CC BY
55Комплексная оценка качества древесины сосны в географических культурах Архангельской области
С. А. Корчагов1, С. Е. Грибов, Ю. М. Авдеев, Н. А. Клюквина Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н. В. Верещагина
АННОТАЦИЯ
На примере внутриобластных географических культур сосны обыкновенной Архангельской области рассмотрено влияние происхождения семян на сучковатость, форму древесных стволов и товарную структуру древостоев, а также плотность формирующейся древесины.
Ключевые слова: качество древесины, географические культуры, сучковатость, плотность, средний балл качества.
SUMMARY
On an example of intraregional geographical cultures of a pine of ordinary Arkhangelsk area it is considered influence of an origin of seeds on distribution of knots, the form of wood trunks and commodity structure of forest stands, and also density of formed wood.
Keywords: quality of wood, geographical cultures, density, mean score of quality.
Повышение продуктивности и качественного состояния лесов - важнейшая задача лесного хозяйства. В ее решении большое значение имеет изучение влияния происхождения семян на рост, устойчивость и качество древесины выращиваемых насаждений.
Лесное дерево является продуктом собственной генетической конструкции, реализованной под действием меняющейся со временем окружающей это рассматриваемое дерево среды (Спурр, Барнесс, 1984), в связи с чем особый интерес вызывают исследования индивидуальной географической изменчивости древесных пород.
Этот вопрос особенно актуален для территории рассматриваемого региона, где для производственных посевов в свое время были привлечены семена сосны более чем из 200 различных пунктов заготовки (Не-погодьева и др., 1976) и за 15-летний период (19501965 гг.) было создано около 2860 га географических
Авторы - соответственно доцент, старший преподаватель и аспиранты кафедры лесного хозяйства © Корчагов С. А., Грибов С. Е., Авдеев Ю. М., Клюквина Н. А., 2008
культур (Попов, Войчаль, 1965). Предпосылкой создания сети внутриобластных географических культур, к числу которых относится и рассматриваемый нами объект, послужили большая территория региона и недостаток семенного материала в связи с периодичностью и неравномерностью плодоношения сосны.
Отечественная литература по географическим культурам довольно обширна, в ней встречаются сведения и о качестве древесины географических культур (Патлай, 1965, 1984; Полубояринов, Редько, 1977; Полубояринов, Алексеев, 1979; Исаева, 1981; Астра-това, Пчелин, 1981; Исаева, Черепнин, 1982; Тарасова и др., 2002, и др.). Литературные данные в целом показывают, что породы, произрастающие в значительном ареале, охватывающем разнообразные условия среды, обнаруживают разницу в свойствах и строении древесины при их выращивании в новых условиях.
Оценка качества проведена в 38-летних внутриобластных географических культурах сосны обыкновенной на территории Кулойского лесничества Вельского лесхоза. Культуры заложены в 1963 году по методике П. И. Войчаля и В. Я. Попова. Посев семян произведен в площадки размером 0,4х0,4 м, на которых предварительно снимался моховой покров, а почва рыхлилась на глубину до 5 см. Расстояние между рядами и в ряду - 2 м, то есть первоначальная густота составила 2500 п.м./га. Для создания культур использованы местные (средняя подзона тайги, верхнедвинской лесосеменной район, южноархангельский подрайон) и инорайонные (северная подзона тайги, двин-ско-мезенский лесосеменной район, нижнедвинский подрайон) семена.
Натурное обследование культур проводилось с использованием методических рекомендаций В. В. Оги-евского, А. А. Хирова (1967), Н. П. Кобранова (1973), А. Р. Родина, М. Д. Мерзленко (1983) на 9 пробных площадях, заложенных с учетом основных положений ОСТа 56-69-83. При этом обмерено 7202 диаметра деревьев и произведено 405 измерений высот.
Изучение лесовосстановительных процессов выполнено с учетом рекомендаций И. С. Мелехова (1954), выводов и предложений А. В. Побединского (1962), С. В. Белова (1983), Е.Н. Наквасиной, Е. В. Шавриной (1998) на 45 лентах размером 2х10 м каждая. Описание ботанического состава живого напочвенного покрова выполнено в соответствии с методикой, изложенной Л. Е. Астрологовой, Г. Б. Гортинским (1980) на 90 учетных площадках. Морфологическое описание почв проведено с учетом ОСТ 56-81-84, рекомендациями Г. А. Склярова, А. С. Шаровой (1972) и А. А. Паршевникова (1974).
Протяженность бессучковой зоны, зоны с сухими сучками и живой кроны, форма стволов и товарная структура древостоев определены на основании обмера 227 модельных деревьев, отобранных методом пропорционально-ступенчатого представительства.
Определение плотности древесины произведено в соответствии с ГОСТ 16483.1-84 на кернах, взятых на высоте груди в направлении север-юг возрастным буравом со 135 средних деревьев.
Математико-статистическая обработка полученной информации проведена на ПК с применением пакета базовых и специальных программ.
Средний балл качества насаждений определен с учетом методических подходов О. И. Полубояринова (1976). В качестве базового принято наиболее оптимальное значение того или иного показателя.
К 38-летнему возрасту на всех рассмотренных участках сформировались сосново-березовые насаждения с преобладанием в составе культивируемой породы (табл.1). Класс бонитета - III-V. Учет естественного возобновления, развивающегося под пологом древостоя, позволяет судить о его однообразии на всех исследованных участках. Подрост представлен главным образом березой (1100 шт./га), высота которой находится в пределах 0,4-2,9 м, и елью (600 шт./га) средней категории крупности. Подлесок развит слабо и включает единично встречающиеся экземпляры шиповника. Тип леса - брусничник. Почва представлена подзолом среднемощным, грунтово-глееватым, супесчаным, развивающимся на супеси, подстилаемой средним моренным суглинком.
Культуры различного происхождения значительно отличаются в пределах каждого из климатипов. В настоящее время число стволов на 1 га между некоторыми климатипами отличается почти вдвое (несмотря на одинаковую густоту посева при производстве культур). Так, например, на участке, созданном семенами из Конецгорского леспромхоза, число стволов составляет 5280 шт./га, а семенами из Каргополя - лишь 2680 шт./га, что сказывается на средних таксационных показателях древостоя и процессах формирования древесины.
Средний диаметр стволов сосны изменяется в пределах от 5,5 до 7,2 см, средняя высота от 9,6 до 11,4 м. Более интенсивным ростом по высоте и диаметру стволов отличаются культуры из семян Карпогорско-го района. Отметим, что эти показатели во многом определяют выход сортиментов при раскряжевке хлыстов, в связи с чем они использованы нами для расчетов среднего балла качества насаждений.
Общие запасы стволовой древесины у северотаежных климатипов изменяются в пределах от 102 до 128 м3/га, а для среднетаежных - от 84 до 127 м3/га.
В итоге средний запас северотаежных климатипов оказался на 9 м3/га, или 7,8%, больше по сравнению со средним запасом древесины среднетаежных кли-матипов. Наибольший запас стволовой древесины наблюдается на участке, созданном семенами из Кар-погорского района.
Результаты исследований сучковатости показывают, что протяженность различных зон ствола значительно варьирует в пределах каждого из рассмотренных вариантов культур (С = 23-71%), а также изменяется в зависимости от географического происхождения семян (табл. 2).
Протяженность бессучковой зоны также использована нами при расчетах среднего балла качества насаждений в связи с тем, что эта величина не только наиболее точно отражает процесс естественного очищения стволов от сучьев, но и предопределяет качество получаемых при раскряжевке сортиментов. В нашем исследовании длина ствола, очищенного от сучьев, колеблется в пределах 2-7%. Стволы с наибольшей протяженностью бессучковой зоны формируются на участке, созданном семенами из Верхне-Тоемского района. Показатели достоверности различий между вариантами представлены в таблице 3 и в большинстве случаев позволяют судить о достоверности различий между климатипами.
Протяженность зоны с сухими сучками по вариантам колеблется в пределах от 49 до 53%. Этот показатель максимален в вариантах 7, 1, 8, 9. Наиболее развитые по длине кроны образуют деревья, созданные семенами из Каргопольского района (46%). Однако существенных отличий по этим показателям между отдельными климатипами не выявлено (1ф<1,97 при
Ъ = 2,01).
Различия по средней протяженности бессучковой зоны, зоны с сухими сучками и живой кроны между северотаежными и среднетаежными климатипами также статистически не достоверны (1ф<1,8).
Коэффициенты формы (д2), характеризующие нижнюю, более ценную, часть ствола и определяющие выход сортиментов при раскряжевке хлыстов, изменяются в пределах 0,73-0,76, что указывает на малую сбежистость стволов сосны по принятым категориям сбежистости (табл. 4). Существенность различий по этому показателю между отдельными вариантами не доказана (1ф < 1,43 при = 2,01).
Средний коэффициент формы для северотаежных климатипов несколько выше (0,75), чем для среднета-ежных (0,74), однако различия между показателями не достоверны.
Коэффициент формы q2 для сосны в естественных древостоях Европейского Севера составляет 0,70 (Левин, 1949; Полевой справочник таксатора, 1971). На основании проведенных нами исследований можно утверждать, что стволы сосны обыкновенной в культурах на данном этапе их формирования имеют большую полнодревесность, чем в естественных лесных формациях.
Как следует из таблицы 5, товарная структура изучаемых лесных культур, характеризующая выход отдельных категорий древесины с учетом ее размерных характеристик и качества, неоднородна и изме-
няется в зависимости от географического происхождения семян.
Наибольший выход деловой древесины (80%) наблюдается на участке культур, созданном семенами из Карпогорского района. При этом превышение в сравнении с другими климатипами составило 6-18%. Отличия в среднем выходе деловой древесины между среднетаежными и северотаежными климатипами составляют 6% в пользу последних.
Плотность, отражающая процессы формирования древесины и позволяющая судить о ее качестве, использована нами при расчете среднего балла качества для насаждений. Древесина наибольшей плотности (табл. 6) формируется в варианте 8, то есть при высеве семян из Лимендского леспромхоза. Семена из Карпогор дают древесину меньшей плотности. Достоверность различий по плотности древесины между вариантами представлена в таблице 3.
Средние данные по плотности древесины указывают на некоторое преимущество среднетаежных клима-типов (на 0,002 г/см3), однако различия не достоверны.
Вышеизложенные результаты исследований не дают четкого представления о качестве того или иного климатипа, по ряду качественных показателей вариант культур может занимать лидирующее положение, другие же качественные характеристики не позволяют считать этот вариант лучшим. В связи с этим нами рассчитан средний балл качества насаждений (табл. 7) на основе показателей, определяющих в конечном итоге выход отдельных сортиментов и определяющих их качественную сторону. Полученные данные свидетельствуют о преимуществе культур сосны, созданных семенами из Приозерного района (вариант 1).
Таким образом, приведенные результаты исследований позволяют судить о качественном состоянии климатипов в географических культурах. Различия в фенотипических и внутренних показателях качества между отдельными вариантами подтверждают необходимость обоснованного выбора района сбора семенного материала при выращивании насаждений целевого назначения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Астратова А. Н. К вопросу о строении, плотности и прочности древесины сосны обыкновенной в Казанских географических культурах. / А. Н. Астратова, В. И. Пчелин. ИВУЗ: Лесной журнал. 1981. № 5. С. 21-23.
2. Астрологова Л. Е. Методические указания к проведению полевой практики по ботанике / Л. Е. Астрологова, Г. Б. Гортинский. Архангельск: АЛТИ, 1980. 32 с.
3. Белов С. В. Лесоводство / С. В. Белов. М., 1983. 352 с.
4. ГОСТ 16483.1-84. Древесина. Метод определения плотности. М.: Изд-во стандартов, 1984. 4 с.
5. Исаева Л. Н. Влияние происхождения семян на свойства древесины сосны обыкновенной / Л. Н. Исаева // Современные проблемы древесиноведения. Воронеж: Воронежский лесотехнический институт, 1981. С. 126-128.
6. Исаева Л. Н. Свойства древесины сосны обыкновенной в географических культурах Средней Сибири /Л. Н. Исаева, В. Л. Черепнин. // Лесоведение. 1982. № 6. С. 79-82.
7. Кобранов Н. П. Обследование и исследование лесных культур / Н. П. Кобранов. Л., 1973. 76 с.
8. Левин В. И. К вопросу о строении сосняков Архангельской области / В. И. Левин. Труды АЛТИ. Т. XIII. Архангельск, 1949. С. 193-215.
9. Мелехов И. С. Некоторые итоги и задачи изучения концентрированных рубок в лесах Севера. Возобновление леса при концентрированных рубках на Севере / И. С. Мелехов. Архангельск: Кн. изд-во, 1954. С. 5-17.
10. Наквасина Е. Н. Геоботанические исследования / Е. Н. Наквасина, Е. В. Шаврина. Архангельск, 1998. 40 с.
11. Непогодьева Т. С. Культуры сосны из инорайон-ных семян на Европейском Севере / Т. С. Непо-годьева, И. И. Сизов, А. И. Барабин, Н. В. Ули-сова // Материалы отчетной сессии по итогам научно-исследовательских работ в девятой пятилетке. Архангельск, 1976. С. 25-28.
12. Огиевский В. В. Обследование и исследование лесных культур. / В. В. Огиевский, А. А. Хиров. Л., 1967. 50 с.
13. ОСТ 56-69-83. Площади пробные лесоустроительные. Метод закладки. М.: Изд-во стандартов, 1983. 60 с.
14. ОСТ 56-81-84. Полевые исследования почвы. Порядок и способы проведения работ, основные требования к результатам. М.: Изд-во стандартов, 1984. 30 с.
15. Паршевников А. Л. Руководство по полевому исследованию лесных почв / А. Л. Паршевников. Архангельск, 1974. 46 с.
16. Патлай И. Н. Исследование физико-механических свойств и анатомического строения сосны в опытных географических культурах / И. Н. Патлай // Лесоводство и агролесомелиорация. Вып. 3. Киев: Урожай, 1965. С. 161-172.
17. Патлай И. Н. Селекционно-экономические основы семеноводства и выращивания высокопродуктивных культур сосны обыкновенной, дуба черешчатого и ясеня обыкновенного в равнинной части Украинской ССР: Автореф. дис. д-ра с.-х. наук. Киев, 1984. 45 с.
18. Побединский А. В. Изучение лесовосстанови-тельных процессов: Методические указания. Красноярск, Красноярское кн. изд-во, 1962. 63 с.
19. Полевой справочник таксатора. Сев-Зап. кн. изд-во, 1971. 196 с.
20. Полубояринов О. И. Оценка качества древесины насаждений на основе комплексного показателя / О. И. Полубояринов // Лесное хозяйство, лесная, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность. Вып. IV, 1976. С. 39-41.
21. Полубояринов О. И. Качество древесины географических культур сосны в Охтинском лесхозе / О. И. Полубояринов, Г. И. Редько // Лесоводство, лесные культуры и почвоведение. Вып. VI: Межвуз. сб. научн. трудов. Л., 1977. С. 107-111.
22. Полубояринов О. И. Качество древесины географических культур сосны в Собичском бору / О. И. Полубояринов, И. А. Алексеев // Лесоводство, лесные культуры и почвоведение, 1979. Вып. 9. С. 69-74.
23. Попов В. Я. К вопросу о приживаемости и росте производственных культур сосны из инорайон-ных семян в Архангельской области / В. Я. Попов, П. И. Войчаль. ИВУЗ: Лесной журнал. 1965. № 3. С. 18-22.
24. Родин А. Р. Методические рекомендации по изучению лесных культур старших возрастов / А. Р. Родин, М. Д. Мерзленко. М.: ВАСХНИЛ, 1983. 36 с.
25. Скляров Г. А. Методические указания к изучению почв в лесах Европейского Севера / Г. А. Скляров, А. С. Шарова. Архангельск: АЛТИ, 1972. 26 с.
26. Спурр С. Г. Лесная экология Пер. с англ. / С. Г. Спурр, Б. В. Барнесс. М.: Лесн. пром-сть, 1984. 480 с.
27. Тарасова В. В. Особенности радиального роста и дифференциации деревьев сосны обыкновенной в географических культурах / В. В. Тарасова, А. В. Беньков, Л. И. Милютин и др. // Лесоведение. 2002. № 5. С. 76-80.
Таблица 1
Лесоводственно-таксационная характеристика 38-летних внутриобластных географических культур сосны
Пробная площадь Пункт сбора семян Расстояние переброски семян, км Состав Диаметр, см Высота, м Класс бонитета Число стволов, шт./га Полнота Запас, м3/га
Среднетаежные климатипы
7 Хмельницкий 120 6С 6,8 10,6 III 2550 0,47 65
4Б 10,5 14,5 556 0,28 37
Всего 3106 0,75 102
2 188 9С 6,2 9,7 IV 3060 0,56 77
Верхне- 1Б 9,2 12,1 160 0,06 7
Тоемский Всего 3220 0,62 84
1 Приозерный 190 8С 7,1 10,9 III 3494 0,64 100
2Б 425 0,20 27
Всего 3919 0,84 127
6 Каргопольский 195 6С 7,1 11,0 III 2140 0,43 62
4Б 12,1 15,0 540 0,34 50
Всего 2680 0,77 112
3 Конецгорский 207 9С 5,5 8,5 IV 5160 0,89 90
1Б 9,7 11,8 120 0,05 6
Всего 5280 0,94 96
8 Лимендский 218 8С 6,6 10,2 III 3538 0,65 84
2Б 9,5 12,5 331 0,15 16
Всего 3869 0,80 100
Северотаежные климатипы
9 Карпогорский 345 9С 7,2 11,4 III 4047 0,78 118
1Б 7,3 10,6 247 0,11 10
Всего 4294 0,89 128
4 Онежский 393 8С 6,0 9,9 IV 3980 0,73 91
2Б 9,9 13,0 407 0,18 22
Всего 4387 0,91 113
5 Пинежский 410 7С 6,8 10,3 III 3140 0,64 76
3Б 10,9 14,1 387 0,20 26
Всего 3527 0,84 102
Таблица 2
Протяженность различных зон ствола в географических культурах
Вариант Протяженность, м / %
бессучковой зоны зоны с сухими сучками живой кроны
7 0,31±0,03 5,24±0,25 4,30±0,42
3 53 44
2 0,70±0,10 4,90±0,28 4,54±0,44
7 49 44
1 0,68±0,10 5,67±0,27 4,44±0,38
6 53 41
6 0,38±0,03 4,96±0,33 4,64±0,44
4 50 46
3 0,55±0,04 4,79±0,44 4,43±0,49
6 49 45
8 0,31±0,03 5,21±0,32 4,33±0,36
3 53 44
Среднее для среднетаежных 0,49±0,06 5 5,13±0,32 51 4,45±0,42 44
климатипов
9 0,23±0,02 5,16±0,34 4,45±0,33
2 53 45
4 0,47±0,05 4,77±0,42 4,38±0,45
5 50 45
5 0,39±0,04 5,19±0,34 4,50±0,44
4 51 45
Среднее для северотаежных 0,36±0,04 4 5,04±0,37 51 4,44±0,41 45
климатипов
Таблица 3
Показатели различий между климатипами по протяженности бессучковой зоны и плотности древесины
Протяженность бессучковой зоны (tst = 2,01)
Вариант 1
1
1,43
1,43
2,14
0,71
0,71
3,57
0,71
2
0,14
1,43
3
1,18
1,36
4
1,91
2,09
1,43
2,14
0,71
0,71
3,57
0,71
0,71
0,71
0,71
2,14
2,14
1,33
0,71
2,64
2,82
2,67
0,71
0,71
2,14
2,14
1,33
1,43
3,00
3,20
3,40
1,50
0,20
1,43
1,43
2,86
2,86
1,43
Плотность древесины, (tst = 2,04)
7
3,70
3,90
4,80
3,20
1,60
1,75
2,86
1,43
3,70
3,90
4,80
3,20
1,60
1,75
4,29
4,50
4,70
8,00
4,80
4,00
3,75
2,00
2,00
Таблица 4
Значения коэффициентов формы (q2) для различных вариантов географических культур
Вариант Статистические показатели
М±т о c, % p, % t
Среднетаежные климатипы
7 0,75±0,01 0,06 8,00 1,33 75,00
2 0,74±0,01 0,06 8,11 1,35 74,00
1 0,73±0,03 0,16 21,92 4,11 24,33
6 0,74±0,03 0,16 21,62 4,05 24,67
3 0,74±0,03 0,17 22,97 4,05 24,67
8 0,76±0,01 0,04 5,26 1,32 76,00
Северотаежные климатипы
9 0,76±0,01 0,05 6,58 1,32 76,00
4 0,73±0,03 0,16 21,92 4,11 24,33
5 0,75±0,01 0,04 5,33 1,33 75,00
2
3
4
5
6
7
8
9
Таблица 5
Товарная структура географических культур сосны, %
Вариант Средняя Мелкая Итого деловой Технологическое сырье Дрова Отходы Всего
Среднетаежные климатипы
7 9 54 63 13 3 21 100
2 4 58 62 12 7 19 100
1 9 61 70 9 3 18 100
6 10 57 67 10 3 20 100
3 13 61 74 8 2 16 100
8 12 53 65 12 3 20 100
Северотаежные климатипы
9 20 60 80 5 2 13 100
4 8 62 70 9 3 18 100
5 8 61 69 9 3 19 100
Таблица 6
Плотность древесины, Р12, г/см3
Вариант Статистические показатели
М±т о с, % Р, % 1
Среднетаежные климатипы
7 0,490±0,01 0,035 7,1 2,0 49,0
2 0,480±0,01 0,042 8,8 2,1 48,0
1 0,480±0,01 0,029 6,0 2,1 48,0
6 0,490±0,01 0,019 3,9 2,0 49,0
3 0,500±0,01 0,028 5,8 2,0 50,0
8 0,530±0,02 0,060 11,3 3,8 26,5
Северотаежные климатипы
9 0,470±0,01 0,058 12,3 2,1 47,0
4 0,500±0,01 0,033 6,6 2,0 50,0
5 0,510±0,01 0,020 3,9 2,0 51,0
Таблица 7
Средний балл качества географических культур сосны_
Показатели Номер варианта культур
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Средний диаметр, см 7,1* 0,986 62 0,861 0,764 60 0,833 68 0,944 7,1 0,986 68 0,944 66 0,917 И 1,000
Средняя высота, м 10,9 0,956 97 0,851 85 0,746 99 0,868 10,3 0,904 11,0 0,965 10,6 0,930 10,2 0,895 11,4 1,000
Протяженность бессучковой зоны, м 0,68 0,971 0,70 1,000 0,55 0,786 0,47 0,671 0,39 0,557 0,38 0,543 0,31 0,443 0,31 0,443 0,23 0,329
Коэффициент формы, 42 0,73 0,961 0,74 0,974 0,74 0,974 0,73 0,961 0,75 0,987 0,74 0,974 0,75 0,987 0,76 1,000 0,76 1,000
Выход деловой древесины, % 70 0,875 62 0,775 74 0,925 70 0,875 69 0,863 67 0,838 63 0,788 65 0,813 80 1,000
Плотность, Р12, г/см3 0,480 0,906 0,480 0,906 0,500 0,943 0,500 0,943 0,510 0,962 0,490 0,925 0,490 0,925 0,530 1,000 0,470 0,887
Средний балл качества насаждения 0,943 0,895 0,856 0,859 0,870 0,872 0,836 0,845 0,869
* В числителе - исходный показатель, в знаменателе - относительный показатель.
