.ru
²Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики им. академика Н.П. Лавёрова РАН, наб. Северной Двины, д. 23, г. Архангельск, Россия, 163000; e-mail: dirnauka@fciarctic.ru

Ключевые слова

подрост, древесные породы, густота подроста, высота подроста, постагрогенные земли

Для цитирования

Феклистов П.А., Аверина М.В., Болотов И.Н., Филиппов Б.Ю., Клевцов Д.Н. Изменение густоты и видового состава подроста при разном удалении от «стен» леса на постагрогенных площадях // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 1. С. 88–98. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-1-88-98

Литература

1. Аверина М.В., Феклистов П.А., Третьяков С.В., Кононов О.Д. Вторичные сукцессии на землях из-под сельскохозяйственного пользования на территории Кенозерского национального парка // Вестн. КрасГАУ. 2016. № 5. С. 25–32. [Averina M.V., Feklistov P.A., Tretyakov S.V., Kononov O.D. Secondary Successions on the Lands from under Agricultural Use in the Kenozersky National Park Territory. Vestnik KrasGAU [The Bulletin of KrasGAU], 2016, no. 5, pp. 25–32].
2. Александрова Л.Н., Найденова О.А. Лабораторно-практические занятия по почвоведению. Л.: Колос, 1976. 280 с. [Aleksandrova L.N., Naydenova O.A. Laboratory and Practical Classes in Soil Science. Leningrad, Kolos Publ., 1976. 280 p.].
3. Анучин Н.П. Лесная таксация. М.: Лесн. пром-сть, 1977. 512 с. [Anuchin N.P. Forest Inventory. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1977. 512 p.].
4. Беляев В.В., Кононов О.Д., Карабан А.А. Старицын В.В. Состояние древесной растительности на землях, выбывших из хозяйственного оборота в Архангельской области // Вестн. Сев. (Арктич.) федер. ун-та. Сер.: Естеств. науки. 2013. № 2. С. 5–11. [Belyaev V.V., Kononov O.D., Karaban A.A., Staritsyn V.V. Condition of Woody Plants on the Farmlands Excluded from the Economic Turnover in the Arkhangelsk Region. Vestnik Severnogo (Arkticheskogo) federal’nogo universiteta. Seriya: Estestvennyye nauki, 2013, no. 2, pp. 5–11].
5. Вараксин Г.С., Вайс А.А., Байкалов Е.М. Зарастание древесной растительностью земель сельскохозяйственного назначения // Вестн. КрасГАУ. 2012. № 5. С. 201–205. [Varaksin G.S., Vais A.A., Baikalov E.M. Agricultural Land Colonization by Tree Vegetation. Vestnik KrasGAU [The Bulletin of KrasGAU], 2012, no. 5, pp. 201–205].
6. Войтюк М.М. Сельские леса, их особенности и продуктивность // Вестн. МГУЛ–Лесн. вестн. 2005. № 5. С. 126–136. [Voityuk M.M. Rural Forests, Their Distinctive Features and Productivity. Lesnoy vestnik [Forestry Bulletin], 2005, no. 5, pp. 126–136].
7. Гульбе А.Я. Процесс формирования молодняков древесных пород на залежи в южной тайге (на примере Ярославской области): автореф. дис. … канд. биол. наук. М., 2009. 23 с. [Gul’be A.Ya. Forming of Tree Species Offspring on Grass Sward in the Southern Taiga (On the Example, Yaroslavl Region): Cand. Biol. Sci. Diss. Abs. Moscow, 2009. 23 р.].
8. Гусев И.И. Таксация древостоя. Архангельск: АГТУ, 2000. 71 с. [Gusev I.I. Inventory of the Forest Stand. Arkhangelsk, ASTU Publ., 2000. 71 p.].
9. Дегтева С.В., Головнева Л.Б. Особенности сукцессионного ряда луг – сероольшанник // Тр. Коми фил. АН СССР. Сыктывкар, 1987. Вып. 82. Экологоценотическое и флористическое изучение фитоценозов Европейского Севера. С. 67–76.  [Degteva S.V., Golovneva L.B. Features of the Meadow – Gray Alder Succession Series. Trudy Komi filiala AN SSSR, 1987, iss. 82, pp. 67–76].
10. Залесов С.В., Магасумова А.Г., Юровских Е.В. Зарастание бывших сельскохозяйственных угодий в Слободо-Туринском районе Свердловской области // Леса России и хозяйство в них. 2009. № 4(34). С. 14–23. [Zalesov S.V., Magasumova A.G., Jurovskih E.V. Regeneration of Former Agricultural Lands Inslobodo-Turinsky District of Sverdlovsk Region. Lesa Rossii i khozyaystvo v nikh, 2009, no. 4(34), pp. 14–23].
11. Залесов С.В., Новоселова Н.Н., Абрамова Л.П. Формирование насаждений на землях, вышедших из-под сельскохозяйственного использования, в условиях средней подзоны тайги Пермской области // Леса Урала и хозяйство в них. 2004. № 25. С. 30–41. [Zalesov S.V. Formation of Stands on the Lands Taken out of Agricultural Use in the Middle Taiga Subzone of Perm Region. Lesa Urala i khozyaystvo v nikh, 2004, no. 25, pp. 30–41].
12. Курнаев С.Ф. Лесорастительное районирование СССР. М.: Наука, 1973. 203 с. [Kurnayev S.F. Forest Vegetation Zoning of the USSR. Moscow, Nauka Publ., 1973. 203 p.].
13. Лесотаксационный справочник для северо-востока европейской части СССР (нормативные материалы для Архангельской, Вологодской областей и Коми АССР) / Сост.: Г.С. Войнов, Е.Г. Тюрин, И.И. Гусев. Архангельск: АИЛиЛХ, 1986. 358 с. [Forest Inventory Guide for the North-East of the European Part of the USSR (Standards for Arkhangelsk and Vologda Regions, and the Komi ASSR). Content by G.S. Voynov, E.G. Tyurin, I.I. Gusev. Arkhangelsk, AILiLKh Publ., 1986. 358 p.].
14. Люри Д.И., Горячкин С.В., Караваева Н.А., Денисенко Е.А., Нефедова Т.Г. Динамика сельскохозяйственных земель России в XX веке и постагрогенное восстановление растительности и почв. М.: ГЕОС, 2010. 415 с. [Lyuri D.I., Goryachkin S.V., Karavayeva N.A., Denisenko E.A., Nefedova T.G. Dynamics of Agricultural Lands of Russia in the 20th Century and Post-Agrogenic Restoration of Vegetation and Soils. Moscow, GEOS Publ., 2010. 415 p.].
15. Мелехов В.И., Антонов А.М., Лохов Д.В. Лесоводственный потенциал неиспользуемых сельскохозяйственных угодий // Вестн. Помор. ун-та. 2011. № 3. С. 62–66. [Melekhov V.I., Antonov A.M., Lokhov D.V. Forestry Potential of Unused Agricultural Lands. Vestnik Pomorskogo universiteta. 2011, no. 3, pp. 62–66].
16. Мелехов И.С. Лесоведение. М.: МГУЛ, 1999. 398 c. [Melekhov I.S. Forest Science. Moscow, MGUL Publ., 1999. 398 p.].
17. Минин Н.С., Серый И.С. Анатомическое строение и плотность древесины сосняков, формирующихся на землях, вышедших из-под сельскохозяйственного использования // Проблемы лесоведения и лесоводства: материалы Всерос. конф. «Четвертые Мелеховские науч. чтения, посвящ. 105-летию со дня рождения И.С. Мелехова» (Архангельск, 10–12 ноября 2010 г.) Архангельск, 2010. С. 77–80. [Minin N.S., Seryy I.S. The Anatomical Structure and Wood Density of Pine Forests Formed on the Lands Taken out of Agricultural Use. Proceedings of the All-Russian Conference: The Fourth Melekhov’s Scientific Readings Dedicated to the 105th Anniversary of I.S. Melekhov “Issues of Forest Science and Forestry”, Arkhangelsk, November 10–12, 2010. Arkhangelsk, 2010, pp. 77–80].
18. Морозов А.М., Николаева И.О. Особенности лесообразовательного процесса на пашне и сенокосе // Вестн. Алтайского гос. аграр. ун-та. 2013 № 5(103). С. 82–86. [Morozov A.M., Nikolayeva I.O. Features of Forest Regeneration on Arable Lands and Hayfields. Vestnik Altayskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Bulletin of Altai State Agrarian University], 2013, no. 5(103), pp. 82–86].
19. Морозов Г.Ф. Учение о лесе. М.; Л.: Гослесбумиздат, 1949. 456 с. [Morozov G.F. The Doctrine of Forest. Moscow, Goslesbumizdat Publ., 1949. 456 p.].
20. Никитин К.Е., Швиденко А.З. Методы и техника обработки лесоводственной информации. М.: Лесн. пром-сть, 1978. 273 с. [Nikitin K.E., Shvidenko A.Z. Meth ods and Technique of Forestry Information Processing. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1978. 273 p.]
21. Новоселова Н.Н. Формирование лесных насаждений на землях, вышедших из-под сельскохозяйственного использования, в таежной зоне Пермского края: дис. ... канд. с.-х. наук. Екатеринбург, 2007. 125 с. [Novoselova N.N. The Formation of Forest Stands on the Lands Taken out of Agricultural Use in the Taiga Zone of the Perm Krai: Cand. Agric. Sci. Diss. Yekaterinburg, 2007. 125 p.].
22. Соколов Н.Н. Рост и продуктивность сосновых древостоев по старым пашням // Изв. вузов. Лесн. журн. 1978. № 4. С. 22–25. [Sokolov N.N. Growth and Productivity of Pine Stands on Old Arable Lands. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 1978, no. 4, pp. 22–25].
23. Феклистов П.А., Дрожжин Д.П., Гласова Н.В. Практикум по экологии. Архангельск: Изд-во АГТУ, 2007. 61 с. [Feklistov P.A., Drozhzhin D.P., Glasova N.V. Workshop on Ecology. Arkhangelsk, ASTU Publ., 2007. 61 p.].
24. Шиманюк А.П. Заселение сосной и елью бывших пахотных угодий // Лесн. хоз-во. 1950. № 9. С. 50–52. [Shimanyuk A.P. Colonization of Former Arable Land by Pine and Spruce. Lesnoye khozyaystvo, 1950, no. 9, pp. 50–52].
25 Baeten L., Velghe D., Vanhellemont M., De Frenne P., Hermy M., Verheyen K. Early Trajectories of Spontaneous Vegetation Recovery after Intensive Agricultural Land Use. Restoration Ecology, 2010, vol. 18, iss. s2, pp. 379–386. DOI: 10.1111/j.1526-100X.2009.00627.x
26. Bellemare J., Motzkin G., Foster D.R. Legacies of the Agricultural Past in the Forested Present: An Assessment of Historical Land-Use Effects on Rich Mesic Forests. Journal of Biogeography, 2002, vol. 29, iss. 10-11, pp. 1401–1420. DOI: 10.1046/j.1365-2699.2002.00762.x
27. Connell J.H., Slatyer R.O. Mechanisms of Succession in Natural Communities and Their Role in Community Stability and Organization. The American Naturalist, 1977, vol. 111, no. 982, pp. 1119–1144.
28. Flinn K.M., Vellend M. Recovery of Forest Plant Communities in PostAgricultural Landscapes. Frontiers in Ecology and the Environment, 2005, vol. 3, iss. 5, pp. 243–250. DOI: 10.1890/1540-9295(2005)003[0243:ROFPCI]2.0.CO;2
29. Fridley J.D., Wright J.P. Drivers of Secondary Succession Rates across Temperate Latitudes of the Eastern USA: Climate, Soils, and Species Pools. Oecologia, 2012, vol. 168, pp. 1069–1077. DOI: 10.1007/s00442-011-2152-4
30. Hedlund K., Santa Regina I., Van der Putten W.H., Lepš J., Díaz T., Korthals G.W. et al. Plant Species Diversity, Plant Biomass and Responses of the Soil Community on Abandoned Land across Europe: Idiosyncrasy or Above-Belowground Time Lags. Oikos, 2003, vol. 103, iss. l, pp. 45–58. DOI: 10.1034/j.1600-0706.2003.12511.x
31. Meiners S.J., Pickett S.T.A., Handel S.N. Probability of Tree Seedling Establishment Changes across a Forest-Old Field Edge Gradient. American Journal of Botany, 2002, vol. 89, iss. 3, pp. 466–471. DOI: 10.3732/ajb.89.3.466
32. Stanturf J.A., Schweitzer C.J., Gardiner E.S. Afforestation of Marginal Agricultural Land in the Lower Mississippi River Alluvial Valley, U.S.A. Silva Fennica, 1998, vol. 32, no. 3, pp. 281–297. DOI: 10.14214/sf.688
33. Štolcová J. Secondary Succession on an Early Abandoned Field: Vegetation Composition and Production of Biomass. Plant Protection Science, 2002, vol. 38, no. 4, pp. 149–154. DOI: 10.17221/4871-PPS
34. Van der Putten W.H., Mortimer S.R., Hedlund K., Van Dijk C., Brown V.K., Lepä J. et. al. Plant Species Diversity as a Driver of Early Succession in Abandoned Fields: A Multi-Site Approach. Oecologia, 2000, vol. 124, no. 1, pp. 91–99. DOI: 10.1007/s004420050028

Ссылка на английскую версию:

Changes in Density and Species Composition of Undergrowth at Different Distances from the Forest Edges in Postagrogenic Areas

CHANGES IN DENSITY AND SPECIES COMPOSITION OF UNDERGROWTH AT DIFFERENT DISTANCES FROM THE FOREST EDGES IN POSTAGROGENIC AREAS

P.A. Feklistov², Doctor of Agriculture, Prof.; ORCID: 0000-0001-8226-893X
M.V. Averina¹, Postgraduate Student
I.N. Bolotov², Doctor of Biology; ResearcherID: P-2892-2015, ORCID: 0000-0002-3878-4192
B.Yu. Filippov¹, Doctor of Biology, Assoc. Prof.; ResearcherID: O-7389-2017, ORCID: 0000-0002-6965-7137
D.N. Klevtsov¹, Candidate of Agriculture, Assoc. Prof.; ORCID: 000-0001-6902-157X
¹Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, Naberezhnaya Severnoy Dviny, 17, Arkhangelsk, 163002, Russian Federation; e-mail: averina.mariya1990@yandex.ru
²Federal Center for Integrated Arctic Research of the Russian Academy of Sciences, Naberezhnaya Severnoy Dviny, 23, Arkhangelsk, 163000, Russian Federation; e-mail: dirnauka@fciarctic.ru

The work is devoted to the study of changes in density and species diversity of undergrowth at different distances from the forest edges on postagrogenic lands, as well as factors affecting the distribution of undergrowth by area. The studies were done in the middle subzone of taiga in the Velsk district of Arkhangelsk region. Undergrowth was studied on tapes laid out parallel to the forest edges and at different distances from them with 10-meter intervals. Enumerations were carried out by breed, height class and living state. The type of use, the period of non-use as intended, the degree of grassing down and the particle-size composition of soil were determined for all postagrogenic areas. The most important deriver affecting the process of overgrowth and range of propagation of undergrowth is the period of non-use of this area for the intended purpose (correlation coefficient is 0.94) and the degree of grassing down (correlation coefficient is 0.54). The more time has passed since the termination of agricultural activity, the higher the quantity of undergrowth and the further it spreads from the forest edges. At 10 years of non-use, the undergrowth occurs up to a distance of 50 m, and already at 20–25 years it appears at a distance of 90 m from the forest edge. The range of propagation of undergrowth from the forest edge is not affected by such characteristics of the field as the type of use and the particle-size composition of soil. The total density of undergrowth decreases at a distance from the forest edge from 10,000 (0–30 m) to 1,600 (80–90 m) pcs/ha. These figures for the economically valuable species, such as spruce and pine, are from 7,533 (10 m from the forest edge) to 800 (90 m from the forest edge) pcs/ha and from 2,533 to 400 pcs/ha, respectively. The species spectrum of undergrowth corresponds to the woody vegetation composition within the forest edges adjacent to the fields and includes pine, spruce, birch, alder, and aspen. Aspen disappears from the species composition with a distance of 30 m from the forest edge. The species ratio in the undergrowth composition varies, however the dominant species are spruce and pine at different distances from the forest edges.
For citation: Feklistov P.A., Averina M.V., Bolotov I.N., Filippov B.Yu., Klevtsov D.N. Changes in Density and Species Composition of Undergrowth at Different Distances from the Forest Edges in Postagrogenic Areas. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 1, pp. 88–98. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-1-88-98
Funding: The studies were carried out within the framework of the state assignment of the Federal Center for Integrated Arctic Research of the Russian Academy of Sciences (project No. 0409-2019-0039; No. ГР АААА-А18-118011690221-0).

Keywords: undergrowth, tree species, density of undergrowth, height of undergrowth, postagrogenic lands.

Поступила 25.01.19 / Received on January 25, 2019