CC BY
49
УДК630*187:630*228+630*385.1
ТАРАКАНОВ Анатолий Михайлович, кандидат сельскохозяйственных наук, заведующий лабораторией лесоведения и гидролесомелиорации ФГУ «Северный НИИ лесного хозяйства». Автор 150 научных публикаций, в т.ч. двух монографий
ХАРАКТЕРИСТИКА ГИДРОЛЕСОМЕЛИОРАТИВНОГО ФОНДА И ПРИРОДНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЗАБОЛОЧЕННЫХ ЛЕСОВ ЕВРОПЕЙСКОГО СЕВЕРА РОССИИ
Заболоченные леса, болота, гидролесомелиоративный фонд
На Европейском Севере РФ (ЕС РФ) более 44% территории Гослесфонда (ГЛФ) занято болотами и заболоченными лесами (табл. 1). Основными причинами заболачивания являются превышение осадков над сум-
марным испарением, неблагоприятные условия для стока воды в гидрографическую сеть и фильтрации ее в нижележащие слои почвы, а также антропогенные факторы (рубка леса, строительство дорог, уничтожение раститель-
Таблица 1
Представленность заболоченных земель (%) в Г ослесфонде ЕС РФ
Лесорастительные зоны Категории земель Архангельская область Вологодская область Республика Коми Всего по региону
Притундровые леса Болота 44,4 - 32,3 38,4
Заболоченные леса 26,9 - 34,2 30,5
Общая заболоченность 71,3 - 66,5 68,9
Северная подзона тайги Болота 23,0 - 12,9 18,0
Заболоченные леса 31,0 - 40,5 35,7
Общая заболоченность 54,0 - 53,4 53,7
Средняя подзона тайги Болота 10,7 10,2 6,9 9,3
Заболоченные леса 29,9 22,1 32,2 28,0
Общая заболоченность 40,6 32,3 39,1 37,3
Окончание табл. 1
Южная подзона тайги Болота - 16,6 0,2 8,4
Заболоченные леса - 17,6 9,0 13,3
Общая заболоченность - 34,2 9,2 21,7
По административному району Болота 20,4 13,3 11,4 15,0
Заболоченные леса 30,2 19,9 36,0 28,7
Общая заболоченность 50,6 33,2 47,4 43,7
ного покрова, перекрытие водотоков и т.п.). Основными признаками заболачивания являются избыточное увлажнение почвогрунтов, произрастание гидрофильной растительности и процесс торфообразования.
Изучение заболоченности и установление характеристики гидролесомелиоративного фонда необходимы для научного прогнозирования воспроизводства лесных ресурсов, выбора первоочередных объектов осушения, проектирования и строительства осушительных систем, планирования лесохозяйственных мероприятий, а также использования торфа в качестве удобрения и альтернативных видов топлива.
Представленность избыточно увлажненных земель в регионе неодинакова по климатическим зонам и административным районам. Наибольшая заболоченность (69%) наблюдается в притундровой зоне, где около 38% ГЛФ занято болотами, а 31% - избыточно увлажненными лесами. С продвижением на юг заболоченность снижается. В южной тайге она составляет около 22%. Из административных районов в наибольшей степени заболочены земли ГЛФ Архангельской области (51%), несколько меньше - Республики Коми (47%), значительно меньше - Вологодской области (33%) [6].
Заболоченные леса занимают 29% территории ГЛФ региона. Площадь их закономерно увеличивается с запада на восток. Представленность безлесных болот в ГЛФ уменьшается с севера на юг и с запада на восток.
Однако не все избыточно увлажненные земли включаются в состав гидролесомелиоративного фонда (ГЛМФ). Исключаются ягодники и участки с лекарственными и редкими растениями, заповедники, болота на водоразделах, верховые болота и леса с низким потенциальным плодородием торфа, нерестоохранные запретные полосы и мелкие разрозненные участки. Избыточно увлажненные земли, пригодные для осушения, занимают 18,2 млн. га, что составляет 29% территории региона (табл. 2). Из них 23% приходится на покрытые лесом площади и 6% - на болота. Заболоченные леса ГЛМФ представлены в основном хвойными породами (92%), в большей степени ельниками (58%), так как они преобладают и в ГЛФ. На долю сосняков приходится 34%, а березняков - 8% заболоченных лесов. Породная структура избыточно увлажненных лесов по административным районам существенно не различается. Что касается распределения заболоченных лесов по группам типов леса и типу водно-минерального питания, то здесь наблюдается значительная дифференциация. Наибольшее распространение, особенно в Республике Коми, имеют леса долгомошной группы (47%). Второй по масштабам является сфагновая группа (31%). Перспективные для осушения леса травяно-болотной группы имеют наибольшее распространение в средней и южной подзонах тайги. В Вологодской области они занимают
Таблица 2
Распределение гидролесомелиоративного фонда ЕС РФ
Категория земель Архангельская область Вологодская область Республика Коми Всего
пло- щадь, тыс. га в % к площади пло- щадь, тыс. га в % к площади пло- щадь, тыс. га в % к площади пло- щадь, тыс. га в % к площади
ГЛФ ГЛМФ ГЛФ ГЛМФ ГЛФ ГЛМФ ГЛФ ГЛМФ
Общая площадь Гослес-фонда (ГЛФ) 25586,4 100 8240,0 100 29264,9 100 63091,3 100
Гидролесоме-лиоратив-ный фонд (ГЛМФ) 7747,4 30,3 100 1014,4 12,3 100 9448,5 32,3 100 18210,3 28,9 100
в том числе: лесопокрытые 5058,1 19,8 65,3 742,1 9,0 73,1 8436,4 28,8 89,3 14236,6 22,6 78,2
не покрытые лесом 91,7 0,4 1,2 17,0 0,2 1,7 76,1 0,3 0,8 184,8 0,3 1,0
болота 2597,6 10,1 33,5 255,3 3,1 25,2 936,0 3,2 9,9 3788,9 6,0 20,8
32%, в Архангельской - 27% и Республике Коми - 18%, а в северной подзоне тайги Архангельской области и Республике Коми доля их снижается до 15%. В пределах данной группы преобладают ельники (68%), а сфагновой -сосняки (71%).
В распределении открытых болот по типам торфяной залежи наблюдается преобладание верховых типов. Они составляют 65% общей площади болот. На долю переходных приходится 24%, низинных - 11%. В зональном распределении здесь также прослеживается увеличение площади потенциально плодородных типов в направлении с севера на юг.
Территория северной тайги относится к Печорско-Онежской провинции олиготроф-ных болот [1], и среди заболоченных лесов здесь имеют широкое распространение сосня-
ки сфагновых типов леса (сфагновые, кустар-ничково-сфагновые, пушице-сфагновые, сосна по болоту) на верховых торфяных и тор-фяно-глеевых почвах. Они занимают замкнутые слабодренированные понижения и ровные водоразделы с постоянным избыточным увлажнением атмосферными осадками. Наибольшее распространение имеют верховые болотные почвы пушице-сфагновой и кустар-ничково-сфагновой ассоциаций, характеризующихся олиготрофным составом торфооб-разователей. Мощность торфа достигает более 2 м. Лесорастительные свойства торфа неблагоприятные. Верхние слои торфяной залежи представлены сфагновым очесом и сла-боразложившимся торфом со степенью разложения до 10-15%, имеют низкие показатели объемной массы (0,05-0,08 г/см3), характери-
зуются высокой пористостью 94-95% и вла-гоемкостью (1400-2000%). Торф имеет очень кислую реакцию (рН солевой суспензии 2,53,5), низкую зольность (1,5-2,5%), содержит 0,5-0,7% азота. Избыточное увлажнение, слабая прогреваемость, бедность верховых торфов зольными элементами - главные причины очень низкой продуктивности сосняков (Уа-Уб класс бонитета, запас древесины от 30 до 120 м3/га). Осушение верховых торфяных почв, сложенных низкозольными (1-2%) оли-готрофными торфами, не приводит к существенным изменениям физико-химических свойств почвы и продуктивности лесов. С понижением уровня почвенно-грунтовых вод снижаются показатели влажности торфа и несколько увеличивается в результате осадки торфа объемная масса. Биологическая активность даже староосушенных верховых торфов очень низкая. Бонитет древостоев не превышает V класса, а дополнительный прирост - 1 м3/га в год. Учитывая низкий лесо-водственный эффект осушения, их не следует включать в состав гидролесомелиоративного фонда. На осушенных верховых торфяно-глее-вых и торфяных почвах с повышенной зольностью (2,5-3,5%), сложенных с глубины 50-70 см мезотрофными торфами, формируются сосняки IV класса бонитета, с запасом древесины 200-240 м3/га (без осушения 80-120 м3/га) и дополнительным приростом 1-2 м3/га.
Сосняки и ельники, развивающиеся в условиях избыточного атмосферно-грунтового увлажнения на переходных торфяно-глеевых и торфяных почвах (вахто-сфагновые, осоковосфагновые и хвощово-сфагновые), встречаются на заболоченных водоразделах в слабопроточных плоских понижениях и на контакте болот с суходольными склонами. Насаждения характеризуются Vа-V классами бонитета с запасом древесины 80-150 м3/га. Торфяная за-
лежь сложена торфообразователями, характерными как для атмосферного, так и для грунтового водного питания. Верхние слои представлены слаборазложившимся сфагновым торфом, а с глубины 20-30 см залегает хорошо разложившийся осоково-сфагновый, древесно-сфагновый или древесно-осоковый торф. Очень часто при изменении условий почвообразования переходные торфяные почвы развиваются на низинных торфах. Объемная масса в верхних слоях достигает 0,050,08 г/см3, в нижних - 0,15-0,20 г/см3, зольность - 3,5-5%, рН солевой суспензии - 3,5-5,0, степень насыщенности основаниями - 30-60%.
Лучшими лесорастительными свойствами характеризуются низинные торфяно-пере-гнойно-глеевые и торфяные почвы. Встречаются в виде небольших участков вдоль ручьев и речек, а также занимают пониженные элементы рельефа и чаще всего приурочены к местам с близким залеганием карбонатной морены. Микрорельеф, как правило, сильно выражен, между кочек стоит вода. Для напочвенного покрова характерна евтрофная растительность. Торфяная залежь сложена по-луразложившимися осоково-древесными, травяно-древесными, травяно-моховыми и древесно-моховыми торфами. Объемная масса торфа достигает 0,12-0,22 г/см3, полная вла-гоемкость - 500-700%. Благодаря высокой насыщенности основаниями (60-80%), реакция почвы слабокислая, близкая к нейтральной, рН солевой суспензии составляет 5,0-6,0, зольность торфа - 6-8% и выше. Однако высокое стояние почвенно-грунтовых вод (515 см от поверхности почвы) создает крайне неблагоприятный водно-воздушный режим. В этих условиях произрастают ельники при-ручейные, таволговые и травяно-сфагновые, реже - сосняки травяно-сфагновые V класса бонитета, с запасом древесины 100-180 м3/га.
Осушение низинных и переходных торфяно-болотных почв приводит к существенному улучшению лесорастительных свойств почв. С улучшением водно-воздушного режима и физико-химических свойств торфа увеличивается мощность корнеобитаемого слоя почвы, улучшается минеральное питание дре-востоев, повышается их продуктивность с Vа-V до П-Ш классов бонитета. Запас древесины увеличивается в 2-3 раза и достигает через 50-60 лет осушения 250-350 м3/га, дополнительный среднепериодический прирост -2-4 м3/га.
Ельники и сосняки долгомошные, произрастающие на торфянисто-подзолистых по-верхностно-глееватых супесчаных и суглинистых почвах, подстилаемых суглинками или глинами, занимают ровные местоположения или пологие склоны. Увлажнение почв периодически избыточное мягкими водами. Торфянистый горизонт мощностью 10-30 см имеет кислую реакцию (рН солевой суспензии -2,7-3,5), зольность торфа достигает 5-6%,
степень насыщенности основаниями - 25%; в минеральных горизонтах рН - 4,0-5,0, степень насыщенности основаниями - 50%. Продуктивность ельников и сосняков долгомош-ных сравнительно высокая (ГУ-У классов бонитета, с запасом древесины 120-180 м3/га). Учитывая периодичность увлажнения, осушение долгомошных типов леса целесообразно проводить лишь на вырубках для улучшения условий лесовосстановления и предупреждения развития заболачивания.
На основе изучения гидролесомелиоративного фонда и отзывчивости различных типов леса на осушение разработана классификация избыточно увлажненных лесов по типам леса и группам эффективности осушения (табл. 3). В основу выделения групп типов и типов заболоченных лесов положены классификационные типологические схемы северо-, средне- и южнотаежных лесов Европейского Севера. Распределение типов леса по группам эффективности произведено с учетом отзывчивости их на осушение.
Таблица 3
Классификация избыточно увлажненных лесов по типам леса и группам эффективности осушения
Экологи- ческий ряд Хозяйственные группы типов леса Типы леса Почвы Класс бонитета Текущий дополнительный прирост после осушения, М/га Группа эффек- тивности
до осушения после осушения
1 2 3 4 5 6 7 8
Сосняки
Проточ- ный Травяно- болотные Травяно- сфагно- вый Низинные и переходные торфяные и тор-фяно-глеевые, зольность торфа - 5-8% Уа-У II 3-4 І
Вахтово- сфагно- вый Переходные, реже низинные торфяные и торфяно-глеевые, зольность торфа - 4-7% Уа-У ІІ-ІІІ 2,5-3,5 І
Окончание табл. 3
1 2 3 4 5 6 7 8
Слабо- проточ- ный Осоково- сфагновые Осоково- сфагно- вый Переходные торфяные и торфяно-гле-евые, зольность торфа - 3,5-4,5% Уа-У ІІІ 2-3 ІІ
Сфагновый, кус-тарнич-ково-сфаг- Верховые, реже переходные торфяно-гле-евые и торфяные, зольность торфа - 2,5-4% Уа-У ІУ-У 1-2 ІІІ
Непро- Сфагновые новый Пушице- сфагно- вый Верховые торфяные, зольность торфа -1,5-2,5% Уб Vа-V 0,5-1,0 ІУ
точный Сосна по верховому болоту Верховые торфяные, зольность торфа -1-2% ниже V6 Vа менее 0,5 ІУ
Долго- мошные Долго- мошный Торфянисто-подзолистые, глеевые, зольность торфа - 2,5-3% ІУ-У ІУ 0,5-1,0 ІУ
Ельники
Проточ- ный Травяно- болотные Травяно-сфагновый, та-волговый Низинные и переходные торфяные, торфя-но-перегнойно-гле-евые, зольность торфа -6-10% и выше У ІІІ 3-4 І
Сфагновые Осоково-сфагновый, сфагновый Переходные, торфя-но-глеевые и торфяные, зольность торфа -3,5-6% Уа-У ІІІ-ІУ 2-3 ІІ
Слабо- проточ- ный Долгомош- ные Долго- мошный Торфянисто-подзолистые поверхностно-и грунтово-глеевые, зольность торфа -2,5-5% У ІУ 1-2 ІІІ
Чернич- ный влажный Торфянистоподзолистые, глеевые ІУ-У ІУ 0,5-1,0 ІУ
Характерной особенностью заболоченных лесов региона является преобладание спелых и перестойных древостоев (60-90%), доля которых с передвижением на север увеличивается. Насаждения, как правило, разновозрастные. Исследования возрастной структуры заболоченных лесов показали, что возраст ели в дре-востоях колеблется от 60-80 до 270-330 лет, сосны - от 70-100 до 210-250 лет. Основным поколением как сосны, так и ели обычно являются деревья в возрасте 140-180 лет, которые составляют от 4 до 8 единиц в составе древостоя. Деревья в возрасте 200 лет и старше достигают по запасу древесины 2-4 единицы, а молодых поколений (60-120 лет) не превышают 2 единиц. В каждой ступени толщины имеются деревья различных возрастов, однако с увеличением диаметра средний возраст их увеличивается. В крайних тонких ступенях толщины преобладают более молодые, а в толстомерных - более старые. Наибольшей раз-новозрастностью представлены центральные ступени толщины. Средняя полнота древосто-ев - 0,4-0,5. Преобладающий класс бонитета -У-Уб. Средний запас древесины в спелых дре-востоях составляет 40-180 м3/га (в зависимости от типа леса), средний прирост - 0,4-1,4 м3/га. Максимум среднего прироста пиловочной древесины наблюдается в 130-140 лет. Техническая спелость на пиловочное сырье в избыточно увлажненных лесах наступает в УГГ классе возраста. Количественная спелость древосто-ев соответствует ГУ классу возраста. В насаждениях довольно большой процент фаутных деревьев (около 15%). Товарная структура запаса спелых и перестойных насаждений по чистым породам характеризуется такими же невысокими показателями. В сфагновых сосняках, например, выход крупной и средней древесины составляет всего 5%.
Естественное возобновление под пологом заболоченных лесов идет с преобладанием
хвойных пород. При этом количество подроста, его породный состав и состояние в основном зависит от типа леса, состава, полноты и сомкнутости материнского полога, состава и густоты травяно-кустарничкового яруса, выраженности микрорельефа и ряда других факторов. В сосняках сфагновых и ку-старничково-сфагновых возобновление представлено сосной на 70-90%, в осоко- и вахтосфагновых участие ели и березы достигает 3050%; в травяно-сфагновых подрост преимущественно еловый и березовый, примесь сосны не более 20%, в долгомошных сосна преобладает в древостоях с полнотой до 0,7. Общее количество подроста в зависимости от типа леса может достигать 6 тыс. шт./га, причем с увеличением сомкнутости полога и трофности торфа численность соснового подроста снижается, а состояние его ухудшается. Под пологом заболоченных ельников насчитывается 1-5 тыс. шт./га подроста ели, из них только 50-70% является жизнеспособным. За счет сохранения хвойного подроста при рубке леса возможно обеспечить лесовосстановление на 45-60% вырубок. На сплошных вырубках (с наличием куртин и единичных деревьев сосны, ели и березы до полноты
0,2) из-под сосняков осоково- и кустарничко-во-сфагновых в большинстве случаев формируются сосново-березовые молодняки, в составе которых, наряду с подростом предварительной генерации, значительное участие принимают сосна и береза последующего возобновления. Средний состав молодняков, сформировавшихся на этих вырубках, равен 7С3Б+Е со средней полнотой 0,7-0,8. На ряде участков после рубки сосняков осоково-сфагновых сформировались молодняки с преобладанием в составе подроста и тонкомера ели предварительных генераций (5Е2С3Б). Следует отметить, что оставшиеся на вырубках
тонкомер и подрост хвойных пород достаточно устойчивы. Усохшие экземпляры сосны составляют около 20%, ели - 25% от их общего количества на вырубке.
Сплошные вырубки из-под сосняков и ельников травяно-болотных обычно сильно зарастают травянистой растительностью, последующее возобновление леса протекает медленно и в основном березой. Восстановление леса на вырубках, где отсутствуют тонкомер и подрост предварительных генераций, возможно лишь путем создания лесных культур после проведения гидролесомелиорации [2, 3].
В целях повышения жизнеспособности и роста молодняков проведение гидролесомелиорации целесообразно на всех заболоченных вырубках. Исследования лесоводственной эф-
фективности осушения заболоченных лесов Европейского Севера [4-6] свидетельствуют, что подрост и тонкомер хвойных пород наиболее отзывчивы на осушение и могут являться основой формирования высокопродуктивных древостоев после мелиорации.
Таким образом, лесной фонд ЕС РФ характеризуется сильной заболоченностью, низкими запасами древесины, ее плохой товарной структурой и неудовлетворительным естественным лесовозобновлением вырубок. Наличие огромных площадей переувлажненных земель с потенциально богатыми почвами низинного и переходного типов заболачивания является большим резервом повышения продуктивности лесов и доходности лесного сектора экономики региона.
Список литературы
1. Кац Н.Я. Типы болот СССР и Западной Европы и их географическое распространение. М., 1948.
2. Артемьев А.И. Естественное лесовозобновление в заболоченных сосняках северной подзоны тайги Архангельской области // Лесоводственные исследования на зонально-типологической основе. Архангельск, 1984. С. 54-63.
3. Тараканов А.М. Влияние лесоосушения на естественное возобновление в сосняках северной и средней тайги // Вопросы географии леса Севера европейской части СССР. Апатиты. 1972. С. 8-10.
4. Медведева В.М. Влияние осушения на прирост деревьев различного возраста и диаметра // Пути изучения и освоения болот Северо-Запада европейской части СССР. Л.: 1974. С. 167-181.
5. Лесоводственная эффективность осушения в условиях средней подзоны тайги Европейского Севера / А.И. Артемьев, В.Г. Боголепов, А.М. Тараканов, Г.А.Мочалова // Повышение продуктивности лесов Европейского Севера. Архангельск, 1974. С. 127-146.
6. Тараканов А.М. Рост осушаемых лесов и ведение хозяйства в них. Архангельск, 2004.
Tarakanov Anatoliy
CHARACTERISTICS OF AMELIORATION FUND AND NATURAL PECULIARITIES OF BOG FORESTS OF THE EUROPEAN NORTH OF RUSSIA
The article concerns bog structure of forest fund of the European North according to administrative regions and forest vegetation zones as well as characteristics of amelioration fund according to forest types, soils, stratums, natural regeneration and amelioration effectiveness.
Рецензент - Беляев В.В., доктор сельскохозяйственных наук, профессор Поморского университета
