Описание живого напочвенного покрова

Традиционно изучение лесных фитоценозов начинают с яруса древостоя - основного элемента лесного сообщества, что без наличия навыков подобной работы, как правило, приводит к сильному повреждению (вытаптыванию) живого напочвен­ного покрова, поэтому целесообразнее изучение начинать именно с его подробного описания.

Ярус живого напочвенного покрова составляют травяни­стые растения, мхи и лишайники. К нему относятся и кустар­нички (брусника (Vaccinium vitis-idaea), черника (V. myrtillus), голубика (V . uliginosum), подбел (Andromeda polifolia), багульник (Ledum palustre), толокнянка (Arctostaphylos uva-ursi), водяника или шикша (Empetrum nigrum), клюква (Охусоссus) и др.), а также полукустарники и полукустарнички (паслен сладко-горь­кий (Sо1апит dи1сатаrа), виды тимьянов (Thymus), солнцецве­тов (Helianthemum) и др.).

Учетные площадки.Геоботаническое изучение нижних ярусов лесного сообщества (подлеска, подроста и живого напочвенного покрова) на ПП обычно проводят с помощью учетных площадок и профилей (или их сочетания). Их форма, размер, количество и расположение могут различаться в зависимости от необходимой точности и целей исследования, сложности и особенностей стро­ения лесного фитоценоза, формы и размеров ПП.

Учетные площадки (УП) закладываются чаще всего ква­дратной формы, площадью до 1 м²(1x1 м) при изучении жи­вого напочвенного покрова или 4 м² (2x2 м) и более при иссле­довании подлеска и подроста.

Располагают УП регулярным (на равном расстоянии друг от друга по диагоналям или всей площади ПП) или случайным образом (например, пользуясь таблицей случайных чисел). В зависимости от формы ПП учетные профили закладывают в виде лент по диагоналям ПП, параллельно друг другу на равном расстоянии, или размещают в направлении максимального визуального варьирования растительности или факторов среды (например, от вершины склона к его основанию). Ширина про­филей обычно составляет 1 - 2 м. На них проводят сплошной перечет изучаемых объектов (особей подлеска, подроста и др.).

При описании живого напочвенного покрова вначале выяв­ляется его видовой состав и характер размещения видов на ПП (рис. 2.2). Количество УП планируется таким образом, чтобы их общая площадь составляла не менее 2% площади ПП. В учебных целях допускается уменьшение количества УП, но оно должно быть не менее 20 - 25 шт.

Рис. 2.2. Типы распределения особей ценопопуляции в пространстве:

а - регулярное; б - случайное; в - групповое; г - случайно-клинальное;

д - контагиозно-клинальное

На каждой УП фиксируются следующие показатели:

• видовая принадлежность растений напочвенного покрова;

• проективное покрытие вида;

• общее проективное покрытие травянисто-кустарничкового и мохово-лишайникового ярусов;

• общее проективное покрытие всех видов.

Если определение видовой принадлежности растения непо­средственно на участке вызывает сомнение, то в таблице оно обозначается условным знаком или номером, который заме­няется названием при дальнейшем определении взятого экземпляра.

Проективное покрытие вида (частное покрытие) - это пло­щадь проекций надземных частей всех растений данного вида (за вычетом просветов между листьями, стеблями и ветвями). Проективное покрытие вида определяется визуально и измеря­ется в процентах от общей площади УП. Визуальное определе­ние проективного покрытия вида на всей площади ПП почти всегда проводится с большой ошибкой (не менее 20 - 30%), поэтому лучше это делать на небольших УП. Однако и в этом случае необходимы особые приспособления (рис. 2.3), а также

Рис. 2.3. Вилочка - масштаб Раменского для определения проективного покрытия растений на 1 м² (площади: 20 х 20 см = 4 %; 20 х 10 см = 2%; 10 х х 10 см = 1%; 10 х 6 см = 0,6%; 10 х 4 см = 0,4%; 5 х 4 см = 0,2%; 5 х 2 или 3,16 х 3,16 см = 0,1%)

Рис. 2.4. Эталоны градаций проективного покрытия (%)

тренировка глазомера (особенно при среднем и низком проек­тивном покрытии вида) с помощью специальных эталонов (рис. 2.4) или компьютерных программ. Для очень редких видов с низким проективным покрытием его точное значение не определяется (в этом случае покрытие обозначается как < 1%).

Кроме того, на каждой УП указывается общее проективное покрытие всех ярусов живого напочвенного покрова, процент ее площади, не занятый зелеными частями растений (опад¹, подстилка², пни, поваленные деревья, нефотосинтезирующие части растений, не покрытая подстилкой почва и крупные камни).

Основные показатели геоботанического описания живого напочвенного покрова.По каждому виду напочвенного покро­ва, выявленному на ПП, учитываются параметры, которые заносятся в итоговую табл. 2.1:

• вид растения - указываются все виды, отмеченные на ПП;

• средняя высота растений каждого вида от поверхности почвы на ПП. Она определяется путем 3-5 измерений (у мхов -высоты живой части, у поникающих или стелющихся растений -высоты над поверхностью почвы);

¹Опад - опавшие в течение года части растений (листья, побеги, плоды и т.п.).

²Подстилка формируется из накапливающегося в течение нескольких лет опада, часто имеет значительную толщину и слоистость, образуя верхний горизонт почвы.

Таблица 2.1 Общая характеристика живого напочвенного покрова на пробной площади

Вид расте­ния	Средняя высота, см	Среднее проективное покрытие, %	Жиз­ненность, %	Фено-фаза	Встре­чае­мость, %	Обилие, балл	Харак­тер разме­щения на ПП
Травянисто-кустарничковый ярус
Моховолишайниковый ярус

• среднее проективное покрытие каждого вида на ПП (на тех УП, где вид не был отмечен, его проективное покрытие принимается за нуль);

• жизненность - степень развития или угнетения особей вида в данном фитоценозе. Для визуальной оценки жизненно­сти можно использовать 5-балльную шкалу:

1 балл - растения очень сильно угнетены, слабо вегетируют, не цветут и не плодоносят;

2 балла - растения сильно угнетены, заметно отстают в росте, слабо цветут и часто не плодоносят;

3 балла - особи вида меньше обычных размеров, угнетены, цветение и плодоношение ослаблено;

4 балла - особи вида нормально развиты, проходят все ста­дии развития, хорошо цветут и плодоносят;

5 баллов - особи вида превышают по размерам средние экземпляры, обильно цветут и плодоносят;

• фенофаза - фенологическая стадия сезонного развития вида в фитоценозе в период наблюдения. Основными фенофа-зами являются: весенняя вегетация (вег. в.), бутонизация (бут.), цветение (цв.) или спороношение (сп.), плодоношение (пл.), осенняя вегетация после плодоношения (вег. ос.).

Разные особи вида могут находиться в различных фенофа-зах. Поэтому в таблице указывается преобладающая в данном фитоценозе фаза сезонного развития, а также могут быть отме­чены 1 - 2 фенофазы, часто встречающиеся у других особей вида. Массовые виды в период прохождения некоторых фено-фаз (например, цветения) способны создавать сезонный

аспект, определяя физиономию (облик) участка фитоценоза. В этом случае в таблице для видов, образующих аспект, в при­мечании указывается, например: «за счет цветения образует аспект белого цвета»;

• встречаемость - частота нахождения вида в фитоценозе. Встречаемость вида рассчитывается как отношение числа УП, на которых вид был отмечен, к их общему количеству и выра­жается в процентах. Например, если вид был отмечен на 10 из 50 УП, его встречаемость составляет 20%;

• обилие - количественный показатель распределения вида в фитоценозе. Обилие определяется на основании соотноше­ния встречаемости вида и его среднего проективного покры­тия; выражается в баллах (прил. 3);

• характер размещения вида на ПП. Он оценивается ви­зуально, с использованием данных о его встречаемости (см. рис. 2.2).

Кроме приведенных в таблице основных характеристик живого напочвенного покрова в выводах указываются общее проективное покрытие травянисто-кустарничкового и мохово-лишайникового ярусов (а также отдельно для мхов и лишайни­ков) и сведения об общем (абсолютном) проективном покры­тии всех видов напочвенного покрова. Для травянисто-кустар­ничкового яруса определяется и его средняя высота. Она вычи­сляется как средневзвешенная из высот основных видов яруса (среднее проективное покрытие которых не менее 5%). При этом учитывается общая площадь участков (процент покры­тия) на ПП с отмершими частями растений и не покрытыми подстилкой обнажениями, крупными камнями и т.д.

На основании всех полученных данных о структуре и стро­ении живого напочвенного покрова уточняется визуальное определение на ПП типа леса и лесной ассоциации, оценивает­ся влияние нижних ярусов леса на формирование древесного и кустарникового ярусов фитоценоза, подроста, почвообразова­ние и другие процессы. Согласно В.С. Гельтману (1982) лесная ассоциация может быть выделена, если частное проективное покрытие содоминанта составляет более 5% и не менее 20% от общего покрытия всеми видами живого напочвенного покрова (значение общего проективного покрытия должно быть не менее 10%).

Описание древостоя

Таксационные показатели древостоя.Древостоем называют совокупность деревьев лесного сообщества. Древесная расти­тельность обычно описывается с использованием различных методов таксации насаждений¹, одного из разделов лесной таксации².

Чаще всего именно древостой является наиболее важной с хозяйственной точки зрения частью лесного сообщества, по­этому его исчерпывающей характеристике обычно посвящена большая часть работы.

К основным таксационным показателям древостоя относятся: происхождение (искусственное, естественное, семенное, поросле­вое); форма (простой, или одноярусный, сложный, или многоярус­ный, древостой); диаметр; состояние; высота; бонитет (показатель условий произрастания); возраст; полнота (плотность стояния деревьев); запас древесины (количество древесины на единицу площади); состав (соотношение древесных пород).

Совокупность всех показателей древостоя называется его таксационным описанием. Данные, полученные в ходе такого описания, заносятся в табл. 2.2.

Таблица 2.2 Общая характеристика древостоя

Вид растения

Ярус

Бонитет

Средний возраст, лет

Число стволов, шт

Средняя высота, м

Средний диаметр ствола, см

Состояние, балл

Полнота

Сомкнутость крон, %

Запас древесины, м3/га

На пробе

На 1 га

Абсолютная м2/га

относительная

Происхождение .......................................... Общее состояние .......................

Общая относительная полнота ............... Общий запас древесины .............

Формула состава........................................................................................

¹ Насаждение - участок леса, однородный по строению древесного, кустарникового и травяно-мохового ярусов и заметно отличающийся от сосед­них участков.

²Лесная таксация (дендрометрия) изучает методы измерения объемов деревьев, объемов заготовки лесной продукции, запасов отдельных насажде­ний и лесных массивов, прироста отдельных деревьев и древостоев.

Древостой может состоять из одного или нескольких элементов леса. Например, одноярусный, одновозрастной дре­востой, состоящий только из сосны, представлен одним элементом леса - сосной. Если древостой имеет несколько яру­сов или образован несколькими породами, или представлен несколькими возрастными поколениями, то элементов леса будет столько, сколько выделено ярусов, или сколько видов деревьев входит в состав древостоя, или сколько в нем возраст­ных поколений. Таксационные показатели обычно измеряют отдельно для каждого элемента леса. Основным элементом леса обычно считается преобладающая порода (по количеству стволов или запасу).

Происхождение древостоя.По способу формирования выделя­ют древостой естественные и искусственные (лесные культуры).

Естественные - это сообщества, древесный ярус которых сформировался естественным путем.

Лесные культуры - растительные сообщества, искусственно созданные человеком путем посева семян или посадки сажен­цев на не покрытых лесом площадях (вырубках, гарях и др.). Реже лесные культуры создаются под пологом уже существую­щего леса в сочетании с уже имеющимся подростом. В искус­ственных насаждениях деревья примерно одного возраста и высажены рядами (особенно хорошо заметными в молодых насаждениях).

Естественные и искусственные древостой отличаются друг от друга по скорости роста, густоте¹, устойчивости к вредите­лям, болезням и так далее, поэтому при хозяйственном исполь­зовании нуждаются обычно в разных лесотехнических меро­приятиях.

По происхождению древостой могут быть также семенного, порослевого и смешанного происхождения.

Древостой семенного происхождения (семенной древостой) характеризуются в отличие от порослевого более медленным ростом, однако являются более долговечными, устойчивыми к болезням и хозяйственно ценными (прямые и более крупные стволы, плотная древесина и т.д.).

Порослевый древостой формируется из пневой поросли (например, у березы бородавчатой и пушистой, черной ольхи, клена остролистного и др.) или корневых отпрысков (напри­мер, у осины, тополя белого и черного, серой ольхи и некото­рых других).

¹Число деревьев на единице площади.

Довольно часто древостой может быть смешанного проис­хождения, т.е. одновременно состоять как из семенных, так и из порослевых деревьев. При этом тип древостоя определяется по преобладающему числу деревьев, имеющих одинаковое происхождение.

Форма древостоя.Помимо выраженной ярусной структуры лесных сообществ (древостой, подлесок, живой напочвенный покров) в составе древостоев иногда можно выделить несколь­ко (чаще два) ярусов.

Одноярусные древостой называются простыми, а состоя­щие из двух и более ярусов - многоярусными или сложными.

Сложные древостой формируются при совместном произ­растании светолюбивых (например, сосна, береза) и теневыно­сливых пород (например, ель, граб, липа). Они могут возник­нуть также в чистых насаждениях при наличии нескольких возрастных поколений и (или) угнетенных особей одного вида. В сложных древостоях ярус, преобладающий по запасу древесины или имеющий большую хозяйственную ценность, называют основным, а остальные - второстепенными.

Разделить древостой на ярусы иногда бывает довольно сложно. При их выделении следует руководствоваться следую­щими критериями:

• разница в средних высотах ярусов составляет не менее 20%;

• минимальная высота первого яруса - 15 м, второго (ниж­него) - 12 м;

• полнота каждого яруса не менее 0,3;

• запас древесины второго яруса не менее 30 м³/га.

Во всех остальных случаях нижний полог древостоя рассма­тривается как подрост либо не разбивается на ярусы.

Выделение ярусов производится путем визуальной оценки (кроны различных ярусов обычно образуют более или менее хорошо выраженные пологи). Отдельные же показатели могут быть измерены инструментально (о способах определения высоты, полноты и запаса говорится ниже).

Диаметр ствола.Измерение диаметров стволов деревьев осу­ществляют мерной вилкой на высоте 1,3 м. Мерная вилка состо­ит из штанги-линейки с нанесенной на ней шкалой. На одном конце линейки перпендикулярно ей неподвижно крепится левая брус-ножка. Правая подвижная измерительная брус-нож­ка надевается на линейку и имеет шкалу высот¹ (рис. 2.5).

¹Использование шкалы высот мерной вилки будет рассмотрено далее при определении высоты деревьев.

Рис. 2.5. Мерная вилка:

а - общий вид; б - измерение диаметра ствола при различных положениях вилки

Средний диаметр древостоя является одним из наиболее важных таксационных показателей. Однако в различных по составу, происхождению и возрасту древостоях диаметр дере­вьев сильно варьирует, поэтому наиболее точно их средний диаметр можно определить по данным сплошного перечета. Перечет деревьев на ПП удобно вести 10 - 20-метровыми поло­сами. При этом один человек измеряет диаметр ствола мерной вилкой, определяет видовую принадлежность дерева, его состояние (см. ниже) и сообщает эти данные второму члену бригады, который заносит их в ведомость (табл. 2.3). Третий член бригады отмечает (например, мелом) на стволе номер измеренного дерева. Отметки удобнее делать на той стороне деревьев, которая будет хорошо видна при последующем под­счете и передвижении. В конце работы проводится проверка. В том случае, если обнаруживается пропущенное дерево, ему присваивают очередной порядковый номер. Перечет ведется по ступеням толщины (отдельно для каждой породы и яруса), которые в зависимости от возраста и среднего диаметра ство­ла обычно принимают за 2 или 4 см. Ступени толщины в средневозрастных насаждениях – 2 см, спелых – 4 см.

Таблица 2.3