science-review.ru
Ранее мы показали [1, 2], что структура насаждений и размеры деревьев формируются при мощном воздействии фактора малых геоактивных зон (МГА-зон), имеющих пояса комфорта, депрессии и ингибирования роста. В поясах комфорта, занимающих 1,44 % площади, сосна достоверно повышала средний диаметр на 17 %, а её выживаемость на них в 120–170 лет была в 29–42 раза выше. Некоторые из них, относимые к патогенным зонам Хартмана, объективно зафиксированы на поверхности с помощью фотоматериалов [3], а для благоприятных зон хорошим фитоиндикатором служат деревья-лидеры [4]. В целом есть основания считать, что такие зоны могут быть местами выхода энергий Земли, проявляющих себя в том числе через неотектонические разломы разного генезиса, которые изучают с помощью линеаментно-геодинамического анализа территорий [5, 6]. Влияние этих малых геоактивных зон на фитоценозы изучают уже более 20 лет, однако по-прежнему остаётся немало вопросов по методике их биоиндикации [7, 8]. На зонах патогенного типа, известных как зоны Хартмана и Курри, рост деревьев в культурах ели финской был достоверно снижен [2], и в данной статье предстояло выяснить, как на них будет реагировать сосна обыкновенная.
Цель исследования: в спелом насаждении сосны составить карту малых геоактивных зон и выяснить их влияние на образование гнилей ствола у деревьев сосны.
Материалы и методы исследования
Объект работ – массив сосны обыкновенной в лесах г. Пермь, в кв. 61 Нижне-Курьинского участкового лесничества, который был выбран как наилучший и самый старый среди лесов зелёной зоны [1]. В нём в 2017 г. на площади 2,2 га заложили две соседствующие пробные площади размером по 1,1 га, названные участок «Северный» и «Южный». Они располагались на пологой супесчаной дюне с перепадом высот 1–2 м на надпойменной террасе р. Кама, были близки по продуктивности и в целом имели следующие таксационные показатели: состав 10С ед.Е, возраст 184 года, средняя высота 32,1 м, средний диаметр 41,4 см, тип леса сосняк кисличниковый с преобладанием в кустарничковом ярусе черники и брусники, класс бонитета 1, полнота 0,93, запас 620 м3/га. В 2003 г. в насаждении прошел ветровал, и было вывалено 7,0 % деревьев, и если их учесть, то древостой имел бы полноту 1,0. По уточненным в 2019 г. данным, по внешним признакам здесь из 735 деревьев сосны были поражены гнилями ствола 11,2 %.
У каждого из деревьев измеряли окружность ствола на высоте 1,3 м и расчетным путём определяли диаметр с округлением до 0,1 см и далее наносили на план в масштабе 1:100. Затем, используя биолокационный метод, с помощью маятника и угловых засечек на план наносили центры благоприятных и патогенных МГА-зон (всего 8 типов) с точностью ± 1,0 см с геопривязкой к центрам оснований стволов ближних 1–3 деревьев. Детально методику картирования деревьев и геоактивных зон мы описали в монографии [4].
Составленные планы оцифровали в программе «ArcМap-ArcView». При обработке результатов определяли показатели корреляции и тренды линейных и полиномиальных связей, обычно используемых в лесоведении [9, 10].
Результаты исследования и их обсуждение
Мы рассмотрели гнили ствола, хорошо опознаваемые по плодовым телам гриба сосновая губка (Phellinus pini Вrot.: Fr.), а также комлевые гнили, ясно видимые как обнажения загнивающей древесины и обнаруженные у двух деревьев. После уточнения в 2019 г. общее число повреждённых деревьев составило 82 шт. (таблица).
Деревья сосны с гнилями ствола в 187-летнем насаждении на площади 2,2 га и малые геоактивные зоны вблизи них
|
Показатели |
Количество |
|
|
шт. |
% |
|
|
Деревья, поврежденные гнилями |
82 |
100,0 |
|
Среди них деревья с расположенными вблизи патогенными зонами, всего: |
82 |
100,0 |
|
В том числе типы патогенных зон: |
||
|
Хартмана усиленные 0,55 м |
9 |
11,0 |
|
Хартмана обычные 0,33 м |
34 |
41,5 |
|
Курри усиленные 1,0 и 2,0 м |
5 |
6,1 |
|
Курри обычные 0,30 м |
39 |
47,6 |
|
Всего патогенных зон |
87 |
106,1 |
|
Ствол образует нишу у основания ствола глубиной до 5–7 см |
20 |
24,4 |
|
Те же деревья, с расположенными вблизи них благоприятными зонами, всего: |
72 |
87,8 |
|
В том числе типы благоприятных зон и мест: |
||
|
Зоны 1,0 и 3,0 м |
50 |
61,0 |
|
Цепи (полосы) из зон 1,0 м |
15 |
18,3 |
|
Зоны 8,0 м |
5 |
6,1 |
|
Зоны 16,0 м |
2 |
2,4 |
|
Нет благоприятных зон |
10 |
12,2 |
По отношению к числу деревьев патогенных зон вблизи них было больше (106,1 %), так как у некоторых располагалось по 2 зоны. Большая часть поврежденных деревьев находится на участке Северный с несколько лучшими условиями увлажнения (рис. 1).
Рис. 1. Деревья сосны с гнилями ствола (красные точки) в 187-летнем насаждении на площади 2,2 га
По данным таблицы, вблизи деревьев с гнилями патогенных зон обычного типа было подавляющее большинство – 89,1 % и они располагались в непосредственной близости к деревьям, на расстояниях в основном до 5–6 см (рис. 2).
Расстояние от периметра ствола сосны до центра зоны, см
Рис. 2. Влияние расстояния от периметра ствола на высоте 0,35 м до центра патогенной зоны на диаметр поврежденного гнилью дерева
На рис. 2 это расстояние в связи с диаметром дерева никак не проявило себя (R2 = 0,01 и R2 = 0,05), но если взять другое расстояние, а именно, расстояние до центра ствола, то влияние становится очень сильным, с показателем аппроксимации R2 = 0,82 (рис. 3).
Рис. 3. Влияние расстояния от центра ствола на высоте 0,35 м и до центра патогенной зоны на диаметр поврежденного гнилями дерева
Столь сильное влияние патогенной зоны на диаметр дерева можно объяснить только одним, а именно тем, что её влияние на определенном расстоянии приводит к торможению роста клеток камбия и рост дерева замедляется. После объединения данных по этим двум зонам, показанным на рис. 1, и исключения из совокупной выборки двух отклоняющихся расстояний (14 и 15 см), была получена выборка, где среднее расстояние до ствола равно 3,3 ± 0,25 см. Если считать толщину коры равной 2,0 см, то ингибирование роста клеток камбия происходит на расстоянии 5,3 ± 0,25 см от центра этих патогенных зон.
Однако не всё так просто в этих расчётах. В таблице указано, что 24,4 % деревьев образуют у основания ствола нишу. Ниша начинается с высоты 60–90 см и ближе к земле буквально огибает (!) центр зоны, и расстояние от хорды ниши и до периметра ствола на высоте 35 см часто было равным 0 и даже 2,0 см (рис. 2). Глубина ниши при этом на высоте 15–20 см от поверхности земли достигала 5–7 см (рис. 4).
Рис. 4. Ниша у основания ствола, огибающая центр зоны Хартмана. Дерево выжило благодаря благоприятной зоне размером 1,0 м, находящейся слева за деревом
Внешний вид патогенных ниш совсем не похож на так называемые «ройки» в стволе сосны после пожара, когда клетки камбия получают огневую травму и отмирают на части периметра ствола. Через десятки лет рана зарастает по бокам и место повреждения похоже на вертикальный рубец.
Описанные ниши такого рубца на коре не имеют. У них ствол вдавлен внутрь, и у земли ниша в плане представляет собой полукруг с мелкой корой, под которой часто видна мертвая древесина. Некоторые деревья имеют характерное изменение формы ствола, который с высоты 0,6–0,9 м и ниже постепенно как бы «заваливается» внутрь и не имеет сбега там, где локализована патогенная зона (рис. 5).
Рис. 5. Сосна с диаметром ствола 48 см на комбинации благоприятной зоны размером 1,0 м (находится за деревом) с патогенной зоной Курри размером 0,3 м, вокруг которой у основания ствола образовалась ниша глубиной 7 см
Выводы
1. Гниль ствола сосны обыкновенной в возрасте 187 лет в 100 % случаев была связана с наличием вблизи дерева патогенных зон Хартмана и Курри, усиленных и обычных, определяемых биолокацией, с размерами от 0,3 м до 2,0 м. При этом деревья остаются живыми по причине их нахождения в 88 % случаев также и на благоприятных зонах четырёх типов размером от 1,0 до 16,0 м, повышающих выживаемость деревьев.
2. У каждого четвертого дерева с гнилью есть дополнительный маркер, точно указывающий на патогенную зону – это ниша глубиной до 5–7 см в комле ствола, огибающая центр зоны. В этой нише, по-видимому, клетки камбия древесины локально прекращают свой рост при расстоянии от камбия до центра зоны в среднем 5,3 ± 0,25 см.
3. Эти выводы позволяют утверждать, что для биолокационного метода имеется стопроцентная верификация патогенных зон Хартмана и Курри при их фитоиндикации старыми деревьями сосны обыкновенной. В случае, если на сосне есть плодовые тела гриба сосновая губка (Phellinus pini Вrot.: Fr.), то ниша в комле дерева дополнительно маркирует точное место центра патогенной зоны.