Научная статья на тему 'Динамика сосновых лесов республики Марий Эл за последние полвека'

Динамика сосновых лесов республики Марий Эл за последние полвека Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
150
18
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СОСНОВЫЕ ЛЕСА / СТРУКТУРА / ДИНАМИКА / ЛЕСОПОЛЬЗОВАНИЕ

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Демаков Ю. П., Смыков А. Е.

В работе проведен анализ динамики параметров сосновых лесов Республики Марий Эл за период с 1953 по 2007 гг. Показано, что их площадь за это время увеличилась в 1,21 раза (на 79,3 тыс. га), а общий и удельный запас стволовой древесины в 2,06 и 1,70 раза (на 38,34 млн. м3 и 67,4 м3/га соответственно). Высказано предположение, что одной из причин столь существенного увеличения производительности древостоев является увеличение концентрации в атмосфере СО2 и других промышленных выбросов, которые при существующих дозах оказывают благоприятное воздействие на растения. Возрастная структура сосняков изменилась в лучшую сторону, но не соответствует пока принципам устойчивого лесопользования. Единственным вариантом обеспечения стабильности лесопользования является переход от системы рубок по возрасту к рубкам по технической спелости, которая должна определяться целевыми установками потребления. Для обеспечения максимального прироста удельного запаса древостоев их густоту в молодости следует поддерживать на низком уровне.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Демаков Ю. П., Смыков А. Е.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Динамика сосновых лесов республики Марий Эл за последние полвека»

УДК 630*228:582.475 (470.343)

ДИНАМИКА СОСНОВЫХ ЛЕСОВ РЕСПУБЛИКИ МАРИЙ ЭЛ ЗА ПОСЛЕДНИЕ ПОЛВЕКА

Ю.П. Демаков1, А.Е. Смыков2

'Марийский государственный технический университет 424000 Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3; e-mail: demakovvp@marstu.net

2Филиал ФГУП «Рослесинфорг» «Центрлеспроект»

424000 Йошкар-Ола, Ленинский проспект, 24 «б»; e-mail: smvkov-andrej @vandex.ru

В работе проведен анализ динамики параметров сосновых лесов Республики Марий Эл за период с 1953 по 2007 гг. Показано, что их площадь за это время увеличилась в 1,21 раза (на 79,3 тыс. га), а общий и удельный запас стволовой древесины - в 2,06 и 1,70 раза (на 38,34 млн. м3 и 67,4 м3/га соответственно). Высказано предположение, что одной из причин столь существенного увеличения производительности древостоев является увеличение концентрации в атмосфере СО2 и других промышленных выбросов, которые при существующих дозах оказывают благоприятное воздействие на растения. Возрастная структура сосняков изменилась в лучшую сторону, но не соответствует пока принципам устойчивого лесопользования. Единственным вариантом обеспечения стабильности лесопользования является переход от системы рубок по возрасту к рубкам по технической спелости, которая должна определяться целевыми установками потребления. Для обеспечения максимального прироста удельного запаса древостоев их густоту в молодости следует поддерживать на низком уровне.

Ключевые слова: сосновые леса, структура, динамика, лесопользование

This article devoted analysis dynamics of parameter pine forests of the Mari Republic in 1953-2007 yrs. Is shown that their area for this time increased in 1,21 times (on 79300 ha), but the general and specific wood stock steam wood - in 2,06 and 1,70 times (on 38,34 million m3 and 67,4 m3/ha respectively).

One of the reasons so essential increase to capacity forest stands is an increase to concentrations in atmosphere SO2 and other industrial surge, which under existing dose render the favourable influence on plants spoke out suggestion. The age structure of pine forest changed in the best side, but does not correspond to while principle stable forest use. The Single variant of the provision to stabilities forest use is a transition from cut system on age to cutting on technical ripeness, which must be defined target installing the consumption. For ensuring the maximum increase of the specific wood stock forest stands their dense in youth follows to support on low level.

Keywords: pine forests, structure, dynamic, forest use

ВВЕДЕНИЕ

Леса - важнейший стратегический ресурс государства и его регионов, обеспечивающий устойчивое функционирование экономики и сохранение благоприятной окружающей среды. Этот ресурс хотя и является возобновляемым, но возможности его к самовосстановлению далеко не безграничны.

Леса, к тому же, довольно инертны на внешнее воздействие, т.е. эффект от того или иного мероприятия проявляется не мгновенно, а лишь через весьма большой отрезок времени, что связано с длительным процессом их развития и выращивания для хозяйственного использования. Вопросам оптимизации лесопользования и обоснования нормы изъятия лесных ресурсов посвящено немало работ (Си-ницын,1972; Моисеев,1974; Синицын,1980; Ану-чин,1983; Дялтувас,1987), однако единого мнения среди исследователей пока не отмечается, что свидетельствует о различии методических подходов к решению данной задачи и недостатке фактического материала для её глубокой проработки. Регулирование размера использования ресурсов леса для обеспечения их неистощительности и удовлетворения потребностей общества должно опираться, прежде всего, на надежный прогноз, разработанный на основе глубокого анализа процесса изменения лесного фонда, предусматривающего использование методов математической статистики и совре-

менной вычислительной техники. В качестве исходного материала для анализа могут быть использованы данные государственного учета лесного фонда, который проводился в нашей стране за последние полвека неоднократно, но его результаты слабо отражены в научной литературе. Данному вопросу, имеющему большое теоретическое и прикладное значение, посвящено небольшое число публикаций (Бузун,1971; Гиряев,2000), отражающих лишь внешнюю сторону динамики состояния лесного фонда, т.е. феноменологию, но не вскрывающих в полной мере её причин, которые для каждого региона России могут быть сугубо специфичными. Целью нашей работы являлось выяснение тенденций и причин динамики сосняков Марий Эл, которые доминируют в лесном фонде республики.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Исходным материалом для анализа служили данные государственного учета лесного фонда за период с 1953 по 2007 гг., состояние которого отражали такие показатели как площадь насаждений, общий и удельный (приходящийся на 1 га площади) запас стволовой древесины в них в целом и по классам возраста. Для анализа возрастной структуры древостоев использовали величины их среднего возраста и индекса выравненности, вычисляемого

по формуле J=-Yl(pi■\^^pi)l\^^k, где к - число классов возраста, pi - доля площади древостоев /'-го класса возраста относительно общей площади насаждений конкретной породы (величина этого показателя может теоретически изменяться от 0 до 1). Математическая обработка материала проведена на ПК с использованием стандартных методов математической статистики и пакетов прикладных программ.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Анализ фактического материала, представленного в таблице 1, показал, что площадь сосновых лесов Марий Эл, их возрастная структура и продуктивность довольно значительно изменялись во времени. Так, общая площадь сосняков с 1953 по 2007 гг. увеличилась в 1,21 раза (на 79,3 тыс. га), а общий и удельный запас стволовой древесины - в 2,06 раза и 1,70 (на 38,34 млн. м3 и 67,4 м3/га соответственно). Наиболее значительно изменялась на данном отрезке времени площадь средневозрастных, спелых и перестойных древостоев (рис. 1): площадь первых из них неуклонно возрастала, превысив в 2007 году отметку 1953 года в 3,57 раза, а площадь двух других классов возраста резко снизилась в

1973 году, что связано с массовыми пожарами 1972 года, повредившими в республике около 180 тыс. га лесов (Демаков,2007). В последующий период времени площадь спелых и перестойных сосняков стабилизировалась на отметках 20...30 тыс. га и 4...8 тыс. га соответственно. Величина этого уровня определяется, вероятнее всего, как экологическими, так и экономическими причинами: первые из них связаны с выделением защитных насаждений, исключаемых из расчета лесопользования, а вторые -со снижением эффективности лесозаготовительного производства при истощенности лесного фонда. Менее всего изменялись во времени площади древостоев II и IV классов возраста, хотя и у них максимальные отметки превышали минимальные в 1,74 и 2,07 раза соответственно. Площадь молодня-ков I класса возраста медленно, но неуклонно снижалась, составив в 2007 году 50 % от величины 1953 года, что связано, прежде всего, с истощением лесосечного фонда. В динамике величины показателя у всех классов возраста четко проявляется волновая компонента, причина возникновения которой -большая инерционность системы, не способной быстро реагировать на происходящие нарушения и долго восстанавливающей свое состояние (Свире-жев,1962).

Таблица 1 - Динамика основных параметров сосновых лесов Марий Эл за последние полвека

Год Значения параметров > в различных классах возраста

I II III IV V VI и выше В целом

Площадь, 2 О ы т

1953 143,2 67,5 50,0 50,3 19,0 47,2 377,2

1966 148,7 116,6 49,5 40,7 46,8 16,3 418,6

1973 100,8 110,1 80,2 30,9 25,2 7,3 354,5

1978 113,4 115,9 101,5 33,4 25,4 6,2 395,8

1983 149,9 117,3 101,7 32,4 22,1 5,5 428,9

1988 118,3 112,3 142,6 38,0 34,9 8,0 454,1

1993 129,8 111,0 136,9 36,2 31,2 7,2 452,3

1998 92,3 100,0 167,4 51,6 31,0 4,7 447,0

2003 96,1 95,7 156,5 50,7 28,2 4,1 431,3

2007 72,2 107,0 178,5 64,1 30,5 4,2 456,5

Общий запас стволовой древесины, млн. м

1953 2,50 5,02 6,73 8,31 2,02 11,52 36,10

1966 3,14 10,79 7,83 7,17 8,97 3,71 41,61

1973 2,80 12,59 15,12 6,47 4,91 1,50 43,39

1978 3,08 13,01 19,13 6,93 4,98 1,21 48,34

1983 3,41 13,07 19,19 6,75 4,30 1,02 47,74

1988 2,55 10,11 25,78 8,32 7,00 1,56 55,32

1993 2,65 10,04 24,99 7,85 6,04 1,39 52,96

1998 3,04 10,34 33,32 12,10 6,41 0,85 66,06

2003 3,08 9,98 30,96 11,85 5,71 0,71 62,29

2007 2,45 10,98 38,24 15,53 6,46 0,78 74,44

Удельный запас стволовой древесины, 2 "5!

1953 17,5 74,4 134,6 165,2 106,3 244,1 95,7

1966 21,1 92,5 158,2 176,2 191,7 227,6 99,4

1973 27,8 114,4 188,5 209,4 194,8 205,5 122,4

1978 27,2 112,3 188,5 207,5 196,1 195,2 122,1

1983 22,7 111,4 188,7 208,3 194,6 185,5 111,3

1988 21,6 90,0 180,8 218,9 200,6 195,0 121,8

1993 20,4 90,5 182,5 216,9 193,6 193,1 117,1

1998 32,9 103,4 199,0 234,5 206,8 180,9 147,8

2003 32,0 104,3 197,8 233,7 202,5 173,2 144,4

2007 33,9 102,6 214,2 242,3 211,8 185,7 163,1

Г о д

ч

и

К

Г о д

Рисунок 1 - Динамика площади сосняков Республики Марий Эл относительно уровня 1953 года

Причинами флуктуации площади сосняков во времени являются, кроме отмеченных выше пожаров, вредные лесные насекомые и болезни: восточный майский хрущ, сосновый подкорный клоп и корневая губка. Площадь очагов хруща в 1975 году составляла 101,6 тыс. га (рис. 2), после чего ее величина неуклонно снижалась, опустившись в 2007 году до отметки 10,7 тыс. га.

Г о д

Г о д

Рисунок 2 - Динамика площади очагов вредителей и болезней в сосняках Марий Эл

Площадь очагов соснового подкорного клопа достигала наивысших значений в 1987 году (7,15 тыс. га), после чего пошла на спад, составляя сейчас всего 220 га. Площадь же очагов корневой губки до 2006 года неуклонно увеличивалась, достигнув отметки 6,95 тыс. га. Довольно мощным фактором дестабилизации состояния сосняков в Марий Эл является также рукотворное Чебоксарское море, созданное без достаточного экологического обоснования, вызвав затопление и подтопление больших площадей лесов. Колебания площади насаждений могут быть также связаны частично, как считают некоторые исследователи (Гиряев,2000), с изменением порядка таксации лесов и инструкций по проведению государственного учета лесного фонда.

За истекшие полвека, как свидетельствуют приведенные в таблице 1 данные, произошли существенные изменения возрастной структуры сосняков. Так, если в 1953 году доминировали древостои I класса возраста, занимавшие 38 % общей площади, то в 2007 году стали преобладать средневозрастные древостои (рис. 3). Средний возраст древостоев увеличился за это время с 35 до 45 лет, а индекс выравненности возрастной структуры понизился с 0,91 до 0,82 (рис. 4), что свидетельствует о тщетности усилий органов управления лесным хозяйством по ее исправлению и созданию так называемого «нормального леса», при котором обеспечивается устойчивое лесопользование и наивысший экономический эффект лесозаготовительного производства (Синицын, 1972; Моисеев, 1974; Синицын, 1980).

40 і

30 -

20 -

10 -

А

I II III IV V VI

40 л

30 -

20 -

10 -

II III IV V

Рисунок 3 - Возрастная структура сосняков Марий Эл: А - в 1953 г.; Б - в 2007 г. (ось абсцисс - классы возраста, ось ординат - доля в общей площади сосняков, %)

0

Б

0

VI

Г о д

Г о д

Рисунок 4 - Динамика среднего возраста и индекса выравненное™ возрастной структуры сосняков

Динамику площади древостоев отражают следующие математические модели:

всех классов возраста, кроме первого:

^i(T+i) = St — t/20 St + ki t/20 S(;-1)T ;

1-го класса возраста:

Si(T+i) = Sit — kg [t/20 (1-ks) S5T + t/20 S6t]; где: SiT - площадь древостоев i-го класса возраста в текущем году;

Si(T+i) - площадь древостоев i-го класса возраста в следующий момент учета;

k - коэффициент перехода площади насаждений из одного класса в другой;

t - время между периодами оценки, лет (не более 20).

Значения коэффициентов k в течение изменялись последних 40 лет весьма незначительно (табл. 2), что свидетельствуют о возможности использования формул для прогноза изменения площади насаждений на отдаленную перспективу (на срок, по крайней мере, не менее 40...60 лет). Расчеты показали, что в 2045 году произойдет значительное увеличение площади спелых сосняков и, соответственно, размера расчетной лесосеки, находящегося с 1973 года на очень низком уровне.

Таблица 2 - Значения коэффициентов перехода площади сосняков из одного класса возраста в другой

Значения коэффициентов перехода из одного класса возраста в другой

Год из 1 во 2 из 2 в 3 из З в 4 из 4 в 5 из 5 в 6 из 5 и 6 в 1

(ki) (k2) (k3) (k4) (k5) (k6)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1966 0,999 0,807 0,812 1,189 0,565 1,726

1973 0,861 1,099 0,706 0,564 0,271 0,882

1978 1,075 1,158 0,773 0,954 0,527 1,410

1983 1,018 0,968 0,643 0,807 0,500 1,670

1988 0,895 1,350 0,764 1,414 0,829 1,031

1993 0,975 1,014 0,564 0,875 0,489 1,364

1998 0,864 1,283 0,841 0,955 0,356 0,886

2001 1,013 1,064 0,745 0,868 0,521 1,173

2002 1,002 1,022 0,897 0,951 0,765 1,057

2003 0,958 0,953 0,888 0,931 0,727 1,041

2004 1,000 1,018 0,904 0,945 0,773 1,059

2005 1,013 1,021 1,002 0,992 0,720 0,966

2006 1,079 1,025 1,034 0,998 0,794 0,837

2007 1,042 1,154 0,945 0,966 0,793 1,051

2002-2007 гг. 1,016 1,032 0,945 0,964 0,762 1,002

В среднем 0,985 1,067 0,823 0,958 0,616 1,154

Изменение параметров возрастной структуры древостоев свидетельствует о том, что исправить ее путем регулирования размера расчетной лесосеки, т.е. снижением объемов рубок в лесах с истощенным эксплуатационным фондом и увеличением их в лесах с избыточным, создавая так называемый «нормальный лес», при котором обеспечивается устойчивое лесопользование (Синицын,1972; Мои-сеев,1974; Синицын,1980), не только крайне сложно, так как это требует очень длительного времени (по крайней мере нескольких оборотов рубки), но и, видимо, вообще невозможно (Дялтувас,1987), поскольку в процесс лесовыращивания вмешиваются стихийные факторы и часть насаждений неизбежно погибает, не достигнув возраста спелости. Устранить действие этих факторов человеку пока не под силу и единственным выходом из данной ситуации, нарушающей ритмичность лесопользования, явля-

ется переход от системы рубок по возрасту к рубкам по технической спелости, которая должна определяться целевыми установками потребления.

В истекшие 54 года существенно изменялась не только площадь и возрастная структура древостоев, но и их производительность. Средний удельный запас стволовой древесины в сосняках I класса возраста варьировал в это время от 17,5 до 35 м3/га, II -от 74 до 114, III - от 135 до 214, IV - от 165 до 242,

V - от 106 до 212, VI и выше - от 171 до 244 м3/га, а средний запас древесины изменялся от 96 до 163 м3/га. Характер изменения этого таксационного параметра во времени был у древостоев каждого возраста класса сугубо специфичным (рис. 5 и 6, табл. 3), однако общей чертой являлась тенденция к возрастанию значений по сравнению с отметкой 1953 года. Исключением были лишь перестойные сосняки, запас которых неуклонно снижался. Ди-

намику удельного запаса древостоев аппроксимируют следующие уравнения регрессии, в которых присутствует мощная волновая компонента, связанная с инерционностью системы, неспособной быстро изменяться под влиянием корректирующих лесохозяйственных мероприятий:

- I класс возраста

М = 0,19^(1-1950) + 5,41^п[2^(1-1950)/29,54 - 3,51] + 18,37; Я2 = 0,92;

- II класс возраста

М = 0,40^1-1950) + 13,86^п[2^(1-1950)/42,25 + 4,08] + 87,49; Я2 = 0,78;

- III класс возраста

М = 1,23^1-1950) + 12,93^п[2^(1-1950)/39,68 + 3,77] + 142,5; Я2 = 0,96;

- IV класс возраста

М = 1,36^1-1950) + 7,08^п[2^(1-1950)/12,55 + 2,34] + 165,9; Я2 = 0,97;

- V класс возраста

М = 149,5{1-ехр[-0,151 (1-1950)]} + 6,65^п[2^(1-1950)/10,23 + 1,39] + 52,07; Я2 = 0,98;

- перестойные древостои

М = 89,23-ехр[-0,034-(Ы950)] + 8,42^п[2^(1-1950)/21,73 + 2,55] + 166,1; Я2 = 0,98;

- древостои в целом

М = 1,11 (1-1950) + 10,11^т[2^(1-1950)/28,71 + 2,34] + 86,6; Я2 = 0,90;

где М - удельный запас древесины, м3/га; 1 - календарный год.

Г о д

Г о д

Рисунок 5 - Динамика удельного запаса сосняков Марий Эл относительно уровня 1953 года

Столь высокое повышение продуктивности древостоев, непропорциональное изменению параметров климата за последние полвека, объясняется, на наш взгляд, увеличением концентрации в атмо-

сфере СО2 и других промышленных выбросов, которые при существующих дозах оказывают благоприятное воздействие на растения в виде внекорневой и корневой подкормки элементами питания (соединений азота, к примеру, выпадает на территории Марий Эл всего около 5 кг/га в год). Определенное влияние могло оказать также весьма значительное снижение объемов рубок леса (рис. 6), негативное действие которых на прилегающие к лесосекам насаждения проявляется через изменение микроклимата и уровня грунтовых вод, а также через другие биоинформационные каналы. Каждая лесосека представляет собой значительную рану на живом теле леса, как цельной гиперсистемы, вокруг которой часто наблюдается концентрация вредных для леса организмов, повышенный отпад деревьев и снижение их прироста.

Год

Год

Рисунок 6 - Динамика объема отпуска леса на корню в Марий Эл за последние полвека

Повышение производительности сосняков республики может свидетельствовать, на первый взгляд, об эффективности принятых работниками лесного хозяйства мер, однако более детальный анализ указывает на обратное и позволяет выявить ряд негативных моментов. Первый из них связан с неуклонным снижением удельного запаса перестойных древостоев, в результате чего он стал меньше, чем в V классе возраста (рис. 7). Это свидетельствует либо об их распаде, либо, что более вероятно, о проведении в них выборочных приисковых рубок, снижающих их средозащитные функции, для выполнения которых они и оставлялись на корню. Невысоким оставался практически во всего годы и удельный запас в спелых древостоях, что

произошло, на наш взгляд, в результате проведения в средневозрастных сосняках проходных рубок. Второй негативный момент связан с избыточной густотой древостоев ЫП классов возраста, обеспечившей увеличение в них запаса древесины, но приведшей, как показали расчеты, к снижению ее текущего прироста (рис. 8). Многочисленными исследованиями (Загреев,1962; Штейнбок,1980; Макарен-ко,1986; Севко,1994) установлено, что для обеспечения максимального прироста удельного запаса дре-востоев их следует выращивать в режиме низкой густоты в молодости. Так, по данным В.В. Загреева, снижение полноты 30-летних сосняков до 0,4 не ведет к снижению абсолютной величины прироста запаса по сравнению с приростом сомкнутых древо-стоев. К такому же выводу пришли А.Г. Штейнбок и

В.В. Киселев, по данным которых критическая относительная полнота (минимально допустимая полнота в 1-том возрасте, обеспечивающая достижение

целевой полноты к возрасту спелости) сосняков в возрасте 20 лет может составлять всего 0,3 ед. (табл. 4).

I II III IV V VI и

Классы возраста

Рисунок 7 - Изменение удельного запаса сосняков Марий Эл по классам возраста

Рисунок 8 - Влияние исходного запаса древесины (ось абсцисс, м3/га) в сосняках разного класса возраста на величину его относительного прироста за 20-летие (ось ординат, доля от исходного): А - между 1 и 2 классами возраста, Б - между 2 и 3 классами; В - между 3 и 4 классами; Г - между 4 и 5 классами

Таблица 4 - Значения критической полноты сосновых древостоев, при которой обеспечивается достижение целевой полноты в возрасте 90 лет____________________________________________________________________________________

Целевая Значение критической полноты (относит. ед.) для различного возраста древостоя, лет

полнота 10 20 30 40 50 60

0,7 0,30 0,30 0,35 0,43 0,53 0,63

0,8 0,30 0,30 0,40 0,52 0,62 0,70

Высокая густота древостоев приводит не только к снижению текущего прироста запаса, но и их жизнеспособности, способствуя развитию в лесных биогеоценозах патологических процессов, особенно возникновению очагов массового размножения на-секомых-ксилофагов. Так, в результате загущенно-

сти средневозрастных сосняков в лесах Марий Эл, как показали проведенные нами исследования (Демаков, 2008), в 1981 -1991 гг. реализовалась мощная вспышка размножения сосновой вершинной смолевки. Число заселенных деревьев в начале вспышки достигало в некоторых биотопах 218 экз./га (рис. 9), что

составляло 8,8 % от общего их числа в древостое (8 м3/га). Кульминация вспышки отмечена в 1985 году, когда к размножению приступило только второе «очаговое» поколение насекомого. Доля заселенных смолевкой деревьев в этот период достигала 14,7-16,8 % от числа живых на начало года, а их объем -12.17 м3/га. За 10 лет смолевка заселила в общей сложности от 23,4 до 53,9 % деревьев относительно их исходного числа к началу вспышки размножения (40.50 м3/га), существенным образом изменив размерную структуру древостоев (рис. 10). Закономерность выживаемости деревьев различного исходного размера в сосняках брусничниковых III-IV классов возраста описывают следующие уравнения:

W = 100{l-exp[-5,89(rf,/ dcp. - 0,32 )]}1231 ; R2 = 0,95;

W = 100 {1-ехр[-11,8 (4 / dmax - 0,16 )]}13’98; R2 =

0,96;

где W - сохранность (выживаемость) деревьев, %; di - численное значение исходной i - й ступени толщины деревьев, см; dcp - средний диаметр деревьев в биотопе, см; dmax - максимальный диаметр дерева в биотопе, см.

Величина отпада деревьев зависит не только от их исходного размера, но и густоты древостоя. Математическая модель, учитывающая влияние этих двух параметров имеет вид:

Y = 100 /{1 +1039,3-[(d - 0,2 )/ 2,2]6’228 exp(9,01N' 6’40)};R2 = 0,99;

где Y - величина отпада деревьев, в % от их исходного числа; d - значение исходной ступени толщины деревьев, выраженное в долях от среднего диаметра древостоя;

N - густота древостоя, выраженная по отношению к «норме», найденной из таблиц хода роста для соответствующего возраста и класса бонитета древостоя.

Последствия деятельности сосновой вершинной смолевки были более значительны в загущенных дре-востоях. Наглядным подтверждением этого положения являются два соседствующие между собой биотопа, находящиеся в кв. 66 заповедника «Большая Кокшага».

В наиболее густом из них, представляющем собой культуры сосны 1905 года, усохло 54,8 % деревьев (табл. 5). В редком древостое отпало деревьев в 3 раза меньше.

1981 1983 1985 1987 1989 1991

Г о д

Рисунок 9 - Динамика отпада деревьев в загущенных сосняках брусничниковых

Рисунок 10 - Изменение размерной структуры древостоя в загущенных сосняках брусничниковых разного возраста в период вспышки массового размножения сосновой вершинной смолевки: по оси абсцисс - ступени толщины деревьев, см; по оси ординат - доля от общего числа деревьев, %

Таблица 5 - Изменение числа деревьев в загущенном и редком сосняках за время вспышки размножения вер-

шинной смолевки

^ Число деревьев (экз. / га) и величина их отпада

Ступень Загущенный древостой, возраст 100 лет Редкий древостой, возраст 70 лет

Живые Сухие Отпад, % Живые Сухие Отпад, %

8 0 72 100 2 68 96,9

12 0 266 100 26 26 50,0

16 10 243 96,1 35 18 33,3

20 141 95 40,3 79 2 2,7

24 211 33 13,5 79 2 2,7

28 125 0 0,0 86 0 0,0

32 76 0 0,0 73 0 0,0

36 16 0 0,0 53 0 0,0

40 7 0 0,0 26 0 0,0

44 0 0 0,0 11 0 0,0

Итого 586 711 54,8 470 116 19,9

Густота насаждений оказывает также большое влияние на сортиментно-сортную структуру древо-стоев, размеры деревьев и уровень биологического разнообразия в них. Результаты наших исследований (Демаков,2002) свидетельствуют о возможности эффективного управления структурой и состоянием лесных биогеоценозов, а также экономическими затратами процесса лесовыращивания путем изменения исходной густоты древостоя и регулирования ее в дальнейшем. Достаточно продуктивные и устойчивые к внешним воздействиям насаждения в сухих и свежих борах Республики Марий Эл могут быть сформированы, в случае отсутствия угрозы возникновения очагов восточного майского хруща, при исходной густоте порядка 1,5...2,5 тыс. экз./га, что обеспечит снижение затрат как на создание лесных культур, так и позволит отказаться от нерентабельных прочисток и прореживаний.

ВЫВОДЫ

1. Общая площадь сосновых лесов Республики Марий Эл увеличилась за последние полвека в 1,21 раза (на 79,3 тыс. га), а общий и удельный запас стволовой древесины - в 2,06 раза и 1,70 (на 38,34 млн. м3 и 67,4 м3/га соответственно), что связано с проведением искусственного лесовосстановления и рубок ухода.

2. Одной из причин существенного увеличения производительности древостоев всех классов возраста, кроме перестойных, является увеличение концентрации в атмосфере СО2 и других промышленных выбросов, которые при существующих дозах оказывают благоприятное воздействие на растения.

3. Возрастная структура сосняков изменилась за последние 50 лет в лучшую сторону, но не соответствует пока принципам устойчивого лесоводства. Единственным вариантом обеспечения стабильности лесопользования является переход от системы рубок по возрасту к рубкам по технической спелости, которая должна определяться целевыми установками потребления.

4. Лесосечный фонд в сосняках республики является истощенным, начиная уже с 1973 года, что снижает эффективность лесозаготовок. Значительное его увеличение произойдет лишь в 2045 году.

5. Для обеспечения максимального прироста запаса древостоев их густоту в молодости следует поддерживать на низком уровне.

6. Для выполнения условий устойчивого лесопользования необходимо опираться на данные мониторинговых наблюдений за состоянием и ритмикой роста древостоев, проводимых на территории всей республики.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Анучин, Н.П. Нормативы оценки древесных запасов (элементы теории лесоустройства) / Н.П. Анучин // Лесное

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

хозяйство. - 1983. - № 12. - С. 32-37.

Бузун, В.А. Структура лесного фонда и перспективы лесопользования в Житомирской области / В.А. Бузун // ИВУЗ: Лесной журнал. - 1971. - № 4. - С. 131-133.

Гиряев, В.В. Динамика показателей государственного учета лесного фонда за 1966-1998 гг. / В.В. Гиряев, Ю.А. Кукуев, В.В. Страхов, В.Н. Иванов, Ф.А. Дякун, В.В. Сдобнова // Лесное хозяйство. - 2000.

- № 1. - С. 44-46.

Демаков, Ю.П. Диагностика устойчивости лесных экосистем (методологические и методические аспекты) / Ю.П. Дема ков. - Йошкар-Ола: Периодика Марий Эл. 2000. - 416 с.

Демаков, Ю.П. Постпирогенная динамика ксилофиль-ного энтомокомплекса в сосновых лесах Марийского Полесья / Ю.П. Демаков // Научные труды государственного природного заповедника «Большая Кокшага». Вып. 2. - Йошкар-Ола, 2007. С. 248-302.

Демаков, Ю.П. Сосновая вершинная смолевка: биология, экология и роль в лесных экосистемах Марийского Полесья / Ю.П. Демаков // Научные труды государственного природного заповедника «Большая Кокшага». Вып. 3. - Йошкар-Ола, 2008.

С. 274-344.

Демаков, Ю.П. Экологический подход к оптимизации исходной густоты культур сосны / Ю.П. Демаков, К.К. Калинин, А.И. Шургин, А.В. Иванов, В.А. За-камский, В.А. Матвеев, М.В. Бекмансуров, Г.А. Богданов // Экология и леса Поволжья: Сб. науч. статей. Вып. 2.- Йошкар-Ола, 2002. С. 277-293.

Дялтувас, Р.П. Формирование возрастной структуры хозсекций / Р.П. Дялтувас // Лесное хозяйство. -1987. - № 5. - С. 42-47.

Загреев, В.В. Влияние полноты на текущий прирост сосновых насаждений / В.В. Загреев // Лесное хозяйство. - 1962. - № 9. - С. 42-47.

Макаренко, А.А. Контроль за производительностью древостоев в целях мониторинга лесов / А.А. Макаренко, А.И. Колтунова // Мониторинг лесных экосистем. - Каунас, 1986. С. 277-279.

Моисеев, Н.А. Основы прогнозирования использования и воспроизводства лесных ресурсов / Н.А. Моисеев. - М.: Лесная пром-сть, 1974. - 224 с.

Свирежев, Ю.М. Нелинейные волны, диссипативные структуры и катастрофы в экологии / Ю.М. Свирежев - М.: Наука, 1987. - 368 с.

Севко, О.А. Моделирование оптимальной производительности сосновых древостоев по классам бонитета / О.А. Севко // Тр. Белорус. гос. технологич. ун-та. Сер. 1 «Лесное хоз-во». - Минск, 1994. Вып.

2. С. 88-91.

Синицын, С.Г. Расчет размера лесопользования / С.Г. Синицын, Н.А. Моисеев, В.В. Загреев, Н.П. Анучин. - М.: Лесная пром-сть, 1972. - 176 с.

Синицын, С.Г. Хозяйственное воплощение принципа непрерывного неистощительного лесопользования / С.Г. Синицын // Лесное хозяйство. - 1980. - № 1.

- С. 43-47.

Штейнбок, А.Г. Динамика полнот изреженных древостоев и целесообразность их реконструкции / А.Г. Штейнбок, В.В. Киселев // Лесоведение и лесное хозяйство: Республиканский межведомственный сборник. - Минск: Вышэйшая школа, 1980. Вып. 15. С. 66-70.

Поступила в редакцию 4 февраля 2009 г. Принята к печати 8 июня 2009 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.