CC BY
17
ГИДРОТЕХНИЧЕСКАЯ МЕЛИОРАЦИЯ КАК СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СОСНЯКОВ В СОКОЛЬСКОМ РАЙОНЕ
ВОЛОГОДСКОЙ ОБЛАСТИ
А.С. Новосёлов, доцент
Вологодский государственный университет (Россия, г. Вологда)
DOI: 10.24411/2500-1000-2020-10313
Аннотация. Приводятся результаты исследований сосняков на объектах гидролесомелиорации в Сокольском районе Вологодской области за 1983 и с 2008 по 2019 годы. Основные аспекты, рассмотренные в настоящей публикации: распределение осушенных площадей и древостоев на них в районе исследования, выделение деревьями терпентина при подсочке, индивидуальное фиксирование фенотипических признаков деревьев, плотности древесины и других параметров.
Ключевые слова: гидротехническая мелиорация, тип торфяной почвы, сосна обыкновенная, плотность древесины, сосновый терпентин.
Леса в различных экологических условиях необходимо подвергать всестороннему изучению, в особенности, те насаждения, в которых совмещается действие естественных и антропогенных факторов. Для постоянного наблюдения за «воспитанием» насаждений проводится широкий спектр мероприятий, куда входит анализ роста деревьев по диаметру, характеристика развитости ассимиляционных аппаратов (учёт его повреждённости вредителями и болезнями), сбежистость (полно-древесность) древесных стволов и прочие фенотипические показатели. Мониторинг целевых древостоев необходим для обоснования режима лесопользования (вид заготовок древесины и лесоводственные меры регулирования состояния лесов) с учётом экологических и ресурсных потребностей народонаселения в определённый момент времени.
Далее будут подводится итоги наблюдений за сосновыми древостоями Сокольского района Вологодской области в условиях естественной заболоченности, а также произрастающих на территориях после осушительной мелиорации, в том числе подверженные лесоводственным уходам и выборочным заготовкам древесины (за 1983 год, а также в период с 2008 по 2019 годы).
Исходя из выше обозначенной цели исследования были решены следующие за-
дачи: 1) Кратко обобщены площади, занятые гидролесомелиоративными системами; 2) Проведены лесотаксационные работы в сосновых лесах и определены базовые таксационные показатели древостоев (табл. 3); 3) Выполнен индивидуальный учёт деревьев согласно классам Крафта; 4) Проанализированы результаты опытной подсочки сосны (выявлены интенсивность выделения терпентина (распределение его компонентов); 5) Получены и охарактеризованы сведения по развитости крон сосновых деревьев (в том числе в связи с выделением терпентина); 6) Установлены параметры макроструктуры древесины сосны в радиальном сечении; 7) Определена плотность древесины.
Методика и краткое описание объектов исследования. Пробные площади (1111) на объектах лесоосушения располагались длинной их стороной вдоль канала. Лесоводственно-таксационные показатели в полевых условиях устанавливались согласно общепризнанной в лесоводствен-ной практике методике (исходя из сумм площадей поперечных сечений на 1 га) с использованием регионального справочника [1].
Опытная подсочка сосны проводилась по рекомендациям ОСТ 13-80-79 [2]. У каждого древесного ствола на высоте груди (Ь~1,3 м) выполнялось удаление грубой корки и проводился желобок. В качестве
приёмников для терпентина применялись пакеты из полиэтилена, устанавливаемые по принципу «в щап». Первые и регулярные технологические резы при обычной подсочке наносились универсальным ха-ком. Вздымка проводилась в период с июля по август восходящим способом, односторонней каррой шириной 10 см, с шагом, углом и глубиной подновки -12 мм, 45 и 4 мм, соответственно. Пауза между резами составляла 3,5 дня. Было выполнено восемь обходов на каждой пробной площади. В ходе фиксации выделения соснового терпентина (на электронных весах), выполнялся перерасчёт условного сырья с карродециметроподновки на выделение терпентина с карроподновки при нагрузке ствола технологическими резами в 50% от длины окружности (У5о%) для наибольшего уравновешивания навесок с учётом различий таксационных диаметров деревьев (формулы 1 и 2).
N = —-
каР- TT-CL
• 100
^50% —
VK-50
N
кар.
(1)
(2)
Где Ь - ширина карры (10 см); ¿1;з -таксационный диаметр дерева, см;
Ук - вес выделившегося терпентина с карры, гр.
С использованием авторской методики [3] кроны импактных сосен относились к шести классам: Р - равномерная, СВ, СЗ, ЮВ, ЮЗ (в соответствии с румбами) и ЭН - эллиптическая, неравномерная.
Для измерений радиальных приростов деревьев отобрались керны древесины (согласно пропорционально-ступенчатого представительства) с использованием тридцатисантиметрового возрастного бура на высоте 0,6 м для наименьшей потери годичных колец в количестве не менее 10 экз./ПП (для обеспечения точности опыта в 10%). Керны зачищались лезвием и покрывались слоем мела для более точного
считывания параметров годовых колец (макроструктуры: ширина годичного кольца (ШГК) поздняя (ПД) и ранняя (РД) древесины, % ПД в ШГК). Для измерения и подсчёта радиальных приростов древесины применялись современные электронный сканер и графический редактор «PaintDotNet» (точность замеров до 0,05 мм).
При определении плотности древесины (Р) сосны применялось уравнение [4] зависимости (3) её с шириной годичных слоёв и процентом поздней древесины (Bd), которое выглядит следующим образом (3).
P = 279,3 - 10,8 S + 4,9Bd
(3)
Проведёнными исследованиями [5] был опытно подтверждён небольшой процент отличия результатов (~ 5), определённых по формуле, от данных определения базисной плотности по методике О.И. Полубояринова.
Объекты исследования (рис. 1) представлены сосновыми древостоями в естественно-заболоченных условиях (олиго-трофная залежь - 1111 17 и евтрофный тип торфа - ПП 10). Прочие сосняки подобраны на мезотрофной торфяной почве после осушительной мелиорации (время проведения - начало 70 годов XX века) и лесо-водственного ухода «проходная рубка» (ПРХ. Л/У), проведённого в начале 90 годов прошлого века (ПП 1-5). В сосняке после первого приёма добровольно-выборочной заготовки древесины отграничены пробные площади 6 и 7.
Обсуждение результатов. Среди еловых типов (табл. 1) наиболее представлены долгомошный и сфагновый (65 и 21% соответственно). У сосняков же, в обратном порядке - доминирующе положение занимает сфагновый тип (51%). В отношении итогов распределения еловых и сосновых формаций, вторые лидируют и составляют 83%.
Таблица 1. Распределение осушенных лесных площадей
района по типам леса (в га)
Индексы типов леса Е. дм Е. кис. Е. пкт Е. сф. Е. т-б Е. чер. Всего
Занимаемая площадь, га 227,9 2,0 2,0 74,0 - 43,3 349,2
Индексы типов леса С. бр. С. дм С. кис. С. сф. С. т-б С. чер. -
Занимаемая площадь, га 44,0 778,5 4,0 1 041,3 - 181,4 2 049,2
Итого 2 398,4
Сыро-растущий запас хвойной хозяйственной секции на осушаемых лесных территориях распределён со значительным преобладанием сосняков (табл. 2). В Пельшемском участковом лесничестве распределение запасов значительно смещено в сторону сосновой хозсекции (95%). В Сокольском районе, где сосредоточена основная кубатура осушаемых лесов, сосновые древостои от хвойной хозсекции составляют 70%. В целом по государственному лесничеству осушаемые сосняки от елово-сосновых насаждений насчитывают 72%.
Таблица 2. Распределение сыро-растущего запаса древесины хвойных пород (м ) в осушаемых условиях_
Преобладающая порода по запасу В среднем на выделе Средний общий запас на выделе Общий запас
Пельшемское лесничество
СОСНА 134 824 25 570
ЕЛЬ 73 66 1 259
Сокольское участковое лесничество
СОСНА 155 507 215 759
ЕЛЬ 186 289 65 518
В среднем по району
СОСНА 144,5 665,5
ЕЛЬ 129,5 177,5
Общий запас древесины на осушенных лесных землях
СОСНА 241 329
ЕЛЬ 66 777
Общий запас по хвойной хозяйственной секции 308 106
По таксационной характеристике (табл. 3) необходимо выделить среднее превышение запасов древесины в осушаемых условиях, относительно заболоченных, на 250 м (по мезотрофным залежам).
Разница в запасах древесины сосны на приканальном (ПК) и межканальном (МК) пространствах составляет не более одного процента. По числу стволов сосны лидируют объекты после осушения и добровольно-выборочной заготовки древесины и только осушаемый сосняк (1111 8 и 9).
Самые крупные деревья по толщине стволов, согласно таким классам Крафта как «господствующие», «лидеры» и «со-господствующие» отмечены в древостоях после лесоводственного ухода на приканальном положении (25, 30 и 19 см соответственно), а наиболее крупные угнетённые деревья (16,3 см) - в межканальном положении осушаемого сосняка. Исходя из распределения деревьев по классам Крафта по встречаемости на пробных площадях, необходимо отметить наиболь-
ший их процент в категории «господствующие» по всем осушаемым древосто-ям (наибольший он в сосновом древостое после уходов и добровольно-выборочной заготовки древесины). Наименьшее количество согосподствующих и деревьев-лидеров отмечено в межканальном положении после первого приёма несплошной заготовки (1111 7). Также на этом лесном объекте несколько выше процент угнетённых деревьев.
Как известно по многократным опытам [2, 6], интенсивность выделения пасоки служит индикатором жизненного состояния деревьев. Сосняки на евтрофных забо-
Поэтому, подробнее следует остановиться на данных по выделению терпентина с карр при 50% нагрузке. Первые опыты по проведению подсочки осушаемых сосняков были проведены в 1983 году (табл. 4). Таким образом, после прошествии 25 лет налицо значительные превышения по среднему весу выделившегося терпентина. Наибольше отличие отмечено в
лоченных и мезотрофных осушенных торфяных залежах обладают высокой и средней категориями смолопродуктивности соответственно.
межканальном пространстве (аналогичная ситуация прослеживается и по среднему таксационному диаметру). Исходя из данных уровней ПГВ до дневной поверхности торфа никакой положительной связи с выделением терпентина получить удалось (г = 0,19), тем не менее, нужно резюмировать, что норма осушения соблюдена.
Номер ПП, лесоводственные мероприятия, положение Год проведения опыта и процент расхождения Средний выход терпентина с карры при нагрузке стволов 50 %, гр. (М±тм) Средний таксационный диаметр импактных деревьев, см (M±mM) Максимальный индивидуальный вес терпентина, гр. Уровень ПГВ в июле, см Коэффициент корреляции (таксационный диаметр и выход терпентина с карры)
1, ПРХ.Л/У, ПК 2008 245,6±19,88 22,3±0,57 683,3 82 0,46
1983 113,9±6,58 16,1±0,35 402,7 - 0,45
% 46,4 72,3 58,9 - -
2, ПРХ.Л/У, МК 2008 206,4±13,33 22,1±0,48 577,6 62 0,16
1983 113,1±6,36 15,3±0,27 378,7 - 0,27
% 54,8 69,01 65,6 - -
3, ПРХ.Л/У, ПК 2008 235,7±13,52 24,8±0,58 508,4 49 0,33
1983 117,2±6,59 15,7±0,32 331,6 - 0,33
% 49,7 63,4 65,2 - -
4, ПРХ.Л/У, ПК - 273,6±17,66 24,6±0,55 533,5 63 -
5, ПРХ.Л/У, МК - 235,8±17,77 24,4±0,48 715,9 45 0,27
Таблица 3. Лесоводственно-таксационная характеристика объектов исследования
Приводятся показатели по сосне
Полнота Запас сыро-растущий, м3/га
Номер ПП Шифр типа леса Состав древостоя Высота, м Диаметр, см Густота, экз./га Абсолютная, м2/га Относительная
1 С. чер.-зм. ос 10С, ед. Е и Б 23,7 25,4 824 36,9 0,9 399,9
2 С. чер.-зм. ос 10С, ед. Б 23,7 22,5 925 47,3 1,2 422,9
3 С. чер.-зм. ос 10С + Е, ед. Б 23,7 23,8 727 34,2 0,9 354,8
4 С. чер.- зм. ос. 9С1Б + Е 21,9 24,9 660 33,6 0,88 350,5
5 С. бр.-зм. ос. 9С1Е + Б 22,5 25,9 660 36,1 1,03 330,9
6 С. чер. - зм. ос 9С1Б, ед. Е 20,0 21,8 1 409 60,1 1,70 425,0
7 С. чер. - зм. ос 8С2Б, ед. Е 20,0 21,7 920 35,7 1,00 323,4
8 С. чер. ос. 10С, ед. Б 20,0 22,4 1 360 55,7 1,50 535,8
9 С. чер. ос. 10С, ед. Б 21,0 23,4 1 260 56,5 1,50 566,8
10 С. сф.-разн. 10С+Б 21,0 20,7 740 26,9 0,70 269,9
17 С. куст.-сф. 10С+Б 22,0 19,9 1 020 13,7 0,40 143,2
Примечание: жирным обозначены максимумы по столбцам
Таблица 4. Параметры импактных сосняков в разные годы проведения исследования
В целом на объекте лесоводственного ухода выделение терпентина несколько завышенное (239 гр.), что на 11% выше, чем в древостое после несплошной заготовки и на 9% превышает среднее выделение пасоки у деревьев только в осушаемых условиях. По сравнению с заболоченным контролем (ПП 17) выделение терпентина на лесных объектах после ухода, выборочной заготовки и в только осушаемых условиях на 44, 39 и 40% выше соответственною. Самая низкая изменчивость выделения терпентина (С ~ 40%) наблюдается на объекте уходов, тогда как в заболоченных условиях (ПП 17) она максимальна и достигает 70%.
Наибольший уровень зависимости между выделением терпентина и таксационным диаметром деревьев отмечен в приканальной области после лесоводственного ухода. Совсем отсутствует искомая связь в приканальном положении у осушаемого сосняка (ПП 8) и объекте после ухода (ПП 4).
Отдельно следует упомянуть заболоченный сосняк на низинной залежи (ПП 10), где наблюдается достаточно высокая интенсивность истечения терпентина (865 гр.), что говорит об их пригодности для его заготовки.
По степени развитости ассимиляционного аппарата (табл. 4) в осушаемых условиях следует отметить повышенные показатели выделения терпентина у сосен, чьи кроны относится к северо-востоку (с учётом расположения каналов на север) -269,6 гр. Для древостоев после уходов повышение выделения терпентина также наблюдается у деревьев при расположении основных ветвей кроны на юго-запад (242,3 гр.). Древостой после первого приёма заготовки древесины показывает лучшие показатели с отсутствием какого-либо расположения у эллипсовидных крон (это же наблюдается и у контрольного древостоя на переходной залежи) - 261,9 и 209,6 гр. соответственно. Заболоченный сосняк на низинной торфяной залежи в
большей степени проявил смоловыделение при развитости крон с юго-восточной стороны (319,4 гр.). Относительно узко- или ширококронности нужно отметить полное превалирование по выделению терпентина сосен с широкими кронами (81,8%). Был ожидаем процент встречаемости широких крон осушенного сосняка после лесово-дственного ухода, тогда как у осушаемого древостоя несколько завышен процент узких крон (50; это связано с повышенной густотой древостоя и, как следствие, охлё-стом).
По численному распределению в древо-стоях деревьев с разными классами развитости ассимиляционных аппаратов (рис. 3) необходимо отметить следующие тенденции. У осушаемых древостоев на объекте лесоводственного ухода преобладают деревья с юго-западным расположением крон, тогда как у сосен после несплошной заготовки кроны в большей степени расположены на северо-восточной стороне.
Также в этих древостоях самый большой процент равномерных крон (ПП 6). В осушаемых условиях (приканальная полоса) наблюдается несколько увеличенное число деревьев с юго-восточным расположением крон. В центре (между осушителями) доминируют кроны деревьев с большим развитием на северо-восток. Контрольные древостои имеют преобладающее скопление деревьев, короны которых наиболее развиты с южных сторон (ПП 10 - ЮВ и ПП 17 - ЮЗ).
По результатам химического анализа (табл. 5) закристаллизовавшегося терпентина, собранного на пробных площадях, необходимо заметить, что значительных отличий у сосняков, произрастающих в разных условиях, не отмечается (сырьё, согласно ГОСТ 10271-62, по наличию в нём скипидара, соответствует III сорту). Не смотря на низкие темпы выделения терпентина в заболоченных условиях, показатели качества терпентинового сырья здесь несколько выше.
Таблица 5. Результаты химического анализа (в %) терпентинового барраса на разных категориях лесных объектов_
Категория лесного объекта Вода Сор Скипидар Канифоль
Осушаемые сосняки на мезотрофной торфяной почве 4,7 0,81 10,71 83,7
Заболоченный сосняк на евтрофной торфяной почве 4,4 0,4 12,0 83,2
Заболоченный сосняк на мезотрофной торфяной почве 2,8 0,6 11,4 85,2
Как и следовало ожидать, самые значительные данные по параметрам макроструктуры древесины наблюдаются на ев-трофных торфяных почвах (ПП 10) -0,34±0,10 (ПД), 0,78±0,13 (РД) и 1,11±0,20 (ШГК), тем не менее, доля поздней древесины здесь не высока и примерна равна аналогичному параметру у деревьев на переходной залежи - ПП 17 (табл. 5).
В целом толщина поздних трахеид в годичных кольцах на 27% больше в период после осушения, эта же тенденция сохраняется для толщины годичных колец (~ 9%). Ранняя же древесина в кольцах, что соответствует положительному отклику на мелиорацию, после проведения осушительных работ уменьшилась на одну десятую миллиметра или 15%.
В естественно-заболоченных условиях показатель плотности древесины (в кг/м ) сосны на евтрофной торфяной залежи (416,4) сравнительно немного уступает (~ 1%) показателю на верховой после осушения - 416,3.
В приканальной полосе проведение гидротехнической мелиорации на 5% повысило плотность древесины (436,2), относительно периода роста в анаэробных условиях. В центре межканального пространства (453,0) ситуация обратная и превышение плотности до осушительных работ незначительное и составляет около 3%. В среднем для осушаемого пространства плотность после лесоосушения повысилась на один процент.
Относительно данных плотности спелой древесины сосны по Архангельской области (395±15 кг/м ) в целом, необходимо отметить явное превосходство результатов в изучаемых лесах Сокольского района.
В среднем, плотность древесины на осушаемом пространстве больше, чем в заболоченной местности на ~ 6%. Измен-
чивость проанализированного признака находится на достаточно низком уровне (С ~ 7%). Отдельно стоит выделить период роста деревьев в центре осушаемого пространства ещё до мелиоративных работ (С ~ 13%) и неосушенный контроль (С ~ 5%).
Основные выводы:
1. Осушаемые сосняки в Сокольском районе насчитывают две тыс. га с приблизительным общим запасом древесины -240 тыс. м3.
2. Принимая во внимание тот факт, что мелиоративная сеть каналов не подвергалась уходам и реконструкциям и находится в удовлетворительном (рабочем) состоянии, необходимо заключить, что гидротехническая мелиорация привела к ожидаемым положительным результатам;
3. Через 25 лет спустя проведение первого эксперимента по подсочке выявлено превышение в выходе терпентина (в среднем) на 50%;
4. Сосновый терпентин, получаемый в осушаемых сосняках, по содержанию скипидара соответствует Третьему сорту;
5. После лесоосушения на торфяной почве мезотрофного типа увеличились запасы стволовой массы деревьев;
6. Лесоводственные уходы положительно отразились на ранжировании осушаемых деревьев в пологе (увеличилось число лидирующих и господствующих экземпляров);
7. Наибольшие показатели выделения соснового терпентина получены у сосняков в заболоченных (евтрофный тип торфа) и осушаемых условиях после лесово-дственного ухода;
8. Высоким выделением терпентина при подсочке обладают широко-кронные деревья на всех категориях объектов;
9. В случае направлений каналов регулирующей сети С^Ю наибольшая смоло-
продуктивность отмечается у деревьев с сины на 27% больше в период после осу-наибольшей развитостью кроны С-В, а у шения, эта же тенденция сохраняется для
деревьев после уходов - на Ю-З; толщины годичных колец (~ 9%);
10. Исходя из анализа макропоказателей 11. В среднем для осушаемого про-
древесины в поперечном сечении ствола странства плотность древесины после ле-установлено, что толщина поздней древе- соосушения повысилась на один процент.
Библиографический список
1. Третьяков, С.В. Полевой лесотаксационный справочник (научное издание). / Под общ. ред. С.В. Третьякова, С.В. Ярославцева, С.В. Коптева - Архангельск: САФУ, 2016. -245 с.
2. Петрик, В.В. Недревесная продукция леса / В.В. Петрик, Г.С. Тутыгин, Н.П. Гаевский. - Москва: МГУЛ, 2005. - 251 с.
3. Авторское свидетельство № 15053 «Российское авторское общество». Румбовая классификация крон сосны обыкновенной: рукопись научной статьи (4 стр.): заявл. 01.11.2008 : опубл. 07.04.2009 / А С. Новосёлов.
4. Чибисов, Г.А. Качество древесины сосны и ели, метод его определения / Г.А. Чибисов, С.А. Москалева, Л.Е. Крыжановская // Сб. науч. тр. «Вопросы таежного лесоводства на Европейском Севере». Архангельск: СевНИИЛХ, 2005. - С. 89-99.
5. Федотов, И.В. Мониторинг состояния осушаемых лесов и ведение хозяйства в них на примере Архангельской области: 06.03.02 «Лесоведение, лесоводство, лесоустройство и лесная таксация»: автореферат диссртации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук / Федотов Игорь Васильевич; Северный (арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова. - Архангельск, 2016. - 20 с.
6. Прижизненное и побочное пользования осушаемых лесов Вологодской области / Н.А. Дружинин, Ф.Н. Дружинин, А.С. Пестовский, А.С. Новосёлов; под общ. ред. А С. Новосёлова. - Вологда: ИЦ ВГМХА, 2011. - 192 с.
HYDROTECHNICAL LAND RECLAMATION AS A WAY TO INCREASE PINE PRODUCTIVITY IN THE SOKOLSKY DISTRICT OF THE VOLOGDA REGION
A.S. Novoselov, Associate Professor Vologda State University (Russia, Vologda)
Abstract. The results of studies of pine forests at hydrometeorological and amelioration facilities in Sokolsky district of the Vologda region for 1983 and from 2008 to 2019 are presented. The main aspects considered in this publication: the distribution of drained areas and stands on them in the study area, the allocation of terpentine by trees when counting, individual recording of phenotypic traits of trees, wood density and other parameters.
Keywords: hydrotechnical land reclamation, type of peat soil, Scots pine, wood density, pine turpentine.
