CC BY
47
ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИЗУЧЕНИЯ И ОЦЕНКИ ЗАРОСЛЕЙ ЯГОДНИКОВ В СВЯЗИ С РУБКАМИ
В.И. ОБЫДЁННИКОВ, проф. каф. лесоводства и подсочки лесаМГУЛ, д-р с.-х. наук,
А.В. ТИБУКОВ, доц. каф. геодезии и строительного дела МГУЛ,
Ю.М. СОЛНЫШКИНА, студентка
Система мероприятий по использованию, охране и воспроизводству зарослей ягодников, имея самостоятельное значение, является составной частью лесоводственных систем. Лесоводственные системы, прежде всего рубки главного пользования и рубки ухода, направленные в первую очередь на возобновление и формирование древостоя, оказывают существенное влияние и на покров дикорастущих ягодников (черники, брусники и др.). Восстановление покрова ягодников, возобновление и формирование древесной растительности в процессе рубки происходит в их взаимной связи и взаимной обусловленности.
Для того чтобы предусмотреть тенденцию динамики покрова ягодников, связанных с влиянием лесоводственных мероприятий, в целях своевременного устранения и смягчения отрицательных и использования положительных явлений необходимо адекватно установить и удовлетворительным образом формализовать реальные изменения лесной экосистемы в целом и отдельных его элементов (древостоя, ягодников и др.) в частности.
Сложность выявления и описания этих изменений состоит в том, что при изучении влияния лесоводственных мероприятий на лес (в т.ч. и на ягодники) мы имеем дело, во-первых, с открытыми природными системами, об изменении (поведении) которых часто располагают лишь вероятностной информацией; во-вторых, неоднозначным и многократным воздействием на них этих мероприятий. Кроме того, удовлетворительная формализация изменений лесной экосистемы и ее элементов не удается во многих случаях из-за недостатка информации о ее структурных и параметрических трансформациях.
Динамику лесных экосистем и ее элементов можно установить с большей определенностью и удовлетворительным образом
tibukov_av@mail. ru
формализовать лишь в рамках системного подхода [5] на теоретических положениях лесной биогеоценологии [10], современных направлениях в типологии леса (генетической и динамической) [2-4].
Для описания такой сложной природной системы, какой является лес (в т.ч. и ее элемент - ягодники), на наш взгляд, следует использовать более абстрактные структурированные модели, позволяющие рассматривать систему в целом, но на менее детализированном уровне. А в дальнейшем добиваться определенной предсказуемости разделением множеств на ряд подмножеств [5].
Методические аспекты этой проблемы заключаются в следующем. Формализация динамики лесной экосистемы в связи с рубками осуществляется поэтапно. Сначала определяются качественные изменения под влиянием рубок. Современный уровень знаний типа леса и типа вырубок как типа биогеоценоза [10] и динамической системы [3] позволяет описывать на таком уровне абстракции качественное изменение состояние системы, определяемое отношением
S с (CtxX)xY, где S - экосистема;
Ct - исходный тип леса, в частности характеристика ягодников до рубки;
X - влияние рубок (вход системы);
Y - выходные параметры экосистемы: тип вырубки, этапы формирования типа леса, состояние покрова ягодников. Благодаря такому уровню абстракции охватываются и так называемые параметрические и структурные неопределенности [1].
Определение лесной экосистемы как отношения (см. формулу) и схема-модель антропогенной динамики леса (рисунок) служат отправной точкой для дальнейшего глубокого изучения и детального описания леса и покрова ягодников.
4
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2010
ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
Рисунок. Схема формирования типов леса после сплошной рубки: Л - лес; В - вырубка; (по И.С.Мелехову)
В лесной науке принято добиваться необходимой предсказуемости выхода лесной системы разделением входного воздействия на нерегулируемые факторы внешней среды, которыми сложно или невозможно управлять, и регулируемые антропогенные факторы. К последним чаще всего относят влияние лесозаготовительной техники на компоненты леса в момент рубки или изменение условий среды в связи с частичной выборкой древостоя при несплошных рубках главного пользования и рубках ухода. Такое разложение воздействия, например сплошных рубок, дает возможность выявить, в какой мере воздействие на почвенный и растительный покров, связанное с работой лесозаготовительной техники, влияет на качественное состояние экосистемы (типы вырубок и этапы формирования леса), в т.ч. и на динамику покрова ягодников.
Установлено, что после сплошных рубок в условиях ельников черничных и кисличных зоны смешанных лесов Русской равнины существенное влияние на динамику типов леса и вырубок оказывают сохранность подроста, степень минерализации почвы и плотность ее верхних слоев. В пределах каждого типа леса или типа вырубки определяется выходная величина, принятая по густоте стояния деревьев и их встречаемости, а также по проективному покрытию и встречаемости того или иного вида ягодников - черники, брусники и т.д.
Разные способы рубок главного пользования - сплошные, постепенные, выборочные - неодинаково влияют на сохранность
покрова ягодников. Возобновление и восстановление ягодников происходит в органической взаимосвязи с восстановлением всех компонентов леса (подроста, травянистой и кустарниковой растительности). При этом важное значение имеют биология и экология древесных пород и разных видов ягодников, а также формирующиеся типы вырубок и типы леса. Известно, что оптимальные световые условия для возобновления ели и роста черники складываются при сомкнутости древесного полога 0,6-0,7 [9, 12]. Оптимальными световыми условиями для брусники обладают древостои с сомкнутостью древесного полога 0,3-0,4 [11].
В качестве примера нами взят стационарный опытный участок в ельнике черничном свежем Щелковского учебно-опытного лесхоза МГУЛ. Рубки главного пользования на базе лесозаготовительных машин ЛП-19 и ЛТ-157 проведены в 1989 г. по четырем технологиям: сплошные рубки с сохранением (I) и без сохранения подроста (II), постепенная чересполосная (III) и постепенная с равномерной выборкой деревьев (IV).
Исходный тип леса - ельник черничный свежий (по И.С. Мелехову), почва дерново-среднеподзолистая среднесуглинистая. Состав древостоя 9Е1С+Б,Ос; бонитет I, полнота 0.8, запас 350м3/га. Проективное покрытие основных представителей живого напочвенного покрова под пологом леса до рубки: черника (Vaccinium myrtillus L.) - 11,5-17,2 %; майник (Majanthemum bifolium) - 4,0 %; вейник лесной (Саlamagrostis arundinacea) - 0,5 %; кис-
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2010
5
ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
лица (Oxalis acetosella L.) - 0,5 %. Количество подроста 8,5-11,3 тыс.шт./га, встречаемость 68-75 %, средний возраст - 28 лет, средние высота и диаметр 1,5 м и 3,0 см.
После сплошных рубок формирование леса (или его типа), определяющего развитие ягодников, происходит двумя путями (рисунок). Для первого пути характерно образование начала «лесного этапа» или молодого поколения леса, минуя безлесную стадию - тип вырубки. Это возможно при сохранении в процессе рубки достаточного количества подроста для полноценного восстановления леса, в т.ч. и ягодников. Так, после сплошных рубок с использованием технологии с сохранением подроста из 10,0 тыс. шт./га подроста ели было сохранено 47 %, при этом площадь проективного покрытия черники сократилось почти в 2 раза (табл. 1). В первые пять лет после рубки происходит частичное отмирание черники, связанное с повышенной инсоляцией. Проективное покрытие черники снизилось до 4,4 %. Затем, по мере формирования молодняка и увеличения его сомкнутости, происходит постепенное восстановление покрова черники. Сохраненный подрост способствует восстановлению покрова черники. По данным
A. Ф. Черкасова, В.В. Шутова и К.А. Миронова [11], ягодники черники достигают промыслового значения (более 100 кг/га в год) на вырубках с успешным возобновлением леса к 30-40-летнему возрасту древостоя.
Формирование леса после сплошной рубки по второму пути, т.е. через безлесный этап, происходит в случае отсутствия подроста под пологом древостоя или его полного уничтожения в процессе лесозаготовок. После применения технологии без сохранения подроста его сохранность после рубки составила не более 8-9 % при минерализации почвы до 90 %, при этом покров черники составил не более 2 %. Оставшийся покров черники в дальнейшем полностью отмирает. Результаты исследований на вырубках в ельниках Костромской области А.Ф. Черкасова,
B. В. Шутова и К.А. Миронова [11] показали, что полное восстановление черники после сплошной рубки с применением бензопил и трелевочных тракторов с тросовой оснасткой происходит через 40-50 лет.
Формирование покрова ягодников в связи с постепенными рубками идет одновременно с возобновлением древесных пород. Молодняк древесных пород после рубки образуется за счет подроста как предварительного, так и сопутствующего возобновления. В нашей стране выращивание леса, связанное с постепенными рубками, чаще всего ориентировано на подрост предварительного возобновления [4]. В процессе проведения постепенных рубок, длящихся до 20 лет, ягодники черники находятся под пологом материнского древостоя, световые условия под пологом которого изменяются с очередным приемом разреживания. В зависимости от возраста подроста до рубки и длительности цикла постепенных рубок возможно образование молодняка или средневозрастного древостоя после окончательного приема рубки. В дальнейшем для создания оптимальной световой обстановки для ягодников необходимо поддерживать соответствующую сомкнутость полога древостоя рубками ухода.
На том же участке после первого приема постепенных рубок с использованием двух технологий - постепенной чересполосной (III) и постепенной равномерной (IV) -сохранность черники составила 60,2 и 53,6 % соответственно. Интенсивность разреживания древостоя составила 50 и 40 %. Состояние черники в обоих вариантах несколько ухудшалось только первые 5 лет после рубки, но затем значительно улучшилось в связи с благоприятными условиями для роста и развития, которые сложились по мере формирования молодняка (табл. 1).
Выборочные рубки не оказывают существенного влияния на лес, биогеоценоти-ческая, экосистемная целостность его сохраняется или нарушается незначительно [4]. Для успешного роста и развития покрова ягодников необходимо выборочными рубками постоянно поддерживать такую сомкнутость древесного полога, при которой создаются оптимальные световые условия.
Рубки ухода, как показали исследования в Вологодской и Новгородской областях [7, 8], благотворно влияют на рост и развитие черники в тех случаях, когда поддерживается оптимальная сомкнутость древостоя 0,6-0,7.
6
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2010
ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
Таблица 1
Изменение покрова черники в связи с рубками главного пользования
Вари- ант Способ рубки. Технология лесосечных работ Основные параметры До рубки После рубки Давность рубки, лет
5 10 12 16 18 20
I Сплошная рубка с сохранением подроста Укладка стволов на волок Проективное покрытие, % 13,4 7,5 4,4 6,9 7,5 13,9 15,0 15,4
Встречаемость, % 74,0 32,1 35,1 37,5 65,0 52,0 39,0 35,0
II Сплошная рубка без сохранения подроста. Укладка стволов под углом к волоку Проективное покрытие, % 12,9 1,3 - - -
Встречаемость, % 72,0 6,4 - - -
III Постепенная чересполосная рубка Проективное покрытие, % 11,5 7,2 5,7 7,0 7,3 14,2 15,4 12,7
Встречаемость, % 68,6 29,2 32,0 37,5 52,4 53,0 40,0 45,0
IV Постепенная рубка с равномерной выборкой деревьев Проективное покрытие, % 17,2 10,1 9,8 13,6 13,0 13,4 14,0 8,2
Встречаемость, % 75,8 37,4 45,6 62,5 70,0 56,5 38,0 40,0
Таблица 2
Критерии для выделения промысловых угодий черники (южнотаежная подзона и зона смешанных лесов европейской части россии)
Преобла- Возраст Сомкнутость полога Встречаемость, % Проективное покрытие, %
Группа типов леса дающая порода древостоя, лет древостоя подроста, подлеска
Ельники черничные свежие и влажные ель Менее 50 0,6 0,2 80 30
Сосняки черничные: А.коренные типы - черничносфагновый, чернично-долго-мошный сосна не менее 40 0,7 0,1 80 30
Б. производные типы - березняк чернично-мелкотравный береза не менее 40 0,7 - 80 30
- осинник чернично-мелкотравный и близкие к ним осина не менее 40 0,8 80 30
Для оценки эффективности рубок на участках с наличием покрова ягодников необходимо сравнить состояние исследуемых участков с оптимальным участком (эталоном) или с их начальным состоянием до проведения лесохозяйственных мероприятий. К участкам с оптимальным состоянием черники относятся участки леса с наличием зарослей ягодников, имеющих стабильный годовой урожай 100 кг/га и выше.
Такие участки называются промысловыми угодьями. Критерием для их выделения являются проективное покрытие, встречаемость вида ягодника, сомкнутость полога материнского древостоя, подроста и подлеска (табл. 2).
Результаты проведенных исследований позволяют сделать следующие выводы:
- характер изменения покрова ягодников в связи с рубками можно установить с большей определенностью в рамках антропогенной динамики лесных экосистем с использованием системного подхода и теоретических положений современных направлений в типологии леса - динамической и генетической;
- реальные изменения покрова и урожайности ягодников в связи с рубками определяются типом леса, характером возобновления, состояния покрова ягодников до рубки и зависят от способа рубки и технологии лесосечных работ;
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2010
7
