Сравнительная производительность искусственных и естественных древостоев

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ИСКУССТВЕННЫХ И ЕСТЕСТВЕННЫХ ДРЕВОСТОЕВ

Н.А. ЛУГАНСКИЙ, проф. каф. лесоводства УГЛТУ, д-р с.-х. наук, ,

О.В. ШИПИЦИНА, асп. каф. лесоводства УГЛТУ

Восстановление леса, как известно, осуществляется двумя основными методами: естественным и искусственным. Между насаждениями различного происхождения наблюдаются значительные различия в росте и производительности. Если естественные насаждения по ходу роста древостоев и их производительности достаточно полно изучены, то в отношении искусственных насаждений этого констатировать нельзя. Особенно это касается сравнительной эффективности.

История развития лесокультурного дела на Урале большая. Первые лесные культуры здесь были созданы в 1818 г., однако до сих пор нет жесткой регламентации технологии производства лесных культур, обеспечивающих высокую лесоводственную эффективность. Практика показывает, что создаваемые в разнообразных природных условиях лесные культуры часто малоэффективны. В лучшем случае от объемов создаваемых производственных лесных культур только 50 % отвечают лесоводственным требованиям, другая часть или гибнет, или требует активной реконструкции. Поэтому анализ и оценка высокоэффективного опыта создания и выращивания лесных культур представляют большой производственный и научный интерес.

Многими исследователями предпринимались попытки установить причины различия в росте и производительности древостоев искусственного и естественного происхождения. Однако единство во взглядах не достигнуто.

Часть авторов, в частности В.И. Рубцов, считают, что строгое размещение растений по площади в лесных культурах создает для них близкие условия произрастания. Это предопределяет более активный первоначальный рост большинства растений, из которых формируется преобладание деревьев I и II классов роста. Отставшие в росте деревья активно идут в отпад. В связи с этим в искусственных древостоях формируется специфи-

ческая таксационная структура, обеспечивающая более высокие запасы древесины.

Другие исследователи - А.Н. Поляков, П.Ф. Ипатов и В.В. Успенский [10] - считают, что различия между древостоями естественного и искусственного происхождения связаны с тем, что возникновение и развитие первых происходит биогруппами при большом исходном количестве подроста. Вскоре они вступают в конкурентные отношения. Из одной части биогрупп возникает несколько перспективных деревьев, большая же часть других отпадает, а некоторые попадают в угнетенное положение. В итоге в сформировавшихся биогруппах выделяется лидер, который сохраняет свое положение при благоприятных условиях на протяжении всего онтогенеза древостоя. Густота таким путем возникших древостоев с повышением возраста уменьшается за счет убыли деревьев V и IV классов роста, число же лидеров сохраняется, а относительное их участие (доля) возрастает.

Объектом наших исследований явились насаждения искусственного и естественного происхождения Уральского учебно-опытного лесхоза Уральского государственного лесотехнического университета (УУОЛ УГЛ-ТУ). Согласно схеме лесорастительного районирования Б.П. Колесникова и др. [8], территория лесхоза отнесена к южнотаежному лесорастительному округу Зауральской холмисто-предгорной провинции Западно-Сибирской равнинной лесорастительной области, где процессы естественного возобновления хвойными породами затруднены. В связи с этим искусственное лесовосстановление здесь имеет важное лесохозяйственное значение.

Климат района исследований умеренно континентальный, с довольно продолжительной зимой и сравнительно коротким и теплым летом. Преобладают ветры юго-западного направления, которые особенно устойчивы в январе. К июлю направление ветров меняется. Повторяемость северных ветров

50

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2008

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

достигает 25-40 %. Вторжение арктических масс воздуха приводит к резким изменениям погоды. На климат области большое влияние оказывают и Уральские горы, протянувшиеся поперек движения воздушных потоков, несущих влагу с запада. Зимой холодный воздух из Арктики нередко протекает вдоль гор далеко к югу, а теплый и сухой - с юга. Такие меридиональные перемещения воздуха более заметны на восточном макросклоне Урала, особенно весной и осенью. Они вызывают неустойчивость погоды в летне-осенний период и весенние возвраты холодов [1].

По многолетним наблюдениям, среднегодовая температура воздуха + 1,2 °С, количество осадков - 465 мм.

В формировании температурного режима воздуха и на поверхности почвы большую роль играют высота и расположение местности, форма рельефа. В результате стока холодного воздуха с вершин гор и холмов в пониженные части территорий вероятность заморозков более значительна. На температурный режим почвы, помимо этого, большое влияние оказывают механический состав и тип почвы, ее влажность и состояние поверхности.

Рассматривая климатические условия района расположения лесхоза с точки зрения их влияния на рост, развитие и устойчивость лесных насаждений, следует отметить, что наиболее нежелательными климатическими факторами являются поздние весенние и ранние осенние заморозки, которые в отдельные годы повреждают молодняки. Низкая влажность воздуха в летнее время способствует повышению пожарной опасности в лесах.

В целом климат в районе расположения лесхоза благоприятен для произрастания местных древесных и кустарниковых пород, что подтверждается наличием в лесхозе сосновых и березовых древостоев средней и высокой производительности.

Восточный макросклон Среднего Урала, где находится район исследований, представлен широкой, до 100 км, холмистой равниной (Зауральский пенеплен), полого наклоненной к Западно-Сибирской равнине [3]. Она покрыта чередующимися относительно невысокими возвышенностями, вытянутыми грядами и равнинными понижениями в виде

котловин, ложбин, узких пойм и небольших речек. Возвышенности имеют мягкие очертания, вершины тупые и широкие, склоны длинные и пологие [2]. Абсолютная высота над уровнем моря до 380 м.

Почвы района исследований сложены из метаморфических, магматических, изверженных и осадочных палеозойских горных пород [7, 8]. Почвообразующими отложениями являются суглинистые элювий-делювий, тяжелосуглинистый элювий горных пород и покровные глины [4].

В районе исследований под хвойными лесами в условиях избыточного увлажнения, на равнинах преобладают подзолистые и дерново-подзолистые почвы. Особенно сильно оподзолены почвы на песках. Эти почвы бедны гумусом и имеют кислую реакцию. По механическому составу преобладают суглинистые и супесчаные почвы со значительной примесью щебня во всех горизонтах. Они обладают плодородием, достаточным для нормального роста и развития лесов средней и высокой производительности.

Для сравнительного изучения сосняков различного происхождения были подобраны наиболее производительные насаждения (табл. 1).

Древостои пробных площадей в основном произрастают по I—Ia классам бонитета. Это связано с тем, что лесные культуры создаются на участках с наиболее плодородными почвами и искусственные древостои обладают лучшими темпами роста по сравнению с естественными. Более высокую производительность искусственных древостоев в различных регионах европейской части страны отмечали А.Н. Поляков, П.Ф. Ипатов и В.В. Успенский [10], в условиях Среднего Урала - С.В. Залесов и др. [6].

Участки насаждений, подобранные нами для изучения, представлены в основном средневозрастными высокополнотными древо-стоями. Выбор данных площадей связан с тем, что на территории УУОЛ преобладают средневозрастные хвойные насаждения, занимая 40 % от покрытой лесом площади. В связи с преобладанием на территории лесхоза сосняка ягодни-кового и сосняка разнотравного исследуемые древостои были выбраны в этих типах леса.

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2008

51

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Таблица 1

Таксационная характеристика древостоев пробных площадей (ПП) в Уральском учебно-опытном лесхозе

№ ПП Тип леса Возраст, лет Состав Средняя высота, м Средний диаметр, см Класс бонитета Полнота Запас, м3/га

Сосняки естественного происхождения

1 С.яг. 42 9С1Б 15,5 13,9 I 1,19 377

2 С.яг. 44 9С1Б 17,1 20,1 I 0,85 266

3 С.яг. 45 9С1Б 12,4 12,0 III 1,12 249

4 С.яг. 52 8С2Б+Лц 18,1 14,6 II 0,87 297

5 С.яг. 72 9С1Б 21,1 21,1 II 0,98 393

Сосняки искусственного происхождения

6 С.ртр. 44 9С1Лц 20,5 18,5 Ia 1,06 429

7 С.ртр. 44 9С1Лц 21,5 19,0 Ia 0,91 374

8 С.яг. 46 8С2Лц 18,5 21,5 I 1,09 399

9 С.яг. 46 10С 18,0 21,0 I 0,95 306

10 С.ртр. 46 10С 19,8 17,7 Ia 1,08 398

11 С.яг. 49 10С 22,5 21,2 Ia 0,93 420

12 С.ртр. 49 10С 21,0 19,7 I 1,16 479

13 С.яг. 50 10С 23,0 18,0 Ia 0,98 455

14 С.яг. 50 10С 23,0 20,8 Ia 1,13 512

15 С.яг. 51 10С+Б 22,4 22,4 Ia 1,31 528

16 С.яг. 51 10С 23,5 24,3 Ia 1,29 527

17 С.яг. 52 9С1Б ед. Лц 21,5 19,0 I 1,01 425

18 С.яг. 52 10С+Б 21,5 20,0 I 1,00 424

19 С.яг. 52 10С 21,7 22,7 Ia 1,29 504

20 С.яг. 55 10С 22,5 21,3 I 1,05 481

Примечания. 1. Типы леса: С.ртр.- сосняк разнотравный; С.яг,- сосняк ягодниковый. 2. С - сосна; Лц - лиственница; Б - береза.

При изучении роста и производительности искусственных древостоев много внимания уделялось их строению по диаметру. Большинство авторов пришли к выводу, что в искусственных насаждениях дифференциация деревьев по диаметру ниже, чем в естественных [10]. Однако данной точки зрения придерживаются не все авторы. Так, исследуя сосняки Пермской области, А.В. Попова[11] установила, что в возрасте до 70 лет средние диаметры искусственных и естественных сосняков различаются незначительно. Другим важным таксационным показателем является средняя высота древостоя. Искусственные сосняки Билимбаевского лесхоза по высоте превосходят естественные в возрасте 35 лет на

11,6 %, а в 88-летнем возрасте - всего лишь на 2,2 % [5].

Основным таксационным показателем, имеющим большое практическое значение, является запас древостоя. Многие исследователи считают общепризнанным, что молодые

культуры сосны имеют более высокую производительность по сравнению с молодняками естественного происхождения. А.Н. Поляков, П.Ф. Ипатов и В.В. Успенский [10] отмечали в древостоях сосны искусственного происхождения очень высокий запас древесины по сравнению с сосняками естественного происхождения в условиях южной подзоны тайги. Данные В.И. Рубцова свидетельствуют, что культуры сосны по общей производительности насаждений в среднем превосходят естественные сосняки на 30 %.

В табл. 2 приведены сравнительные данные запасов древостоев сосны естественного и искусственного происхождения, по нашим материалам и по таблицам хода роста (ТХР), составленным С.В. Залесовым и др. [6], Д.А. Миловановичем и А.В. Тюриным. Таблицы С.В. Залесова и Д.А. Миловановича составлены для южной подзоны тайги Среднего Урала, а таблицы А.В. Тюрина являются всеобщими.

52

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2008

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Таблица 2

Сравнительные запасы естественных и искусственных древостоев сосны в УУОЛ по различным ТХР

№ ПП Тип леса Возраст, лет Запас, м3

По данным авторов По таблицам хода роста

С.В. Залесова и др., [6] Д.А. Миловановича А.В. Тюрина

Сосняки естественного происхождения

1 С.яг. 42 377 296 240 361

2 С.яг. 44 266 307 253 382

3 С.яг. 45 249 312 154 393

4 С.яг. 52 297 341 240 465

5 С.яг. 72 393 395 335 629

Сосняки искусственного происхождения

6 С.ртр. 44 429 414 253 382

7 С.ртр. 44 374 414 253 382

8 С.яг. 46 399 411 265 404

9 С.яг. 46 306 411 265 404

10 С.ртр. 46 398 430 265 404

11 С.яг. 49 420 437 284 436

12 С.ртр. 49 479 451 284 436

13 С.яг. 50 455 446 290 447

14 С.яг. 50 512 446 290 447

15 С.яг. 51 528 453 296 456

16 С.яг. 51 527 453 296 456

17 С.яг. 52 425 459 302 465

18 С.яг. 52 424 459 302 465

19 С.яг. 52 504 459 302 465

20 С.яг. 55 481 479 307 493

В некоторых случаях наши данные превышают запасы, взятые из ТХР С.В. Залесова и др. Данные различия вызваны тем, что нами изучались лесные культуры только одного лесхоза, а таблицы хода роста С.В. Залесова были составлены усредненно для всей южной подзоны тайги Урала. ТХР сомкнутых сосновых древостоев Д.А.Миловановича, разработанные по классам бонитета, хотя и относятся к южной подзоне тайги Урала, но охватывают территорию значительно севернее УУОЛ. Следовательно, производительность древостоев, использованных Д.А.Миловановичем для составления ТХР, ниже и связана она, прежде всего, с особенностями почвенно-климатических условий данного района.

Для наших условий ближе всего таблицы хода роста С.В. Залесова и др. [6] и ТХР

А.В. Тюрина.

Различия производительности естественных и искусственных древостоев объясняются тем, что, кроме лучших лесораститель-

ных условий, в варианте с искусственными древостоями на высокие запасы повлияли успешные технологии создания и выращивания лесных культур в учебно-опытном лесхозе.

Таким образом, с точки зрения производительности искусственные древостои более эффективны по сравнению с естественными. Однако при создании и выращивании лесных культур необходимо тщательно учитывать и реализовывать условия произрастания, соответствующую им древесную породу и технологии работ, т.е. следует опираться на феномен биоэкоса [9].

Библиографический список

1. Агроклиматический справочник по Свердловской области. - Л.: Гидрометеоиздат, 1962. - 162 с.

2. Арефьева, З.Н. Почвообразующие породы и почвы долины р. Тавды и Тавда-Куминского междуречья. Южнотаежные леса Западно-Сибирской равнины / З.Н. Арефьева // Тр. Института экологии растений и животных, 1972. - Вып. 83. - С.27-65.

3. Борисевич, Д.В. Рельеф и геологическое строение / Д.В. Борисевич // Урал и Предуралье. - М.: Наука, 1968. - С. 19-81.

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2008

53