Исследования начаты в 1992 году. Основанием послужило ускорение процесса усыхания сосновых насаждений 1903–1914 гг. посадки после засух 1991–1992 гг.
Проследим динамику роста и состояния соснового древостоя Нижневолжской станции на примере насаждения, заложенного в период 1903‑1905 гг., как наиболее типичного для данных лесорастительных условий.
В 1926, 1950, 1957 гг. данное насаждение обследовалось С.М. Зепаловым [2]. В 1964 г. В.Л. Казуровым [3], а в 1973 г. лесоустроительной экспедицией "Леспроекта" при проведении лесоустроительных работ [4].
В 1992–1993 гг. нами проводилось детальное изучение данного квартала со сплошным перечетом, фитопатологическим обследованием, взятием модельных деревьев, закладкой почвенных разрезов и др. Количество деревьев выдела площадью 3,5 га уменьшилось от 3382 в 1950 г., до 1269 в 1993 г. В период с 1973 по 1993 год количество деревьев уменьшилось почти вдвое. Особенно интенсивно процесс шел в 1991‑1992 гг. В 1993 году он несколько замедлился. В основном усыхание шло по краю поляны.
В 1999 году комплекс перечисленных выше факторов вызвал резкое ускорение процесса усыхания деревьев и распада насаждения. Количество деревьев выдела (табл. 1) снизилось до 471, полнота до 0.3, что создало условия для массового проникновения под полог насаждения степной растительности.
Таблица 1. Состояние и рост сосновых насаждений посадки 1903 -1905 гг. в период с 1950 по 2004 гг. (площадь выдела 3,5 га)
| Год учета | Возраст культур, лет | Общее число деревьев, шт. | Распределение деревьев по состоянию, шт | Высота, м | Диаметр, см | Полнота | ||
| здоровые | суховершинные | сухие | ||||||
| 1950 | 47 | 3382 | 2613 | 437 | 332 | 14,0 | 18,05 | 0,8 |
| 1957 | 52 | 2927 | 2592 | 244 | 91 | 14,0 | 20,65 | 0,8 |
| 1964 | 61 | 2831 | 2190 | 630 | 11 | 15,2 | 20,0 | 0,8 |
| 1973 | 70 | 2530 | 2000 | 150 | 380 | 16,0 | 20,0 | 0,7 |
| 1992 | 89 | 1407 | 1340 | - | 67 | 16,5 | 27,2 | 0,7 |
| 1993 | 90 | 1269 | 1253 | - | 16 | 16,5 | 27,0 | 0,7 |
| 1999 | 96 | 577 | 471 | - | 106 | 16,5 | 33,0 | 0,3 |
| 2003 | 100 | 385 | 380 | - | 5 | 16,5 | 33,1 | 0,3 |
| 2004 | 101 | 385 | 378 | 2 | 5 | 16,5 | 33,1 | 0,3 |
В 1992 – 1993 гг. не отмечено снижение полноты, по сравнению с 1973 г, определяемой по отношению фактических сумм площадей поперечных сечений к табличным, что объясняется особенностями роста древостоя в условиях сухой степи. Прирост в высоту почти прекратился, а по диаметру продолжается до настоящего времени. Произошло снижение бонитета с увеличением диаметра. Отсюда таксация древостоев на песчаных землях Юго-Востока требует несколько иных подходов, чем в зоне экологического оптимума [2] и только в 1999 году, вслед за резким снижением числа деревьев снижается и полнота древостоя.
Таблица 2. Содержание корней в монолите
| Горизонт | Толщ. слоя почвы, см | Фракции толщины корней | Всего | ||||
| мелкие 0,1-1 мм | крупные 1,1 мм и > | г | % | ||||
| г | % | г | % | ||||
| Подстилка из хвои | 0,5 | 0,70 | 1,4 | - | - | 0,70 | 1,4 |
| Песчаный нанос | 19,5 | 13,53 | 28,1 | 13,15 | 27,4 | 26,68 | 55,5 |
| Горизонт А погребенной каштановой почвы | 5,5 | 1,58 | 3,2 | 1,32 | 2,7 | 2,90 | 5,9 |
| То же горизонт В1 | 22,5 | 2,13 | 4,4 | 2,88 | 5,9 | 5,01 | 10,3 |
| То же горизонт В | 30,0 | 4,51 | 9,3 | 6,76 | 13,9 | 11,27 | 23,2 |
| Горизонт С – песчаный лессовый суглинок | - | 1,72 | 3,5 | 0,08 | 0,2 | 1,80 | 3,7 |
| Итого | - | 24,17 | 49,9 | 24,19 | 50,1 | 48,36 | 100 |
Изучение почвенного разреза в насаждении показало, что мощность песчаного наноса составляет 20 см, под ним залегает типичная каштановая легкосуглинистая почва с глубиной вскипания 78 см.
В пределах 84-сантиметрового слоя почвы по весовой массе фракции крупных и мелких корней распределились поровну, что свидетельствует о сильном преобладании мелких корней, как по длине, так и по количеству. Наибольшая масса корней (по массе) сосредоточена в слое песчаного наноса (55,5 %); второй максимум, хотя и менее выраженный, наблюдается в горизонте В. Некоторое накопление здесь корневой массы вызвано, по-видимому, вторичными причинами – нижележащий карбонатный горизонт трудно проницаем для корней.
Таким образом, как показывают наши исследования, подтвержденные данными С.М. Зепалова [2], основная масса мелких корней сосредоточена в слое песчаного наноса в горизонте В. Отсюда подстилка и песчаный нанос являются основными источниками водного, азотного и зольного питания деревьев. Раскопка корневых систем также показала, что основная часть скелетных корней отходит от главного корня в пределах от 14 до 45 см. При сильных засухах, как, например в 1972, 75, 91, 92, 98, 99 гг., происходит иссушение почвенного слоя с наибольшей корневой массой, что ведет к нарушению водного питания деревьев, расстройству и гибели отдельных деревьев и насаждений.
В настоящее время наиболее интенсивный отпад отмечен в старых кварталах 1902 – 1908 гг. посадки 13, 12, 18, 20. Эти кварталы и все насаждения в целом имеют схожие почвенно-экологические условия. Агротехника создания и ухода за культурами также была примерно одинакова. Следовательно, можно предположить, что сосновые насаждения достигли предельного для данных условий возраста, и пошел процесс их естественного отпада.
Причинами, ускорившими этот процесс, послужили возросшая антропогенная нагрузка, участившиеся пожары, засухи 1991, 92, 98, 99 гг. и т.д.
Возможно, что в кварталах, не затронутых пока массовыми отпадами, эти процессы активно пойдут через 3-5 лет. Положение усугубляется массовым проникновением степной растительности под полог древостоя, что ослабляет фитоценоз и ведет к нарушению сложившегося равновесия.
В 1998 году в связи с тем, что отпад носил характер напоминающий очаги корневой губки, было проведено обследование насаждений кв. 13, 18, 17 с выпадами, напоминающими очаги корневой губки. Так же как и в очагах корневой губки имелись деревья ослабленные, усыхающие и усохшие, однако плодовых тел обнаружено не было.
Видимо это объясняется тем, что в сухостепной зоне плодовые тела не формируются совсем [1].
Нами было обследовано 24 ветровальных дерева в кварталах 13, 18, 20, 12, 17, 19. Плодовых тел не обнаружено. Выраженное гниение древесины отмечено у 8 деревьев, 12 деревьев поражено вторичными вредителями.
Как известно сосна проявляет большую устойчивость к корневой губке, только при отмирании 80 % корней у дерева появляются видимые признаки болезни. Многими исследователями отмечается устойчивость к корневой губке, как отдельных деревьев, так и целых сосновых экосистем [1].
По мнению А.И. Воронцова [1] непосредственной причиной усыхания деревьев в очагах корневой губки являются вторичные вредители.
Таким образом, причиной массового усыхания сосновых насаждений является комплекс факторов. Остановить этот процесс рядом лесоводственных и агротехнических мер не представляется возможным.
Необходимо, основываясь на объективных данных разработать концепцию существования сосновых биогеоценозов в сухой степи. Данная концепция должна обосновать реализацию биологических ресурсов породы в данных условиях и определить тот предел по почвенным, лесорастительным, возрастным условиям, за которыми существование насаждения нецелесообразно с разных точек зрения. В перспективе, видимо, более целесообразно создание гетерогенных насаждений с включением других видов гибридов и форм сосны, а также устойчивых и долговечных лиственных пород.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Воронцов А.Н. М.: Лесная промышленность, 1978, 272 с.
2. Зеналов С.М. О старейшей культуре сосны обыкновенной на Камышинском опытном пункте. – В сб.: Облесение и сельскохозяйственное освоение песчаных земель Юго-Востока. М.: 1959, с. 69-75.
3. Казуров В.В. Научный отчет за 1964 г. "О причинах суховершинности сосны в Камышинском сосновом насаждении", г. Камышин 1964 г., 44 с.
4. Материалы второй Воронежской экспедиции Всесоюзного объединения "Леспроект", г. Воронеж, 1974 г., 400 с.