Влияние интенсивности рубок ухода на лесоводственно-таксационные показатели сосняков искусственного происхождения в различных зонах поражения аэропромвыбросами

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

ВЛИЯНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ РУБОК УХОДА НА ЛЕСОВОДСТВЕННО-ТАКСАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ СОСНЯКОВ ИСКУССТВЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ В РАЗЛИЧНЫХ ЗОНАХ

поражения аэропромвыбросами

О.М. АСТАФЬЕВА, доц. каф. управления качеством УГЛТУ, канд. с.-х. наук

В промышленных регионах, в том числе на Среднем Урале, в проблеме защиты лесов важнейшее место занимает поиск путей повышения устойчивости к аэропромвыбро-сам. В условиях воздействия промышленных поллютантов роль леса как фактора стабилизации окружающей среды несомненна. Однако эти нагрузки отражаются на состоянии жизнедеятельности лесных насаждений и их устойчивости. Под влиянием аэропромвыбро-сов снижается общее биологическое разнообразие и продуктивность насаждений. Исчезают некоторые компоненты, а в ряде случаев образуются даже техногенные пустыни.

Дигрессия древостоя характеризуется его интенсивным распадом, прежде всего гибнут хвойные породы, затем лиственные. Гибель главных лесообразующих пород способствует появлению редкостойных и малопроизводительных насаждений из второстепенных пород [5], которые не обладают достаточной устойчивостью к аэропромвы-бросам.

В защите лесных насаждений от губительного воздействия аэропромвыбросов основной задачей является их сокращение путем применения безотходных технологий, устройства уловителей, фильтров и др. Однако если аэропромвыбросы прекратятся, то их отрицательное влияние будет проявляться еще долго. Так, пока выбросы продолжаются, в лесах, подверженных их воздействию, необходимо вести «индустриальное лесоводство», т.е. применять специфическую систему мероприятий, направленных на защиту лесов, сохранение и повышение их устойчивости. В настоящее время уже известны некоторые мероприятия, которые позволяют добиться защиты леса.

Одну из таких групп представляют ле-соводственные мероприятия. Прежде всего это рубки ухода. Они обеспечивают форми-

рование нужной структуры насаждений, состава, улучшение экологической среды, вызывают активизацию процессов метаболизма, увеличивают площадь питания растений, усиливают их ассимиляционный аппарат, снижают конкурентные взаимоотношения деревьев, что, в конечном итоге, приводит к усилению их роста [1].

Для оценки изменения лесоводствен-но-таксационных показателей сосняков были проведены исследования на 6 постоянных пробных площадях (ПИИ). ППП расположены в зоне влияния выбросов Первоуральско-Ревдинского промышленного узла. Согласно данным И. А. Юсупова, соотношение твердых и газообразных аэропромвыбросов СУМЗ составляет 1:13. Доля основных химических элементов, содержащихся на пылевых частицах, следующая: меди - 44,4 %, цинка - 32,4, мышьяка - 12,1 и свинца - 10,1 %. Доля основных газообразных выбросов: окислы серы - 98,0 %, окислы азота - 0,7 и фтористый водород - 1,3 %. Зонирование района исследований по отношению к источникам выбросов было выполнено ранее Б. С. Фимушиным (1988). ППП-5 расположена в зоне сильного поражения, ППП-4 - в зоне среднего поражения, ППП-3, 111111-2, ППП-1 - в зоне слабого поражения, ППП-7Р - в фоновых условиях. ППП были заложены в сосняке ягодниковом и разнотравном искусственного происхождения 29-40-летнего возраста. Замеры таксационных показателей проводились в 1993 и 2003 гг.

Нами проанализирована динамика основных таксационных показателей искусственных сосновых древостоев, пройденных рубками ухода различной интенсивности. В табл. 1 приведены данные об изменении таксационных показателей за 10-летний период на ППП-4, расположенной в зоне среднего поражения.

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2008

13

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Таблица 1

Изменение таксационных показателей за 10-летний период по элементам леса при рубках ухода различной интенсивности в сосняках зоны среднего поражения

Порода Средние Сумма площадей Запас, м3/га Густота, шт./га

высота, м диаметр, см сечений, м2/га

Контроль Секция 1

Сосна +1,3* +4,0 +7,2 +108,6 -1019

Береза +1,5 +0,2 -0,2 -1,1 -27

Рубки ухода умеренной интенсивности Секция 2

Сосна +1,4 +3,2 +10,2 +56,6 -282

Секция 3

Сосна +1,5 +3,1 +21,7 +64,3 -219

Береза +0,5 +0,6 0 0 -7

Рубки ухода умеренно-сильной интенсивности Секция 4

Сосна +1,3 +3,3 +5,1 +36,0 -660

Береза -3,6 -2,5 +0,3 +0,2 +114

* «+» - увеличение таксационного показателя, «-» - уменьшение таксационного показателя

Таблица 2

Изменение таксационных показателей за 10-летний период по элементам леса при рубках ухода различной интенсивности в сосняках зоны слабого поражения

Порода Средние Сумма площадей сечений, м2/га Запас, м3/га Густота, шт./га

высота, м диаметр, см

Рубки ухода слабой интенсивности

ППП-2,секция 2

Сосна +1,6 +3,3 +4,5 +79,8 -827

Береза +1,6 +1,7 0 +0,2 -12

Ш Ш-2, секция 3

Сосна +0,9 +2,4 +4,3 +86,6 -342

Береза +0,6 +2,6 0 -1,1 -12

Ш Ш-2, секция 4

Сосна +1,3 +2,7 +8,3 +3,7 -190

Береза +1,6 +3,8 +1,3 +8,2 -99

ШД1-1,секция 2

Сосна +1,1 +1,1 +2,8 +7,3 -770

ШД1-1,секция 3

Сосна +0,9 +2,4 +4,4 +56,5 -1205

Береза +1,6 +2,9 +1,2 +8,6 0

Рубки ухода умеренной интенсивности

ППП-3, секция 2

Сосна +1,2 +2,3 +5,9 +77,0 -164

Рубки ухода умеренно-сильной интенсивности

ППП-3, секция 3

Сосна +1,1 +3,1 +5,6 +50,9 -149

П1Д1-3, секция 4

Сосна +1,2 +3,1 +7,0 +55,7 -101

Исследования показали, что рубки ухода различной интенсивности в зоне среднего поражения оказывают влияние на таксационные показатели искусственных сосняков. Од-

нако за 10 лет состав древостоя не изменился. На всех секциях наблюдается снижение его густоты. Наибольший отпад по сосне наблюдается в контрольной секции. Показатели от-

14

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2008

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

пада на секциях, пройденных рубками ухода умеренной интенсивности, близки и варьируют от 219 до 282 экз./га. Особо следует отметить повышенный отпад на секции, пройденной рубками ухода умеренно-сильной интенсивности. Последнее свидетельствует о недопустимости увеличения интенсивности изреживания древостоев в зоне среднего поражения выше 30 % по запасу. Кроме того, на секциях 2 и 4 были проведены рубки ухода одинаковой интенсивности по густоте. При этом интенсивность изреживания по запасу на секции 4 превышала таковую на секции 2 на 9 %. Другими словами, на секции 4 в рубку назначались более крупные деревья, что привело к повышенному отпаду деревьев в первые 10 лет после рубок ухода.

В динамике такого таксационного показателя, как запас сосны обыкновенной, прослеживается следующая тенденция. При снижении густоты искусственных сосновых древостоев рубками ухода в 29-летнем возрасте до 1,8 тыс. экз./га происходит уменьшение прироста древостоев по запасу. Так, за 10-летний период после рубок ухода запас древесины в пересчете на 1 га увеличился на 36 м3, в то время как увеличение запаса на контрольной секции составило 109 м3. В результате проведения 10 лет назад прореживаний умеренносильной интенсивности произошло снижение значений средних показателей диаметра и высоты березы при увеличении количества экземпляров. Это говорит о том, что на данной секции были созданы оптимальные условия для быстрого роста подроста березы и рубки ухода такой интенсивности могут привести к смене преобладающей породы. Полученные нами данные свидетельствуют, что в зоне среднего поражения промышленными поллютантами в лесных культурах проведение прореживаний слабой и даже очень слабой интенсивности позволяет достигать лучших результатов.

Проведение прореживаний даже умеренной интенсивности, несмотря на значительное сокращение отпада, приводит к резкому сокращению прироста по запасу, который, как известно, является интегральным показателем состояния древостоев. Другими словами, в чистых искусственных сосняках зоны среднего поражения прореживания

должны заключаться в выборке отставших в росте экземпляров сосны из числа потенциального отпада. Общая интенсивность из-реживания по запасу не должна превышать 15 %. Последнее не только предотвратит снижение прироста по запасу, но и будет способствовать улучшению пожарной устойчивости формирующихся насаждений.

На Первоуральско-Ревдинском узле наибольшую площадь поражения промышленными поллютантами имеет зона слабого поражения, поэтому влияние рубок ухода на таксационные показатели сосновых древос-тоев в этой зоне представляет наибольший практический интерес (табл. 2).

В результате исследований было установлено, что в зоне слабого поражения рубки ухода интенсивностью 10-19 % по запасу оказывают влияние на состав древостоя. Так, на ППП-1, секция 3 и на 111111-2, секция 4 наблюдается снижение доли участия сосны в составе на 0,4 и 0,5 единицы, на 111111-2, секция 3 незначительное увеличение на 0,1 единицы. Уменьшение количества экземпляров сосны произошло на всех секциях, пройденных рубкой слабой интенсивности.

Чем выше первоначальная густота, тем большее количество погибших деревьев зафиксировано после рубок ухода. Так, на 111111-2 секция 4 при густоте 2,0 тыс. экз./га отпад за 10-летний период составляет 0,2 тыс. экз./га, а на ППП-1 секция 3 при густоте 4,3 тыс. экз./га количество деревьев снизилось на 1,2 тыс. экз./га. Последнее свидетельствует о том, что проведение рубок ухода ослабило остроту конкуренции между деревьями, оставленными на дальнейшее выращивание.

В изменении таких средних таксационных показателей сосны обыкновенной, как высота и диаметр, не прослеживается четкой тенденции. Прирост по высоте за 10-летний период после рубок слабой интенсивности составил от 0,9 до 1,6 м, а прирост по диаметру - от 1,1 до 3,3 см. Однако следует отметить, что на секции 2 111111-2 и секции 2 ППП-1 при одинаковой первоначальной густоте изменения по высоте и диаметру различны. Если на секции 4 ППП-2 прирост по высоте составляет 1,6 м и диаметру - 3,3 см, то на секции 2 ППП-1 - 1,1 м и 1,1 см соответственно. Это,

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2008

15

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

на наш взгляд, объясняется тем, что на 1111112 средние показатели до проведения рубок ухода были выше.

Прирост по запасу на секциях, пройденных 10 лет назад рубками ухода слабой интенсивности, варьирует в больших пределах. Максимальным увеличением запаса характеризуются секции, пройденные рубками слабой интенсивности. Минимальным приростом - секции, пройденные рубками умеренно-сильной интенсивности. Тенденция уменьшения количества деревьев после проведения рубок ухода характерна и для березы повислой. Другими словами, рубки ухода и в зоне слабого поражения не исключают отпада деревьев сосны обыкновенной и березы повислой, однако существенно снижают абсолютные показатели отпада. Средние диаметры березы повислой за 10-летний период увеличились на 1,7—3,8 см, а средние высоты - от 0,6 до 1,6 м. Достаточно высокие показатели увеличения по диаметру на секции 4 ППП-2 объясняются большим количеством отпада экземпляров с незначительным диаметром. Следует отметить уменьшение запаса березы повислой на секции 3 ППП-2 по сравнению с данными 1993 г. на 1,1 м3/га. На остальных секциях прирост по запасу составляет от 0,2 до 8,6 м3/га. При рубках

ухода умеренной и умеренно-сильной интенсивности снижение количества деревьев на 1 га значительно меньше, чем при рубках слабой интенсивности изреживания. Так, на секции 2 ППП-3, пройденной рубками ухода умеренной интенсивности, отпад сосны обыкновенной составил за 10-летний период 160 деревьев, а на секциях с умерено-сильной рубкой — 100—150 деревьев. Несмотря на то, что прирост по высоте на секциях с интенсивностью изреживания на 23—40 % ниже, чем на секциях, пройденных рубкой более слабой интенсивности, средняя высота в первом случае значительно больше. Показатели изменения среднего диаметра на участке умеренно-сильной рубки сравнимы с таковыми на секциях со слабой интенсивностью изре-живания, однако на данных секциях значение среднего диаметра также превышает средний диаметр сосны обыкновенной на секциях, пройденных рубкой слабой интенсивности. На секциях с умеренно-сильной интенсивностью увеличение запаса варьирует от 50,9 до 55,7 м3/га, что чуть ниже, чем на секции с умеренной рубкой (77,0 м3/га). Проведенные исследования показали, что в зоне слабого поражения при рубках ухода умеренной интенсивности создаются оптимальные условия роста и развития древостоя.

Т а б л и ц а 3

Изменение таксационных показателей за 10-летний период по элементам леса после рубок ухода различной интенсивности в контрольной зоне

Порода Средние Сумма площадей сечений, м2 Запас, м3 Густота, шт.

высота, м диаметр, см

Контроль

11ИП-7Р, секция 1

Сосна +1,6 +3,6 +9,1 +67,4 —261

Береза +2,0 +7,2 +2,2 +12,3 -8

Рубки ухода слабой интенсивности

11ИП-7Р, секция 2

Сосна + 1,5 +4,0 +8,7 +72,5 —295

Береза +1,3 +3,5 +1,9 +10,3 +38

Рубки ухода умеренной интенсивности

11ИП-7Р, секция 3

Сосна +1,3 +3,3 +9,3 +98,7 —218

Береза +1,4 +3,9 +0,9 +9,4 -13

П11П-7Р, секция 4

Сосна +1,2 +3,2 +7,5 +85,2 —164

Береза +1,2 +2,3 +0,5 +8,4 0

Лиственница +1,8 +6,0 —0,6 —5,1 0

16

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2008

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Для сравнения лесоводственной эффективности рубок ухода в сосняках, подверженных воздействию промышленных поллютантов, обратимся к табл. 3 в фоновых (контрольных) условиях.

Исследования показали, что в фоновых сосняках при проведении рубок ухода слабой и умеренной интенсивности наблюдается различная динамика таксационных показателей. Так, при проведении прореживания слабой интенсивности изменение средних показателей высоты и диаметра сосны обыкновенной сравнимы с таковыми на контрольной секции, а при умеренной рубке значения средних показателей меньше на 0,3-0,4 м по высоте и на 0,3-0,4 см по диаметру, чем на контроле. Следует отметить снижение густоты древостоя на всех секциях. На контроле и на секции со слабой интенсивностью рубок ухода отпад за 10-летний период после рубки наибольший и составляет 0,3 тыс. экз./га, что объясняется, на наш взгляд, более выраженными здесь процессами внутривидовой конкуренции. На секции 4 (рубки ухода умеренной интенсивности) при наименьшей первоначальной густоте лесных культур отпад составляет 0,2 тыс. экз./га.

Прирост сосны по запасу возрастает при увеличении степени изреживания. Если на контроле за 10 лет он составляет 67,4 м3/га, на секции, пройденной рубкой ухода слабой интенсивности, 72,5 м3 , то на секциях с умеренной рубкой - 85,2 и 98,7 м3 . Следует также отметить, что между секциями с умеренной интенсивностью имеются различия. При большей интенсивности изреживания по запасу изменения таксационных показателей древостоя ниже, однако средние показатели высоты и диаметра выше.

На контрольной секции наблюдается увеличение долевого участия березы повислой на 0,2 единицы состава средних показателей высоты и диаметра при снижении общего количества экземпляров. Это объясняется тем, что в данных условиях береза повислая более конкурентоспособна. При рубках ухода слабой интенсивности изреживания происходит незначительное увеличение количества экземпляров березы повислой. При рубках ухода умеренной интенсивности по запасу

наблюдается снижение общего количества экземпляров березы повислой. Показатели прироста по высоте и диаметру на данной секции выше таковых на секции со слабой интенсивностью рубки.

Интенсивность прореживаний в искусственных сосняках зоны среднего поражения должна быть слабой или очень слабой. Рубка должна проводиться по низовому методу за счет удаления отставших в росте экземпляров из числа потенциального отпада.

В зоне слабого поражения наиболее эффективно проведение прореживаний умеренной и слабой интенсивности. Рубки данной интенсивности не только в значительной степени предотвращают отпад, но и позволяют объяснить достаточно высокие темпы прироста древесины, а следовательно, повышают устойчивость древостоев.

Оптимальной в фоновых условиях является умеренно-сильная и сильная интенсивность прореживания. Последнее позволяет не только повысить пожароустойчивость искусственных сосняков ягодникового типа леса, но и увеличить, по сравнению с древостоем, не пройденным рубкой, прирост по запасу.

Рубки ухода в зоне сильного поражения не планируются из-за низкой исходной полноты древостоев. В этой зоне поражения возможны лишь выборочные санитарные рубки в целях оздоровления насаждения и повышения их устойчивости.

Библиографический список

1. Луганский, Н.А. Лесоведение / Н.А. Луганский, С.В. Залесов, В.А. Щавровский. - Екатеринбург: УГЛТА, 1996. - 373 с.

2. Подзоров, Н.В. Промышленная пыль и жизнедеятельность сосны в пригородных лесах Ленинграда / Н.В. Подзоров // Лесной журнал. - 1975.

- № 2. - С. 158-160.

3. Фимушин, Б.С. Влияние промышленных выбросов на текущий прирост сосновых насаждений / Б.С. Фимушин // Леса Урала и хозяйство в них.

- 1988. - № 14. - С. 116-122.

4. Юсупов, И.А. Состояние сосновых молодняков в условиях аэропромвыбросов / И. А. Юсупов, Н. А. Луганский, С.В. Залесов. - Екатеринбург: УГЛТА, 1999. - 185 с.

5. Woodwell G. M. Effects of polution on structure and physiology of ecosistems // Science, 1970. - V 168.

- № 3930.

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2008

17