ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЛЕСОВОССТАНОВЛЕНИЯ В ГНПП "БУРАБАЙ" Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ

УДК 630*231+907.2

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЛЕСОВОССТАНОВЛЕНИЯ В ГНПП

"БУРАБАЙ"

к.с-х.н., ОБЕЗИНСКАЯ ЭВЕЛИНА ВАСИЛЬЕВНА

старший преподаватель КазАТУ им.Сакена Сейфуллина, Нур-Султан, Казахстан

магистр, ДАНЬЯРОВ ОЛЖАС СЕРИКОВИЧ,

директор филиала Северный регион РГКП"РЛССЦ"

Аннотация. Изучение процесса естественного и искусственного возобновления показало, что лесорастительные условия в

Государственном национальном природном парке «Бурабай» (ГНПП «Бурабай») достаточны для успешного восстановления. Успешность естественного возобновления сосны может быть обеспечено в основном за счет подроста и самосева, накопившегося под пологом. Количество подроста под пологом связано с условиями местопроизрастания. Подроста больше во влажных условиях местопроизрастания.

Ключевые слова: естественное и искусственное возобновление, оценка лесовозобновления, подрост, самосев

Введение

• Исследования по изучению влияния на лесовозобновление проводилось в ГНПП «Бурабай». Район исследований относится к Кокчетавской физико-географической провинции или одноименной возвышенности. [1, с.17]. Провинция расположена в степной зоне, но типичными для нее являются лесостепные, мелкосопочные ландшафты с колебаниями абсолютных высот от 250 до 800 м над уровнем моря. В возвышенных частях рельефа выделяется лесостепной высотный пояс.

Климат Кокчетавской возвышенности характеризуется резкой континентальностью, суровой продолжительной зимой, жарким летом, поздними весенними заморозками, затяжной весной с частыми возвратами холодов и теплой продолжительной осенью.

• В зависимости от экологического состояния вырубок и гарей применяются различные технологии по лесовосстановлению. Подбор технологии определяется количеством пней, захламленностью, задернением, появившейся порослью, влажностью почвы. Поэтому при производстве лесных культур необходимо учитывать эколого-лесокультурное состояние вырубок, степень их доступности для работы и лесхозяйственной техники, а также влияние состояния лесокультурной плошади на качество работы почвообрабатывающих, лесопосадочных и других машин.

• В зависимости от категории площади технология искусственного лесовосстановления должна быть обеспечена правильным выбором древесной породы, соответствующим условиям произрастания, проведением полного набора агротехнических и лесоводственных уходов.

• Применение кондиционного посадочного материала обеспечивает повышение продуктивности лесов и экономической эффективности искусственных лесных насаждений по сравнению с естественными. Применяемые технологии создания лесных культур в значительной степени должны обеспечивать сохранение экологии вырубок.

Сплошная обработка и комплексная механизация всех последующих технологических операций проводится на не покрытых лесом площадях, пустырях, прогалинах, полянах, старых вырубках и гарях со сгнившими пнями.

Успешность естественного лесовозобновления и лесовосстановления определяется по наличию подроста основных лесообразующих пород и его качественным и количественным показателям, а также от растительного покрова. Его отрицательная роль проявляется в механическом препятствии контакта семян с почвой, заваливании всходов отмершей надземной частью [2,3,4].

Лесовосстановление должно быть обеспечено главными лесообразующими целевыми породами и направлено на формирование высокопродуктивных насаждений [5,6].

Смена главной лесообразующей породы сосны на второстепенную породу осину в данных условиях местопроизрастания на гарях обесценивает лесной фонд, носит регрессивный характер [7].

Исследованиями сотрудников лаборатории лесного хозяйства КазНИИЛХА, начиная с 1960 года, установлено, что гарантированное воспроизводство сосновых лесов в основных регионах Казахстана возможно на основе сохранения предварительного возобновления в процессе разработки лесосек, создания рубками условий среды для успешного сопутствующего возобновления и частично последующего [8]. Материалы и медика исследований

Научные исследования в ГНПП «Бурабай» проводились на раннее заложенных постоянных пробных площадях сотрудниками КазНИИЛХА в насаждениях различного возраста и условиях местопроизрастания. Процессы естественного возобновления изучались в различных условиях местопроизрастания в динамике с использованием общепринятых в лесоведении, лесоводстве и лесной таксации методик.

При проектировании на естественное восстановление леса на гарях и вырубках горельников необходимо оценить количество сохранившегося подроста и молодняка. Оценку естественного возобновления сосны проводили по принятой шкале (таблица 1) [9].

• Таблица 1 - Шкала оценки естественного возобновления сосны под пологом леса, тыс. шт./ га(Авторы: Гурский, А. А. Колтунова, А. Л. Макаренко, А. А. Хлюстов, В. К. Нормативы для таксации лесов Казахстана. Алма-Ата. Кайнар, 1987. С.121.

Таблица 4.4.3) •

Тип условий произрастания сосняков Оценка возобновления Количество подроста по высотным группам на 1 га

мелкий до 0,5м средний 0,6-1,0 м крупный свыше 1 м всего с учетом коэффицие нта перевода

1 2 3 4 5 6

Очень сухие Недостаточное Менее 15 Менее 13 Менее 11 Менее 9

Удовлетворительное 15-25 13-21 11-18,5 9-15

Хорошее Более 25 Более 21 Более 18,5 Более 15

Сухие Недостаточное Менее 10 Менее 8,5 Менее 7,5 Менее 6

Удовлетворительное 10-17 8,5-14 7,5-12,5 6-10

Хорошее Более 17 Более 14 Более 12,5 Более 10

Свежие Недостаточное Менее 6,5 Менее 6 Менее 5 Менее 4

Удовлетворительное 6,5-12,5 6-10 5-9 4-7,5

Хорошее Более 12,5 Более 10,5 Более 9 Более 7,5

Влажные Недостаточное Менее 5 Менее 4,5 Менее 4 Менее 3

Удовлетворительное 5-10 4,5-8,5 4-7,5 3-6

Продолжение таблицы 1

1 2 3 4 5 6

Хорошее Более 10 Более 8,5 Более 7,5 Более 6

Для подсчета количества подроста под пологом леса применяются следующие коэффициенты перевода: для мелкого - 0,6; для среднего - 0,7; для крупного - 0,8.

Порядок пользования шкалой оценки естественного возобновления сосны под

пологом леса:

1. При наличии под пологом леса какой-либо одной высотной группы подроста оценка его производится по одной графе.

2. При наличии двух и более высотных групп количество подроста в каждой высотной группе умножают на соответствующий коэффициент перевода и полученные данные суммируют.

Пример. Под пологом леса оказалось подроста: мелкого - 7 тыс. шт., крупного - 1

тыс. шт., среднего - 2 тыс. шт.

Оценка: 7х0,6 + 2х0,7+ 1х0,8 = 6,4 тыс. шт.

Возобновление для влажного типа леса хорошее, для сухого - удовлетворительное.

3. Всходы текущего года и однолетний подрост при оценке возобновления не учитываются._

Кроме численности естественного возобновления, важно знать характер его размещение по площади. Для этого находили показатель встречаемости. Его определяли как отношение числа учетных площадок, занятых подростом, к общему их числу, выраженное в процентах. Степень скученности подроста оценивали показателем обилия, который характеризуется числом особей на 1 м2 и вычисляется как отношение числа особей к числу занятых ими площадок.

При подсчете количества подроста под пологом леса в высотных группах применяются следующие коэффициенты перевода (Нормативы...,1987) : для мелкого (до 0,5 м) - 0,6; для среднего (от 0,51 до 1,0 м) - 0,7; для крупного (свыше 1,0 м) - 0,8. Встречаемость подроста определялась по формуле (Побединский,1966):

P=(n 100)/N, (1)

где Р - встречаемость, %, N - общее количество площадок на ПП, шт., n - число площадок с наличием подроста, шт.

Кроме количественных показателей подроста определяются качественные его показатели: жизнеспособный, угнетенный, сухой (отпад), отдельно учитывались всходы [10].

Изучение возобновительного процесса проводилось по методике разработанной и предложенной А.В. Побединским (1966). На каждой пробной площади прокладывалась трансекта.

Высота стволика и жизнеспособность у всех исследуемых экземпляров подроста устанавливается в ходе исследований. По жизнеспособности подроста на пробных площадях выделяли следующие категории: жизнеспособный (здоровые насаждения), угнетенные (имеются механические повреждения и больные экземпляры) и мертвые (отпад). Оценивалась жизнеспособность и повреждения насекомыми с нормально развитой зеленой хвоей (Злобин, 1970).

^^ 8ЛГ 2019 - 5.11 СЕЛЬСКОХОЗЯСТВЕННЫЕ НАУКИ

2020 - 5.497 181 2019 - 0.172

Жизненное состояние ценопопуляций естественного возобновления оценивали по методике В.А. Алексеева (1989) [11]. В лесу по внешнему виду выделяли 4 категории состояния отдельных экземпляров: здоровые, ослабленные, усыхающие и усохшие. При расчете индекса жизненного состояния ценопопуляции, жизнеспособность здоровых особей приравнивали к 100 %, ослабленных - к 70, отмирающих - к 10, сухих - к 0. Расчет проводили по формуле:

_ 100п1+70п2+10п3 , .

= N ()

где : L - относительное жизненное состояние ценопопуляции молодого поколения леса; п1, п2, п3 ,п4, п6 - число здоровых, ослабленных и усыхающих экземпляров на 1 га соответственно; N - общее число экземпляров, включая сухие, на 1 га.

При показателе L = 100-80 % ценопопуляцию естественного возобновления оценивают как здоровую, при 79-50 % - ослабленную, при 49-20 % - сильно ослабленную и ниже 20 % - полностью разрушенную.

При учёте подроста жизнеспособность определяется его встречаемость, характеризуется, как «благонадёжный» и «неблагонадежный», указывается древесная порода, коэффициент состава пород, средний возраст, средняя высота, густота по категориям высот и группам возраста, жизнеспособность, встречаемость, размещение по площади, категория земель, санитарное состояние и др. [12].

Результаты исследования

• Факторы, влияющие на восстановление леса после рубок, пожаров, вредителей и болезней леса это: растительность разных ярусов, микро - и микрофлора, животные [13,14], а также способ рубки, применяемая технология и техника [15].

• На состояние подроста влияют также следующие факторы:

• 1). Абиотические факторы - физические или химические показатели окружающей среды, оказывающие влияние на организмы лесной экосистемы (температура, влажность, ветер, содержание загрязняющих веществ в атмосфере и т. д.).

• 2). Биотические факторы - это влияние живых организмов на лесные насаждения: объедание хвое- и листогрызущими насекомыми, повреждение стволовыми вредителями, уничтожение побегов животными, поражение деревьев грибами и т. д.

• 3). Антропогенные факторы - это влияние на природную среду различных факторов, вызванных деятельностью человека (рекреация, хозяйственная деятельность и т. д.), прямо или косвенно вызывающее её изменение вне зависимости от целей.

Изучалось влияние рубок на естественное семенное возобновление в сосновых насаждениях. Для этого были заложены пробные площади в сосновых культурах различного возраста, различной полноты и условий местопроизрастания. На отведенных пробах, подобранных участков, провели исследования, описания этих участков, замеры высот, диаметров стволов на высоте 1,3 м. Проективное покрытие травянистой растительностью на пробах - 30-35%, видовое разнообразие травянистой растительности: герань лесная, майник, тысячелистник, земляника, злаки и лютики. Условия местопроизрастания сухие и свежие (С2,

Сэ).

По глазомерной оценке на всех изучаемых пробах отмечен подрост по высоте мелкий 0,5м, средний 0,6-1,0 м и крупный (свыше 1,0м). Указанная неоднородность может быть результатом неравномерного накопления подстилки или неравномерной освещенности.

На пробе №1 с полнотой 0,6 крупного подроста свыше 1м отмечено больше, чем на пробах 2,3,4,5 с полнотой 0,8.

П.П. № 1 - после рубок ухода, проведенных 10 лет спустя возобновление сосны удовлетворительное куртинами.

П.П. №2 и П.П.№3 заложены в сухих условиях местопроизрастания, но различной полноты: 0,8 и 1,0.

На пробных площадях №2 и №3, №5, где рубки ухода не проводились, по данным учета возобновление неудовлетворительное. С увеличением полноты насаждения численность подроста была меньше. Кроме полноты насаждения на успешность возобновления влияют условия местопроизрастания: на П.П. №2 сухие условия местопроизрастания возобновление при численности подроста 4,6 тыс.шт./га - возобновление неудовлетворительное, на П.П. №4 для влажного типа леса с полнотой 0,8 - удовлетворительное; на П.П. №5 для влажного типа леса с полнотой 0,8 - удовлетворительное. На пробных площадях №4 рубки ухода проводились.

Таким образом, на возобновление влияют условия местопроизрастания (тип леса) и полнота насаждения, рубки леса вызывают изменение лесной среды: увеличивается освещенность, повышается температура воздуха, меняется влажность лесной атмосферы и почвы, улучшается процесс естественного возобновления. Количественная характеристика подроста

сосны свидетельствует об успешном возобновлении, что подтверждают данные таблицы 2.

•

Таблица 2 -Учет естественного возобновления в культурах сосны

Тип № Воз Средние показатели Лесо- Оценка Количество подроста по высотным

условий п.п. рас хозяйс возобнов- группам на 1 га тыс.шт.

произра- т, твен- ления мелкий сред- крупный всего с

сосняков лет ные до 0,5м ний свыше учетом коэф-

и полно- диаметр, высота, мероп- 0,6-1,0 1м

та см м риятия м фициента перевода

Сухие 1 60 20,0±0,4 11,7±0,1 Были удовлетво 4 4 2 6,8

сосняки, провед рительное

С2 (0,6) ены рубки ухода 10 лет назад

Сухие 2 20 7,7±0,3 5,7±0,2 Рубки неудовлет 2,6 4 0,3 4,6

сосняки, С2 (0,8) ухода не провод ились ворительн ое

Сухие 3 40 11,7±0,4 9,8±0,2 Рубки неудовлет 1,5 3 0,3 3,2

сосняки, ухода ворительн

С2 (1,0) не провод ились ое

Свежие 4 40 13,1±0,5 8,8±0,5 Были удовлетво 2,5 4,2 0,5 4,8

сосняки, провед рительное

Сз (0,8) ены рубки ухода

10 лет назад

Свежие сосняки, Сз (0,8) 5 40 14,0±0,2 10,0±0,1 Рубки ухода не провод ились неудовлет ворительн ое 2,2 1,8 0,1 2,7

Для сосняков Казахского мелкосопочника степень эдафического увлажнения влияет на естественное возобновление.

Изучалось влияние рекреационной нагрузки на естественное возобновление сосновых насаждений на территории ГНПП «Бурабай» в различных условиях местопроизрастания и различной рекреационной нагрузкой.

Жизненное состояние ценопопуляций естественного возобновления оценивали по методике В.А. Алексеева (1989) [11,16,17]. В лесу по внешнему виду выделяли 4 категории состояния отдельных экземпляров: здоровые, ослабленные, усыхающие и усохшие. При расчете индекса жизненного состояния ценопопуляции, жизнеспособность здоровых особей приравнивали к 100 %, ослабленных - к 70, отмирающих - к 10, сухих - к 0. Расчет проводили по формуле:

_ 100п1+70п2+10п3 , .

= N ()

где : L - относительное жизненное состояние ценопопуляции молодого поколения леса; п1, п2, п3 ,п4,п6 - число здоровых, ослабленных и усыхающих экземпляров на 1 га соответственно; N - общее число экземпляров, включая сухие, на 1 га.

При показателе L = 100-80 % ценопопуляцию естественного возобновления оценивали как здоровую, при 79-50 % - ослабленную, при 49-20 % - сильно ослабленную и ниже 20 % - полностью разрушенную.

В таблице 3 приведена оценка ценопопуляции естественного возобновления сосновых насаждений ГНПП «Бурабай». Данные таблицы 3, характеризуют количество и жизнеспособность подроста.

Таблица 3 - Оценка ценопопуляции естественного возобновления сосновых насаждений ГНПП «Бурабай», тыс. шт./га

Оценка и индекс подроста Тип лесорастительных условий

очень сухие сосняки (С1) свежие сосняки (С3)

ШШ (Функциональная зона)

11Ш1-2 (ФЗ-I) 111111-1 (ФЗ- II) 111111-3к (ФЗ- III) 111111-5 (ФЗ-I) 111111-4к (ФЗ-III)

индекс жизненного состояния ценопопуляции, % 68,0 86,6 88,0 81,0 96,5

Оценка ценопопуляции естественного возобновления ослабленное здоровое здоровое здоровое здоровое

В сухих условиях со снижением степени рекреационного воздействия отмечается увеличение количества жизнеспособного подроста: на ППП-1 (зона умеренного посещения

ФЗ-П) - подрост здоровый; на ППП-2 и 5 (зона активного посещения ФЗ-1) - подрост ослабленный.

По результатам исследований выявлено, что на количество, обилие и состояние подроста под пологом сосновых насаждений исследуемого региона большое влияние оказывает степень рекреационного воздействия. Со снижением степени рекреационного воздействия отмечается увеличение количества жизнеспособного подроста [18].

Обсуждение полученных данных и заключение

При производстве лесных культур необходимо учитывать эколого-лесокультурное состояние вырубок, степень их доступности для работы и лесхозяйственной техники, а также влияние состояния лесокультурной плошади на качество работы почвообрабатывающих, лесопосадочных и других машин. Необходимо применять кондиционный посадочный материал, своевременное проведение агротехнических и лесоводственных уходов. Все это, вместе взятое, приводит к повышению продуктивности лесов и экономической эффективности искусственных лесных насаждений по сравнению с естественными.

Применяемые технологии создания лесных культур в значительной степени должны базироваться на использовании тракторов повышенного класса, которые характеризуются большим энергопотреблением и обеспечивают сохранение экологии вырубок.

Лесокультурное производство должно быть переведено на эколого-ресурсосберегаюшие технологии, охватывающие период от выращивания крупномерного посадочного материала до формирования насаждений, обеспечивающих получение планируемого целевого конечного результата искусственного лесовосстановления

Изучение процесса естественного и искусственного возобновления показало, что лесорастительные условия в ГНПП «Бурабай» достаточны для успешного восстановления. Успешность естественного возобновления сосны может быть обеспечено в основном за счет подроста и самосева, накопившегося под пологом. Количество подроста под пологом связано с условиями местопроизрастания. Подроста больше во влажных условиях местопроизрастания.

ЛИТЕРАТУРА

1. Николаев В.А. Ландшафты Кокчетавской возвышенности // Вестник Московского унта. Серия «География». - № 6. - 1964. - 72 с.

2. Черепин В.Д. Динамика растительного покрова в горных леса районов Тувинской ЛО// Сборник студенческих научно-исследоват. работ - Красноярск:СЛТИ,1957.-С.45-64.

3. Бузыкин А. И. Сосновые леса и лесовосстановительные процессы в районе рек Баргузин и Турка. Дис. Канд.с.-х.н. - Красноярск: 1964.-126 с.

4. Медведева А.А. Особенности искусственного лесовосстановления на при Чулымском плато. Автореф.- Ленинград: 1975.-24 с.

5. Романюк Б. Д. Требования к нормативам для экономически обоснованной модели лесопользования / Интенсивное устойчивое лесное хозяйство: барьеры и перспективы развития : сб. статей / под общ. ред. Н. Шматкова;. - М. : Всемирный фонд дикой природы (WWF), 2013. - 214 с.

6. Nilsson S., Shvidenko A. Is Sustainable Development of the Russian Forest Sector Possible? // IUFRO Occasional Paper. - 1998. - № 11.

7 Байзаков С. Б. Экономическая оценка лесных ресурсов. - Алма-Ата: 1981. - 152 с.

8. Скрипальщикова Л.Н. Экологические проблемы пригородных лесов // География и природ. Ресурсы. - 2008. - №1. - С.50-54.

9. • Нормативы для таксации лесов Казахстана. Часть I. Книга I. -Алма-Ата:Кайнар, 1987.С. 236.

10. Побединский А. В. Изучение лесовосстановительных процессов. (Методические указания.) М.: Наука, 1966. - 64 с.

11. Алексеев В.А. Диагностика жизненного состояния деревьев и древостоев / В.А. Алексеев // Лесоведение. - 1989. - №4. - С. 51-57.

12. Мелехов И.С. Научные основы лесовосстановления // Проблемы лесовосстановления : Тез.докл. Всесоюзной науч. конф.- Москва ,1974.-С. 54-57.

13. Виликайнен М.И., Зябченко С. С., Иванчикова A.A. и др. Сосновые леса Карелии и повышение их продуктивности. Петрозаводск, -1974. -256 с.

14. Виликайнен М. И. Сосновые леса Карелии и повышение их продуктивности / М. И. Виликайнен, С. С. Зябченко, А. А. Иванчиков и др.; Петрозаводск, Карельский фил. АН СССР, 1974. - 256 с.

15. Побединский А. В. Изучение лесовосстановительных процессов. (Методические указания.) М.: Наука, 1966. - 64 с.

16. Барышников Ю.И. О влиянии рекреационной нагрузки на естественное возобновление в ленточных борах Алтайского края / Ю.И. Барышников, В.Н. Спиридонов // Биоценозы Алтайского края: сб. ст. - Барнаул. - 199б. - С. 5-7.

17. Родин Л.Е., Ремизов Н.П., Базилевич Н.И. Методические указания к изучению динамики и биологического круговорота в фитоценозах. - Л.: Наука, 1968- С.140 -143.

18. Данчева А.В., Залесов С.В., Муканов Б.М. Влияние рекреационных нагрузок на состояние устойчивость сосновых насаждений Казахского мелкосопочника: монография. - Екатеринбург: Урал.гос. лесотехн. Ун-т, 2014. - С. 195.