CC BY
42
Аграрный вестник Урала № 3 (121), 2014 г.
Лесное хозяйство т^
УДК 630.0.32.(571.151)
ДЛИТЕЛЬНО-ПОСТЕПЕННЫЕ РУБКИ В ТЕМНОХВОЙНЫХ ЛЕСАХ РУДНОГО АЛТАЯ
С. В. ЗАЛЕСОВ,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Уральский государственный лесотехнический университет, А. А. КАЛАЧЕВ,
кандидат сельскохозяйственных наук,
Уральский государственный лесотехнический университет, Алтайский филиал ТОО «КазНИИЛХ»
(620100, г. Екатеринбург, ул. Сибирский тракт, д. 37; тел.: 8 (343) 254-63-24; e-mail: zalesov@usfeu.ru, ridder_los@mail.ru),
Т. А. АРХАНГЕЛЬСКАЯ,
кандидат сельскохозяйственных наук,
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
(634050, г. Томск, пр. Ленина, д. 30)
Ключевые слова: Рудный Алтай, длительно-постепенные рубки, возобновление, лесоводственная эффективность. За всю историю лесопромышленного освоения пихтовых лесов Рудного Алтая, насчитывающую более двухсот лет, здесь применялись всевозможные рубки главного пользования: приисковые, подневольно-выборочные, условно-сплошные, равномерно-постепенные и сплошнолесосечные. Длительно-постепенные рубки были внедрены в конце прошлого столетия и назначались в разновозрастных пихтовых лесах II-й и III-й групп. Лесоводственная оценка применяемых способов рубок представляет не только научный, но и практический интерес. Целью исследований явилось определение лесоводственной эффективности длительно-постепенных рубок (ДПР). Интенсивное изреживание в первый прием и, особенно, несоблюдение технологии рубки приводит к значительному повреждению и гибели подроста предварительной генерации. Однако, несмотря на высокую интенсивность рубки, оставшаяся часть древостоя создает защитный полог подросту пихты, что, несомненно, влияет на его сохранность и жизнеспособность. После проведения ДПР формируются насаждения с преобладанием пихты составом от 10П + Б,Ос до 6П4Б,Ос с полнотой от 0,4 до 0,8. После проведения производственных рубок чистые пихтовые древостои формируются на 21,7 % площадей. На остальных участках образуется смешанный древостой, в котором имеется до 40 % березы или осины. После проведения опытных рубок формируются пихтовые насаждения с единичной примесью лиственных пород. Естественное возобновление пихты под пологом оценивается как «хорошее». Общее количество подроста спустя 10-15 лет после проведения первого приема ДПР колеблется от 3,8 до 11,3 тыс. шт./га. Оставленные на доращивание деревья молодого поколения в количестве 300-500 шт./га через 35-45 лет восстанавливают первоначальный запас. Период адаптации пихтового подроста к новым условиям после проведения ДПР зависит от его возраста. Длительно-постепенные рубки соответствуют природе разновозрастных пихтовых лесов и их лесоводственная эффективность и обоснованность применения в пихтовых лесах Рудного Алтая вполне доказана проведенными научными исследованиями.
PROLONGED-GRADUAL FELLING IN DARK-CONIFEROUS FORESTS OF RUDNY ALTAI
S. V. ZALESOV,
doctor of agricultural sciences, professor, Ural state forest engineering university, A. A. KALACHEV,
candidate of agricultural sciences, Ural state forest engineering university, Altai branch of "KazNIILKh" LLP
(37 Sibirskiy tr., 620100, Ekaterinburg; tel: +7 (343) 254-63-24; e-mail: zalesov@usfeu.ru, ridder_los@mail.ru),
T. A. ARHANGELSKAYA,
candidate of agricultural sciences, National research Tomsk polytechnical university
(30 Lenina pr., 634050, Tomsk)
Keywords: Rudny Altai, prolonged-gradual felling, regeneration, forestry efficiency.
During the whole history of fir forestry development in Rudny Altai that counts two hundred years, all possible types of final felling have been used there: high grading, forced selective, conditionally dense, evenly-gradual and dense cutting. Prolonged-gradual felling was introduced there at the end of the last century and they were assigned for uneven fir forests of the second (II) and third (III) groups. Forestry estimation of felling types is not only of scientific but of practical interest. The objective of researches was to determine forestry efficiency of prolonged-gradual felling (PGF). An itensive thinning on the first stage and especially disregard of felling technologies result in considerable damage and destruction of previous generation undergrowth. However, despite a high intensity of felling, the growing stand left after cutting creates a defensive canopy for a fir undergrowth that surely affects its safety and viability. After PGF the plantations dominated by fir trees are formed with a composition of 10P + B,OS to 6P4B OS, with a fullness of 0.4-0.8. After industrial felling pure fir stands are formed on 21.7 % of all areas. Mixed stands are formed at other areas where 40 % is represented by birches and aspens. After experimental felling fir stands with a single infusion of deciduous trees are. Natural fir regeneration under a canopy is regarded as good. The total quantity of undergrowth 10-15 years after the first stage of PGF is 3.8-11.3 thousand pieces per ha. Left to grow further, the young generation trees numbered 300-500 species per ha in 35-45 years restore their initial reserve. An adaption period of fir undergrowth to new conditions after PGF depends on its age. Prolonged-gradual felling corresponds to the nature of uneven-aged fir forests. Its forestry efficiency and validity of use in Rudny Altai is fully proved by scientific researches.
Положительная рецензия предоставлена Е. В. Колтуновым, доктором биологических наук, профессором, ведущим научным сотрудником Ботанического сада Уральского отделения Российской академии наук.
Аграрный вестник Урала № 3 (121), 2014 г. ~ <,
Лесное хозяйство Тр^
Обширная территория на юго-западной периферии Алтайско-Саянской горной страны выделена в особый физико-географический регион — Рудный Алтай, где наиболее распространенной формацией хвойных лесов является черневая тайга, представленная пихтовыми и смешанными березово-оси-ново-пихтовыми древостоями. На протяжении уже более двух столетий в хвойных лесах применялись всевозможные способы рубок главного пользования. Наиболее распространенными из них являлись сплошнолесосечные, постепенные и добровольно-выборочные.
Опыт рубок спелых и перестойных насаждений в Российской Федерации показал [1, 4, 5], что с экологической точки зрения наиболее перспективными являются выборочные и постепенные рубки. Поиск вида рубок, в наибольшей степени отвечающего природе черневой тайги, обусловил внедрение на Алтае в конце прошлого века длительно-постепенных рубок [7]. Последние рекомендовались для разновозрастных пихтовых насаждений 11-й и Ш-й групп леса.
Анализ производственных выборочных и постепенных рубок показал, что на абсолютном большинстве лесосек, вне зависимости от вида рубок, интенсивность первого приема достигла 80 % при выборке наиболее крупных деревьев. Другими словами, не соблюдались элементарные лесоводственные требования лесосечных работ, а рубки подменялись условно-сплошными. Альтернативой таких бесконтрольных рубок являются опытные длительно-постепенные, добровольно-выборочные и равномерно-постепенные рубки, проведенные в период 1971-1980 гг. с соблюдением правил и технологии лесосечных работ при непосредственном участии научных сотрудников Алтайской лесной опытной станции [2, 8, 9] Определение лесоводственной эффективности применяемых способов рубок представляет не только научный, но и практический интерес.
Цель и методика исследований.
Целью настоящих исследований является проведение лесоводственной оценки длительно-постепенных рубок путем изучения процессов естественного возобновления пихты после первого приема рубки. Объектом исследований являлись пихтовые насаждения, пройденные длительно-постепенными рубками различной давности. Таксационная характеристика насаждений до рубки определялась на основании таксационных описаний насаждений конкретного лесного учреждения (выдела). Для изучения возобновления применялся метод учетных площадок [3, 6]. Данный метод предполагает закладку 50-100 учетных площадок размером 1 * 1 м, которые размещаются на расстоянии 2 м друг от друга по ходовым линиям, заложенным по диагоналям пробной площади.
Пробные площади (ПП) имели, как правило, прямоугольную форму и располагались в наиболее характерной части выдела. Размер ПП устанавливался с таким расчетом, чтобы количество деревьев основного элемента древостоя позволяло обеспечить необходимый уровень точности средних таксационных показателей. На каждую пробную площадь заводилась «Карточка пробной площади». Цифровой материал обрабатывался методами вариационной статистики с использованием компьютерных программ.
Результаты исследований.
Для определения лесоводственной эффективности ДПР было заложено 25 пробных площадей на 4 участках в насаждениях пихтача травяно-папоротни-кового пройденного первым приемом рубки от 10 до 30 лет назад. Участки расположены на склонах З-С : З-В экспозиций крутизной от 7 до 25 °. Абсолютная высота над уровнем моря — 800-1200 м. В составе подроста преобладает пихта сибирская. На первых трех участках первый прием ДПР был проведен силами лесных учреждений (леспромхозов).
На момент проведения исследований захламленность на обследованных участках варьировалась от сильной до средней. Большое количество осадков и резкое снижение сомкнутости древесного полога, вызванное ДПР, обусловили развитие живого напочвенного покрова (ЖНП), представленного, преимущественно, широкотравными растениями. Высота ЖНП на обследованных участках превышала 2 м. В летний период мощный ЖНП ухудшал условия освещенности и снижал прирост подроста в высоту, а в зимний период отмершая трава вместе со снегом прижимали подрост и всходы к поверхности почвы, что при перегнивании травы способствовало гибели всходов и мелкого подроста.
В табл. 1 приведена характеристика естественного возобновления пихты на участках, пройденных первым приемом длительно постепенной рубки.
Производственные длительно-постепенные рубки проводились в большинстве случаев бесконтрольно, с нарушениями правил и технологий разработки лесосек. Сохранности подроста предварительной генерации уделялось недостаточное внимание. Высокая интенсивность рубки позволяет в некоторой мере отнести их к условно-сплошным. Однако, несмотря на большой объем выборки в первый прием, оставшаяся часть древостоя создает защитный полог подросту предварительной и последующей генераций, что, несомненно, влияет на его сохранность и жизнеспособность. После проведения первого приема таких рубок формируются насаждения с преобладанием пихты составом от 10П + Б,ОС до 6П4Ос с полнотой от 0,4 до 0,8. Чистые пихтовые древостои (10П + Б,Ос) формируются лишь на 21,7 % площади лесосек. Насаждения, где в составе имеется 2-3 единицы мягколиственных пород, составляет 56,5 % и на остальных участках (21,7 %) формируется смешанный пихтово-лиственный древостой, в котором доля березы или осины достигает 40 %. Естественное возобновление пихты сибирской под пологом оценивается как «хорошее». Общее количество подроста пихты на пробных площадях, где 10-15 лет назад был проведен первый прием ДПР, колеблется от 3800 до 11280 шт./га. При меньшей давности рубки (участок № 3) количество подроста меньшее, но здесь продолжается процесс его постепенного накопления.
На четвертом участке рубки были опытными и проводились согласно установленным правилам с максимальным сохранением подроста. Особенностью отвода лесосек в ДПР является то, что в рубку намечались деревья пихты с 26 см и при этом учитывался их возраст и состояние. Деревья лиственных пород вырубались полностью. При проведении опытных ДПР удавалось сохранить до 70 % деревьев молодо-
Аграрный вестник Урала № 3 (121), 2014 г. - < JJJf
Лесное хозяйство т
Таблица 1
Количество подроста пихты сибирской на участках, пройденных первым приемом ДПР, шт./га
№ участка Состав насаждения Давность первого приема рубки, лет Количество подроста по группам высот, м
До 0,2 0,21-1,0 Более 1,0 Итого
1 от 6П4Ос + Б до 10П + Б,(Ос) 13 1240±615 3680 ± 465 4120±346 9040 ±1020
2 от 6П4Ос + Б до 10П + Б,(Ос) 15 4733 ± 937 4622 ± 417 1933 ±311 11288± 1101
3 6П4Ос 10 150 ± 82 1500 ± 295 2150±238 3800 ± 524
4 (опытные рубки) 10П + Б до рубки 10150 1425 1425 13000
10П + Б после рубки 7988 825 788 9601
10П + Б 2 года 7238 902 562 8701
10П + Б 30 лет 15011±1173 13134±3200 4398± 1061 32542 ± 4720
цорубки послерубки 2 года ЗОлет
Давность опытной ДПР
ни до 0,2 м ■ 0,21-1,Ом = более 1,0 м
цо рубки
после рубки
2 года
Давность рубки
Рисунок 1
Динамика количества подроста пихты после первого приема опытной длительно-постепенной рубки
го поколения леса. Из них было повреждено от 6,0 до 23,8 %.
Первый прием опытной ДПР интенсивностью 56 % был проведен в 1979 г. Первоначально учет пихтового подроста под пологом древостоя был проведен до рубки. После рубки вновь был проведен перечет оставшихся деревьев и учет сохранившегося подроста с определением степени их повреждения. В дальнейшем исследования на участках были проведены в 1981 и 2009 гг. На рис. 1 приведена динамика количества подроста пихты после проведения первого приема опытной ДПР.
До рубки под пологом пихтовых насаждений тра-вяно-папоротникового типа леса количество подроста пихты составляло 13,0 тыс. шт./га. Анализируя график, представленный на рис. 1, можно отметить, что после проведения первого приема рубки происходит снижение (до 27 % к первоначальному) количества подроста. Это вызвано гибелью поврежденного в процессе проведения лесосечных работ подроста пихты. В дальнейшем процесс отпада продолжается за счет гибели подроста, поврежденного в процессе рубки. Через 2 года после рубки количество сохранившегося подроста составляет 66,9 % от первоначального. К сожалению, данных учета подроста за период от 2 до 30 лет нет, поэтому мы за основу берем данные по учету через 30 лет после рубки. По истечении 30 лет среднее количество подроста на участке составляет 32542 ± 4720 шт./га. Оставленный тонкомер пихты и единичные семенники в настоящее время представляют собой средневозрастные, приспевающие и даже спелые экземпляры пихты. На участке сформировалось разновозрастное пихтовое насаждение. 54
Рисунок 2
Распределение подроста по высотным группам в зависимости от давности первого приема опытной ДПР Распределение подроста по высотным группам в зависимости от давности рубки, приведенное на рис. 2, свидетельствует о его переходе из одной высотной группы в другую.
До рубки 78 % подроста, произрастающего под пологом древостоя, имело высоту до 0,2 м. Подрост других высотных групп составлял, соответственно, по 10,9 %. Наибольший отпад после рубки наблюдается среди подроста выше 0,2 м. В высотной группе от 0,2 до 1,0 м происходит уменьшение количества подроста на 42,2%, но уже через 2 года его количество увеличивается на 9,3 %, и к 30 годам после рубки достигает 13,1 тыс. шт./га. В высотной группе более 1,0 м отпад интенсивней и отрицательная динамика по количеству наблюдается более длительное время: через 2 года сохранность подроста составляет 39,4 % от первоначального количества. Наибольшая сохранность подроста отмечена в высотной группе до 0,2 м, где через 2 года она составляет 71,3 % от первоначального, а количество подроста по истечении 30 лет после рубки достигает 15,0 тыс. шт./га. Положительная динамика количества подроста высотой от 0,2 до 1,0 м уже со второго года после рубки связана с его адаптацией к условиям освещенности, а также продолжающимся ростом подроста высотой до 0,2 м и его постепенным переходом в следующую высотную группу. Можно с уверенностью сказать, что период адаптации подроста пихты к новым условиям после проведения ДПР составляет не менее 2 лет и зависит от его возраста.
Анализируя качественное состояние подроста пихты через 30 лет после рубки можно отметить, что все экземпляры высотой до 0,2 м являются жиз-
Аграрный вестник Урала № 3 (121), 2014 г. - « JJJ^^L ,
Лесное хозяйство
неспособными. В высотной группе от 0,2 до 1,0 м 76,7 % экземпляров жизнеспособными и 23,7 % — угнетенными. 77,1 % подроста высотой более 1,0 м являются угнетенными. Световые условия, формирующиеся под пологом древостоя, в совокупности с накопленным подростом, свидетельствуют о необходимости проведения заключительного приема рубки. Задержка с завершающим приемом рубки приведет к ухудшению освещенности подроста и, как следствие этого, к угнетению крупного подроста. Последнее подтверждается тем, что на участках, где первый прием рубки был выполнен 30 лет назад, жизнеспособный крупный подрост встречается только в окнах древесного полога.
Выводы.
В заключение можно отметить, что важнейшей особенностью лесообразовательного процесса на участках, пройденных ДПР, является формирование древостоев с преобладанием пихты в составе. После проведения производственных длительно-постепенных рубок 21,7 % площадей восстанавливаются пихтой сибирской с единичной примесью мягколиствен-ных пород. Доля насаждений, где в составе имеется
2-3 единицы мягколиственных пород, составляет 56,5 % и лишь на 21,7 % площадей формируется смешанный лиственно-пихтовый древостой, с примесью до 40 % березы или осины. Во избежание ветровала полнота древостоя после проведения первого приема ДПР не должна снижаться ниже 0,4 при наличии не менее 300 деревьев на 1 га молодого поколения древостоя. После проведения рубок с соблюдением технологии разработки лесосек и сохранением подроста (пример опытных рубок), происходит формирование чистого пихтового древостоя составом 10П с единичной примесью мягколиственных пород. Наличие 300-500 шт./га деревьев молодого поколения леса и крупного подроста пихты обуславливает через 35-45 лет после первого приема рубок восстанавле-ние первоначального запаса. Период адаптации подроста пихты к новым условиям после проведения ДПР составляет не менее 2 лет и зависит от его возраста. Можно с уверенностью сказать, что длительно-постепенные рубки соответствуют природе разновозрастных пихтовых лесов и их лесоводственная эффективность и обоснованность применения в пихтовых лесах Рудного Алтая вполне доказана проведенными исследованиями.
Литература
1. Азаренок В. А., Безгина Ю. Н., Залесов С. В. Эффективность равномерно-постепенных рубок спелых и перестойных лесонасаждений // Аграрный вестник Урала. 2012. № 8 (100). С. 58-61.
2. Борисов В. М. Несплошные способы рубок в пихтачах Рудного Алтая // Научные основы повышения продуктивности лесов Казахстана : тр. КАЗНИИЛХ. Алма-Ата, 1980. Т. XII.
3. Залесов С. В., Зотеева Е. А., Магасумова А. Г., Швалева Н. П. Основы фитомониторинга : учеб. пособие. Екатеринбург : Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2007. 76 с.
4. Залесов С. В., Луганский Н. А. Повышение продуктивности сосновых лесов Урала. Екатеринбург : Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2002. 331 с.
5. Залесов С. В., Магасумова А. Г., Тимербулатов Ф. Т., Залесова Е. С., Гаврилов С. Н. Последствия применения со-ртиментной технологии при рубках спелых и перестойных насаждений // Аграрный вестник Урала. 2013. № 3 (109). С. 44-46.
6. Побединский А. В. Изучение лесовосстановительных процессов. М., 1966. 64 с.
7. Правила рубок главного пользования и лесовосстановительных рубок в горных лесах Казахской ССР. Алма-Ата, 1982.
8. Чимиров Ю. О. Способы рубок и естественное возобновление в пихтовых лесах Казахстанского Алтая // Современное состояние лесного хозяйства и лесной промышленности в горных лесах Рудного Алтая и перспективы их развития : доклады участников республиканского совещания. Алма-Ата, 1971.
9. Чимиров Ю. О., Шершнев В. И. Способы рубок и естественное возобновление в пихтовых лесах Казахстанского Алтая // Современное состояние лесного хозяйства и лесной промышленности в горных лесах Рудного Алтая : реф. докладов. Алма-Ата, 1971.
References
1. Azarenok V. A., Bezgina Yu. N., Zalesov S. V Efficiency of even-gradual felling of mature and overmature forest stands // Agrarian bulletin of the Urals. 2012. № 8 (100). P. 58-61.
2. Borisov V. M. Non-dense felling methods in fir forests of Rudny Altai // Scientific basis for improving the productivity of forests in Kazakhstan : KazNIILKh works. Alma-Ata, 1980. Vol. XlI.
3. Zalesov S. V, Zoteeva E. A., Magasumova A. G., Shvaleva N. P. Phytomonitoring Basics : teaching aid. Ekaterinburg : Ural state forest engineering university, 2007. 76 p.
4. Zalesov S. V., Lugansky N. A. Productivity increase of pine forests of the Urals. Ekaterinburg : Ural state forest engineering university, 2002. 331 p.
5. Zalesov S. V., Magasumova A. G., Timerbulatov F. T., Zalesova E. S., Gavrilov S. N. Consequences of assortment technologies for mature and overmature forests felling // Agrarian bulletin of the Urals. 2013. № 3 (109). P. 44-46.
6. Pobedinsky A. V. Study of forestry regeneration processes. M., 1966. 64 p.
7. Terms of felling and regeneration felling in the mountain forests of the Kazakh SSR. Alma- Ata, 1982.
8. Chimirov Yu. O. Methods of felling and natural regeneration of fir forests in Kazakhstan Altai // Current state of forestry and forest industries in the mountain forests of Rudny Altai and prospects of their development : reports of participants of the Republican meeting. Alma-Ata, 1971.
9. Chimirov Yu. O., Shershnev V. I. Methods of felling and natural regeneration of fir forests in Kazakhstan Altai // Current state of forestry and forest industries in the mountain forests of Rudny Altai : ref. reports. Alma-Ata, 1971.
