CC BY
107
УСПЕШНОСТЬ ЕСТЕСТВЕННОГО ВОЗОБНОВЛЕНИЯ СОСНЫ НА ВЫРУБКАХ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТИПА ЛЕСА
Беляева Н.В., Нойкина А.М. (СПбГЛТА, г. Санкт-Петербург, РФ)
In the article the special features of natural pine reproduction on deforestations depending on types of forest are considered. It is marked that for pine eatage steady-accidental allocation on the square is mainly significant.
Леса являются одним из важнейших природных ресурсов, особенностью которых является способность к возобновлению. Это позволяет организовать их неистощительное использование. В связи с этим вопрос своевременного восстановления коренных лесных фитоценозов на сплошных вырубках имеет большое значение. Лесовосстановление должно обеспечивать воспроизводство насаждений, сохранение биологического разнообразия лесов и сохранение их полезных функций.
В соответствие с концепцией развития лесного хозяйства Российской Федерации на 2003-2010 годы воспроизводство лесов на вырубках, гарях и других, не покрытых лесной растительностью лесных землях, должно быть обеспечено за счет своевременного проведения мероприятий по восстановлению леса, уходу за ним, обеспечению условий для естественного возобновления хозяйственно ценных древесных пород, оптимизации соотношения интенсивных и экстенсивных методов восстановления лесов, сохранения их генетического потенциала, совершенствования системы лесного селекционного семеноводства, развития и эффективного использования постоянных лесосеменных участков.
Особое внимание в данной концепции уделяется радикальному совершенствованию способов содействия естественному возобновлению хвойных пород с ориентацией на малозатратные и ресурсосберегающие технологии.
Согласно Правилам лесовосстановления (2007) в целях содействия естественному лесовосстановлению осуществляются следующие мероприятия: сохранение возобновившегося под пологом лесных насаждений жизнеспособного поколения главных древесных пород; уход за подростом ценных лесных древесных пород на площадях, не покрытых лесной растительностью; минерализация поверхности почвы; огораживание площадей.
Целью данной работы было оценить успешность естественного возобновления сосны на вырубках в разных типах леса и при использовании различных мер содействия естественному лесовосстановлению в условиях Приозерского лесхоза Ленинградской области. Основными задачами исследования являлись оценка успешности естественного возобновления сосны на вырубках в типах леса, наиболее распространенных в вышеназванном лесхозе, и анализ эффективности мероприятий по содействию естественному лесовозобновлению.
Объектами исследования служили вырубки 6-летней давности разных типов леса, расположенные в Приозерском лесхозе, в Куйбышевском (объекты 1, 2, 3) и Некрасовском лесничествах (объекты 4, 5, 6). Характеристика опытных объектов до рубки представлена в табл.1.
Средние Отно- Запас, 3 м на 1 га
№ объекта Квартал / Выдел Площадь, га Состав возраст, лет высота, м диаметр, см Класс бонитета Тип леса ситель тельная полнота
1. 93/4 8,2 8С2Б+Е 125 23 26 III С.вер. 0,3 112
2. 107/6 12,0 9С1Б 140 25 27 III С.чер. 0,3 110
3. 122/19 2,6 8С2Б+Е 85 20 20 III С.бр. 0,6 189
4. 36/3 9,5 10С +Б 85 20 22 III С.вер. 0,6 200
5. 35/21 1,3 6С3Б1Ос 85 23 24 II С.чер. 0,7 240
6. 35/23 3,5 6С3Б1Ос 85 23 24 II С.чер. 0,7 240
Примечание. На объектах 1, 2 в соответствии с лесорубочным билетом проводился 2-ой прием 2-х приемной равномерно-постепенной рубки, на остальных объектах была назначена сплошная рубка.
При изучении процесса естественного лесовозобновления определяли следующие показатели, позволяющие дать оценку успешности возобновления леса: численность подроста на единице площади; надежность подроста; высотную структуру подроста и равномерность размещения подроста по площади (встречаемость). Учет подроста проводился методами, обеспечивающими определение их количества и жизнеспособности с ошибкой точности определения не более 10 процентов.
Для учета численности подроста были заложены круговые площадки по 10
Л
м или R=1,79 м. По Правилам лесовосстановления (2007) на участках площадью до 5 гектар закладывается 30 учетных площадок, на делянках от 5 до 10 га - 50 и свыше 10 гектар - 100 площадок. В связи с этим на объектах 3, 5, 6 было заложено по 30 учетных площадок, на 1, 4 - по 50, а на объекте 2 - 100. Учетные площадки размещались на ходовых линиях, которые располагались на одинаковом расстоянии друг от друга, параллельно длинной стороне вырубки. Для определения численности подроста применяли коэффициенты пересчета мелкого и среднего подроста в крупный. Для мелкого подроста применялся коэффициент 0,5, среднего - 0,8, крупного - 1,0.
По состоянию подрост делили на три категории: жизнеспособный, нежизнеспособный и сухой. Жизнеспособный подрост хвойных пород характеризовался следующими признаками: густая хвоя; зеленая или темно-зеленая окраска хвои; заметно выраженная мутовчатость; островершинная или конусообразная симметричная густая или средней густоты крона протяженностью не менее 1/3 высоты ствола в группах и 1/2 высоты ствола - при одиночном размещении; прирост по высоте за последние 3-5 лет не утрачен; прирост вершинного побега не менее прироста боковых ветвей верхней половины кроны; прямые неповрежденные стволики; гладкая или мелкочешуйчатая кора без лишайников.
В соответствии с общепринятыми классификациями подрост делили: 1) по высоте - на три категории крупности: мелкий до 0,5 метра, средний - 0,51-1,5 метра и крупный - более 1,5 метра; 2) по густоте - на четыре категории: редкий -до 2 тысяч, средней густоты - 2-8 тысяч, густой - более 8 тысяч растений на 1 гектаре; 3) по распределению по площади - на три категории в зависимости от
встречаемости (встречаемость подроста - это отношение количества учетных площадок с растениями к общему количеству учетных площадок, заложенных на пробной площади или лесосеке, выраженное в процентах): равномерный - встречаемость свыше 65%; неравномерный - встречаемость 40-65%; групповой (не менее 10 штук мелких или 5 штук средних и крупных экземпляров жизнеспособного и сомкнутого подроста).
Учет последующего естественного лесовозобновления проводился на вырубках летом 2007 г. (табл.2, 3). Проанализируем полученные результаты исследования.
Таблица 2 - Характеристика жизнеспособного подроста сосны на объектах исследования
№ объекта Тип вырубки Средние показатели Численность подроста, экз./га
возраст Аср, лет высота Нср, см прирост 2ср, см/год с учетом сохраненного появившегося после рубки
1 Вереск. 8 112 14,7 7260 4260
2 Вейник. 20 344 17,2 7880 1880
3 Луговик. 9 151 16,8 9100 5300
4 Вереск. 8 142 17,7 6660 4060
5 Вейник. 4 38 9,5 1040 1040
6 Вейник. 5 43 8,6 880 880
Таблица 3 - Характеристика нежизнеспособного подроста сосны на объектах исследования
№ объ- Средние показатели Численность, экз./га
екта возраст Аср, лет высота Нср, см прирост 2ср, см/год
1. 4 40 10,0 660
2. 5 78 15,6 870
3. 4 57 14,3 410
4. 7 102 14,6 800
5. 4 33 8,3 150
6. 5 37 7,4 150
В сосняках на всех опытных объектах (табл.2) отмечается появление подроста сосны. При этом его численность на объектах 1, 2, 3 и 4 в несколько раз больше чем на участках 5, 6. Объясняется это отсутствием подроста сосны предварительного возобновления в сосняках черничных свежих (объекты 5, 6) в связи с высокой конкуренцией со стороны живого напочвенного покрова в данном типе леса. После проведения сплошной рубки черничный тип леса сменился вейнико-вым типом вырубки, и только меры содействия естественному лесовозобновлению (оставление обсеменителей, подготовка почвы), проведенные после сплошной рубки, способствовали появлению незначительного количества подроста.
Как видно из рис.1, от 84 до 93% подроста на всех объектах исследования является жизнеспособным. Наличие сухого подроста отмечено лишь на объекте 3 (2%).
100 -| 90 -
а? 80 -¡5 70 -
I 60° 50-
О
£ 40 -
0
1 30 -| 20 -
10 -0 -
234 Объекты
□ Жизнеспособный □ Нежизнеспособный Ш Сухой
Рисунок 1 - Распределение подроста сосны по категориям состояния
Анализируя высотную структуру жизнеспособного подроста сосны (рис.2), следует отметить, что на участках 2, 3 преобладает крупный подрост, особенно хорошо это заметно на объекте 2 (табл.2). На объектах 1, 4 наибольшее количество подроста относится к категории среднего. Большая численность крупного и среднего подроста объясняется наличием подроста, сохраненного при заготовках. На объектах 5, 6 господствует мелкий подрост последующего возобновления.
120 -100 -80 -60 -40 -20 -0
29 30
¿Л
34 Объекты
□ Мелкий □ Средний И Крупный
Рисунок 2 - Высотная структура жизнеспособного подроста сосны
На всех обследованных участках нежизнеспособный подрост относится к категории мелкого.
Кроме того, на обследованных участках 5 и 6 средний прирост жизнеспособного подроста почти в 2 раза ниже, чем на остальных объектах (табл.2), что объясняется нехваткой элементов питания из-за повышенной конкуренции со злаками.
Нами была сделана попытка определить связь между высотой и возрастом жизнеспособного и нежизнеспособного подроста (рис.3). На основании данных рис.3 можно сделать вывод, что она носит полиномиальный характер.
93
92
88
7
6
2
0
0
1
96
94
94
72
51
42
39
20
9
6
6
4
0
0
0
2
5
6
Возраст подроста, лет
Жизнеспособный подрост ■ Нежизнеспособный подрост
Полиномиальный (Нежизнеспособный подрост) - - - -Полиномиальный (Жизнеспособный подрост)
Рисунок 3 - Связь между высотой и возрастом подроста ели
В результате исследования была установлена зависимость между численностью и встречаемостью подроста. По нашим данным эту связь можно выразить степенной функцией (рис.4).
Встречаемость подроста, %
— ♦- - - Связь между численностью и встречаемостью подроста
Степенной (Связь между численностью и встречаемостью подроста)
Рисунок 4 - Связь между численностью и встречаемостью подроста ели
Анализ данных табл.4 позволяют сделать вывод, что наибольшее количество возобновившегося подроста наблюдается на расстоянии 2-4 м и 10-12 м от семенных деревьев. Это следует учитывать при планировании оставления обсеме-нителей.
Таблица 4 - Зависимость количества подроста от расстояния до семенных деревьев
№ объекта Количество подроста (%) на расстоянии от семенных деревьев
0-2 м 2,1-4 м 4,1-6 м 6,1-8 м 8,1-10 м 10,1-12 м
1 14 18 16 15 18 19
2 21 17 16 18 14 14
3 Не оставлено семенных деревьев
4 10 15 12 25 18 20
5 15 17 14 19 14 18
6 15 16 15 20 13 17
Примечание. Объекты 1, 4, 5, 6 - семенники сосны 10-15 экз./га; объект 2 - семенники сосны 1 экз./га; объект 3 - не оставлено семенных деревьев, роль обсеменителей выполняет стена леса.
Исследования зависимости численности подроста от расстояния до оставленных обсеменителей, показывают, что эта связь выражена полиномом четвертой степени (табл.5).
Таблица 5 - Уравнения связи между численностью подроста и расстоянием до семенных деревьев
№ объекта Уравнения связи между численностью подроста и расстоянием до семенных деревьев (полином четвертой степени) Величина достоверности аппроксимации
1 у = -0,0169x4 + 0,5075х3 - 5,1997х2 + 21,078x -11,167 0,9949
2 у = 0,013х4 - 0,39х3 + 4,0451х2 - 17,245x + 42,333 0,9119
4 у = 0,0065х4 - 0,2089х3 + 2,158х2 - 6,8677х + 17,167 0,5903
5 у = -0,0208х4 + 0,6088х3 - 6,0139х2 + 22,942х -11,333 0,9859
6 у = -0,026х4 + 0,7176х3 - 6,6528х2 + 23,901х - 11,667 0,7954
Нами также была проанализирована успешность естественного возобновления сосны в зависимости от суммарного проективного покрытия напочвенной растительности. Для характеристики живого напочвенного покрова были заложены учетные площадки размером 1 м2 равномерно по площади. На каждом опытном объекте учетные работы производили на 20 площадках. Далее определяли степень проективного покрытия живого напочвенного покрова на учетной площадке и на объекте исследования в целом.
В проективном покрытии напочвенной растительности на объектах 1, 2, 3, 4 преобладают кустарнички и мхи, доля трав незначительна. На объектах 5 и 6, напротив, господствуют травы (злаки) и в незначительном количестве встречается кукушкин лен. Это отражается на естественном возобновлении сосны. Особенно отрицательно на подрост сосны влияет покров из злаков. Они быстро образуют дернину, мешающую прорастанию семян и росту всходов (объект 5, 6). Кроме того, по мере увеличения суммарного проективного покрытия напочвенной растительности условия для появления и роста самосева сосны ухудшаются (рис.5).
100,0 90,0 -■ 80,0 -■ 70,0 -■ 60,0 -■ 50,0 -■ 40,0 -■ 30,0 -20,0 -■ 10,0 -■ 0,0
-г 10000
96,0
-■ 9000
-■ 8000
-■ 7000
-■ 6000
-■ 5000
-■ 4000
-■ 3000
-■ 2000
88Щ- 1000
0
2345 Объекты исследования
■Суммарное проективное покрытие напочвенной растительности, % Численность подроста, экз./га
6
Рисунок 5 - Влияние суммарного проективного покрытия напочвенной растительности на появление и рост самосева сосны
В практических целях на этих объектах можно рекомендовать в качестве мер содействия естественному лесовозобновлению неглубокое рыхление с удалением напочвенного покрова и подстилки. Глубокое рыхление на 10-15 см нежелательно, потому что в обработанном горизонте увеличиваются размеры кристаллов льда и усиливается выжимание растений. Если же на вырубках появились злаки, то рыхление способствует еще большему их разрастанию, и здесь уместна плужная обработка почвы на глубину 10 см.
Полученный материал обрабатывался методами математической статистики (табл. 6).
Таблица 6 - Основные статистические показатели учета естественного лесовозобновления
Статистический показатель Номер объекта исследования
1 2 3 4 5 6
Численность подроста, экз./га 7260 7880 9100 6660 1040 880
Коэффициент встречаемости (т), % 89 66 100 83 49 32
Коэффициент вариации (V), % 23 18 31 23 32 35
Точность исследования (Р), % 7 6 10 7 10 11
Коэффициент гомогенности (КГ) 0,47 0,26 1,06 0,39 0,17 0,22
На основании результатов исследований и данных табл.7 можно сделать следующие выводы:
1. После проведения рубок главного пользования в сосняках черничных свежих образуется вейниковый тип вырубки (объекты 2, 5, 6), а в брусничных - лу-говиковый (объект 3).
2. На всех опытных участках отмечается появление подроста сосны независимо от типа леса. Это связано, в первую очередь, с правильно подобранной узкопасечной технологией лесосечных работ, позволяющей сохранить большой процент имеющегося подроста, с высокой квалификацией рабочих, которые проводили рубки, а также с оставлением семенных деревьев сосны, что, в свою очередь, способствовало появлению последующего возобновления леса.
3. По численности подрост сосны, появившийся в сосняках черничных свежих после сплошной рубки можно охарактеризовать как редкий (объекты 5, 6), а после двухприемной равномерно-постепенной рубки - как средней густоты за счет подроста предварительного возобновления (объект 2). В сосняках вересковых (объекты 1, 4) независимо от вида проведенной рубки главного пользования отмечается наличие подроста средней густоты. В сосняке брусничном (объект 3) после сплошной рубки подрост можно охарактеризовать как густой. Это позволяет сделать вывод, что наиболее успешно естественное возобновление сосны после сплошной рубки протекает в брусничном типе леса.
4. В практических целях можно рекомендовать в сосновых древостоях, отведенных в рубку главного пользования и имеющих предварительный редкий и средний подрост (менее 8 тыс. экз./га), оставлять семенные деревья в сосняках вересковых и брусничных - 15-20 экз./га. В сосняках черничных семенники необходимо оставлять группами по 5-6 деревьев в количестве 15-25 экз./га.
5. По данным исследования в сосняках вересковых, брусничных, а также в сосняках черничных свежих, пройденных равномерно-постепенной рубкой (объек-
ты 1, 2, 3, 4), подрост распределяется по площади равномерно, в сосняках черничных свежих после сплошной рубки (объекты 5, 6) - неравномерно.
6. Коэффициент гомогенности свидетельствует о том, что распределение соснового подроста, как правило, носит случайный характер. Таким образом, для соснового подроста на сплошных вырубках независимо от типа леса характерно равномерно-случайное размещение.
7. При оставлении достаточного количества семенных деревьев и своевременной подготовке почвы в сосняках вересковых и брусничных после сплошной рубки количество появившегося подроста сосны достаточно для формирования в дальнейшем сосновых древостоев при соответствующем уходе на каждом этапе развития насаждения.
8. В сосняках черничных свежих после сплошных рубок при отсутствии предварительного возобновления, недостаточного количества обсеменителей и минерализации поверхности почвы дальнейшее возобновление сосны затруднено и требуется подсадка лесных культур.
9. Зависимость между возрастом и высотой подроста сосны, а также между численностью молодого поколения и его расположением по отношению к оставленным обсеменителям носит полиноминальный характер; между численностью и встречаемостью выражена степенным уравнением.
